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.

Hjärnfysikbloggen: Akut träning ger direkt hjärneffekt

I en genomgång av effekterna av akut träning (ett enda träningstillfälle), publicerad i tidskriften Brain Plasticity, visar forskare från USA på en rad positiva effekter. Forskarna går in på beteendemässiga och kognitiva effekter och tar upp flera neurofysiologiska och neurokemiska studier. Syftet med deras metaanalys är att förstå de omedelbara effekterna av ett träningstillfälle för att därigenom få en bra förståelse över vilka effekter träning har på hjärnan över längre tid.

Just nu finns det minst sagt ett stort intresse för sambandet mellan hjärna och löpning. Det gillar jag som skrivit 850 inlägg om (oftast) hjärnan och löpning i precis sju år (oj!). Eftersom jag ...

Läs mer ...

Allt om periodisk fasta - vetenskapen (del 1 av 3)

Nu har jag fastat i sex veckor, tappat 4 kilo med bibehållna sociala relationer och bra humör. Det har gått mycket lättare än jag trodde. Jag tror att nästan vem som helst klarar periodisk fasta (förutom gravida, ammande, människor med ätstörningar, växande barn) och jag tror att det är bra, både för hjärnan och för magen. Periodisk fasta är ett omfattande ämne och därför tänker jag skriva tre inlägg om ämnet. Jag börjar med en vetenskaplig del idag, sedan blir det ett översiktligt inlägg och till sist ett mer praktiskt inlägg - hur man gör och hur jag har gjort (sen kanske ett fjärde också som knyter ihop magsäcken).

Fasta, mat och evolution
Människan utvecklades på den afrikanska savannen. Det var hunger som fick oss att lämna träden och ge oss ut på savannen för att springa efter föda. Hunger är en viktig drivkraft. Det var knappast så att våra förfäder åt tre mål mat om dagen med mellanmål däremellan. Det är mer sannolikt att man under vissa perioder var utan mat.

Fasta är således inte något farligt, utan fullständigt normalt. Människor och djur drivs av hunger, det är en signal från hjärnan som till slut överröstar alla andra signaler. Den tystnar inte förrän vi hittat föda. I naturen finns en evolutionär balans mellan de som äter och de som äts. Feta zebror blir mat och feta lejon får ingen mat. I naturen överlever de bäst anpassade och de mest vältränade, the survival of the fittest.

Förädling. Källa: berkeley.edu/evolibary

Vi är formade till att omväxlande svälta och äta och vi är inte genetiskt anpassade att äta samma mat som nu, inte ens det som numer kallas stenålderskost (jag föredrar paleolight). De frukter och grönsaker vi äter idag är ett resultat av en medveten urvalsprocess som gjort dem sötare och ätbara. En vild banan går nästan inte att äta. De bananer vi köper är så beroende av människan att de inte klarar sig utan oss. Samma sak med vild avocado eller broccoli. På stenåldern fanns inte mycket som var sötare än en morot. Men vi kan i alla fall vara säkra på att människan utvecklades för att äta lite av varje. Vi är inte anpassade till ensidig, processad mat, till läskedrycker och godis. Vi är bra på att anpassa oss till att äta olika sorters riktig mat (färsk, varierad ”whole foods”) och till att överleva när det inte finns särskilt mycket föda.

Det som inte dödar gör oss starkare
Lite stress är bra, det får oss att utvecklas. Det är därför broccoli är nyttigare än piller med antioxidanter. I broccoli och andra växter finns gifter om ska skydda växterna från att bli uppätna. Den bittra smaken som får barn att hata grönsaker är naturens sätt att meddela att det är giftigt. Små mängder gift tvingar cellerna att anpassa och bygga upp ett skydd. Morötter innehåller betakaroten och morötter är nyttiga, men när man extraherar betakaroten och ger det i tablettform har det inte någon bevisad effekt. Förmodligen beror det på att en morot innehåller så mycket mer än bara antioxidanter, bl a då små mängder gifter.

Att springa, att äta lite gift och att fasta stressar cellerna, men inte så mycket att det blir farligt. Tvärtom blir vi mer robusta. Under ett hårt träningspass bryts musklerna ner, men sedan återhämtar de sig och blir starkare till nästa gång. Olika typer av stress aktiverar gener som skyddar och reparerar cellerna. Att träna 16 timmar om dygnet och äta 40 kg broccoli och sedan svälta i ett par veckor är inte samma sak som att träna 1 timme, äta 300 g broccoli och att fasta i 16 timmar. Gör man det senare, stärker man cellerna. Lite lagom stress gör oss robusta, medan allt för mycket stress bryter ner oss. Ett hälsosamt liv handlar om balans.

Fasta, IGF-1 och cancer
I en sjuttio år gammal studie såg man att möss som fastade varannan dag, levde längre och de höll sig dessutom i fysisk trim. Med utgångspunkt från dessa resultat har gerontologiprofessorn Valter Longo skapat modifierade möss som inte reagerar på hormonet IGF-1 (insulinliknande tillväxtfaktor) och de lever dubbelt så länge som vanliga möss. De får inte cancer, inte diabetes. IGF-1 ansvarar för tillväxt i cellerna. Det är bra när man växer, men kanske inte lika bra när vi vuxit färdigt. IGF-1 är kopplat till utveckling av cancer i t ex prostata och bröst. IGF-1 ger cancern bränsle. Fasta minskar halterna av IGF-1. I västerländsk diet äter vi mycket proteiner och mycket socker och det håller nivåerna av IGF-1 uppe. En latte innehåller t ex 11 gram protein. Det är en en femtedel av ett normalt behov.

IGF-1

Genom att fasta slås vissa gener av och på (epigenetik). Kroppen ställer in sig på underhåll. När det finns gott om mat vill kroppen växa och sprida sina gener, men när det finns lite mat är kroppen inställd på att vara rädd om det den har. Att fasta i perioder har dock inte samma negativa effekter som kalorirestriktion. Cellerna går in i sparläge, men det är inget man märker.

När man startar sin fasta signalerar hjärnan hunger, sedan ställer sig hjärnan in på att det råder brist på mat och ser om sin kropp. En viktig funktion är autofagocytos (självätande), vilket innebär att kroppen bryter ner och återvinner gamla, slutkörda celler. Det är en viktig anpassning till svält. Den som fastar bygger nytt med gamla celler. Bristande autofagocytos är en faktor bakom åldrande.

Fasta, insulin och brunt fett
IGF-1 är nära besläktat med insulin. Insulin bildas i bukspottkörteln och friges när vi äter, särskilt när vi sväljer snabba kolhydrater. Först suger insulinet upp all glukos, därefter lagras glukos som glykogen i långa kedjor i lever och muskler. Insulin lagrar också fett och blockerar fettförbränning i något som kallas lipolys. Äter man för mycket snabba kolhydrater blir insulinet sämre på att lagra undan glukos och risken ökar att man utvecklar diabetes typ 2. Ett sätt att motverka detta är fasta. I en studie fick försökspersoner äta under 4 timmar och fasta under 20 timmar. De skulle äta lika många kalorier som vanligt, det viktiga var att de inte åt något på 20 timmar, vilket försatte cellerna i sparläge. Det visade sig att personerna höll sin vikt, men det viktiga var att de ökade sin insulinkänslighet rejält. Genom att fasta får insulinsystemet  tid att återhämta sig. Det är viktigt i en tid då var och varannan drabbas av diabetes.

En studie från 2012 har gett ytterligare stöd för hypotesen att det är viktigt när man äter. Forskarna lät några möss äta hur de ville och en annan grupp äta under 8 timmar och fasta i 16 timmar (16/8-fasta). De möss som fastade åt lika många kalorier men vägde 28 % mindre än mössen som åt när de ville och de hade mycket bättre fysik. Forskarna tror att fastan aktiverar enzymer i levern som bryter ner kolesterol till garvsyra, vilket ökar aktiviteten av brunt fett - en typ av fett som omvandlar kalorier till värme. Fastan bränner alltså fett. Bokstavligen. Dessutom stänger levern av produktionen av glukos under flera timmar, vilket sänker blodsockret. Glukosen används istället till att återställa skadade celler och skapa nytt DNA, vilket minskar kronisk inflammation som är inblandat i en rad sjukdomar som cancer, stroke och Alzheimer.

Fasta och hjärnan
En annan viktig effekt av fasta är att det påverkar hjärnan genom att öka produktionen av mirakelämnet bdnf, brain derived neutrophic factor. I studier på möss - som var genetiskt predisponerade att drabbas av Alzheimer - såg man att bdnf sköt upp sjukdomen till slutet av livet. Bdnf bidrar också till nybildande av hjärnceller i hippocampus, ett område som är viktigt för minnet. Denna effekt beror kanske på att det var viktigt att vara smart när det blev ont om mat. De som inte utökade sin kognitiva förmåga dog ut när det blev svält. Brist på föda tvingar djur och människor att vara påhittiga och hitta vägar ur svälttillståndet, som nya matkällor eller att minnas var det fanns mat. Bdnf gör oss dessutom på bättre humör och motverkar depression, åtminstone på möss som fick bdnf insprutat rakt in i hjärnan.

För att undersöka om du blivit mer skärpt av fasta kan du göra testet (som Michael Mosley tipsar om i sin bok) nedan före fasta och sedan efter några månaders fasta. Det dröjer några veckor innan bdnf bidragit till att stamceller blivit nya fräscha hjärnceller.

Testet kräver att du aktiverat javascript. Du kan göra testet anonymt genom att klicka på länken Continue Anonymously till höger när du ska visa resultatet. Testet går ut på att du ska ange den färg du ser och inte den färg som står genom att trycka b för blue, y för yellow, o s v. Man måste trycka 20 gånger och sedan kan man sluta när man vill. Jag tryckte 40 gånger och fick inte 100 procent ;) 

Jobbklassikern - löpningen
Bansträckningen för jobbklassikern ändrades i sista stund till två varv runt Norra berget. Jag hade aldrig sprungit där förut, men alla talade om den långa, grymma backen upp mot berget. Den var tung. Man stod nästan still på krönet. Jag sprang de 10,9 kilometrarna på 50,57, vilket gav en kilometertid på 4:42/km. Benen kändes bra. Jag fick inte ont någonstans. Jag kom åtta och är nu trea sammanlagt i jobbklassikern. Det är jag rätt nöjd med. Nu väntar en cykeltävling den 24 maj och sedan simning den 30 augusti. Målet är att behålla pallplatsen. Jag har aldrig tävlat i vare sig cykel eller simning förut (oj vad jag ska simma i sommar) så det ska bli både roligt och spännande :)


Några andra inlägg om fasta:

Periodisk fasta
Jag fortsätter fasta
Allt om periodisk fasta - varianter (del 2 av 3) 
Allt om periodisk fasta - praktiken (del 3 av 3) 
Fasta och ungdomens källa

Periodisk fasta

När jag testade endagsfasta första gången för två år sedan tänkte jag att det också var sista gången. Sedan dess har jag flera gånger (här och här) skrivit om teorier som berör fasta, inte minst kalorirestriktion. Teorin verkar vettig, men ack så tråkig. Vem gillar att svälta? Jag gillar god mat. Det är inte svårt att välja bort onödiga kalorier, som godis, kakor och skräpmat. Men det är svårt att avstå från en god middag. Fast det är ju det som är fasta. Att avstå.

Varför fasta?
Varför ska man överhuvudtaget fasta? Det kan finnas många skäl, men ett skäl är att det kanske ger ett längre och ett friskare liv. Det finns intressanta kopplingar mellan halvsvält och ett långt liv. Den första upptäckten av ett samband mellan lite mat och ett långt liv var att medellivslängden ökade med hela sex år under den stora depressionen på 1930-talet i USA. Vilka var mekanismerna bakom detta? Man tror nu att medellivslängden ökade därför att cellerna ställde in sig på sparläge och räckte lite längre.

IGF-1.

När vi har god tillgång till föda, ställer våra celler in sig på tillväxt genom att utsöndra hormonet IGF-1 (insulin-like growth factor 1), vilket också gör cellerna mer mottagliga för cancer, stroke och diabetes. Cellerna är mer inriktade på tillväxt än underhåll och bortser från olika former av cellskador. En populär liknelse är att se kroppen som en bil där IGF-1 är gaspedalen. Hormonet trycker gasen i botten och kör så länge det går, utan att bry sig om att göra regelbunden service och besöka verkstaden om något går sönder. Om cellen däremot svälter ställer den in sig på underhåll, på att vara rädd om det den har. Därmed räcker cellerna längre. Halvsvältande celler har en fulltecknad servicebok. I studier från Baltimore National Institute on Aging har man visat att lägre nivåer av IGF-1 ökar fettförbränningen och skyddar hjärnan mot åldersrelaterade sjukdomar i hjärnan som Alzheimer och Parkinson.

Människor och djur
Det finns flera studier på kalorirestriktion, på alltifrån jäst till apor. Men det finns ganska få studier på människor. Vi lever ju så länge. Forskarna vill helst mäta effekterna tills forskningsobjekten dör. I studier på möss har man sett att livet har förlängts, men man har inte sett samma effekter på apor.

Det finns alltså inga tydliga bevis för att ett konstant kaloriunderskott skulle ge ett längre och friskare liv. Däremot kanske fasta, d v s en mycket lindrigare form av stress, förlänger livet och gör oss friskare. Det är inget onaturligt att fasta. Tvärtom torde vi vara evolutionärt anpassade till att vara utan mat under kortare perioder. Stenåldersmänniskorna åt knappast frukost, lunch, middag med lite snacks där emellan. När det fanns lite mat tvingade hungern människan att leta mat och det kanske är den största hälsoeffekten med fasta. De som gav upp dog ut, medan de som gav sig ut och letade, sprang och ansträngde sina hjärnor, överlevde och skickade sina gener vidare.

Fasta ger nya hjärnceller
Ett djur som varit utan mat en dag blir mer aktivt. Fasta är en mild stressfaktor som motiverar djuret att öka aktiviteten i hjärnan. För att överleva måste hjärnan jobba hårdare. I en studie med varannan dags fasta såg man att produktionen av BDNF - brain-derived neurotrophic factor - ökade med mellan 50 och 400 procent. BDNF är ett slags gödningsämne för hjärnceller och mycket viktigt för lärande och minne. Det skyddar också hjärnan mot sjukdomar som Alzheimer och Parkinson. För möss som fastade varannan dag sköts Alzheimer upp med ett halvår, vilket motsvarar 20 år hos människor.

Eftersom fasta evolutionärt motsvarar risk för svält och död, blir det oerhört viktigt att försöka minnas var man tidigare hittade mat, man kanske måste ut på djärvare utflykter, undkomma fiender och rovdjur och hinna ikapp bytesdjur. Det är därför som det behövs nya hjärnceller. Löpning skapar också nya hjärnceller, genom att öka produktionen av BDNF. Löpning och fasta är kanske historiskt länkade i vårt DNA. När vi blev hungriga, blev vi tvungna att börja springa.

Varianter av periodisk fasta
Fasta kan sägas börja efter ett 6 - 12 timmar, eller när kroppen använt all glukos i blodet och börjat omvandla glykogenlager i lever och muskler till glukos. När dessa lager är tömda börjar cellerna gräva i fettlagren och levern bildar ketoner som hjärnan kan använda som bränsle. Denna process kommer igång efter några dagar. Men man behöver inte fasta i dagar. Det räcker med timmar, för att uppnå många av hälsoeffekterna.

Varannan dags fasta
Denna metod går ut på att man äter 25 procent av sitt dagliga intag en dag och sedan får man äta hur mycket - ja, så mycket man orkar - nästa dag. sedan rullar det på så. Man kan aldrig kompensera antalet kalorier man får i sig dagen man äter endast 25 procent genom att mycket nästa dag. Om någon har prövat det så kommentera gärna. De flesta borde kunna gå ner i vikt på den varianten om de håller sig till 25 procent en dag. Det är nästan svårare att äta 175 procent av sitt dagliga intag än att äta 25 procent (5-600 kcal för en man och 4-500 för en kvinna). Om jag vore överviktig, skulle jag nog testa denna variant först.

5:2-metoden
Fem-två är en fastemetod som blivit mycket populär på sistone, förmodligen för att den är lättsam. Det är svårt att helt avstå från mat, men att äta litegrann (5-600 kcal för en man och 4-500 för en kvinna.) två dagar i veckan mot att man får äta det man vill resten av veckans dagar, är inte särskilt ansträngande. Det är för kort tid för att humör och vardagsliv ska påverkas, men det är tillräckligt lång tid för att hälsoeffekterna av fasta ska slå igenom.

16 timmars fasta
Denna variant testade jag i veckan, från lunch till frukost. Det gick bra och frukosten dagen efter var otroligt god. Jag hade köpt hem en riktig hotellfrukost. Många föredrar att fasta från kvällsmacka till lunch, dvs från kl 20:00 till 12:00 dagen efter. Det är skönt att lägga sig utan att vara hungrig och dessutom sover man bort halva fastan.

Jag testar femtvå-fasta
Jag är försiktigt positiv och lite nyfiken och det är nog framför allt effekten på hjärnan som jag tror på. Andelen kroppsfett torde också minska, vilket sedan tidigare kopplats till god hälsa. Det verkar inte som att fasta triggar fettinlagring som man sett vid jojobantning. Fasta ökar också HGH (Human Growth Hormon), som kan sägas vara ungdomens källa. Utsöndringen ökar kraftigt efter 13 timmars fasta. Hgh hjälper cellerna att använda fett istället för glykogen och har en rad positiva effekter.

Jag tror mest på femtvå-metoden, för den verkar enklast att få in i vardagslivet. Man vill ju äta lunch med kollegor och man vill ta något på morgonen och gärna en liten bit innan läggdags också, så att man inte lägger sig hungrig. Dessutom behöver man bara ha koll två dagar i veckan. Det kan snabbt bli en vana och det är lagom träning för viljestyrkan. Hunger gör också maten godare. (Varför är vi så rädda för hunger? Man ska alltid ha en liten matbit redo, känns det som.)

På sikt - dvs i takt med att man åldras - tror jag det är viktigt att dra ner på kalorierna. Människor som lever länge har ofta bra gener och de äter lagom. Förr i tiden, innan skräpmaten invaderade den japanska ön Okinawa, åt man tills man kände sig lagom mätt. Man åt sig inte proppmätt. De har den största andelen pigga hundraåringar. Den kommande generationen verkar inte lika fräsch. I USA finns en religiös sekt som kallas sjundedagsadventister och de äter sig inte heller mätta, utan de äter lagom. Deras hälsa och medellivslängd är mycket över normala amerikaners.

Men som med allt är individer olika. Fasta passar inte alla och än så länge finns det för få studier på människor för att man ska känna till alla effekter. I väntan på det kan man pröva själv. Kanske jag får en fastare kropp. Five:two - here we go.

Fler inlägg om fasta:

• Jag fortsätter fasta
• Allt om periodisk fasta - vetenskapen (del 1 av 3)
• Allt om periodisk fasta - varianter (del 2 av 3)
• Allt om periodisk fasta - praktiken (del 3 av 3)
• Fasta och ungdomens källa
• Fasta och träning
• https://www.pt-planner.com/2019/08/10/periodiskfasta/