AKP健食天

​​电子传输链电子传输链

我们如何发胖

这听起来很简单,通过增加脂肪细胞中的脂肪数量来发胖。*是什么促使脂肪进入脂肪细胞?胰岛素。如果脂肪细胞对胰岛素敏感,胰岛素将驱动脂肪转移到这些细胞中的过程。如果细胞是胰岛素抵抗的,那么脂肪就被拒之门外。

之前都认为胰岛素抵抗是一件坏事,对整个人体来说,肯定是这样,但是也许它是调节脂肪进入脂肪细胞的系统的一部分。从胰岛素敏感到胰岛素抵抗的转变可能是控制进入和滞留在脂肪细胞中的脂肪数量的途径。

我说的也许是因为整个想法都是假设的,而不是事实。但是潜在的生理学和生物化学令人难以置信。

如果胰岛素抵抗是网关,网关的开关是什么?可能是ROS ,代表活性氧,这是自由基的科学术语。事实证明,自由基并不被证明是怪物,至少在所有情况下都并非如此。众所周知,ROS(从现在开始我们将自由基称为ROS)是信号分子。ROS是我们免疫系统不可或缺的一部分,也是许多生理功能的贡献者。

线粒体(细胞内的香肠状细胞器负责产生生命所需能量的85%至90%)释放的ROS积累并转化为过氧化氢,然后过氧化氢(也作为信号分子)诱导该细胞胰岛素抵抗。

从线粒体中释放出刺激胰岛素抵抗的ROS是如何产生的?

下面叙述有点复杂,可以跳过不看。

生命的能量

生命的交易中介叫做三磷酸腺苷,又称ATP。维持生命所需的数十亿化学反应几乎全部都需要能量来驱动,没有ATP就不会发生。ATP就是这种能源。ATP分解并释放催化这些维持生命的反应所需的能量。由于这些化学反应不断发生,因此需要现成的ATP来源来提供所需的能量。幸运的是,身体不断在线粒体中合成ATP。实际上,身体每天都会产生大约自己体重的ATP。考虑一下。如果您重160斤,则线粒体每天每天会产生约160斤的ATP,以推动所有正在进行的化学反应。

ATP主要通过称为氧化磷酸化的过程产生。这是一个描述磷酸酯基团(特定化学结构)在二磷酸腺苷ADP分子上的加成的术语。ADP分子具有两个与之相连的磷酸基团。当第三个磷酸酯基团挂上时,ADP变为ATP,从两个到三个磷酸基团,将第三个磷酸基团连接到另外两个上的键是高能键。当该键断裂以释放能量以促进化学反应时,ATP失去磷酸基团,再次变为ADP,可以随时循环回ATP。

将第三个磷酸基团添加到ADP上使其成为ATP需要能量。这种能量从何而来?

简而言之,来自所吃食物的分解。所谓的新陈代谢破坏了食物的化学键,利用释放出的能量来驱动ADP向ATP的转化。

电子传输链,第1部分

电子传输链由五个分子复合物和一种称为CoQ对的复杂交通交换构成。这五个复合物被简单地称为复合物I,II,III,IV和V,通常用罗马数字表示(不要问原因)。它们沿着内部的线粒体膜被拉出,这非常重要,但是在逐渐理解该过程时并不那么重要,因此不再赘述。只需知道在两边都有一个膜,该膜包含复合物I至V和CoQ对。

当进食时(或当不进食并在分解储存的脂肪或储存的葡萄糖/糖原)启动的代谢过程将构成所食用食物的分子分解时,构成脂肪和脂肪的碳链糖中的氢和氧被剥夺,这些食物中存储的能量以高能电子的形式释放。这些电子被高能电子传输分子捕获,并被传送到电子传输链上。这类似于捡煤炭或木材并将其运送到熔炉进行燃烧。这些高能电子传输分子将电子转移到电子传输链的不同部分,并将其倾倒在那里。

一些特定的电子载流子将电子倾倒在复合体I中,而其他一些则将其倾倒到复合体II中。更复杂的是,一些电子载流子将电子倾倒到一种称为电子转运黄素蛋白(ETF) 的结构中(也在膜中)。ETF通常不会显示在电子传输链的图形中,但是ETF在那里并且对本文理论很重要。

然后,所有这些结构都通过CoQ对发送电子,这就是发生魔力的地方。但是在开始描述之前,先看一下该过程如何产生ATP。

倾倒到各种复合体和ETF中的高能电子最终像一个水桶队伍一样,从一个复合体到另一个复合体向下穿梭。当每个复合物将电子传递给下一个电子时,就会释放出一些能量。这种释放的能量推动了氢离子(H +)跨膜的泵送。

随着更多食物(或储存的脂肪或糖)的分解,更多的高能电子被送入复合物中并传递给生产线。因此,更多的能量将氢离子泵送到整个膜上。随着泵送的继续进行,并且氢离子在一侧增加,该侧的压力逐渐增大。(本质上说,这并不是真正的压力,就像轮胎中的气压一样,但它既是化学压力,也是电子压力。当更多的氢离子位于膜的一侧时,氢的浓度会有所不同,并且由于氢上的正电荷会导致电荷差。因此,有两种不同的力作用在膜上:一种是化学浓度,另一种是电子浓度。跨膜的压差称为化学渗透梯度,可以立即忘记这一术语。)

当跨膜的压力不相等时,就会有一种力试图使压力相等。就像在装满空气的轮胎中一样,空气要排出来与大气中的空气保持平衡,但轮胎的橡胶阻止了这种情况。如果刺破了轮胎,则空气会冲出去,直到轮胎内部的压力等于外部压力为止,这种不幸的情况称之为爆胎。

线粒体的膜上也存在相同的情况,除了像充气轮胎中的穿孔所吹出的气一样,这种压力是由氢离子穿过复合体V释放的。复合体V就像一个微型涡轮机,随着氢离子的通过,提供了转动涡轮机的能量,该涡轮机将磷酸基团添加到ADP中,将其转换为ATP,然后释放出去推动化学反应。

复合体

当身体代谢食物时(或当身体变成储备的食物时),脂肪和糖分会通过不同的途径传递。葡萄糖进入了克雷布斯(Krebs)循环,也称为TCA循环,还有其他几个名称,只是让试图学习这些的医学生感到困惑。

脂肪通过称为β-氧化的过程分解,将脂肪切成两个碳段,然后将其喂入克雷布斯循环。

当通过克雷布斯循环处理葡萄糖和脂肪时,高能电子被去除,并附着到高能电子载体上,从而被传输到电子传输链上。

葡萄糖和脂肪葡萄糖和脂肪

携带这些电子的高能量电子传输分子有两种,分别称为FADH2和NADH。这取决于在克雷布斯循环中这些电子在两个载流子中被哪个捕获时传递。对于克雷布斯循环的每一轮,使用三个NADH和一个FADH2。(NADH和FADH2是这些分子名称的缩写。出于本文目的,不用知道它们的真实名称。我已经习惯了使用这些缩写,甚至不记得真实名称,如果不去查的话。)

如上所述,β-氧化过程涉及一次清除脂肪的两个碳原子段,然后将它们送入克雷布斯循环。切碎这些脂肪的过程涉及四个步骤。在第一步期间,电子被抛出并被FADH2捕获。在第三步中,另一枚被NADH抢走。为了便于讨论,这四个步骤中的第一步很重要,因为取决于脂肪是饱和还是不饱和而变化。脂肪越不饱和,产生的FADH2越少,这对ROS的产生至关重要,而ROS决定了胰岛素抵抗的程度。最终决定了脂肪细胞中储存的脂肪量。

为什么在β-氧化的第一步中,不饱和脂肪中抛出的电子更少,需要携带的FADH2更少?因为在第一步中,双键被插入经过该过程的饱和脂肪中。(请参见下图中的红色圆圈。)这种双键加成剥离了一个电子,该电子被FADH2捕获并转移至电子传输链中的ETF。与饱和脂肪不同,不饱和脂肪已经具有一个或多个双键,因此基本上错过了这一步骤,并不会释放出高能电子。与相同长度的饱和脂肪相比,对于不饱和脂肪中的每个双键,释放的电子少,FADH2的发送少。因此,脂肪的不饱和度越大,FADH2产生的差异就越大。

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回到有关电子传输链时,请记住这一点。

电子运输链,第2部分

电子传输链中的第一个复合物是复合物I。NADH从β-氧化反应中脱离,克雷布斯循环通过复合物I进入电子传输链。FADH2通过两种不同的途径进入。在克雷布斯循环中产生的FADH2通过复合物II进入,后者实际上是驻留在膜中的克雷布斯循环的一部分。β氧化产生的FADH2通过ETF进入,ETF也嵌入膜中。 这是理解饱和脂肪与不饱和脂肪对胰岛素抵抗发展的区别之间的关键步骤。 这就是原因。

配合物I,配合物II和ETF都将其电子馈入CoQ对。经过辅酶Q耦合后,电子被传递到复合物III,然后电子被复合物IV转移,并在整个过程中将氢离子H +泵送穿过膜。最终的复合物Complex V(也称为ATP合酶,只是为了使事情复杂),就是上述涡轮机当H +回流时会搅出ATP均衡膜两侧的“压力”。

电子运输链电子运输链

由于电子从多个方向(复合I、复合II和ETF)进入CoQ耦合,因此就像街道的十字路口。如果交通顺畅,那么通过十字路口的每个人几乎都不会耽搁。但是,如果在一个周末之前星期五高峰时间,则流量可能会增加,并且可能需要很长时间才能通过。

我们都有过在某个地方开车实现交通流量疏导的经验,大多数汽车驾驶员会耐心等待,沿着漫长的排队路段向前驶去,直到通过十字路口并驶向目的地为止。但是,在这种情况下,总会有急躁的驾驶员厌倦了等待,比如说退出排队队伍,掉头转弯,以相反的方式向后行驶,以找到一条更快的路线。

电子通过辅酶Q对被备份时也会发生同样情况,其中大多数进入复合物III,但是如果电子通信量足够拥堵,其中一些会转弯并向后返回复合物I。发生这种情况时,从逻辑上讲,这称为反向电子传输(RET ),这是本文假设的主要部分。

当电子在复合物I中向后移动时,复合物I会将其作为自由基ROS释放。

反向电子传输反向电子传输

然后这些ROS发出信号,表明细胞已满(考虑到CoQ Couple被电子传输阻塞,这是有道理的。ROS最终以过氧化氢的形式出现,增加了局部胰岛素抵抗,从而使脂肪和葡萄糖不进入。)回到本文前面的地方。

所以…

最终导致CoQ对阻塞的电子由FADH2携带,FADH2来自脂肪通过ETF的β-氧化。FADH2越多,电子越多,意味着交通拥堵。通过RET通过复合体1向后驱动电子,并以ROS的形式将其弹出,从而驱动局部胰岛素抵抗,防止更多的脂肪进入脂肪细胞。

是什么通过ETF驱动更多的FADH2?饱和脂肪。

什么驱动较少?多不饱和脂肪(PUFA普发)。

为什么这些有关系?这是发胖假说的核心问题。

如果您想阻止脂肪细胞膨胀到一定水平以上,希望自己不与脂肪一起膨胀(即发胖),那么您想阻止脂肪进入脂肪细胞。这是局部胰岛素抵抗的作用。而这种局部胰岛素抵抗是由FADH2驱动的。什么使FADH2含量更高?饱和脂肪。什么使之少?普发。

肥胖病流行

几十年来,美国的肥胖水平一直保持在相当水平。大约在1980年,肥胖率突然开始上升。从那以后一直没有停止上升。

发生了什么?

从各种人们那里获得各种答案。如果查看统计信息,会发现人均每天的热量摄入量增加了约240-250卡。如果您其分解,然后查看热量增加的宏量营养素含量,就会发现蛋白质增加了一点点,脂肪增加了一点,热量增加的大部分来自碳水化合物。

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因此会得出答案。更多的碳水使人更加肥胖。似乎很合逻辑,但是…

为什么?

不能仅仅说吃更多的碳水使人发胖。理性要求我们问一个问题:为什么?为什么经过数十年持续的碳水化合物摄入,突然在1980年开始进食更多碳水?

碳水在1980年突然变得更美味吗?零食和垃圾食品是在1980年首次出现的吗?人们是在1980年自发地开始用碳水填充脸面吗?还是发生了其他事情?

来看看蛋白质的摄入量。略有上升,但质量并未真正改变。

脂肪呢?

自1980年以来,脂肪的摄入量有所增加。如果看一下从1980年开始所吃的脂肪类型的变化,就会发现巨大的差异。尽管总脂肪变化不大,但饮食中普发的数量猛增,饱和脂肪的数量却下降了。

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因此,也许脂肪的种类与之有关。我早期的假设是,普发某种程度上推动了肥胖的增加,而饱和脂肪摄入量的下降可能是造成肥胖的原因。

换句话说,普发可能正在推动肥胖流行,而饱和脂肪却可以起到保护作用。因此,我开始寻找可以解释这一点的生化或生理机制。

我遇到了彼得·杜波罗米斯基的工作(请参阅他的Hyperlipid超脂博客中的Proton质子系列文章),他追溯了脂肪代谢的基本生物化学,注意到饱和脂肪增加了FADH2的产生,而普发减少了它的产生。因此,两者的比率FADH2 / NADH比率可以作为控制脂肪存储的开关。随着比率的增加(FADH2与NADH的比率增加),脂肪的储存量下降。

如果这是真的,那么这将有助于解释自1980年左右以来肥胖症的大幅增加。自那时以来,由于人们普遍担心饱和脂肪,所有人都一直在减少饱和脂肪并用普发代替它。

通过倡导以主要以工业种子油的形式提供的普发代替饱和脂肪(已经食用了数千年),试图降低心脏病的发病率,这是一种误导性的尝试,营养界无意间为人们处于大规模肥胖流行之中。

普发含量高的饮食会通过减少FADH2的产生而抑制RET的发生率,从而使脂肪细胞继续摄取超过特定设定点的热量。添加饱和脂肪会增加RET,表明脂肪细胞已满。

当脂肪细胞开放用于填充时,脂肪和葡萄糖都会进入。由于普发带来了这种情况,普发最终成为增压碳水,因为普发继续像葡萄糖一样泛滥到脂肪细胞中,但是数量超过了葡萄糖的两倍每克热量。

可以解释很多。

在结束之前,我想提出一个实验。也许有人在与人联系以顺利进行实验。

麦当劳薯条麦当劳薯条

早在动物来源的所有食物都可以食用之前,麦当劳的炸薯条是用牛油烹制的。自从CSPI和其他一群机灵的玩意儿落在他们身上之后,他们就改用植物油烹饪薯条了。植物油的风味不同于牛油,所以他们必须做各种食品技术/巫术才能使之味道相同。有些人仍然认为口味不一样。听听Malcolm Gladwell的播客,他用老方法做了一些麦当劳的薯条。

植物油主要是普发,而牛油则主要是饱和脂肪和单不饱和脂肪,很少量普发。

举例来说,如果可以招募30名同意吃麦当劳薯条直到吃饱的人,那么可以做一个不错的研究。用作自己的对照分析。将他们随机分为两组。一组将吃用植物油炸至完全的麦当劳薯条,而另一组将吃用牛油炸的薯条。测量每个组中吃的炸薯条的数量并记录下来。然后几周后,反转一下。那些第一次吃牛油炸薯条的人,会一直吃到植物油炸的吃饱为止。反之亦然。

如果此FADH2 / NADH比率假设成立,则可以预期受试者会少吃用牛油炸薯条,而会吃更多用植物油炸的薯条。

任何读者可以与麦当劳联系,他们可以帮助我们吗?我将全力以赴监督实验。

在下一篇文章中,我将介绍一个对自己进行此实验的人,并告之结果,提供许多链接,可以通过这些学习更多信息,甚至可以自己尝试。

*脂肪量也可以通过增加脂肪细胞的数量来增加,但是我现在不想使这个问题复杂化。已经足够复杂了。

万一觉得还不够用,下面有一些参考资料可供参考。最后,如果向下滚动参考文献,将找到一种方法,以获得我认为这些论文中最好的三篇。

引文:

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https://proteinpower.com/a-new-hypothesis-of-obesity/

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Michael和Mary Dan Eades 是医生,在过去的几十年中,在健康,营养和运动领域撰写了14本书,其中包括《纽约时报》 的畅销书《 蛋白质力量 Protein Power》 (1996)及其后续 著作 。 《Protein Power LifePlan》 (2000)列出了原始生活方式的首批营养概念之一。

迈克尔・伊兹医生 出生于密苏里州的斯普林菲尔德,并在密苏里州、密歇根州和加利福尼亚州接受教育。他在加利福尼亚州立理工大学获得了工程学学士学位,并在阿肯色大学获得了医学学位。在完成医学和研究生培训后,他和妻子玛丽·丹在阿肯色州中部建立了Medi-Stat医疗诊所,这是一家由门诊服务的家庭连锁诊所。自1986年以来,迈克尔・伊兹医生一直从事减肥、营养和代谢医学的全职实践。

玛丽·丹·伊兹医生 出生于阿肯色州的温泉城,并以优异的成绩从阿肯色大学获得了生物学和化学学士学位。在阿肯色大学获得医学学位后,她和丈夫一直在私人诊所工作,专门从事减肥和营养医学方面的临床工作,获得治疗六千多人的高血压、糖尿病、胆固醇升高的第一手经验和甘油三酸酯,以及肥胖者的营养方案。

从1997年到2005年,伊兹医生夫妇成为电视观众熟悉节目嘉宾,这是因为有两次非常成功的信息电视节目,第一个节目基于其Protein Power的营养策略,第二个节目基于他们为减肥而开发的营养补剂Metabosol,他们开发并共同参与26集PBS电视烹饪节目《 低碳CookwoRx》主持人。

伊兹医生夫妇曾在全国数百个广播电视节目中担任营养专家嘉宾,包括FOX,NBC,ABC,CBS,CNN和MSNBC的国家部分。他们继续在医学和科学会议上向公众和各种非专业组织发表有关饮食与健康,运动以及低碳水饮食和原始饮食益处的演讲。他们目前在编写计划于2020年出版的第15本书《蛋白质能量2.0》。

伊兹医生夫妇有3个儿子和4个孙子,目前从事代谢和营养医学的写作,演讲和研究。


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