Runners World - Så förbättrar kroppsegna antioxidanter kondition och hälsa

När du springer ökar cellernas kemiska och mekaniska stress. Cellerna ökar sin energiförbrukning, vilket ökar mängden fria radikaler och minskar mängden tillgänglig energi. Kalcium frigörs. Allt detta aktiverar signalvägar som leder till att kroppen anpassar sig till det du gör: springer.

Löpning aktiverar signalvägar som AMPK, CAMK, NAD+/SIRT1 och p38 som tillsammans gör dig till en bättre löpare. En av de viktigaste signalerna är de fria radikalerna. De sågs tidigare som ett problem. Många åt antioxidanter för att skydda sig mot dem.

Fria radikaler kan skada cellerna, men den senaste tidens forskning visar också att fria radikaler fungerar som en viktig signal. De reglerar immunförsvar, aktiverar gener och sätter igång den cellulära rengöring som kallas autofagi. Fria radikaler påverkar

Läs fortsättningen här.

Runners World - AMPK gör dig till en bättre löpare

Om du tränar blir du bättre. Men vad är det som händer i kroppen? Vad är det som aktiverar dina energireserver så att du kan träna med hög intensitet? En stor del av svaret handlar om enzymer.

Foto: Omar Tursić / Unsplash

Enzymer är proteiner som förändrar hastigheten på kemiska processer. För löpare är kanske AMPK, som reglerar en stor del av kroppens metabolism, den mest kända. AMPK ansvarar för flera biokemiska kedjor kopplade till konditionsträning.

Cellens energisensor

Det fullständiga namnet på AMPK är 5′-AMP-aktiverat proteinkinas. AMPK känner av förbrukningen av energi (ATP) och fungerar ungefär som en strömbrytare. När du ökar din energiförbruking slår AMPK på nedbrytande, katabola

Läs fortsättningen här. 

Fördelar med autofagi

Om du haft ett byggprojekt hemma har du kanske märkt att det snabbt blir ganska stökigt. Du prioriterar bygget före städning och underhåll. Cellerna fungerar på samma sätt. Om cellen är inriktad på tillväxt kommer städning och underhåll i andra hand.

I cellerna sköts städning och underhåll av en process som kallas autofagi. ”Auto” betyder själv och ”fagi” äta. Den bokstavliga betydelsen av autofagi är alltså ”självätande”. Även om det kanske låter ohälsosamt att äta sig själv, är det en fördelaktigt process för din kropp.

Tre typer av autofagi: makro, mikro och CMA. Bild: Wikipedia

Urgammal mekanism

Autofagi är en urgammal evolutionär mekanism som ser till att kroppen eliminerar trasiga proteiner, lipider, mikrober och organeller (exempelvis mitokondrier, mitofagi)och återvinner beståndsdelarna. Denna evolutionära funktion har bevarats eftersom den främjar överlevnad och anpassning till olika stressfaktorer. Ju mer stress som cellen utsätts för, desto mer aktiveras de autofagiska processerna.

Det är en ganska ny upptäckt. Den japanska professorn Yoshinori Ohsumi kunde på 1990-talet kunde visa att autofagi förekommer i jäst. Han identifierade 15 gener kopplade till denna process. Därefter kartlade han mekanismerna bakom autofagi och visade att processen även pågår i mänskliga celler. Dessa upptäckter belönades med Nobelpriset i medicin 2016.

Yoshinori Ohsumi nobelpris för autofagi 2016. Krävande men intressant föreläsning på youtube. 

Pac-Man

Vanlig autofagi startar med att skräp samlas upp av en säck som liknar en Pac-Man. Den smälter sedan samman med en cellulär återvinningsstation packad med nedbrytande enzymer som kallas lysosom. Avfallet bryts ner och skickas sedan ut och återanvänds av cellen.

De autofagiska processerna sker hela tiden, oavsett om en cell svälter eller inte. Det sker på en basnivå. Under normala förhållanden tar autofagi bort skadade proteiner och organeller för att förhindra cellskador. Men under stress (t.ex. svält, frånvaron av tillväxtfaktorer eller syrebrist) ökar autofagi.

Styrketräning och autofagi

När du tränar styrka behöver du aminosyror för att bygga upp musklerna. För att växa måste mTOR (mTORC1) aktiveras. När mTOR upptäcker aminosyror tar de sig genast till lysosomerna. Där finns stora lager av aminosyror i form av nedbrutna proteiner. Det är en bra byggarbetsplats med både ett inflöde och ett lager att jobba med.

Om du hela tiden äter proteiner och kolhydrater, kommer mTOR att vara konstant aktiv. Cellen bygger nya proteiner och bryr sig inte om underhåll och återanvändning. Det leder till att det samlas trasig och dåliga proteiner i cellen. Den blir stökig. mTOR är fokuserat på tillväxt och hämmar autofagi, fettnedbrytning, glygogensyntes och ökar fett- och kolestoroluppbyggnad.

En av de stora hälsovinsterna med löpning är att det aktiverar autofagi. När du springer förbrukar du energi, vilket aktiverar AMPK som bromsar mTOR. Kroppen vill inte växa när det råder energibrist. Det leder till autofagi, men också till nedbrytning av fett och glukos och minskad fett- och kolestoroluppbyggnad.

Både mTOR och autofagi behövs

Mycket aktivitet i mTOR kan kopplas till dålig hälsa och kortare liv, medan minskad aktivitet i mTOR kan kopplas till långa, friska liv. Men du behöver alltihop - tillväxt, städning och underhåll - för att må bra. Kruxet är att använda mTOR på ett smart sätt. Ibland ska mTOR vara av, ibland på.

Om du fastar 12 timmar aktiveras först och främst proteasomerna. De börjar genast dammsuga cellen på märkta proteiner. Du aktiverar även normal autofagi (makroautofagi) som äter upp och spyr ut sitt innehåll i lysosomerna. Du aktiverar förmodligen även mer specifik autofagi, så kallad CMA ( chaperon medierad autofagi). Det är en mer selektiv form av autofagi som letar upp specifika proteiner för nedbrytning. Denna process går förmodligen ännu snabbare om du springer ett pass före frukost.

Men du kan inte bara ägna dig åt återanvändning. Till slut tar du slut. Du behöver aktivera mTOR också. Jag försöker samordna styrketräning med middagen (som brukar ha mest protein av dagens måltider). Proteiner aktiverar mTOR och det gör även styrketräning.

Snart dags att springa igen

Det är bra med näring men för mycket näring tycks påverka hälsan. Därmed kanske någon form av fasta är bra. 

Efter förra veckans tävling har jag tagit det lugnt. Jag har inte sprungit, men jag har åkt skidor. På söndagen åkte jag runt sjön. Isen var omkring en halvmeter tjock men det hade bildats stora vattenpölar på isen. 

Runners World - Aktivera dina kroppsegna droger med löpning

Alla som springer vet att löpning förändrar humöret. En löptur gör dig alert, smart, smärtfri och euforisk. Det beror på att kroppen utvecklat en rad olika kemiska svar på fysisk aktivitet. Det är därför det är så härligt att springa (sedan du kommit över de första trösklarna).

Fysisk aktivitet har varit människans viktigaste framgångsfaktor. För att upprätthålla detta fördelaktiga beteende, har evolutionen rört ihop en blandning av kroppsegna droger som dopamin och serotonin, endorfiner och endokannabinoider. De drar ut dig och de drar hem dig. De drar upp dig, men de kan också dra ner dig. Det är viktigt med balans.

Foto: Keefikus / Unsplash

Dopamin - belöning

Dopamin är kopplat till belöningssystemet. Det belönar en process, inte ett slutresultat. Om du bygger ditt liv på att nå ett mål, tappar du dopamin och lust när målet är uppfyllt. På lång sikt är det bättre att fokusera på processen. När du befinner dig i balans mellan ...

Läs fortsättningen här.

Runners World - Löpning rensar dina muskler från skadligt plack

En ny studie visar att det finns likheter mellan hur muskler åldras och Alzheimers sjukdom. Det tycks som att samma sorts plack, som bildar små klumpar i nervtrådarna vid Alzheimers sjukdom, orsakar muskelsvaghet hos äldre. I studien visade forskarna också på metoder för att eliminera detta plack.

Foto:Ryan McGuire / Pixabay

Varför blir vi svagare med åren? Vad är orsaken? Av någon anledning blir musklerna sämre på att göra sitt jobb. Ett forskarteam tittade på frågeställningen ur en ovanlig vinkel: likheterna mellan musklernas åldrande och degenerativa muskelsjukdomar. De upptäckte ansamlingar ...

Läs fortsättningen här.

Runners World - Så blir du både starkare och uthålligare

Är uthållighet bättre än styrka? En snabb sökning på internet ger olika svar, men det finns en gemensam nämnare mellan svaren: de som gillar löpning föredrar uthållighet, de som gillar muskler tycker styrketräning är bättre. Det handlar alltså om värderingar. Vad är det du värdesätter? Styrka eller uthållighet, eller både och?

Jag tycker att det är viktigt att vara hållbar och stark och uthållig. Jag tränar styrka två gånger i veckan och uthållighet 4-5 gånger i veckan. Tidsmässigt ligger det på 80-20 till uthållighetsträningens favör.

Foto: Alora Griffiths / Unsplash

Apan som lämnade träden

Det är svårt att bli stark. När våra förfäder skakades ner från träden för miljontals år sedan tvingades de springa för att överleva. Vi blev relativt svaga men uthålliga apor. Om vi måste leta och jaga mat - vilket vi gjort hela vår historia - blir vi uthålliga. Om det finns gott om näring kan vi bli ganska stora och starka. Styrka skyddar oss inte mot starkare ...

Läs fortsättningen här.

 

 

Runners World - Löpning föryngrar dina mitokondrier

Som löpare är du beroende av dina mitokondrier. De förbrukar syret du andas och de ger dig merparten av energin till musklerna i form av ATP. Träning utsätter dessa mitokondrier för stress, vilket leder till att de svagaste dör. Der ger fler och bättre mitokondrier på sikt.

För att springa krävs energi och den skapas till stor del i cellernas mitokondrier. De brukar kallas cellens kraftverk, men är egentligen mer som batterier. Precis som batterier tappar de också laddning med tiden. Laddning kommer från matens elektroner. Dessa elektroner upprätthåller spänningen genom att pumpa vätejoner genom mitokondriens membran. När vätejonerna faller tillbaka genom vattenkraftsliknade enzymer i membranet pressas nytt ATP samman av ADP och en fosfatgrupp. Under en dag omsätter du mer ATP än din egen kroppsvikt.

Foto:Jed Villejo / Unsplash

Fler och bättre mitokondrier

I din kropp finns 100 triljoner mitokondrier som förenar sig och delar sig, bryts ner och byggs upp. Varenda sekund under hela ditt liv ...

Läs fortsättningen här.

Runners World - Enzymer och uthållighet

Enzymer och uthållighet

Kolhydrater (glukos) och fett är cellernas viktigaste bränsle. Cellen använder glukos och fett för att skapa ATP, som i sin tur driver kroppens processer. När det finns gott om näring använder kroppen glukos, men under fasta eller ett ultralopp, när tillgången på näring är knapp, skiftar kroppen till att använda fett.

Foto av mitokondrie: Louisa Howard/Wikipedia

Livets början

Forskarna lär sig fortfarande om hur celler reagerar på förändringar i miljön. Det handlar om proteinkomplex som mTOR, AMPK och IGF-1. När det finns gott om aminosyror aktiveras mTOR. Det är ett proteinkomplex som ökar tillväxt och proteinsyntes, men hämmar fettförbränning. När det finns ont om energi, dvs kvoten AMP/ATP ökar, då aktiveras istället AMPK. Det sker vid långa löppass eller fasta. Cellen bryter ner fett och återanvänder proteiner i en process som kallas autofagi.

AMPK och mTOR är komplexa och grundläggande signalvägar som går tillbaka till de första cellernas livssituation. När det var gott om näring i ursoppan satsade cellerna på att växa och dela sig, när det var ont om näring försökte de överleva tills det fanns näring igen. Det är val som cellerna fortfarande gör åt oss utan att vi tänker på det, men vi kan påverka dessa cellval med vårt beteende.

PHD3 försämrar uthålligheten

I en ny studie, publicerad denna vecka i tidskriften Cell, visar forskare vid Harvard Medical School att enzymet PHD3 är viktigt för att känna ...

Läs fortsättningen här.

Fakta om mjölksyra och laktat

Varje syra har en bas. En bas är ett ämne som kan ta upp en vätejon (H+, alltså en vätejon som tappat sin negativa elektron). Ett exempel på en bas är ammoniak (NH3). När ammoniak hälls i vatten, reagerar ammoniakmolekylerna med vattnet och tar en vätejon/proton från en vattenmolekyl H2O och kvar av vattenmolekylen blir då en hydroxidjon (OH-). En syra är ett ämne som tvärtom avger en vätejon.

Hur sur eller basisk en lösning är mäts med pH-värde. Rent vatten är neutralt - en vattenmolekyl (H2O) kan delas i en hydroxidjon och en vätejon (OH- och H+). Vatten går jämnt upp eftersom OH- + H+ = H2O. När det finns fler vätejoner i vattnet är det surt (H3O+) och när det finns fler hydroxidjoner är vattnet basiskt. Syror och baser existerar ofta tillsammans och kan förändras fram och tillbaka mellan varandra. När pH sjunker, betyder det alltså att fler basiska molekyler omvandlats till syramolekyler. Den kritiska punkten är när det finns 50 procent av både bas- och syramolekyler.

Källa

Laktat är mjölksyrans bas, det vill säga laktat saknar en vätejon. För mjölksyra ligger den kritiska punkten vid ett pH på 3,86 (mycket surt alltså, nästan som magsyra). Det är långt under blodets pH-värde som är 7,4. Det är därför vi inte kan ha mjölksyra i blodet när vi springer. Större delen av mjölksyran i blodet skulle tappa en vätejon och bli laktat. Under intensiv träning kan pH sjunka ner mot 6 och då finns det fortfarande 100 molekyler laktat på varje molekyl mjölksyra. Mjölksyran är en myt.

Men varför sjunker pH-värdet? När cellerna skapar energi splittras ATP och denna process frigör vätejoner. Det är troligen de vätejonerna som sänker pH-värdet. Det har inget direkt samband med mjölksyra. Men eftersom vätejoner och laktat uppträder tillsammans och lämnar cellen med samma transportör, trodde man tidigare att laktat var mjölksyra. När du mäter hur mycket laktat du har i blodet, mäter du alltså egentligen indirekt mängden vätejoner.

Muskler behöver energi i form av ATP. Mängden ATP i en kropp är runt 250 gram, men under t. ex. ett ultralopp förbrukas hundratals kilo ATP. Detta är möjligt genom att ATP återanvänds.

Mjölksyra till vänster och laktat till höger. De blandas ofta samman. Skillnaden är vätejonen/protonen (H+).

När du börjar springa skapas ATP av kreatinfosfat. Efter 5-10 sekunder används kolhydrater i form av glukos och glykogen för att tillverka ATP. Denna process kallas glykolys. Slutprodukterna från denna reaktionsväg är pyruvat, ATP och NADH. Pyruvat går vidare till citronsyracykeln, som skapar ytterligare ATP och NADH. Denna reaktion är kopplad till elektrontransportkedjan. I elektrontransportkedjan skapar elströmmen från NADH större delen av kroppens ATP och dessutom återskapas NAD+ från NADH.

Laktat är en resurs

Vid hård löpning samlas det upp mycket pyruvat i muskelcellerna, eftersom mitokondrierna inte hinner förbränna dem. Därmed blir det till slut brist på NAD+, som är nödvändigt för glykolys. Det är då som laktat träder in som räddare. Enzymer fäster en vätejon på pyruvat och förvandlar den till laktat. Denna process både regenererar NAD+ och tar upp sura vätejoner, vilket gör att glykolysen kan fortsätta och du kan fortsätta springa.

Muskler blir inte sura pga att det frigörs vätejoner i glykolys. Det är bara att räkna dem i tabellen längre ner. Det frigörs fyra i de första stegen, men i slutat av kedjan konsumerar två pyruvatkinas varsin vätejon samtidigt som ATP och pyruvat skapas. I nästa steg binds en vätejon till varje pyruvat, vilket ger laktat (pyruvat+vätejon=laktat). Laktat är alltså en buffer. Laktat minskar surheten. Därmed är nettot noll.

Pyruvatkinas förbrukar vätejon/proton (H), skapar ATP och pyruvat. Bild: enzymsidan

Glukos som kommer från glykogen (längst till höger i tabellen nedan) passerar inte genom första steget hexokinas (som dessutom kräver en ATP) och därmed frigörs bara tre vätejoner. Nettot är därmed en vätejon mindre, dvs en basisk reaktion. De som tror att glykolys (anaerob) leder till sura muskler bör kolla detta flöde igen.

Nettoproduktion av protoner/vätejoner i glykolys.

Källa: Robert Robergs studie som avslutade debatten om mjölksyra. (Enkel genomgång).

De sura vätejonerna skapas troligvis vid hydrolys av ATP. De kan bidra till en brännande känsla, men frågan är om du upplever en brännande känsla för att det pratas så mycket om hur mjölksyra bränner köttet från benen. Dina upplevelser formas i hjärnan som baserar sina prognoser - som är din upplevelse - på kända kategorier. I en andra kulturer kanske trötthet beskrivs med andra begrepp.

Om du fortsätter springa fort ackumuleras laktat. Det som inte blir till pyruvat igen skickas vidare till levern, som bygger om laktat till ny glukos som sedan skickas tillbaka till musklerna. En del laktat fraktas också via ett nätverk av kanaler över till andra muskelceller som kan använda laktat för att snabbt bilda energi i sina mitokondrier, eller bygga upp ett lager av glykogen för framtiden. Det är ett system som gjort för löpare.

När laktat lämnar muskelcellen följer även vätejoner med, och de sura vätejonerna tas om hand av blodets buffertsystem i form av bikarbonat. Denna reaktion bildar i slutändan vatten och koldioxid. Om du inte andas ut koldioxiden tillräckligt snabbt, omvandlas koldioxid tillbaka till vätejoner och bikarbonat och då sjunker pH-värdet. Men det beror inte på att du håller på att koka sönder i mjölksyra.

Runners World - Maximera dina mitokondrier

I dina celler finns ett oräkneligt antal mitokondrier som skapar energi. De är viktiga, inte minst för löpare. Utan dem kan du varken springa, andas eller tänka.

Allt du gör - springer, tänker, pratar, andas och messar - kräver energi i form av ATP. ATP är kroppens gemensamma energivaluta. Kroppen fraktar mat och syre till mitokondrierna som i sin tur pumpar ut enorma mängder ATP. Din kropp omsätter 50 gram ATP var 20:e sekund, vilket motsvarar runt 200 kilo under en dag. 

Mitokondrier var bakterier

För några miljarder år sedan var mitokondrierna bakterier som simmade omkring i en nån slags ursoppa tills de en dag började samarbeta med celler, det vill säga ge ...

Läs fortsättningen här.

Norska intervaller bygger upp dig cell för cell - Runners World

Löpning är bra för ditt immunförsvar och din sömn, håller din hjärna skarp och förlänger livet. Denna historia börjar i cellerna. De är dina byggstenar. Hur ska du då träna för att på bästa sätt bygga upp cellerna?

I en studie fann forskarna att träning – och i synnerhet norska intervaller – stärker två av cellens viktiga beståndsdelar: mitokondrierna (cellens kraftverk) och ribosomerna (cellens fabriker). 

Fler mitokondrier 

I studien ingick 72 personer (män och kvinnor) som antingen var 18-30 år eller 65-80 år. Under 12 veckor fördelades de slumpvis ut på tre olika träningsprogram: En grupp tränade styrka, en annan grupp tränade norska intervaller tre gånger i veckan, en tredje grupp kombinerade träningscykel och styrka och en fjärde kontrollgrupp tränade inte alls. 

Illustration av studien. Källa: Cell-metabolism.

Därefter tog forskarna prover från lårmusklerna och jämförde molekyler. Det visade sig att ...

Läs fortsättningen här.

Mjölksyraförgiftning

I flera tidningar kunde man läsa att Sarah Sjöström drabbades av mjölksyraförgiftning under VM. Ett annan namn för det är Laktatacidos. Det är en mycket sällsynt och allvarlig metabolisk komplikation som uppträder vid akut försämring av njurfunktionen, hjärt-lungsjukdom eller blodförgiftning. Under senare år har ett antal diabetiker drabbats av allvarlig laktatacidos som en följd av medicinen metformin. Däremot verkar det extremt sällsynt att idrottare drabbas. Dessutom är inte mjölksyreförgiftning en följd av frätande mjölksyra, utan av en överproduktion av vätejoner. På den engelska Wikipedia-sidan står det om lactic acidosis:

”The excess hydrogen cations produced during lactic acidosis are widely believed to actually derive from production of lactic acid. This is incorrect, as cells do not produce lactic acid; pyruvate is converted directly into lactate, the anionic form of lactic acid …”

Cellerna skapar laktat, inte mjölksyra. Laktat är ett bränsle som används av muskler, hjärta och hjärna. Jag skrev om myten om mjölksyra redan 2011, men myten lever vidare … 

Mjölksyra och laktat

Mjölksyra i hjärnan

De senaste åren har man lärt sig mycket om hur laktat fraktas runt i kroppen. Mest spännande är hur hjärnan - som ju drar hela kroppens energiförbrukning - använder laktat. Hjärnan är självisk. Under extrema situationer som svält tappar alla organ omkring 40 procent av sin vikt, men hjärnan är intakt in i det sista. Den ser till att den får energi från kroppen. Om det inte finns energi i kroppen ser den till att kroppen hämtar energi från närmiljön - du går till kylskåpet. Om det inte finns mat i kylskåpet, måste kroppen ut på jakt efter ny mat till närmiljön. Hjärnan drar energi ur kroppen, som drar energi från närmiljön som drar energi från den omgivande miljön.

Hjärnans drivs av glukos, men det finns inget lager med glukos i hjärnan. Däremot kan kroppen lagra glukos i levern - ett lager som i huvudsak används av hjärnan. Men hjärnan tycks föredra laktat framför glukos. Enligt en ny hypotes - kallad astrocyte lactate shuttle - använder hjärnan laktat som ett eget energilager.

Detta laktatlager fungerar så här: glukos fraktas med blodet till hjärnan där det tar sig in i en gliacell (astrocyt). Gliaceller är hjälpceller som finns i hjärnan tillsammans med nervceller. I gliacellen genomgår glukosmolekylen glykolys och den splittras till två pyruvatmolekyler. Om gliacellen behöver energi skickas pyruvatmolekylerna vidare till en mitokondrie och citronsyracykeln. Om gliacellen inte behöver energi kopplas en vätejon till pyruvat. Det är laktat. Laktat är pyruvat plus en vätejon. 

Astrocyte lactate shuttle.

När gliacellen "bestämt sig" för att skapa laktat fraktas detta laktat från gliacellen till en näraliggande nervcell. Det är nervceller som du både tänker och springer med. I nervcellen reduceras laktat återigen till pyruvat för förbränning i en mitokondrie. Pyruvat oxideras först till acetyl-CoA och sedan till citronsyra i citronsyracykelns första steg. Sedan är det nervcellen som måste fatta ett beslut. Om nervcellen behöver energi fortsätter citronsyracykeln att snurra och skapa ATP, men om nervcellen redan har tillräckligt med energi lämnar citronsyran mitokondrien. Den återgår till att bli acetyl-CoA som i sin tur katalyseras till malonyl-CoA som i sin tur är en byggstenen för fettsyror. 

Glukos som inte behövs just nu blir alltså fettsyror via laktat. Dessa fettsyror transporteras tillbaka till gliacellen där de lagras i fettdroppar. Nervceller kan inte innehålla fettdroppar, men gliacellerna har plats för ett lager med fett. Dessa fettdroppar kan sedan snabbt omvandlas till laktat, fraktas tillbaka till nervcellen och användas när hjärnan behöver energi för att tänka eller springa efter mat.

Löpningens biokemi

Människan är gjord för att röra sig. När du springer påverkar du flera biokemiska system. Ett av dessa är dina mitokondrier. Mitokondrierna är cellens kraftverk. I dessa kraftverk skapas större delen av all energi som du använder. Ny forskning tyder också på att friska mitokondrier är viktiga för hälsan. De tycks spela en avgörande roll i åldrandet

Dina proteiner byggs med 20 aminosyror och formas genom en serie komplexa vikningar. De fungerar ungefär som origami - en sorts vikning ger en svan, en annan vikning skapar en anka. Hur de formas avgör funktion och vikningarna övervakas av en sorts proteiner som kallas chaperoner. Denna process fungerar sämre när du åldras. Om proteinerna är lite felvikta kan de lagas, men stora felvikningar går inte att laga. Då behövs ett nytt protein så att inte skadorna samlas i cellhörnorna. Nya proteiner kräver mycket energi. Därmed behövs mitokondrier. Friska mitokondrier kan skapa den energi som krävs för att bygga nya proteiner. 

Foto Jenny Hill på Unsplash

Träning förbättrar mitokondrierna. När du springer produceras nya mitokondrier. Även bra mat är viktigt. Kaloririk mat har kopplats till dysfunktionella mitokondrier. Mitokondrier har inte utvecklats för att ta hand om ett överskott av mat. Därmed kan periodisk fasta motverka dessa skador. Studier på möss visar att fasta leder till autofagi, det vill säga utrensning av dåliga proteiner och mitokondrier.

Jag springer 4-5 gånger i veckan. Mina celler tillverkar mitokondrier på löpande band. Jag fastar alltid i minst 12 timmar. Jag vet inte om 12 timmar är tillräckligt för autofagi, men jag tror kroppen mår bra av att vila från ätande halva dagen.

Hjärnfysikbloggen: Kroppens fem byggstenar

Dina celler behöver vatten och syre, men också byggstenar i form av kolhydrater, fett, proteiner, vitaminer och mineraler. För att springa behöver du allt detta. Det är din grund och även livets grund.

Det började i havet för fyra miljarder år sedan. Först skapades mineraler, vitaminer och proteiner, sedan kolhydrater och sist fettet.

Mineraler

Mineraler spelade sannolikt en viktig roll när livet uppstod. Enligt en allt populärare hypotes uppstod livet på havsbotten i närheten av heta, underjordiska källor. Mineraler samlade ihop molekyler så att liv uppstod. Det är därför du behöver mineraler som kalcium, fosfor, kalium, natrium, klor och magnesium. De ser till att din kropp fungerar. De stärker ben och tänder, de reglerar din metabolism och de ansvarar för kommunikation mellan dina nervceller.

Vitaminer

Efter mineralerna kom vitaminerna. Innan det fanns proteiner var det vitaminer som styrde...

Läs fortsättningen på Runners world.

Ribosomer - cellens proteinfabriker

Hur kommer det sig att kod i form av DNA blir du? Det är såklart en komplicerad process, men jag tänker skriva så enkelt som möjligt och utgå från ribosomerna. Det är där det händer. Det är där kod blir kött.

Den centrala dogmen inom genetik är information flödar från gen till protein. Inte tvärtom. Gen blir protein och protein prövas i verkligheten och om proteinerna fungerar bra ökar chansen att genen lever vidare. Om proteinet minskar sannolikheten att överleva kommer genen att sållas bort. Det är alltså en mycket långsam process. Det var Darwins upptäckt. Giraffer fick inte längre halsar av att sträcka på proteinerna, de fick längre halsar av att de gener som sträckte lite extra på proteinerna hade en större sannolikhet att fortplantas till nästa generation.

Kodens bokstäver

DNA skrivs med bokstäverna ACTG och en sekvens på tre sådana bokstäver motsvarar en aminosyra som i sin tur är proteinernas byggstenar. A binder till T och C till G, så en kodsnutt ACC översätts till TGG. Men DNA ligger instängt och inslingrat i kromosomer djupt inne i cellkärnorna. Hur kommer proteinerna ut i kroppen?

Först och främst krävs en sorts kod som kallas mRNA (budbärar-RNA). Det liknar DNA, förutom att RNA använder uracil (U) istället för tymin (T). En bit mRNA tar sig in i cellkärnan och kopierar ett stycke DNA tills den kommer till en sekvens som säger stopp. Exempelvis kan den kopiera DNA-koden TACATA till mRNA-koden AUGUAU. Därefter tar mRNA med sig kopian ut ur cellkärnan till något som kallas ribosomer. Ribosomen är en fabrik som tillverkar protein.

Ribosomer

När mRNA anländer till ribosomen trycks tre bokstäver i taget in i ribosomfabriken. Där skannas mRNA-koden. I vårt exempel AUG. Runt om i cellen flyter aminosyror som du fått i dig via maten. De fångas upp av molekyler som kallas tRNA (transfer-RNA). tRNA har korta kodsnuttar med bara tre bokstäver som kan hålla en aminosyra. En tRNA med koden UAC håller aminosyran metionin. Den passar ihop med mRNA-koden AUG (G = C och U =A). Därmed sätts aminosyran fast som första länk i proteinkedjan. Nästa treställiga kod i mRNA är UAU. Den passar ihop med tRNA-koden AUA som håller aminosyran tyrosin. Därmed har ribosomen fogat samman två aminosyror. I mitt exempel är det bara två aminosyror, men i verkligheten är det många fler. 

När ribosomen når ett treställigt stopptecken i mRNA släpper ribosomen proteinet. Proteinet formas och böjs till av ett annat protein som kallas chaparoner. De viker kedjan av aminosyror. Formen på ett protein avgör dess funktion. Proteinerna skickas vidare till cellernas golgiapparater som lagrar dem i väntan på transport till lämpligt ställe.

Ju fler ribosomer, desto fler proteiner kan du skapa. Genom att använda musklerna du har aktiverar du signalvägar som i slutändan leder till fler ribosomer och starkare muskler. 

Video:

Läs mer om kroppens fem byggstenar på Hjärnfysikbloggen. 

Hjärnfysikbloggen: Fettförbränning och beach 2018

Nu är de tre månader till sommaren och kläderna ska av och kroppen visas upp. De är väl ungefär nu som många inser att nyårslöftet inte kommer att gå som man tänkte sig mitt i champagnen. Dags att sikta på beach 2019.

Hur mycket kan du egentligen gå ner på tre månader? Är du med i Biggest Loser kan du tappa ganska mycket. De tränar hårt, äter bra och är motiverade. Kruxet är att de nästan alltid går upp i vikt efteråt. I en studie för något år sedan såg man att de flesta kilona kom tillbaka. Som om det inte vore nog måste de dessutom jobba hårdare för att inte gå upp ännu mer. De hårda bantningskurerna i Biggest Loser gör att deras hjärnor och kroppar slutar lita på dem. Deras kroppar håller fast vid varenda kalori. En av vinnarna i Biggest Loser erkände att han måste träna mer och äta mindre än tidigare. Förra veckan sa Michael Sjögren, som vann svenska biggest loser 2012, att han ätit sig tillbaka till sin gamla vikt. Han är med 2018 igen.

Jag tror det är dags att repetera det jag skrivit om tidigare om fetma och dieter eftersom Biggest loser är på gång igen. Det är två år sedan jag skrev om Biggest loser och nästan tre år sedan jag skrev om fettförbränning.


Du består av 7*1027 atomer
Du består av atomer som sitter ihop i olika molekyler. Din fetvävnad är till största delen uppbyggd av kemiska föreningar som kallas triglycerider. De består av tre fettsyramolekyler och en molekyl glycerol. En genomsnittlig triglycerid i människans fettvävnad har den kemiska formeln C55H104O6, d.v.s. 55 kolatomer, 104 väteatomer och endast 6 syreatomer. Eftersom fett är syrefattigt, måste du andas in massor av syre för att förbränna fettet. Det är som bekant lättare att springa snabbt på kolhydrater.

En triglycerid på kemiska.

För att gå ner i vikt måste du göra dig av med de 165 atomerna på något sätt. Enligt lagen om massans bevarande finns det lika många atomer före en diet, en semester eller ett liv som efter - de finns bara på lite andra ställen. Atomer kan inte försvinna. För att ta sig ut ur kroppen ...

Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.

ATP får dig att springa

Ett av mina första inlägg handlade om ATP och energi. Sedan dess har det inlägget haft en strid ström av läsare, främst studenter och andra googlare. En del fakta har dock uppdaterats med ny forskning så jag tänkte det var bäst att uppdatera artikeln.

Kroppens inre marknad
För att du ska orka springa krävs energi och energi får du från mat. Så du måste ha mat för att springa och springa för att ha mat. Det låter som ett moment 22, men långt innan du behöver mat blir du hungrig och det aktiverar ett beteenden som gör att du börjar jaga och samla. Fast numer behöver du inte skaffa mat - du går bara till kylskåpet.

För att förenkla för kroppens maskineri omvandlas all mat (kolhydrater, fett och proteiner) till en enhet, adenosintrifosfat, som förkortas ATP. Du kan ..

Läs mer ...

Blodets hemligheter

Det är mycket som händer i kroppen när du springer. Jag tänkte ta upp en sak här, en viktig sak - blodet. Du vet nog att det finns ett protein som heter hemoglobin i blodet och att det sköter den livsviktiga syretransporten. Det är ju helt avgörande när du 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.

Hemoglobin är en molekyl som har fyra delar med en järnatom i varje del. Det är järnatomerna som håller fast och transporterar syre - det är en av anledningarna till att vi behöver järn. Det är järnet som ger blodet dess röda färg. Järn är bra på att binda syre, det är bara att titta på en röd och rostig järnspik. Varje molekyl hemoglobin kan ...

läs mer ...

Cellandning och energi

Vi springer med benen, men vad får benen att springa? Hjärnan är kanske rätt svar, men utan energi kan varken hjärnan sätta igång benen eller benen röra sig. Energin kommer från maten, men all mat omvandlas till en molekyl laddad med energi som kallas ATP - adenosintrifosfat. Det är ATP som driver muskler, tankar och kommunikation. Vi stoppar in energi i form av fett, kolhydrater och protein, men det är ATP som är energivaluta på kroppens gemensamma marknad. Utan ATP stannar kroppen. Ingen ATP - rigor mortis.

För att se hur ATP skapas kan vi se vad som händer med kolhydrater som bryts ner till glukos och sedan blir ATP. En molekyl glukos har den kemiska formeln C6H12O6. Det finns lika många kolatomer som syreatomer och därmed har vi inte lika mycket ...

Läs mer ...

Iskallt uppdrag

För några dagar sedan fick jag hem en väst med plats för åtta kylelement. Syftet är att kylan ska öka produktionen av brunt fett. Medan vitt fett är specialiserat på att lagra energi, är brunt fett specialiserat på att frigöra värme med hjälp av vitt fett. Västen ska användas i en studie under 2015. Jag fick min för att göra en egen liten studie.

Irsusvästen. Man ska egentligen ha en t-shirt under men det missade jag första gången och det kanske är därför jag ser lite generad ut med händerna i knät som en liten farbror :)

Helst ska man huttra när man har på sig västen, för då utsöndras hormonet irisin som skapar brunt fett. Varumärket på västen är Irsus, vilket är en ordlek av just irisin samt ursus som är björn på latin. Björnar och brunt fett hör ihop. Mer om det längre ner i texten.

Brunt fett - en smart mekanism
Kroppen skapar till största delen energi i form av ATP i mitokondrierna. Därefter kan ATP sättas i arbete, t ex dra i muskler så att benen springer. Detta är en process i flera steg. I det sista steget i cellernas energiframställning, används elektroner som frigjorts i citronsyracykeln till att pumpa ut protoner och därmed skapa en skillnad i spänning mellan membranen i mitokondrierna. Denna skillnad utnyttjas för att driva ATPase som tar 3 ADP och bygger ihop 3 ATP för varje proton som faller tillbaka genom membranet. Det är där merparten av allt ATP som driver kroppen skapas.

Var kommer brunt fett in i den bilden? Jo, brunt fett har fått sitt namn av att det ser brunt ut till skillnad från vitt fett. Det beror till större delen på att det finns fler mitokondrier i de bruna fettcellerna. I dessa mitokondrier finns ett protein som kallas uncoupling protein 1 (UCP1, även kallat termogenin), som aktiveras av fettsyror. När aktiveringen av UCP1 ökar öppnas en ny kanal för protonerna förbi ATPase i komplex V. Det skapas alltså inga nya ATP, utan den kemiska energin från citronsyracykeln skingras som värme. Det är en perfekt mekanism för att upprätthålla kroppsvärmen när man inte kan använda muskler för att huttra sig varm, vilket bl a är nödvändigt för björnar som måste sova i ett kallt ide. De kan ju inte huttra när de ska sova.

Vi människor har också brunt fett. Det finns mest när vi är nyfödda och känsliga. I vuxen ålder är det i huvudsak koncentrerat runt nervvävnad och viktiga organ. Nerver är beroende av diffusion av joner och dessa flöden påverkas av kyla. Vi har inte råd med långsamma reaktioner, så det bruna fettet håller oss varma och reaktionssnabba.

I bilden till höger har det bruna fettet aktiverats av kyla. Kroppen till vänster har varma kläder på sig.

Det bruna fettet får bränsle av triglycerider som det hämtar från blodomloppet. När björnarna går och lägger sig är de feta. De sover och slumrar i några månader och kommer sedan ut smala lagom till beachen. Tänk om vi människor kunde göra likadant.

En spännande studie
Frysvästen ska som sagt användas i en studie nere i Linköping under ledning av professor Fredrik Nyström. Eftersom jag skrivit om brunt fett och följt forskningen i över fyra år ska det bli spännande att se hur frysvästen påverkar produktionen av brunt fett. Jag har prövat västen (se bild högre upp) och tyckte den kändes bra. Det var kallt om magen, men långt ifrån obehagligt.

Om någon är intresserad av västen så maila mig och skriv brunt fett i ämnesraden så kan jag skicka mer information om den.

För övrigt
Jag återkommer snart med ett mer genomarbetat blogginlägg om brunt fett på min nya blogg Hjärnfysikbloggen. Jag håller liv i den här gamla bloggen med inlägg som inte riktigt passar på Runners World. Vi får se hur länge jag kör så. Än så länge är gensvaret på Hjärnfysikbloggen gott. Mina inlägg om att löpning inte är särskilt farligt och om sittsjukan gillades av många. Nackdelen är att bloggverktyget inte är lika flexibelt som blogger. Men jag har fått en snyggare header.