Placebo och löpning

Att tro är viktigt. Tron kan förflytta berg, står det i Bibeln. Om jag vore en bokstavstroende fundamentalist, kanske jag skulle tro att det verkligen gick att flytta på ett berg genom att tro på det. Men jag är inte fundamentalist, utan läser påståendet i Bibeln som en metafor. Den som tror på sig själv, klarar mycket mer än den som inte tror på sig själv. Det är självklart. Det är tron som spänner bågen det lilla extra, så att man kommer längre. Tron kan inte förflytta ett berg eller flytta berget till mig, men jag kan förflytta mig över ett berg och då måste jag tro att jag klarar det. 

Det är ett välkänt faktum att det faktiskt räcker med att man tror att man blir bättre och friskare, för att bli bättre och friskare. Det som med andra ord kallas placeboeffekten. Det är t ex svårt att veta om idrottsmän som dopar sig blir bättre p g a preparaten, eller om det är tron att de ska bli bättre, som gör dem bättre. Det gäller inte bara dopning utan allt som sägs förbättra prestationen. Enligt idrottsprofessorn Tim Noakes är nyttan med t ex höghöjdsträning beroende på om man tror på det eller inte. Om man inte tror att hög höjd förbättrar prestationen, så bör man kasta pengarna på något annat, enligt honom.

Bloddopad med saltvattenI en ny studie bekräftas att tro på bloddopningens effekter är tillräckligt för att springa snabbare. I studien, som kommer att publiceras i Medicine & Science in Sports & Exercise, såg man att löpare som trodde att de fått EPO - ett känt prestationshöjande preparat i dopningsammanhang - förbättrade sina tider på 3000 meter med tio sekunder. 

I studien ingick 15 löpare som i snitt sprang 10 kilometer på 39:15. Under några veckor tävlade de i flera 3000-meterslopp. Under en av dessa veckor fick löparna injicera ett ämne som kallades OxyRBX, vilket sades innehålla små mängder av EPO. Det var dock en listig lögn. OxyRBX bestod i själva verket av salt och vatten. När löparna injicerat OxyRBX i en vecka, sänkte de sina kilometertider i snitt med över 3 sekunder. Det är 30 sekunder på 10 kilometer. Denna förbättring på 1,2 procent är statistiskt signifikant, fysiologiskt relevant och betydelsefull inom idrott, skriver forskarna. Det är skillnaden mellan guld och en fjärdeplats i många 3000-meterslopp.

Hjärnan är både steget före och långt efterVad gör placebo så verksamt i idrottssammanhang? Förmodligen beror det på en kombination av förväntningar och klassisk betingning. De flesta löpare och skidåkare förväntar sig att EPO eller höghöjdsträning förbättrar deras aeroba kapacitet, medan betingning handlar om fysiska reaktioner på vissa associationer. Det senare har man sett när patienter som upplevde smärtlindring genom att ta en viss medicin, kände sig bättre även när de tog placebo och var medvetna om att det rörde sig om placebo.

Eftersom injektioner ger en starkare placeboeffekt än piller, injicerades OxyRBX i löparna. Det visade sig också att de löpare som förväntade sig att OxyRBX skulle förbättra prestationen och förstod hur EPO fungerade, sprang bättre jämfört med de som var skeptiska.

Efteråt kände sig löparna säkert lurade. Man vill inte tro att tro är så viktigt. Men faktum är att de sedan visste att de kunde springa fortare än de tidigare trott att de kunnat. De behövde inte EPO, det räckte med att förvänta sig lite extra. Deras förväntningar på och uppfattningar om sig själva hade därmed förändrats i grunden. Placeboeffekten fick dem att höja ribban och dra fram resurser som redan fanns djupt därinne i organismen. Tron trollar inte fram muskler ur tomma hattar, utan drar upp dem från kroppens skrymslen och vrår.

Hjärnan försöker alltid ligga steget före och gissar vad som ska hända. När vi medvetet upplever något har det redan hänt några tiondelar tidigare och hjärnan måste därför hela tiden dra förhastade slutsatser, och därför förutser den följaktligen också effekterna av olika preparat.

Ordets maktEn bra coach tror på sin löpare och får löparen att tro att han eller hon är så bra som coachen tror. Bara genom att tro sig vara snabbare kan en löpare bli snabbare, och det är tro som driver oss själva mot våra gränser. En coach ska inte ge sken av att ge sina löpare doping, det vore oetiskt. Men de ska injicera uppmuntrande ord in i hörselgången direkt in i hjärnan på sina idrottare. I experiment har man sett att subliminala drivande ord (action, go, energy) förbättrade cykelresultat med 17 % jämfört med passiviserande ord (stop, sleep, tired). Det är alltså viktigt att tänka positivt och rabbla mantran, men det kanske är ännu viktigare att ha en bra coach som ser potentialen och får löparen att tro på det coachen säger och därmed tro på sig själv och överträffa sig själv. Det är lättare att tro på sig själv, om andra också gör det. Så tro på andra, såsom du vill att andra ska tro på dig själv, skulle det också kunna stå i Bibeln.

forts på Runners World

Följ med till nya bloggen!

Från och med nu bloggar jag på Hjärnfysikbloggen på Runners world. Jag länkar inläggen härifrån så att ingen ska missa dem. Det är en ny plattform och en del att lära, men tanken är att jag ska fortsätta att blogga som jag gjort här på min egen blogspot. Hjärnfysik kommer att leva vidare och vi får se vad som händer med den.

Hjärnfysikbloggen

Jag trodde jag kom på ordet hjärnfysik, men när jag googlade verkar det användas i betydelsen att något inte är så svårt att begripa - ”det är inte hjärnfysik”. Det kanske är stockholmsslang? Jag vet inte. Syftet med min blogg är ju också att det inte ska vara svårt utan enkelt, så namnet blev ganska bra. Jag försöker förenkla det svåra och många gillar det, även om jag hört en del grymtningar på nära håll när jag skriver om hemoglobin och går för djupt in i saker som om det skulle vara intressant:) Jag förstår att man inte tycker att ett protein kan vara intressant, men jag gillar verkligen att förstå hur allt hänger ihop och jag vill förmedla den kunskapsglädjen och nyfikenheten till alla som vill läsa och lyssna och många av de som läser min blogg gör förmodligen det av den anledningen.

Jag har även kommit ut på twitter och instagram. Jag känner mig inte så hemma i de medierna än men håller på att lära mig:)

Epigenetisk löpning

Det är ett känt faktum att regelbunden träning förbättrar hälsa, livskvalitet och livslängd. Det bildas nya blodkärl och mitokondrier i skelettmuskulatur, hjärna och hjärta. Blodtrycket förbättras och de substanser som driver inflammationer blir mindre aktiva. Mekanismerna bakom dessa förändringar kan kartläggas på flera nivåer. Det beror på vilket perspektiv man anlägger. I botten ligger dock generna. De är vårt arv och vårt öde.

På senare tid har intresset ökat för epigenetik. Epigenetik är den del av genetiken som handlar om hur DNA läses av, och hur DNA uttrycks. Det är ett hett forskningsområde som visar att generna kan programmeras om och överrösta det DNA som ärvts från föräldrarna. DNA och gener är hårdvara, medan epigenetiken kan ses som mjukvara.

Epigenetik är hett just nu.

Forskare vid Karolinska Institutet, under ledning av Professor Carl Johan Sundberg, har under det senaste året studerat hur regelbunden träning påverkar musklernas epigenetik. Det vill säga: blir det lättare att träna en muskel om den har varit tränad förut? Bär den på någon form av molekylärt minne, även när de synliga spåren av en tidigare träning försvunnit?

För att ta reda på detta lät forskarna 23 personer cykla med ena benet 45 minuter per träningspass, fyra gånger i veckan under tre månader. Det otränade benet fungerade som kontrollgrupp. Prestanda mättes i båda benen före och efter träning. Detta pågick under tre månader. Ett år senare kom försökspersonerna tillbaka och tränade båda benen. Därefter analyserades allt data. I slutet av 2014 publicerades resultatet i tidningen Epigenetics. Slutsatsen av studien är att uthållighetsträning som pågår under en längre tid orsakar varaktiga epigenetiska förändringar i musklerna. Forskarna har också kunnat se starka samband mellan dessa förändringar och aktiviteten hos gener som styr förbättrad ämnesomsättning och inflammation. Resultaten kan ha betydelse för framtida behandling av hjärtkärlsjukdom, diabetes och fetma.

Vad vi äter och dricker påverkar oss på djupet
Experiment på möss visar hur viktig mammans kost är för att utforma generna hos sin avkomma. Alla däggdjur har en gen som kallas agouti. När en mus har en muterad agouti-gen som är ometylerad, är dess päls gul och mössen är överviktiga och benägna att drabbas av diabetes och cancer. När agoutigenen metyleras (metylgrupper fästs vid DNA), är pälsen brun och musen frisk. Den feta gula musen och den smala musen är nästan identiska, bortsett från att en enda gen uttrycks på olika sätt.

När forskarna gav gravida gula möss en metylrik kost, blev de flesta musbarnen bruna och friska. Dessa resultat visar att miljön i livmodern påverkar hälsan in i vuxenlivet. Med andra ord bestäms hälsan inte bara av vad vi äter, utan också vad våra föräldrar åt.

Lika som tvillingar förutom att en enda gen uttrycks annorlunda.

Maten programmerar våra celler. Dricker man mycket alkohol, stimuleras ”alkoholgenerna” och man blir bättre på att dricka alkohol. Springer man mycket, programmerar man cellerna så att man blir bättre på att springa.

Strider epigenetiken mot Darwins utvecklingslära?
Epigenetik kan enkelt beskrivas som tillfälliga biokemiska förändringar i genomet, som orsakas av olika former av miljöpåverkan. De kan föras vidare till barn och barnbarn, men lämnar inga spår i DNA. När Darwin kom med sin evolutionsteori, förkastades Lamarcks teori om att förvärvade egenskaper ärvs, t ex att orsaken till att giraffer fick längre halsar var att de sträckte sina halsar och överförde dessa utsträckta halsar till avkomman. Darwin visade att det var slump och naturligt urval som gav girafferna långa halsar. När man sedan återupptäckte hur gener fungerar, skapades en syntes: neodarwinismen. Den har varit en av de mest framgångsrika teorierna under de senaste 100 åren.

En del menar att epigenetik står i strid med neodarwinismen, men det är ett missförstånd. Det är fortfarande slump och naturlig urval som via gener styr evolutionen. Epigenetiken betonar att genernas uttryck kontrolleras, men det är ganska självklart - alternativet vore ju att varje cell i kroppen spottade ut samtliga 21 000 proteiner som generna kodar för dynget runt.

Ungefär så här fungerar det
Föreställ dig en grupp stenåldersmänniskor som levde på bakhållsjakt. En plötslig klimatförändring gjorde att träden försvann, vilket tvingade människorna att springa efter byten. Det ledde till epigenetiska förändringar som gjorde att människorna blev bättre på att springa. Dessa uttryck ärvdes av barnen som dessutom lärde sig springa från unga år. Dessa förbättringar fanns inte kodade i DNA, så skulle de sluta springa skulle förmågan att springa upphöra. Så sker plötsligt en mutation hos en människa som gör henne bättre på att springa. Hennes barn blir bättre än de andra och de hittar mer mat och får fler friska barn än övriga. Om denna mutation ägt rum i skogen hade mutationen kanske minskat chansen att överleva. Kanske man kan se det som att de bästa epigenetiska uttrycken har en större chans att tillgodogöra sig denna mutation, eftersom de kortsiktigt överlevt bäst på savannen. Men det strider inte mot evolutionsteorin och det handlar inte om Lamarckism.

Videon nedan sammanfattar epigenetiken väldigt bra.

Livet är en pjäs berättad av en dåre
Får några år sedan såg vi en pjäs av Shakespeare i regi av Lars Norén. Pjäsen utspelade sig på en utomhusteater på Gotland. Den var underhållande och modern. Det var Shakespeares pjäs, men den var mycket olik den ursprungliga uppsättningen för drygt 400 år sedan. En pjäs kan spelas och tolkas på olika sätt, men själva stommen - dess DNA - är densamma. Det är uttrycket som skiljer de olika uppsättningarna åt.

På samma sätt har vi en stomme av DNA som bygger upp våra kroppar och styr vårt beteende. Men vi är inte fastkedjade, vi kan uttrycka vårt öde på olika sätt. Jag kan inte springa lika snabbt som Usain Bolt eller hoppa två meter, men jag kan springa och äta mina grönsaker och därmed påverka epigenetikens mekanismer så att dåliga delar av mitt DNA tystas ner och goda delar väcks upp. Det är otroligt och stort för mig och kanske påverkar de val jag gör mina barn och barnbarn, men i det stora hela är det slumpen som råder.

En skugga blott, som går och går, är livet; 

En stackars skådespelare som larmar 

Och gör sig till en timmas tid på scenen 

Och sedan ej hörs av. Det är en saga, 

Berättad av en dåre; låter stort, 

Betyder intet.

(Shakespeares Macbeth (akt 5:5))

Springer mest
Jag halkade för några veckor sedan då jag var ute och sprang med mina ganska nedslitna icebugs. Jag tog emot mig med högerhanden som fick sig en smäll. Så det gör lite ont med hårdhänt stakning och jag har nog inte åkt så här lite skidor på 7 år. Om fem veckor är det dags för den årliga Stafettvasan och jag måste hinna med några mil till dess.

Det har blivit mycket löpning istället. Jag springer nästan varje lunch. Ibland efter Selångersån och ibland runt Sidsjön. Idag åkte jag dock några varv runt Högslätten efter jag kommit hem. Det kändes bättre än senast, kanske jag aktiverade några slumrande gener också.

Multitasking tar död på hjärnan

En ny studie visar att vi försämrar hjärnan mer än man tidigare trott genom att göra flera saker samtidigt. Vi blir inte bättre, utan sämre på att göra mycket samtidigt, ju mer vi gör det. Det kan t o m vara så att multitasking (ägna sig åt simultana aktiviteter) ger bestående skador på hjärnan.

Den nya studien, som kommer från Stanford University, fann att de som ofta multitaskar och som var övertygade om att det verkligen gjorde dem effektivare, var sämre på att göra flera saker samtidigt än när de som helst gör en sak i taget, försökte göra flera saker samtidigt. Multitaskarna hade mer problem att organisera sina tankar och filtrera bort irrelevant information, och de växlade långsammare från den ena uppgiften till den andra.

En studie vid University of London fann att deltagare som mulitaskade samtidigt som de gjorde kognitiva uppgifter sänkte sitt IQ motsvarande 15 poäng, ungefär lika mycket som man tappar efter att ha rökt marijuana eller varit vaken en hel natt. Så om man mailar under ett möte, är det som att maila under rus.

Tidigare har man trott att den kognitiva nedgången som följer på multitasking var tillfällig, men i en studie från University of Sussex i Storbritannien, jämförde man samband mellan den tid som personer multitaskar och hur hjärnorna såg ut. De fann att frekventa multitaskare hade mindre hjärntäthet i främre cingulum cortex, en region med ansvar för empati samt kognitiv och emotionell kontroll.

Det tycks alltså som multitasking saktar ner oss och gör oss sämre på arbetet. Det försämrar koncentration, organisation, och uppmärksamhet på detaljer. Multitasking under möten och andra sociala tillställningar tyder på låg social kompetens och självmedvetenhet, två viktiga aspekter av emotionell intelligens som är avgörande för framgång i arbetet.

Så varje gång du gör flera saker samtidigt skadar du inte bara din prestation i ögonblicket; du kan mycket väl vara på väg att skada ett område av hjärnan som är avgörande för din framtida framgång på jobbet.

Enligt olika undersökningar använder vi omkring 5-10 timmar om dagen till olika medier. För att få tiden att räcka till använder vi ofta olika medier samtidigt: vi skickar sms medan vi ser på tv eller sitter på möten, vi twittrar samtidigt som vi pratar i telefon. Ju fler typer av medier, desto mer multitaskar vi. Tiden är dock en naturkonstant, den är alltid 24 timmar per dygn. Vi kan inte lura tiden genom att klämma in mer saker i den. Vi kan bara göra en sak i taget.

Hur fungerar hjärnan vid multitasking?
Att sitta med två telefoner i örat ser effektivt ut, men är i själva verket ineffektivt. Hjärnan måste hela tiden byta mellan att uppmärksamma den ena telefonen och sedan den andra och varje byte kostar tid. Uppmärksamhet är ungefär som en ficklampa som bara kan riktas mot en sak i taget. Att multitaska blir då att flacka fram och tillbaka med ljuskäglan och man ser mycket sämre.

Säg att du ska sätta dig och köra bil. Då laddas först hjärnan med instruktioner om att köra bil. Det sker i två steg: Först en kallstart där blod strömmar in i hjärnan med en uppmaning om att skifta fokus från det du nyss sysslade med till bilkörning. Sedan skickas en söksignal ut efter en uppsättning bilkörningsregler som sedan kan laddas in för exekvering. Sen, när man sitter och kör enligt dessa regler, då ringer telefonen. Uppmärksamheten skiftar då från bilkörande till telefonprat. En söksignal går ut och sedan laddas telefonpratreglerna in i hjärnan. Uppmärksamheten lämnar bilkörningen och vägen och fokuserar på telefonpratandet. För ett ögonblick är vi bortkopplade och ouppmärksamma på bilarna omkring oss.

Jag trivs inte i kontorslandskap
Det är svårt att jobba koncentrerat i ett kontorslandskap. På min dator är flera fönster öppna samtidigt och chatprogram och mail tvingar mig hela tiden att skifta fokus. Folk rör sig i mitt synfält och den del av hjärnan som är ansvarig för rörelser är konstant aktiv. Omväxlande skarpa, gälla och mumlande ljudvågor färdas genom landskapet och ibland uppfattar mitt öra något och avbryter allt. Efter åratal av prägling lystrar mina öron som hundar till kommandot "Johan". När öronen fångat upp ljudvågen ”Johan” ställer sig alla celler i givakt och väntar på vidare order. Men det var min kollega med samma namn som åkallades. Skönt, men skadan är redan skedd. Var var jag?

Man kan multitaska effektivt också.

Det tar ett tag för hjärncellerna att hitta sina kontorsstolar igen. Men sen sitter de lugnt och stilla och jobbar tills nästa störning: En rytande telefonsignal alldeles intill mig. Kanske ett lejon! Kräldjurshjärnan väller in i hjärnkontoret och tar över kontrollen innan jag ens fattat att larmet gått. Alla måste ut och springa för allt vad tygen håller och alla muskelceller måste laddas till tänderna, vrålar kräldjurshjärnan. Men efter några millisekunder identifierar några av kontorsarbetarna i den främre delen av min hjärna rytandet som en telefonsignal, inte ett lejon. Falsklarm igen. Kräldjurshjärnan - som inte riktigt fattar det här med telefoner - drar sig långsamt och misstänksamt tillbaka till sin håla djupt nere i kontorskomplexet. Jag återtar kontrollen och snart återstår ingenting annat än en lätt höjning av pulsen. Kontorsarbetarna kommer insläntrande igen och försöker hitta sina arbetsuppgifter som kräldjuren har kastat runt i hjärnkontoret. Det tar en stund innan de arbetar som vanligt igen. Jag har förlorat tid och effektivitet.

voff voff joff hoff johan voff joff tjoff

Man har inget val
Enda chansen att koncentrera sig är att stänga in sig. Det är svårt i ett landskap, men man får göra så gott man kan. Man kan stänga av ljudet på telefonen, bara titta i mejlen vid vissa fasta tidpunkter som morgon, lunch och eftermiddagsfika och innan man går hem. Man kan stoppa proppar i örat med musik och försöka minska synfältet.

Förr fick man post en gång om dagen på kontoret. Långt innan dess färdades posten med löparens hastighet, i ett känt fall med en maratonlöpares hastighet. Det kunde ta veckor, men det blev långa och genomtänkta brev. Det var ungefär som valarna som sjunger långa sånger till varandra på var sin sida om ett hav. De kan inte chatta med varandra eftersom ljudet färdas oändligt sakta genom vatten och inte ens valar skulle ha tålamod att vänta på ett kort svar. Däremot orkar de vänta på ett långt svar på en lika lång fråga. Tack vare avstånden har de utvecklat världens längsta språk. Men jag är ingen val och jag har inget val. Jag är tvungen att multitaska i ett bullrigt landskap och jag gillar det inte.

Tänk dig starkare

Kan man bli starkare utan att röra sig? Ja, faktiskt. Precis som man kan tänka sig frisk eller sjuk, kan man tänka sig stark. Låter det otroligt? En ny studie visar att det är möjligt, vilket bekräftar en tidigare studie som kom för tio år sedan.

I den nya studien band man fast underarmarna på 29 försökspersoner från armbåge till handleder så att armarna blev obrukbara under en månad. Under den tiden fick hälften i uppdrag att tänka att de tränade sina armar 15 minuter om dagen, fem dagar i veckan. De satt helt stilla och fokuserade sig mentalt på att spänna musklerna. Den andra hälften fungerade som kontrollgrupp och tänkte på lite av varje. När bandagen togs bort visade det sig att de som inte tränat hade tappat dubbelt så mycket kraft som de som tränat i tanken. Det kan vara något att tänka på ifall en kroppsdel blir gipsad.

I tanken kan man lyfta hur mycket som helst.

Varför verkar det märkligt? Vi vet att kropp och hjärna hör ihop, men vi får inte riktigt ihop den tanken i praktiken. Det verkar mystiskt. Men kropp och hjärna har utvecklats tillsammans. De är inte olika substanser, som Rene Descartes och hans efterföljare har hävdat, utan två aspekter av människan. Hjärnan är den del av köttet som tänker och musklerna är den del av köttet som implementerar dessa tankar. De är intimt sammankopplade. Varje rörelse, börjar i hjärnans nervsystem.

Varför är schimpanser så starka?
De som börjar träna styrka märker att de snabbt blir mycket starkare. Däremot dröjer det innan musklerna börjar växa. Hur kan vi då bli starkare? Det beror på att nervsystemet blir bättre på att rekrytera rätt muskelfibrer för uppgiften. Vi orkar lyfta mer, därför att fler muskelfibrer arbetar synkroniserat. Det är inte bara storleken som avgör styrka, utan även hur fibrerna arbetar och drar tillsammans. Muskelarbete är en oerhört komplicerad process som kräver samverkan mellan proteiner och signalsubstanser och denna samverkan blir snabbt bättre med träning. Man kan likna muskler vid att ro en stor galär. I grunden är det två proteiner där den ena drar den andra, ungefär som åror drar en båt genom vattnet. Ju bättre samordning mellan roddarna i en båt, desto mer vatten kan flyttas bakåt med hjälp av årorna vilket får båten att röra sig i motsatt riktning men med samma rörelsemängd.

En schimpans kan rekrytera en större andel av sina muskelfibrer. Det gör dem fruktansvärt starka i förhållande till sin storlek, vilket visade sig för några år sedan då en rasande schimpans slet loss ansiktet på sin ägare. Vi var förmodligen också så starka en gång i tiden, men vår utveckling styrdes av ett behov av motorisk kontroll. Vi kan med god precision kasta spjut och stenar och trä nålar på en tråd. En schimpans klarar inget av detta. Det ser närmast komiskt ut när de kastar stenar. I jämförelse med schimpanser har vi fler motoriska nervceller som kan engagera ett fåtal fibrer åt gången. Schimpanser har färre motoriska enheter, men de som de har drar istället stora buntar med muskelfibrer vilket ger dem övermänsklig styrka.

Kanske anekdoter om övermänsklig styrka - om mödrar som lyfter upp bilar för att rädda sina barn - är ett slags återgång till detta primatstadium. Det är dock svårt och oetiskt att återskapa en sådan situation i experiment och jag tror ingen vet om det är sant eller möjligt.

35 % starkare genom att tänka
För drygt tio år sedan kom en studie om att personer som tränade sitt lillfinger i tanken blev 35 % starkare på en månad, medan en kontrollgrupp som fysiskt tränade sina lillfingrar blev 50 % starkare och en grupp som gjorde varken eller stod kvar på 0 %. Några år senare kunde hjärnforskare visa att tanketräning och fysisk träning aktiverade samma områden i hjärnan.

Det räcker dock inte med tankar allena. Kropp och hjärna hör ihop. Att lyfta en vikt är bättre än att tänka att man lyfter en vikt, precis som en verksam medicin är bättre än placebo. Men att både tänka och lyfta är sannolikt bättre än att bara lyfta. Eller bara springa. Eller bara tänka.

Tänka på skidor
Eftersom det inte finns någon snö får jag tänka att jag åker skidor, eller titta på bra skidåkare. Det aktiverar områden i hjärnan som jag sedan kan återanvända när jag åker skidor på riktigt. Just nu kan jag bara springa. Det kan jag göra på riktigt.

På galärerna höll en trumma takten för att synkronisera roddarna. Takt är viktigt i all slags träning. När jag springer håller den taktfasta trumman i bröstet takten åt mig. Tre in och två ut, tre in och två ut.

Hemoglobin - ett fantastiskt protein

De flesta vet nog att hemoglobin är ett protein som finns i blodet och som sköter den livsviktiga syretransporten. Det är ju helt avgörande när man springer. Men som allt annat i kroppen är det så mycket mer än det. Det är komplext och inte lätt att beskriva i enkla ord, men jag ska göra ett försök.

Järnet håller syret
Hemoglobin består av fyra subenheter. Varje subenhet har i sin tur varsin heme-grupp med en järnatom i mitten. Det är järnatomen som håller fast och transporterar syre - det är en av anledningarna till att vi behöver järn. Järnatomen sitter fast i heme-gruppen som sitter fast i resten av hemoglobinmolekylen. Det är järnet som ger blodet dess röda färg.

Hemoglobin fraktar fyra syremolekyler.

När blodet pumpas förbi lungorna är det hemoglobinets uppgift att fånga upp syre och föra det vidare till musklerna. Hemoglobinmolekylen är dock inte särskilt sugen på syre, för den befinner sig i ett inaktivt läge. Hemoglobin kan anta två olika former: en aktiv R-form då syre binds lätt och en inaktiv T-form då den ogärna binder till syre. Syretrycket är dock så högt i lungorna att syret tvingar sig på hemoglobinmolekylen. När en syremolekyl bundit sig till en av subenheterna, förändras den till den aktiva formen. Denna förändring ökar sedan sannolikheten att de övriga subenheterna blir aktiva, vilket leder till snabb syresättning av blodet.

BPG - nyckeln till blodets dörr
När vi börjar springa alstras energi genom en process som kallas glykolys. Den består av tio reaktioner. I en av reaktionerna bildas en tillfällig molekyl som kallas 2,3-bisfosfoglycerat (BPG). Allt BPG används dock inte i reaktionen. En bråkdel släpps fri av det ansvariga enzymet. Ju mer man använder musklerna, desto mer glykolys och följaktligen också mer BPG. När blodet når de arbetande musklerna, binder sig BPG till blodets hemoglobin. Det leder till att hemoglobinet inaktiveras och släpper av syre. Tack vare BPG hamnar därmed syret i närheten av de arbetande musklerna. Cellerna offrar således lite energi för att utnyttja BPG som en signal till kroppen att öka flödet av syre dit det behövs. Cellerna är fantastiska.

BPG passar perfekt i hålrummet i hemoglobinmolekylen och låser fast det i inaktiv T-form så att syre avges.

I musklerna finns proteinet myoglobin som är bra på att ta upp och lagra syre, men det är inte lika bra på att släppa ifrån sig syre. Myoglobin tar upp syre som släpps från hemoglobin, men släpper bara ifrån sig syre när koncentrationen av syre är mycket låg. När musklerna jobbar hårt och får brist på syre släpper alltså myoglobin ifrån sig syre och det är ju då syre behövs. Perfekt!

Myoglobin binder syre där hemoglobin släpper det. Vid t ex pO2=20 så släpper hemoglobin nästan allt syre, medan myoglobin syremättas till 90 procent.

När hemoglobinmolekylen lämnar musklerna är den fastlåst i den inaktiva formen av BPG. Den kan inte ta upp syre, bara ge ifrån sig syre. På väg till lungorna avger dock hemoglobin BPG när celler - som utnyttjar de energirika bindningarna i BPG - greppar tag i det. Om hemoglobin vore fastlåst i sin inaktiva form skulle det inte kunna ta upp syre i lungorna, nu är det förvisso i inaktivt men inte fastlåst av BPG längre. Bara syrehalten är tillräckligt hög så kommer syret att binda till hemoglobin igen och de kortlivade blodcellerna pumpas vidare ytterligare ett varv i kroppen.

Andningens alkemi
När celler omvandlar fett och glukos till energi bildas koldioxid, som på något sätt måste ut ur kroppen. Ett obegripligt blixtsnabbt enzym som heter karbanhydras (varje enzym skapar en miljon bindningar i sekunden!) bildar kolsyra av vatten och koldioxid. Kolsyran spjälkas sedan i bikarbonat och protoner, vilket sänker pH-värdet och det sänkta pH-värdet fungerar också det som en signal till hemoglobinmolekylen att släppa ifrån sig syre. Eftersom hemoglobinet är inaktivt och stängt för syre, kan det ta med sig koldioxid i form av protoner och bikarbonat ut till lungorna igen där karbanhydras återbildar det till koldioxid som vi kan pusta ut.

Anledningen till att vi andas hårt när vi springer är att vi måste buffra syran som bildas av koldioxid och därmed motverka att pH-värdet sjunker. Det är alltså inte i första hand behovet av syre, utan tvånget att andas ut koldioxid, som driver andningen. Den bästa bufferten är bikarbonat. Bikarbonat binder till en proton för att producera vatten och koldioxid. Om vi inte andas ut koldioxiden tillräckligt snabbt, omvandlas koldioxid tillbaka till protoner och bikarbonat. Det sjunkande pH-värdet bidrar då till att vi tappar alla krafter och springer in i väggen. Det är inte mjölksyra som ger surt blod, utan försurningen följer av hur vi skapar energi i musklerna. Det är andningen som reglerar balansen. Vi har sensorer som ständigt kontrollerar vårt blod och talar om för hjärnan när man ska öka andningen och vädra ut koldioxiden. De är mycket mer känsliga för en ökning av koldioxid i blodet än för en minskning av syre. Allt hänger på andningen och allt hänger på BPG och syret hänger på järnet och allt hänger ihop.

Rökare har dock svårt att hänga ihop i långa lopp. Deras celler skapar mycket mer BPG, vilket låser fast hemoglobin i sin inaktiva form så att de inte kan ta upp syre. Rökning ökar också mängden kolmonoxid med mellan 3-15 gånger. Eftersom kolmonoxid binder till hemoglobin 250 gånger bättre än syre, leder det till att blodet fungerar sämre som transportör av syre och koldioxid. Det är en bra anledning till att sluta röka. Andningen kommer att gå lättare och då orkar man mycket mer.

Snön försvann
Eftersom snön smälte bort i slutet av året så har det inte blivit så mycket skidor. Jag har däremot sprungit 70 km den här veckan och det är mer än jag brukar. Det känns lätt att springa just nu. Jag ska inte ge något nyårslöfte, men minnesgoda läsare kanske minns att jag lovade att skriva en bok både 2013 och 2014. Det kanske är dags att göra slag i den saken nu när nya dörrar har öppnats.

Nästa vecka kommer årets första nummer av Runners World och från och med det numret är jag med och bidrar med en krönika om löpning och vetenskap. Jag ska dessutom börja blogga på Runners Worlds hemsida inom kort, det är en chans att nå fler läsare och som skribent vill man framför allt att människor ska läsa och ta till sig det man skriver, även ganska krångliga inlägg om biokemi:)