ระบบเผาผลาญในร่างกาย

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 12 มกราคมในCommunications Biologyทีมที่นำโดยนักวิจัยของมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ค้นพบว่าเซลล์ของมนุษย์ที่มีไมโตคอนเดรียบกพร่องจะตอบสนองด้วยการเข้าเกียร์ที่สูงขึ้นและใช้พลังงานมากขึ้น แม้ว่าการปรับตัวนี้ – เรียกว่าไฮเปอร์เมทาบอลิซึม – ช่วยเพิ่มการอยู่รอดของเซลล์ในระยะสั้น แต่ก็มีค่าใช้จ่ายสูง นั่นคืออัตราที่เซลล์มีอายุเพิ่มขึ้นอย่างมาก "การค้นพบนี้ทำขึ้นในเซลล์จากผู้ป่วยที่เป็นโรคเกี่ยวกับไมโทคอนเดรียที่หาได้ยาก แต่พวกมันก็อาจมีความเกี่ยวข้องกับสภาวะอื่นๆ ที่ส่งผลต่อไมโทคอนเดรีย เช่น โรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท ภาวะการอักเสบ และการติดเชื้อ" นักวิจัยหลัก Martin Picard, PhD, รองศาสตราจารย์ด้านพฤติกรรมกล่าว ยา (ในจิตเวชศาสตร์และประสาทวิทยา) ที่วิทยาลัยแพทย์และศัลยแพทย์มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย Vagelos อาจเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เซลล์ส่วนใหญ่เสื่อมสภาพเมื่อเราอายุมากขึ้น" เซลล์ไฮเปอร์เมทาบอลิซึมแก่เร็วขึ้น โดยทั่วไปสันนิษฐานว่าข้อบกพร่องของไมโทคอนเดรีย (ซึ่งทำให้การเปลี่ยนแหล่งอาหารเป็นพลังงานที่นำไปใช้ได้บกพร่อง) จะบังคับให้เซลล์ชะลออัตราการ เผาผลาญ เพื่อพยายามประหยัดพลังงาน อย่างไรก็ตาม จากการวิเคราะห์กิจกรรมเมแทบอลิซึมและการใช้พลังงานในเซลล์จากผู้ป่วยโรคไมโทคอนเดรีย นักวิจัยพบว่าเซลล์ที่มีไมโตคอนเดรียบกพร่องจะต้องใช้พลังงานเพิ่มเป็นสองเท่า นอกจากนี้ การวิเคราะห์ข้อมูลจากผู้ป่วยหลายร้อยรายที่มีโรคไมโทคอนเดรียที่แตกต่างกัน แสดงให้เห็นว่าความบกพร่องของไมโทคอนเดรียยังเพิ่มค่าพลังชีวิตในระดับร่างกายทั้งหมด แม้ว่าการเพิ่มพลังงานนี้จะช่วยให้เซลล์ทำงาน แต่ยังทำให้เทโลเมียร์ของเซลล์ลดลง (ฝาครอบที่ปกป้องส่วนปลายของโครโมโซมของเรา) และกระตุ้นการตอบสนองต่อความเครียดและการอักเสบ ผลสุทธิช่วยเร่งอายุทางชีวภาพ Gabriel Sturm นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและผู้เขียนนำเรื่อง “เมื่อเซลล์ใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อสร้างโปรตีนและสารอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการอยู่รอดในระยะสั้น พวกมันมีแนวโน้มที่จะขโมยทรัพยากรจากกระบวนการที่รับประกันการอยู่รอดในระยะยาว เช่น การรักษาเทโลเมียร์” การศึกษาครั้งนี้ Hypermetabolism ความเหนื่อยล้า และความชรา ภาวะไขมันในเลือดสูงนี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมคนที่เป็นโรคเกี่ยวกับไมโทคอนเดรียจึงมีอาการเหนื่อยล้าและแพ้การออกกำลังกาย รวมถึงอาการอื่นๆ "เพื่อชดเชยการใช้พลังงานส่วนเกินในเซลล์ของคุณ ร่างกายของคุณจะ 'บอก' ให้คุณไม่ต้องออกแรงมากเกินไปเพื่อประหยัดพลังงาน เราน่าจะเห็นไดนามิกแบบเดียวกับที่คนอายุมากขึ้นและความมีชีวิตชีวาลดลง" Picard กล่าว การศึกษาไม่ได้ชี้ให้เห็นถึงวิธีการรักษาใหม่ๆ สำหรับผู้ป่วยโรคไมโทคอนเดรีย ซึ่งปัจจุบันไม่สามารถรักษาได้ แต่เป็นการตอกย้ำคำแนะนำในปัจจุบันสำหรับผู้ป่วยให้เคลื่อนไหวมากขึ้น "นั่นอาจดูขัดกับสัญชาตญาณ เนื่องจากหากคุณเคลื่อนไหวมากขึ้น คุณจะใช้พลังงานมากขึ้นและอาจทำให้อาการแย่ลง" Sturm กล่าว "แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าการออกกำลังกายช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของร่างกาย ตัวอย่างเช่น บุคคลที่วิ่งจะใช้พลังงานน้อยกว่าเพื่อรักษากระบวนการทางร่างกายขั้นพื้นฐานมากกว่าคนที่ไม่ได้เคลื่อนไหวร่างกาย" การปรับปรุงประสิทธิภาพของสิ่งมีชีวิต ซึ่งจะลดการใช้พลังงานในเซลล์และปรับปรุงความเหนื่อยล้าและอาการอื่นๆ อาจอธิบายประโยชน์ต่อสุขภาพของการออกกำลังกายได้บางส่วนในผู้ป่วยโรคไมโทคอนเดรียและผู้ที่มีสุขภาพแข็งแรง ในการค้นหาวิธีการรักษาแบบใหม่สำหรับโรคไมโตคอนเดรีย นักวิจัยควรมุ่งเน้นไปที่ภาวะเมแทบอลิซึมมากเกินไป Picard กล่าว "แม้ว่าข้อบกพร่องของไมโทคอนเดรียจะทำให้ความสามารถของเซลล์ในการผลิตพลังงานลดลง แต่การขาดพลังงานอาจไม่ใช่ตัวการหลักที่ทำให้เกิดโรค การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องเหล่านี้เพิ่มการใช้พลังงาน ในการขยับเข็มเพื่อการรักษา เราอาจต้องกำหนดเป้าหมายที่ภาวะเมแทบอลิซึมมากเกินไป เราต้องการการวิจัยเพิ่มเติม จะได้รู้ว่ามันจะได้ผลหรือเปล่า" Hypermetabolism ยังพบได้บ่อยในโรคอื่นๆ หากการใช้พลังงานของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นมีบทบาทเชิงสาเหตุในการขับเคลื่อนกระบวนการชรา การกำหนดเป้าหมายที่ระบบเผาผลาญมากเกินไปอาจเป็นวิธีที่จะปรับปรุงความเหนื่อยล้า ปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้คน หรือแม้กระทั่งเพื่อชะลอความชราทางชีวภาพ