Vad är mitokondrier?

I stort sett alla som skriver om löpning skriver också om mitokondrier, för utan mitokondrier skulle vi inte kunna springa. Vi skulle inte kunna skriva eller tänka heller. Allt vi gör - springer, tänker, pratar, andas och skriver - kräver energi (ATP) och större delen av denna energi skapas av den mat vi äter och det syre vi andas i cellernas kraftverk - mitokondrierna. I stort sett alla celler i djur, svampar, alger och växter innehåller hundratals och ibland tusentals mitokondrier. En människa har grovt räknat 50 triljoner mitokondrier som tillsammans omsätter 50 gram ATP var 20:e sekund, vilket alltså betyder att en människa sätter sprätt på otroliga 200 kg ATP varje dag.

Mitokondrier var bakterier
Forskarna är ganska säkra på att mitokondrierna en gång var bakterier som simmade omkring i en kaotisk ursoppa tills en dag då en bakterie trängde in genom ett membran till en cell och började samarbeta, d v s ge energi till cellen i utbyte mot skydd och näring. Detta samarbete började för ca 1,5 miljarder år sedan. Det var en viktig milstolpe i livets evolution.

Ungefär så här gick det till när en bakterie blev en viktig organell i cellen.

En ny studie visar att detta möte kanske var mer dramatiskt än så. I den nya studien använde forskarna modern DNA-sekvenseringsteknik för att avkoda 18 nära bakteriesläktingar till mitokondrier. När man rekonstruerade det genetiska innehållet i mitokondriella förfäder, genom att sekvensera DNA från nära släktingar, framkom ett mönster som visade att de tidiga mitokondrierna var parasiter som stal energi från sin värd, innan de ingick ett förbund om vapenvila och endosymbios och började skapa och ge energi.

Vad ska man ha mitokondrier till?
Mitokondrierna delar sig som bakterier och har ett eget cirkulärt DNA (mtDNA) med endast 37 gener som ärvs från modern. Söner ärver mtDNA från sin mor men skickar det inte vidare till sina barn. Mitt mtDNA dör ut med mig, men lever vidare i min syster och hennes döttrar.

På samma sätt som en bil måste ha bensin, måste cellerna ha ATP för att fungera. Mitokondrierna skapar ATP av den mat vi äter - fett, kolhydrater, proteiner - och det syre vi andas in. Det krävs ATP för att pumpa tillbaka kalcium i musklerna så att de kan slappna av, så om produktionen av ATP upphör fryser man fast i det läge som musklerna hade när ATP tog slut. Det kallas för likstelhet (rigor mortis).

Ju fler mitokondrier man har, desto mer fett och glukos kan de omvandla till energi. Det gör att man orkar mer. Det är ATP som driver de proteiner som får musklerna att arbeta och det är ATP som pumpar natrium och kalium så att hjärncellerna kan skicka signaler till varandra och till resten av kroppen. Det behövs även ATP för att städa upp signalsubstanser efter en synaps.

En två minuter lång animation av mitokondrier som spottar ut glödhet ATP.

När mitokondrierna bränner brunt och beige fett bildas inte ATP, däremot bildas det värme. Det är mitokondrierna som håller oss varma på vintern genom att bränna dessa fettceller. Mina kollegor tror mig inte när jag säger brunt fett för tusende gången, men mina bloggläsare tror på mig och på vetenskapen. Hoppas jag:)

Mitokondrierna gömmer kanske också nyckeln till varför vi åldras och till flera sjukdomar kopplade till åldrande. Kort sagt: De är livsviktiga.

Hur bygger man fler mitokondrier?
Man vet att de gener som styr tillväxten av mitokondrier ökar sin aktivitet redan en timme efter att man har sprungit. Det är en anpassning som ökar uthålligheten och fettförbränningen. Även hjärnan påverkas av löpning. I en studie på möss såg man att de som sprungit hade fler markörer för mitokondriell utveckling i alla vävnader, inklusive hjärnan, än de möss som suttit stilla.

En fjärdedel av cellernas volym upptas av mitokondrier.

Genom att springa en halvtimme några gånger i veckan fylls således hjärna och muskler med nya, friska mitokondrier. Forskarna tror att det leder till att vi blir mer motståndskraftig mot fysisk och psykisk utmattning.

Jag bygger mitokondrier
I helgen körde jag ett tungt älglufspass. Jag har fortfarande träningsvärk efter det. Det får jag alltid första gången jag tränar älglufs. Trots det sprang jag några varv runt Sidsjön på lunchen idag i sol och blåst. Det kändes tungt men genom att stressa cellerna bygger jag nya mitokondrier. Jag tror jag behöver alla mitokondrier som jag kan få för att orka med årets sista mörka dagar.

Blir man långsammare med åren?

En oundviklig följd av att man åldras är att fysiken försämras. Det kan tyckas självklart och inget som behöver utredas, men nya studier visar att sambandet ålder och fysik inte är så självklart. En stor del av nedgången i fysisk prestanda beror på att många 40-åringar ändrar sina prioriteringar och livsmönster. Men även när man tar hänsyn till livsfaktorer är det ett faktum att äldre idrottare - löpare, cyklister, triatleter - i snitt är långsammare än yngre, även om de tränar lika mycket. Orsaken är minskad uthållighet och kraftutveckling, samt försämrad effektivitet.

Styrketräning förbättrar effektiviteten
I somras kom dock en studie som visar att äldre kan komma ikapp de yngre i vissa avseenden. En forskargrupp med den franska professorn Jeanick Brisswalter i spetsen analyserade en grupp på 60 triatleter i åldrarna 20 till 70 år. Alla triatleter tränade 2 timmar om dagen och de cyklade dessutom ca 250 km i veckan.

Både syreupptagningsförmåga (VO2Max) - som är ett grovt mått på uthållighet - och explosivitet, börjar försämras runt 30-40 årsåldern. De 70-åriga triatleterna var förvisso mer vältränade än en genomsnittlig 35-åring, men de hade lägre VO2Max och kraftutveckling jämfört med 20-åringarna. Även effektiviteten var sämre. En triatlet i 60-årsåldern som cyklar förbrukar 17,6 % mer energi för att uppnå samma effekt som en 20-åring. Det beror knappast på dålig teknik - den torde ju vara fulländad när man tränat länge - utan förmodligen på försämringar i de neuromuskulära signalerna mellan nervsystem och muskler.

I en tidigare studie från 2012 undersökte man två grupper som tränade styrka tre gånger i veckan. Den ena gruppen bestod av män som i snitt var 52 år och den andra gruppen av ett gäng med en medelålder på 26 år. Det visade sig att 52-åringarna ökade sin benstyrka med 17,9 % och sin effektivitet med 16,3 %. 26-åringarna blev dock inte starkare eller effektivare av samma typ av styrketräning. De var redan tillräckligt starka, vilket alltså utjämnar skillnaden i effektivitet som man fann i den andra studien

Dessa resultat visar att sjunkande effektivitet förmodligen är en följd av minskad muskelmassa och av förändringar i de neuromuskulära kopplingarna mellan nervsystem och muskler. Det är inte åldern som är orsaken till sämre effektivitet, utan svagare muskler. Det är något man kan åtgärda genom att träna styrka och det verkar bli viktigare, ju äldre man är. Genom att träna styrka förbättras de neuromuskelära signalerna redan i det första passet och man blir snabbt mycket starkare. Trots detta är medelåldern på gymmen ganska låg. Det behövs dock inte ett helt gym. En enda hantel räcker riktigt långt.

Fyra stärkande övningar för löpare
Förmodligen är det också så att en timme styrketräning ger mer än ytterligare en timmes löpning efter 40. Här är några bra övningar som jag skrivit om tidigare och som jag lånat av Matt Fitzgerald. Det räcker med 20 minuters styrketräning med en hantel, 2-3 gånger i veckan, för att bli en mycket bättre löpare.

1. Marklyft med utfällda ben
Denna övning stärker lårmusklerna, rumpan och höften. Övningen ökar styrkan i det enskilda benet och stabiliserar höften, två viktiga delar i löpningen eftersom vi springer på ett ben i taget och det kräver en höft. Repetera 10 gånger. Byt sedan till den andra foten. Se video nedan:

2. Ryggpromenad
Starka magmuskler förbättrar kraftöverföringen mellan ben och överkropp, vilket är bra för löpningen. Övningen minskar också på skaderisken genom att öka stabiliteten i ryggslutet, bäckenet och höfterna under löpning och ger de djupa magmusklerna kraft att driva löpsteget framåt. Tänk på att pressa ryggen mot golvet hela tiden. Gör 12-20 rep, om det känns lätt så pressar du inte nedre delen av ryggen tillräckligt hårt mot golvet.

3. Enarmsryck med hantel
Denna övning involverar och koordinerar ben och överkropp, vilket självklart är viktigt när man springer. Övningen stärker musklerna på baklåret, rumpan, ryggen och axlarna.

4. Hopp på ett ben
Hoppövningar, eller plyometri, har bevisligen stor effekt på löpekonomin. Poängen med plyometri är att den intensifierar hoppelementet i löpningen. Att hoppa på ett ben är kanske den enklaste, men samtidigt den viktigaste, övningen för en löpare. Att springa är ju inget annat än att hoppa från det ena benet till det andra.

Stå på höger fot med vänster ben lite lätt böjt. Böj dig ner lite och hoppa sedan så högt det går med avstamp på höger fot och landa sedan också på höger fot. Hoppa 20 ggr, vila sedan 30 sekunder och byt sedan till vänster fot om du har en sån.

Mer om nyttig plyometrisk träning här:
Hoppa dig stark med plyometri

Älglufs i lerklafs
Jag brukar vanligtvis träna styrka två gånger i veckan. Den här veckan blev det måndag, onsdag och fredag, alltså tre pass. Mest för att det var så dåligt väder och jag vek ner mig när det gällde löpningen. Men idag sprang jag i blåst och regn. Jag tycker faktiskt det är härligt att kämpa mot naturens element. I morgon blir det älglufs i lerklafs. Säsongens första ”skidpass”.

Ibland får jag frågan varför jag lyfter hantlar. Vad ska du med biceps till med när du springer? Det kanske stämmer till viss del, men jag tror att man ska träna alla muskler för människan är en komplex helhet, inte en massa delar som rör sig oberoende av varandra.

Varm och smal med brunt och beige fett

Det har varit några dagar med minusgrader. Jag klär mig dock fortfarande som om det vore sensommar. På morgonen fryser jag, men det gör ingenting. Det är bara hudens köldreceptorer som signalerar till hjärnan att det är kallt.

Jag är inte särskilt frusen, men några av mina kollegor tar på sig koftor och filtar och klagar på kylan. Det gäller särskilt de kvinnliga kollegorna, eftersom kvinnor i genomsnitt fryser något mer än män. Kvinnor har i jämförelse med män i snitt dels mindre muskler som skapar värme, dels har de mer fett och fett - paradoxalt nog - är bra på att hålla fast värme, vilket gör extremiteterna längst ut, som händer och fötter, lite kallare.

Kroppen anpassar sig alltid och jag tror det är bättre att frysa litegrann och anpassa sig, än att linda in sig i filtar. Genom att frysa bildas ett sorts fett som - precis som muskler men mycket mer effektivt - genererar värme. Det kallas för brunt fett. Brunt fett kräver inget arbete, inga åkerbrasor. Det är som små pyrande brasor i cellerna och tillsammans bränner det glukos och stora mängder vitt fett. Bara genom att sänka temperaturen några grader, ökar kaloriförbrukningen med 15 %.

Vad är brunt fett?
Brunt fett är en viss typ av fettvävnad som bränner fett och glukos för att generera värme. I vanliga fall används cellernas mitokondrier för att tillverka energi (ATP) som används till arbete och ungefär hälften av energin läcker ut som spillvärme (det är därför man blir varm av arbete), men i bruna fettceller produceras endast spillvärme. Vitt fett saknar denna förmåga. Spädbarn, som inte kan huttra sig varma, är beroende av brunt fett för att hålla värmen. Små däggdjur är också beroende av brunt fett. Tack vare brunt fett drabbas inte gnagare av fetma och de fryser inte ihjäl och björnar kan sova i lugn och ro i sitt ide utan att huttra och skaka under vintern. Till för bara några år sedan trodde man inte att vuxna människor hade något brunt fett, men nyare studier visar att det finns och att det fyller en funktion. Det är kanske anledningen till att man fryser mer nu på hösten när det är 2 grader kallt än senare på vintern när det är lika kallt. Skillnaden är att på vintern har vi brunt fett i kroppen som skapades när vi frös tidigare på hösten.

Brunt och vitt fett.

I veckan kom ytterligare tre studier som belyser nya aspekter av brunt fett. Brunt fett har plötsligt blivit ett mycket hett forskningsområde.

Beige fett
Genom att utsätta sig för låga temperaturer kan man omvandla vitt fett från lår och mage till en mellanform av brunt fett som kallas beige fett och som också bränner kalorier för att skapa värme, visar en ny studie.

Man vet sedan tidigare att gnagare som utsätts för låga temperaturer, omvandlar vita fettdepåer till beige fett. I den nya studien undersökte man om detta också skedde hos människor. Man analyserade vävnadsprover av fettvävnad från 55 magar för att se om de vävnadsprover som tagits på vintern visade mer tecken på "bryningsaktivitet" (vitt till beige) än på vävnadsprov som tagits under sommaren. Forskarna tog också prov på 16 lår efter att de hållit en ispåse på låren i 30 minuter.

Analysen visade att fettvävnad som samlats in på vintern hade en högre nivå av två genetiska markörer för beige fett, jämfört med de prover som tagits på sommaren. Vävnadsprover från de istäckta låren visade förhöjda halter av tre genetiska markörer bundna till beige eller brunt fett i prover tagna under vintern.

Tre typer av fett.

Forskarna upptäckte också en skillnad i resultaten mellan magra och överviktiga (BMI>30) människor. Effekten var sämre hos överviktiga p.g.a. inflammationer i vävnaden som försämrade konvertering av vitt fett till beige fett. Det gör det alltså lite svårare för överviktiga att gå ner i vikt.

Hjärnan kontrollerar det bruna fettet
Förändringen från vitt till beige/brunt fett börjar som en molekylär process i hjärnan. Denna process påverkar hur mycket energi som vi bränner och hur mycket vikt vi kan förlora. Detta visas i en studie som publicerats i senaste numret av tidskriften Cell.

Den process som ”bryner” vitt fett till brunt fett styrs av nervceller som kontrollerar hunger och aptit. När forskarna stimulerade denna process i hjärnan hos möss fann de att det skyddade dem från att bli överviktiga trots att de gavs en fet kost. Därefter studerade forskarna de molekylära förändringarna i nervceller kopplade till aptit i hjärnan (i hypotalamus) och fann att en unik sockerart som kallas "O-GlcNAc" pluggade igen jonkanaler för kalium, vilket i sin tur fungerar som en startsignal för hjärnan att aktivera förbränningen av fett.

Björnar sover utan att huttra av kyla. Källa.

Det är framför allt hunger och kyla som aktiverar denna process hos däggdjur. Brist på mat är mer kraftfullt än kyla därvidlag, eftersom matbrist kan minska värmeproduktionen för att upprätthålla den livsviktiga energibalansen. Brunt fett fyller alltså en viktig funktion för däggdjurens överlevnad genom att ge värme både när man är hungrig och frusen.

Bryna vitt fett med en klick adenosin
Kan denna kunskap utnyttjas? Finns det ett piller? Ja, kanske inom några år. Nordiska forskare upptäckte nyligen att kroppens adenosin aktiverar brunt fett och bryner vitt fett. Adenosin frigörs under stress. För att denna signal ska nå fram krävs adenosinreceptorn A2A. Om adenosin binder till denna receptor i bruna fettceller, stimuleras fettförbränning.

Vitt fett saknar receptorn A2A, men när forskarna överförde A2A-receptorgenen från bruna fettceller till vita fettceller i möss, kunde mössens vita fettceller smälta överflödigt fett. På sikt kanske det innebär ett "piller" mot fetma.

Iskall
Häromdagen glömde jag att ta mina löparhandskar som jag köpte i Davos en kall dag för tre månader sedan för många schweizerfranc. Jag fryser aldrig om benen eller kroppen, men händerna kan bli kalla. Det var riktigt kallt, men jag kunde inte vända om. Mitt blod retirerade in i de inre organen som besättningsmännen på ett sjunkande skepp, som om händerna skulle lossna och ramla av och bli kvar längs vägen. Fingrarna var lite fumliga efteråt, innan blodet vågade ta sig in i dem igen. Kanske jag aktiverade produktionen av brunt fett. I så fall var det väl värt det. Sen tog jag en kall dusch.

Det har var mitt femte inlägg om brunt fett. Tidigare inlägg:
Frossa bränner kalorier 2014
Elda med brunt fett 2013
Bruna fettceller bränner fett 2012
Brunt fett motar kylan 2010

Även snabba löpare kan springa långt

Efter förra inlägget om muskelfibrer surfade jag runt om det fanns något skrivet om långdistanslöpare som hade ”fel” muskelfibrer. Eftersom uppsättningen är genetisk, så sker urvalet genom att personer med snabba muskelfibrer tenderar att satsa på korta lopp, medan personer med långsamma fibrer koncentrerar sig på längre lopp. Åtminstone när det gäller de allra bästa.

Till slut hittade jag en artikel i en svensk blogg (som tyvärr verkar nedlagd) som skrivit om detta ämne. Artikeln handlade om Steve Prefontaine som sprang 10 000 meter på 27.43 och gjorde en minnesvärd insats i OS 1972, men som sedan omkom endast 24 år gammal i en bilolycka.

Hjärnfysik handlar framför allt om hjärnan och löpning och ett citat av Steve Prefontaine lyder:

”I´m not better then anyone else on the team, I can just push myself harder"

Man kan inte avgöra vem som vinner ett lopp på 10 000 meter genom att mäta andelen muskelfibrer eller VO2Max hos deltagarna - om det vore så skulle alla kunna lämna ett blodprov och låta ett labb kora vinnaren. Det som till slut fäller avgörandet sitter i huvudet. Det gällde inte minst Steve Prefontaine. I en studie fann man att andelen snabba fibrer i Prefontaine motsvarade fysiologin hos en sprinter, inte hos en långdistanslöpare.

Steve Prefontaine

I bloggen fanns en tabell med alla data från studien för Steve Prefontaine. De övriga elitlöparnas snittuppgifter (där det finns några) står inom parantes:

Längd: 170cm (176cm)
Vikt: 66 kg (63kg)
Vilopuls: 42 (48)
Fettprocent: 7.3 % (7%)
VO2max: 84.4 ml/kg/min - 5.57 l/min (79 ml/kg/min)
Max laktat: 16.3 mmol
Andel långsamma muskelfibrer: 27% (71%)
Fiberyta snabba fibrer: 8027 (8324)
Fiberyta långsamma fibrer: 10624 (6485)
Aktivitet oxidativt enzym: 811 (746)
Aktivitet glykolytiskt enzym: 22 (21.6)
Rapporterad träningsdos: 11-20 mil/vecka

Det tycks alltså som att en mycket stark vilja och tro på sig själv, kan skapa en vinnare mot alla odds. Han kanske inte visste att han inte kunde springa långt. Han trodde på sig själv, men inte ens ett tjockt pannben skyddar mot bilar.

Den finska löparlegenden Paavo Nurmi sa:

"Mind is everything. Muscle - pieces of rubber. All that I am, I am because of my mind"

Olika arter
De flesta långdistanslöpare är små och smala. Kulstötare är kraftiga, höjdhoppare långa och sprinters muskulösa. De är som olika arter. Genom åren har det skett ett urval där olämpliga fenotyper rensats bort. Kulstötare behöver t ex en kraftig kropp, explosiva snabba muskler och en massiv benstomme som kan ge kroppen stöd. Deras sport är helt och hållet anaerob och de tävlar i 1-2 sekunder.

Ganska lätt att gissa sporten.

Ultralöpare kan springa i 8 timmar, det är 20 000 gånger längre tid än en kulstöt. De måste ha lätta lemmar och de förbrukar nästan enbart fett. Detta uthålliga arbete kräver stora mängder syre som pumpas ut i kroppen av ett mycket kraftfullt hjärta med stor slagvolym. För att syret ska nå alla celler och mitokondrier krävs ett vittförgrenat nät av artärer och kapillärer.

Blodet fraktar syre från lungorna ut till musklernas mitokondrier. Nästan allt syre som tar sig till blodet fäster sig vid hemoglobin, vars molekyl bär med sig 4 syremolekyler. Syret frigörs från hemoglobinet över till musklerna med hjälp av myoglobin och strömmar sedan över till cellerna.

En genomsnittlig långdistansare har 80-95 % av de långsamma typ 1-muskelfibrer. Vanligt folk har 50 % av snabba och långsamma fibrer och sprinters har i snitt kring 25 % långsamma fibrer. De snabba typ 2-fibrerna delas in i 2a och 2x och långdistansare har nästan bara 2a. 2x är för sprinters. Så är det i genomsnitt men Steve Prefontaine var inte en genomsnittlig person.

Sprang långt idag
Jag vet inte om jag är en genomsnittlig person med 50 % av varje fibertyp. Jag hoppas inte det. Man vill ju gärna vara lite speciell, fast det är man inte. Alla varianter av människor följer normalfördelningskurvan. Men idag var jag nog rätt ovanlig för jag firade min födelsedag med ett riktigt långpass.

De tre muskeltyperna

Musklernas grundläggande funktion är att skapa rörelse. Det finns två typer av muskler: glatta och tvärstrimmiga. De tvärstrimmiga musklerna kan i sin tur delas in i skelettmuskler och hjärtmuskler. Alla muskler delar några grundläggande egenskaper: de kan leda signaler från nervsystemet, reagera på stimulans, förkortas, slappna av och de är elastiska.

Glatta muskler, hjärt- och skelettmuskler

Glatta och tvärstrimmiga muskler är lätta att skilja åt. Glatta muskler styrs av det autonoma nervsystemet och finns bl a i tarmarna och blodkärlen. De har en kärna och en formlös, glatt profil. Glatt muskulatur kan upprätthålla långvarig muskelkontraktion utan att förbruka särskilt mycket energi. Tvärstrimmiga muskler innehåller myofibriller (ett protein) som ligger parallellt och därmed ser strimmiga ut. De tvärstrimmiga hjärtmusklerna skiljer sig från de tvärstrimmiga skelettmusklerna genom utseende och skillnader i funktion.

Människans skelettmuskulatur delas i sin tur in i 3 olika muskelfibertyper: typ 1, typ 2a och typ 2x (ibland står det 2b istället för 2x, men 2b-fibrer finns i små däggdjur, medan 2x finns i stora däggdjur som människor). Kroppen använder dessa muskelfibrer för att omvandla kemisk energi till rörelseenergi som i sin tur sätter skelettet i rörelse.

Typ 1 muskelfibrer
Typ 1 brukar kallas för långsamma fibrer och de arbetar aerobt, d v s med syre. Dessa muskelfibrer använder först och främst fett som drivmedel. Det gör muskeln mer uthållig och lämpad för uthållighetstsporter som ultralöpning. Det gör den också långsam, eftersom det tar tid att transportera fett och syre in till mitokondrierna. Syret transporteras av hemaglobin i blodet och fångas upp av ett järnhaltigt protein som kallas myoglobin. Det är järnet i myoglobin som gör köttet rött. Nästa gång du dissekerar en kyckling kan du notera att det uthålliga köttet/musklerna runt benen är rött, medan köttet i bröstet, som används till att pumpa vingarna, är vitt. En kyckling kan flaxa iväg fort men den orkar inte flaxa med vingmusklerna i bröstet särskilt länge. Flyttfåglar som t ex ankor har dock rött kött i bröstet. De behöver uthålliga typ 1-muskler för att orka flyga över kontinenter.

Typ 2a muskelfibrer
Typ 2a är en blandning mellan långsamma och snabba muskelfibrer och har både aerobisk (syrebaserat) och anaerobisk (glykolytisk) kapacitet, de bränner både socker och fett. Tillsammans med typ 2x är dessa muskelfibrer i högre grad avsedda för kraft och styrka. Även typ 2a är röda som typ 1 på grund av höga halter av myoglobin.

Typ 2x muskelfibrer
Typ 2x är blixtsnabba muskelfibrer. De drar ihop sig tre gånger så snabbt som 2a-fibrer och sex gånger så snabbt som typ 1. 2x-muskelfibrer är nästan uteslutande anerobiska och har ingen eller väldigt liten möjlighet att utnyttja det aerobiska systemet för energiproduktion. Muskelfiber av typen 2x använder glykogen, d v s långa kedjor av glukos, som finns lagrat i musklerna. Typ 2x är känsligare för utmattning jämfört med övriga muskelfibrer. Typ 2a kan dock bilda laktat och skicka detta bränsle till typ 1-fibrerna som förbränner och tar hand om restprodukterna och på så sätt kan dessa bidra till att upprätthålla det fysiska arbetet.

Blixtsnabba på korta sträckor men inte särskilt uthålliga.

Muskelfibrer av typ 2x är vita eftersom de saknar myoglobin. En krokodil är t ex vit i köttet. Den hugger och slåss i några sekunder, sedan måste den återhämta sig väldigt länge.

När man tränar omvandlas 2x-fibrer till 2a-fibrer, vilket minskar andelen 2x-fibrer. Den högsta andelen blixtsnabba 2x-fibrer har de som är helt sängliggande, vilket t ex sprinters bör ta hänsyn till.

Soffpotatisar och sprinters har ungefär lika stor andel supersnabba 2x-fibrer. Källa.

Den fjärde muskeltören
Det finns även en fjärde typ av muskelfibrer i människan, typ 2c. De bildas av satellitceller som binder sig till typ 2x-fibrer och får dem att växa. De innehåller en blandning av proteiner som finns i långsamma och snabba celler. Denna typ av celler uppträder som ett slags mellanstadium när muskelceller håller på att omvandlas från snabba till långsamma eller tvärtom. De kallas även typ 3-fibrer.

Nya blodkärl och nya fibrer
Tabellen nedan presenterar resultaten från två studier av uthållighetsträning. De visar på förändringar i sammansättning av musklerfibertyp och även tillväxt av nya kapillärer för att förbättra blodtillförseln till muskeln. 

Bild: Animal Physiology, third edition

Bilden nedan visar att efter 3 månaders träning ökade andelen 2a-fibrer från 42 % till 50 %, och mängden 2x minskade från 9 % till 2 %. Efter tre månaders nedtrappning så var inte muskelsammansättningen som innan träningen påbörjades, utan mängden 2x-fibrer hade fördubblats till 17 % medan 2a-fibrerna minskade till 37 %. Hur denna överkompensering fungerar är inte helt klarlagt, men många tränar med utgångspunkt från detta. Eftersom stora typ 2x-fibrer producerar de snabbaste och mest kraftfulla sammandragningarna, bör t ex sprinters träna i enlighet med denna kunskap. För att öka andelen 2x-fibrer i musklerna, måste de träna hårt med en lång period av nedtrappning innan tävling.

Bild: Animal Physiology, third edition

Hjärt- och skelettmuskler hos däggdjur växer inte genom att celler dör, föds eller läggs till varandra (hyperplasi), utan genom att proteiner bakas in i cellerna (hypertrofi). Detta styrs av gener. Förmodligen är det så att några av de ursprungliga typ 2x-muskelfibrerna hämmar gener för 2x-fibrer och aktiverar gener för 2a-fibrer. Vad som utlöser detta och efterföljande förändringar i muskelstruktur är ännu inte känt. Det kan vara förändringar i halterna av kalcium eller hur ATP används, som i sista hand styr detta.

Jag undrar
Jag är ett däggdjur som inte har en aning om min muskelsammansättning. Jag misstänker att jag har en ganska stor andel snabba fibrer, för jag springer fort och jag är relativt explosiv. Sedan jag började springa långt har muskelfibrerna av typ 1 och 2a kanske ökat en del, medan 2x minskat. Jag tränar dock så varierat - styrka, snabbhet och distans - så jag är inte helt säker på detta. Det skulle vara intressant att veta.

Handflatemetoden ger de rätta p(rop)ortionerna

Tallriksmodellen uppfanns 1976 av nutritionisten Britt-Marie Dahlin. Sedan dess har tallrikar, portioner och människor blivit större och vi rör oss mindre. Modellen bygger på att man delar in tallriken i tredjedelar, men eftersom tallrikarna blir större - och vi rör oss mindre - leder tallriksmodellen till att vi äter för mycket.

Jag äter t ex dessert på mattallrikar som vi ärvt och de är från 40-talet. De skulle inte rymma en modern pizza. Portionerna har blivit större - dagens hamburgare är dubbelt så stora som på 70-talet. När man tittar på bilder från 70-talet ser man att även människorna blivit större.

En av upplysningens största bedrifter var ett gemensamt mätsystem, som meter och kilogram. Det gav mätningarna en gemensam värdebas. Därmed övergav man kroppen som alltid varit utgångspunkt för mätningar, såsom fot, tum och famnar. Å andra sidan: människan är alltings mått, sa de gamla grekerna. Min deciliter grädde är inte densamma för min kropp som Schwarzeneggers deciliter grädde för hans kropp; och en mans portion inte samma som en kvinnas. Med tanke på att män och kvinnor får samma antal deciliter och hektogram på restauranger är det större risk att en kvinna äter för mycket.

Homo mensura - Människan är alltings mått.

För att gå ner i vikt måste man äta mindre. Dieter och modeller kan ge hjälp. Modellerna är som att hålla någon i handen och allra bäst vore kanske att hålla den egna handen i handen. Genom att använda sin egen handflata som måttstock kan man undvika att få i sig för många kalorier, eftersom storleken på handflatan avspeglar kroppens storlek och därmed är den en ganska bra indikator på näringsbehov. Man bär alltid med sig sin hand och händer växer inte.

Handflatemetoden utgår från handen och man mäter upp mängden protein med storleken och tjockleken av handflatan. Kolhydrater mäts med en knytnäve, o s v. Jag antar att man kan variera detta så att det passar alla sorters dieter.

Handflatemetoden är en vidareutveckling av tallriksmodellen. Viktminskningsföretaget iTrim har utvecklat en app - #komitrim - som bygger på denna metod. Appen #komitrim finns på AppStore  och PlayStore och innehåller även recept (en handflata keso, en knytnäve jordgubbar …) och en stegomräknare som omvandlar vardagsaktiviteter till en gemensam valuta: steg. Syftet med appen är alltså att få användare att röra sig lite mer och äta lite mindre portioner, d v s ungefär som vi levde för bara 30 år sedan.

Sanningen om varför du dricker kaffe

Utan kaffe skulle världen stanna. Kaffe är den populäraste drogen i världen. Dessutom en av de nyttigaste dryckerna. Den är t ex tillsammans med rödbetsjuice en av de få drycker som bevisligen ökar prestationsförmågan. Men det var inte människan som upptäckte kaffe, det var insekter. De drack kaffe långt innan det fanns vare sig kaffemaskiner eller primater.

En koffeinberoende primat.

Hur utvecklades koffein?
De flesta dricker kaffe för att det innehåller koffein. Koffein är en psykoaktiv drog som utvecklats i olika växter oberoende av varandra. Förutom kaffe, har även te och kakao utvecklat koffein. I en ny studie har forskare tagit reda på hur det gick till när kaffeplantan utvecklade koffein.

Kaffeplantan utvecklar koffein från ett ämne som kallas xantosin. Processen kan verka komplicerad med olika enzymer som klipper av och klistrar fast atomer, vilket i slutändan blir koffein, men i grunden handlar det om en liten grupp enzymer som kallas N-metyltransferaser. De finns i alla växter, i många fall används de för att skydda växter mot fiender. Många mediciner bygger på dessa enzymer.

Bild: wbur.org

Utvecklingen av koffein i kaffe började när genen för en N-metyltransferas muterade, vilket förändrade enzymets beteende. Senare skedde ytterligare några mutationer. Allt kaffe härstammar från en växt där dessa mutationer slagit igenom. I den nya studien kunde forskarna göra en mer detaljerad jämförelse av generna hos olika arter. De upptäckte då att koffein i kakao tillverkades av enzymer som inte härstammade från samma växt som kaffe. Det betyder att kaffe och kakao tagit olika evolutionära vägar för att nå samma mål. Evolutionsbiologer kallar denna process för konvergent evolution. Ett exempel på det är ögat som utvecklats åtta gånger. När konvergent evolution ger samma egenskaper för olika arter, betyder det att dessa egenskaper ger stora evolutionära fördelar. Koffein torde alltså i likhet med synförmåga vara mycket fördelaktigt för de arter som utvecklat det.

Förbättrar minnet på insekter
När kaffeblad dör och faller till marken, förgiftar koffeinet marken runt omkring, vilket gör det svårt för konkurrerande växter att gro. Kaffeplantan använder även koffein för att försvara sig mot insekter som annars skulle äta upp bönorna. Koffein är ett gift i höga doser. Som ett svar på detta har insekter utvecklat smakreceptorer som hjälper dem att undvika koffein. Däremot tycks insekter gilla små mängder koffein. Kaffe och andra växter spetsar nämligen sin nektar med låga doser koffein, kanske motsvarande några kaffekoppar för en människa. När insekter lever på koffeinspetsad nektar, blir de bättre på att minnas doften av kaffeplantan och den återkommer för mer koffeinnektar, vilket förbättrar både kaffeplantans och insektens chans att överleva och få avkomma. 

En koffeinmolekyl.

Koffein kan alltså både vara negativt och positivt, allt beror på dosen. Det dödar konkurrenter, men i små mängder i nektar ger det insekter bättre minne och de blir piggare så att de hittar tillbaka och orkar tillbaka. Det märkliga är att det gäller människor också. I små doser är kaffe nyttigt och vi blir piggare, får bättre minne och vi springer bättre, men i större doser är kaffe ett gift och ohälsosamt.

På jobbet samlas vi runt kaffeautomaterna som ett moln insekter. Det är inte särskilt gott med maskinkaffe, men vi bara måste ha det. Kaffet piggar upp oss. Kaffeautomaten är ett vattenhål. Koffein är ett vinnande koncept, en lyckad mutation. Efter att vi sugit i oss en kopp flyger vi tillbaka till våra platser, märkbart uppiggade. Vi sprider inte nektar som insekter, men tack vare koffeinet fortplantar sig kaffe, te och kakao bättre än de flesta växter. Vi skyddar kaffeplantorna, vattnar dem, utrotar deras fiender och skövlar skogar så att de ska breda ut sig - allt för att de ska ge oss en påtår till. Utan kaffe skulle världen stanna och allt detta tack vare en mutation i en gen hos en ganska oansenlig kaffeplanta för miljontals år sedan. Vårt kaffedrickande är bara en fortsättning på insekternas drickande.

Kaffe skrämmer bort mygg
Med tanke på att insekter har smakreceptorer för koffein för att undvika stora mängder koffein, kan man slippa mygg en myggrik sommar genom att ta lite kaffepulver i en kopp och tända eld på det så att det ryker. Myggorna gillar inte lukten av bränt koffein. Däremot kanske de gillar att suga blod utspätt med lite koffein. Det rinner färska drinkar i våra ådror. I likhet med oss kan myggorna nästan bli galna när de känner lukten av en drink med lite koffein. Men vi behöver inte riskera livet.

Springer längre och längre
Snart är min återkommande återhämtning på hösten över. Idag sprang jag över 20 km. Jag springer sakta men långt och antalet kilometer växer varje vecka. Tiden går fort då jag springer. Det finns så mycket att tänka på.