معلومة

لماذا الفئران لديها معدل التمثيل الغذائي أعلى من البشر؟

لماذا الفئران لديها معدل التمثيل الغذائي أعلى من البشر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الفئران والحيوانات الصغيرة الأخرى لديها معدل أيض أعلى من البشر.

كيف يحدث ذلك على المستوى الخلوي إذا نظرنا إلى خلية واحدة في جسم الفأر؟

ما الذي سيكون مختلفًا في هذه الخلية؟

كيف يتم تنظيم ذلك داخل خلية الفأر؟


في الحيوانات الماصّة للحرارة والحيوانات الخارجة للحرارة ، أي. الحيوانات ذوات الدم الحار والبارد ، ومعدلات التمثيل الغذائي تتناسب عكسيا مع حجم الكائن الحي.

نقلاً عن https://www.biog1445.org/demo/04/metabolicrate.html

هذا لأن الحيوانات الأصغر لديها نسبة سطح إلى حجم أعلى ، وبالتالي فإن فقدان الحرارة النسبي أكبر للبيئة لكل وحدة زمنية. للحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم على الرغم من الفقد السريع للحرارة عبر سطح الجسم ، يجب على الحيوان الصغير أكسدة الطعام بمعدل مرتفع. نظرًا لأن الكمية النسبية من الطعام المستهلكة وسرعة الهضم والتنفس وما إلى ذلك يجب أن ترتفع مع تناقص حجم الجسم ، فهناك حد أقل لحجم امتصاصية الحرارة. أصغر الثدييات هي الزبابة التي تزن حوالي 4 جرامات فقط. يجب أن يأكلوا ما يقرب من وزن أجسامهم من الطعام كل يوم ، وأن يتضوروا جوعا حتى الموت بضع ساعات فقط إذا حُرموا من الطعام.

هذا يدل على أن الحيوانات الصغيرة ، مثل الفئران لديها معدل أيض أسرع بكثير من الحيوانات الكبيرة مثل البشر أو الفيلة.

عندما نتحدث عن داخل الخلية ، فإن محتوى الميتوكوندريا لخلية عضلية في فأر سيزداد لإنتاج طاقة أكثر من تغذية واحدة من تلك التي لدى الإنسان. وذلك لأن الخلايا نفسها تزيد من عدد الميتوكوندريا بناءً على متطلبات الجسم ، وبالتالي فإن الخلية العضلية للإنسان تحتوي على ميتوكوندريا أكثر من الخلايا العصبية ، حيث يتعين على الخلايا العضلية استخدام المزيد من ATP لتعمل. هذه الظاهرة ، والمعروفة باسم التكوين الحيوي للميتوكوندريا ستلاحظ في الفئران مقابل الخلايا البشرية. في الفئران ، امتلاك المزيد من الميتوكوندريا سيكون ميزة تطورية ، حيث أن أولئك الذين ينتجون الكمية المثلى من الطاقة سيكونون قادرين على النجاة من فقدان الطاقة إلى البيئة المحيطة ، وستترك عملية الانتقاء الطبيعي الفئران بأعداد أكبر نسبيًا من الميتوكوندريا في حيواناتهم. الخلايا.

(لمزيد من المعلومات)
https://ar.wikipedia.org/wiki/Metabolic_theory_of_ecology http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378111900005825


الأداء المرتفع: الفسيولوجيا الفريدة للطيور التي تطير على ارتفاعات عالية

يجب أن تدعم الطيور التي تطير على ارتفاعات عالية تمارين قوية في البيئات قليلة الأكسجين. أنا هنا أناقش الخصائص التي تساعد منشورات عالية على الحفاظ على معدلات الأيض العالية اللازمة للطيران على ارتفاعات عالية. العديد من السمات في O2 يميز مسار النقل الطيور بشكل عام عن الفقاريات الأخرى. وتشمل هذه تحسين كفاءة تبادل الغازات في الرئتين ، وصيانة O2 التوصيل والأكسجين في الدماغ أثناء نقص الأكسجة ، زيادة O2 سعة الانتشار في الأنسجة المحيطية والقدرة الهوائية العالية. هذه السمات ليست تكيفات على ارتفاعات عالية ، لأنها أيضًا من سمات طيور الأراضي المنخفضة ، ولكنها مع ذلك مهمة لتحمل نقص الأكسجة والقدرة على ممارسة الرياضة. ومع ذلك ، يبدو أيضًا أن التخصصات الفريدة قد نشأت ، على الأرجح عن طريق التكيف على ارتفاعات عالية ، في كل خطوة في O2 مسار أنواع المرتفعات. تشمل السمات المميزة للطائرات العالية الاستجابة التنفسية المحسنة بنقص التأكسج ، ونمط التنفس الفعال ، والرئتين الأكبر ، والهيموغلوبين مع ارتفاع O2 تقارب ، زيادة زيادة O2 قدرة الانتشار في المحيط والتغيرات المتعددة في الخصائص الأيضية لعضلات القلب والهيكل العظمي. تعمل هذه التخصصات الفريدة على تحسين الامتصاص والتداول والاستخدام الفعال لـ O2 أثناء نقص الأكسجة في الارتفاعات العالية. تمتلك الطيور عالية الارتفاع أيضًا أجنحة أكبر من أقاربها في الأراضي المنخفضة لتقليل تكاليف التمثيل الغذائي للبقاء عالياً في الهواء منخفض الكثافة. لذلك ، تعتبر الرحلات الجوية العالية فريدة من نوعها من نواحٍ عديدة ، لكن الأدوار النسبية للتكيف والمرونة (التأقلم) في الطيران على ارتفاعات عالية لا تزال غير واضحة. سيكون فصل هذه الأدوار مفيدًا إذا أردنا فهم الأساس الفسيولوجي لحدود نطاق الارتفاع وكيف يمكن أن تتحول استجابةً لتغير المناخ.


محتويات

تحرير الأيض

تتكون مسارات التمثيل الغذائي من شبكات معقدة ، مسؤولة عن معالجة كل من الطاقة والمواد. يُعرَّف معدل التمثيل الغذائي لمغايري التغذية بأنه معدل التنفس الذي يتم فيه الحصول على الطاقة عن طريق أكسدة مركب الكربون. من ناحية أخرى ، يشير معدل التمثيل الضوئي إلى معدل التمثيل الغذائي للتغذية الذاتية. [6] وفقًا لـ MTE ، يؤثر كل من حجم الجسم ودرجة الحرارة على معدل التمثيل الغذائي للكائن الحي. مقياس معدل الأيض هو 3/4 قوة من حجم الجسم ، وعلاقته بدرجة الحرارة موصوفة بواسطة معادلة Van't Hoff-Arrhenius على مدى من 0 إلى 40 درجة مئوية. [7]

تحرير العناصر الكيميائية

من المنظور البيئي ، يهتم القياس المتكافئ بنسبة العناصر في كل من الكائنات الحية وبيئتها. [8] من أجل البقاء على قيد الحياة والحفاظ على التمثيل الغذائي ، يجب أن يكون الكائن الحي قادرًا على الحصول على العناصر الحاسمة وفضلات النفايات. نتيجة لذلك ، سيكون التركيب الأولي للكائن الحي مختلفًا عن البيئة الخارجية. [9] من خلال التمثيل الغذائي ، يمكن أن يؤثر حجم الجسم على قياس العناصر الكيميائية. على سبيل المثال ، تميل الكائنات الحية الصغيرة إلى تخزين معظم الفوسفور في الرنا الريباسي نظرًا لارتفاع معدل الأيض ، [10] [11] [12] بينما تستثمر الكائنات الحية الكبيرة هذا العنصر في الغالب داخل الهيكل العظمي. وبالتالي ، فإن تركيز العناصر إلى حد ما يمكن أن يحد من معدل العمليات البيولوجية. داخل النظام البيئي ، يحدد معدل تدفق العناصر وتحويلها من قبل السكان ، جنبًا إلى جنب مع تأثير العوامل اللاأحيائية ، تركيز العناصر. [1]

يتناسب معدل الأيض مع كتلة كائن حي من نوع معين وفقًا لقانون كليبر حيث ب هو معدل التمثيل الغذائي لكائن كامل (بالواط أو أي وحدة طاقة أخرى) ، م هي كتلة الكائن الحي (بالكيلوغرام) ، و با هو ثابت تطبيع مستقل عن الكتلة (يُعطى بوحدة قوة مقسومة على وحدة كتلة. في هذه الحالة ، واط لكل كيلوغرام):

في درجات الحرارة المتزايدة ، تستمر التفاعلات الكيميائية بشكل أسرع. هذه العلاقة موصوفة من قبل عامل بولتزمان ، أين ه هي طاقة التنشيط في إلكترون فولت أو جول ، تي هي درجة الحرارة المطلقة بالكلفن ، و ك هل ثابت بولتزمان في eV / K أو J / K:

في حين با في المعادلة السابقة لا تعتمد على الكتلة ، فهي ليست مستقلة بشكل صريح عن درجة الحرارة. لشرح العلاقة بين كتلة الجسم ودرجة الحرارة ، بناءً على عمل سابق [13] يوضح أنه يمكن الجمع بين تأثيرات كل من كتلة الجسم ودرجة الحرارة بشكل مضاعف في معادلة واحدة ، يمكن دمج المعادلتين أعلاه لإنتاج المعادلة الأولية لـ MTE ، أين با هو ثابت تطبيع مستقل عن حجم الجسم أو درجة حرارته:

وفقًا لهذه العلاقة ، فإن معدل التمثيل الغذائي هو دالة على كتلة جسم الكائن الحي ودرجة حرارة الجسم. من خلال هذه المعادلة ، تتمتع الكائنات الحية الكبيرة بمعدلات استقلاب أعلى (بالواط) من الكائنات الصغيرة ، والكائنات الحية في درجات حرارة الجسم المرتفعة لديها معدلات استقلاب أعلى من تلك الموجودة في درجات حرارة الجسم المنخفضة. ومع ذلك ، يتم إعطاء معدل التمثيل الغذائي المحدد (SMR ، بالواط / كجم) بواسطة

ومن ثم فإن SMR للكائنات الكبيرة أقل من الكائنات الصغيرة.

على الرغم من النقاشات السابقة حول قيمة الأس ، والآثار المترتبة على نظرية القياس الأيضي وامتدادات النظرية لعلم البيئة (النظرية الأيضية لعلم البيئة) ، فقد تظل النظرية صحيحة بغض النظر عن قيمتها العددية الدقيقة.

النظرية الأيضية للتأثير الأساسي لعلم البيئة هي أن معدل التمثيل الغذائي ، وتأثير حجم الجسم ودرجة الحرارة على معدل التمثيل الغذائي ، يوفر القيود الأساسية التي تحكم العمليات البيئية. إذا كان هذا صحيحًا من مستوى الفرد حتى عمليات مستوى النظام البيئي ، فيمكن تفسير سمات تاريخ الحياة وديناميكيات السكان وعمليات النظام البيئي بالعلاقة بين معدل التمثيل الغذائي وحجم الجسم ودرجة حرارة الجسم. في حين أن الآليات الأساسية المختلفة [2] [20] تقدم تنبؤات مختلفة نوعًا ما ، فإن ما يلي يقدم مثالًا لبعض الآثار المترتبة على عملية التمثيل الغذائي للأفراد.

تحرير مستوى الكائن الحي

تميل الحيوانات الصغيرة إلى النمو السريع والتكاثر مبكرًا وتموت صغارًا. [26] وفقًا لـ MTE ، فإن هذه الأنماط في سمات تاريخ الحياة مقيدة بعملية التمثيل الغذائي. [27] معدل الأيض في الكائن الحي يحدد معدل استهلاك الغذاء ، والذي بدوره يحدد معدل نموه. ينتج عن معدل النمو المتزايد هذا مقايضات تزيد من سرعة الشيخوخة. على سبيل المثال ، تنتج عمليات التمثيل الغذائي الجذور الحرة كمنتج ثانوي لإنتاج الطاقة. [28] وهذه بدورها تسبب ضررًا على المستوى الخلوي ، مما يؤدي إلى الشيخوخة والموت في النهاية. يفضل الانتقاء الكائنات الحية التي تتكاثر بشكل أفضل في ظل هذه القيود. نتيجة لذلك ، تميل الكائنات الحية الأصغر والأقصر عمراً إلى التكاثر في وقت مبكر من تاريخ حياتها.

السكان والمستوى المجتمعي تحرير

MTE لها آثار عميقة على تفسير النمو السكاني والتنوع المجتمعي. [26] تقليديًا ، يُعتقد أن الأنواع إما كذلك ص المختارة (حيث تميل المجموعات السكانية إلى النمو بشكل أسي ، وتكون مقيدة في النهاية بعوامل خارجية) أو ك تم اختياره (حيث يكون حجم السكان محدودًا بالاعتماد على الكثافة والقدرة الاستيعابية). يشرح MTE هذا التنوع في استراتيجيات الإنجاب كنتيجة للقيود الأيضية للكائنات الحية. تميل الكائنات والكائنات الحية الصغيرة الموجودة في درجات حرارة الجسم المرتفعة إلى أن تكون كذلك ص المختار ، والذي يتناسب مع توقع ذلك ص الاختيار هو نتيجة لمعدل التمثيل الغذائي. [1] وعلى العكس من ذلك ، تميل الحيوانات الأكبر حجماً والأكثر برودة إلى أن تكون كذلك ك المحدد. تم إثبات العلاقة بين حجم الجسم ومعدل النمو السكاني تجريبيًا ، [29] وفي الواقع ثبت أنها تتسع إلى م − 1/4 عبر المجموعات التصنيفية. [26] لذلك يُعتقد أن معدل النمو السكاني الأمثل لأحد الأنواع يتم تحديده من خلال القيود التماثلية التي حددتها MTE ، بدلاً من تحديدها بشكل صارم كخاصية تاريخ الحياة التي يتم اختيارها بناءً على الظروف البيئية.

فيما يتعلق بالكثافة ، تتنبأ MTE بالقدرة الاستيعابية للسكان على الحجم M -3/4 ، والانخفاض بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة. حقيقة أن الكائنات الأكبر حجمًا تصل إلى القدرة الاستيعابية في وقت أقرب من الكائنات الأصغر أمر بديهي ، ومع ذلك ، يمكن أن تقلل درجة الحرارة أيضًا من القدرة على التحمل نظرًا لحقيقة أنه في البيئات الأكثر دفئًا ، يتطلب معدل التمثيل الغذائي العالي للكائنات معدل أعلى من الإمداد. [30] تشير الأدلة التجريبية في النباتات الأرضية أيضًا إلى أن مقاييس الكثافة تساوي -3/4 قوة من حجم الجسم. [31]

يمكن تفسير أنماط التنوع المرصودة بالمثل بواسطة MTE. لقد لوحظ منذ فترة طويلة أن هناك أنواعًا صغيرة أكثر من الأنواع الكبيرة. [32] بالإضافة إلى ذلك ، يوجد عدد أكبر من الأنواع في المناطق المدارية عنها في خطوط العرض العليا. [1] كلاسيكياً ، تم تفسير التدرج العرضي في تنوع الأنواع بعوامل مثل زيادة الإنتاجية أو انخفاض الموسمية. [33] في المقابل ، تفسر MTE هذا النمط على أنه مدفوع بالقيود الحركية التي تفرضها درجة الحرارة على عملية التمثيل الغذائي. [30] يتناسب معدل التطور الجزيئي مع معدل الأيض ، [34] بحيث تظهر الكائنات الحية ذات معدلات التمثيل الغذائي الأعلى معدل تغيير أعلى على المستوى الجزيئي. [1] إذا أدى المعدل الأعلى للتطور الجزيئي إلى زيادة معدلات الانتواع ، فقد يحدث التكيف والانتواع في نهاية المطاف بشكل أسرع في البيئات الدافئة وفي الأنواع الصغيرة ، مما يفسر في النهاية أنماط التنوع المرصودة عبر حجم الجسم وخط العرض.

لا تزال قدرة MTE على شرح أنماط التنوع مثيرة للجدل. على سبيل المثال ، قام الباحثون بتحليل أنماط تنوع الثعابين المرجانية في العالم الجديد لمعرفة ما إذا كان التوزيع الجغرافي للأنواع يتناسب مع توقعات MTE (أي المزيد من الأنواع في المناطق الأكثر دفئًا). [35] وجدوا أن نمط التنوع الملحوظ لا يمكن تفسيره بدرجات الحرارة وحدها ، وأن العوامل المكانية الأخرى مثل الإنتاجية الأولية ، وعدم التجانس الطبوغرافي ، وعوامل الموطن تنبأت بشكل أفضل بالنمط المرصود. تُظهر امتدادات نظرية التمثيل الغذائي للتنوع والتي تشمل نظرية التطور البيئي أن نظرية التمثيل الغذائي المفصلة يمكن أن تفسر الاختلافات في تدرجات التنوع من خلال تضمين ردود الفعل بين التفاعلات البيئية (المنافسة والافتراس المعتمدان على الحجم) والمعدلات التطورية (الانتواع والانقراض) [36]

عمليات النظام البيئي تحرير

على مستوى النظام البيئي ، يشرح MTE العلاقة بين درجة الحرارة وإنتاج الكتلة الحيوية الكلية. [37] متوسط ​​نسبة إنتاج الكائنات الحية إلى الكتلة الحيوية أعلى في الكائنات الصغيرة منه في الكائنات الكبيرة. [38] يتم تنظيم هذه العلاقة بدرجة أكبر من خلال درجة الحرارة ، ويزداد معدل الإنتاج مع ارتفاع درجة الحرارة. [39] نظرًا لأن الإنتاج يتناسب باستمرار مع كتلة الجسم ، يوفر MTE إطارًا لتقييم الأهمية النسبية لحجم الكائن الحي ودرجة الحرارة والسمات الوظيفية والتربة والمناخ على التباين في معدلات الإنتاج داخل وعبر النظم البيئية. [37] توضح النظرية الأيضية أن التباين في إنتاج النظام البيئي يتميز بعلاقة تحجيم مشتركة ، مما يشير إلى أن نماذج التغيير العالمية يمكن أن تتضمن الآليات التي تحكم هذه العلاقة لتحسين التنبؤات بوظيفة النظام البيئي في المستقبل.


اكتشاف FTO من GWAS

في عام 2007 ، حدد T2D GWAS العديد من SNPs في الإنترون الأول لجين يسمى نسخة عن كتلة الدهون والسمنة (FTO) المرتبطة بالمرض. ومع ذلك فإن الارتباط بين هؤلاء FTO اختفت SNPs و T2D بعد تعديل مؤشر كتلة الجسم ، مما يشير إلى أن هذه SNPs كانت مرتبطة بالفعل بمؤشر كتلة الجسم ، مع زيادة الوزن كعامل خطر لـ T2D. تم تكرار تأكيد هذا الارتباط مع مؤشر كتلة الجسم في 13 مجموعة مستقلة بما في ذلك ما مجموعه 38759 مشاركًا (فرايلينج وآخرون ، 2007). في وقت لاحق وعلى التوالي ، هناك عدد من الدراسات المستقلة الأخرى التي تشمل البالغين والأطفال من العديد من السكان الأوروبيين (Dina et al. ، 2007 Scuteri et al. ، 2007 Peeters et al. ، 2008 Attaoua et al. ، 2009 Gonzalez-Sanchez et al. . ، 2009 Jonsson et al. ، 2009) ، وكذلك مجموعات من الآسيويين (Cha et al. ، 2008 Chang et al. ، 2008 Hotta et al. ، 2008 Tan et al. ، 2008) ، والأصول الأفريقية (Grant et al. ، 2008 Hennig et al. ، 2009 Adeyemo et al. ، 2010 Bollepalli et al. ، 2010 Keebler et al. ، 2010) ، التي أبلغت عن ارتباطات FTO النيوكلوتايد 1 SNPs ذات السمات المرتبطة بالسمنة بما في ذلك زيادة محيط الورك ونسبة الخصر إلى الورك ووزن الجسم. هكذا، FTO أصبح أول جينات السمنة بعد GWAS. في هذه المراجعة ، ندرس الحالة الحالية لبيانات نموذج الجينات البشرية والقوارض وكيف بدأت هذه في إعلامنا بالبيولوجيا المعقدة لـ FTO ومشاركتها في التحكم في توازن الطاقة.


ما الذي يسبب التمثيل الغذائي السريع؟

تلعب الجينات بالتأكيد دورًا في عملية التمثيل الغذائي في الجسم سواء أحببت ذلك أم لا. هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الجسم -ميسومورف (أصحاب البنيات الرياضية) ، endomorphs (أولئك الذين لديهم أجسام أكبر) و ظاهري الشكلق (أولئك الذين لديهم تراكيب رفيعة جدًا).

إكتومورفس لديهم بنية مميزة تجعلهم أكثر المرشحين احتمالية للحصول على التمثيل الغذائي السريع. غالبًا ما تكون نحيفة مع أكتاف صغيرة وكتلة عضلية قليلة جدًا وهيكل رقيق. إكتومورفس يواجهون صعوبة بالغة في اكتساب الوزن واكتساب العضلات بسبب سرعة التمثيل الغذائي.

بصرف النظر عن الحمض النووي ، هناك أسباب أخرى لعملية التمثيل الغذائي السريع. يُعد فرط نشاط الغدة الدرقية ، المعروف باسم فرط نشاط الغدة الدرقية ، أحد الأسباب. يعد التوتر والإرهاق وسرعة دقات القلب وفقدان الوزن من العلامات المعتادة لفرط نشاط الغدة الدرقية. يمكن للطبيب أن يفحص الغدة الدرقية إذا كنت تعاني من أي من هذه الأعراض وتشك في أن الغدة الدرقية هي سبب سرعة التمثيل الغذائي لديك. لتنظيم صحة الغدة الدرقية بشكل أفضل ، يمكنك تجربة مكمل اليود.

سبب آخر قد يكون لدى شخص ما عملية التمثيل الغذائي السريع هو إذا كان يدخن. هذا مجرد سبب آخر لعدم ممارسة هذه العادة في حياتك. بالإضافة إلى جميع الأمراض الأخرى التي يمكن أن تسببها ، فإن العبث بعملية التمثيل الغذائي لديك هي مشكلة أخرى يجب إضافتها إلى القائمة المتزايدة. إذا كنت & # 8217 مدخنًا ، فيرجى التفكير في الإقلاع عنه الآن.

إذا كنت تعاني من الإجهاد ، فقد يؤثر ذلك أيضًا على عملية التمثيل الغذائي لديك ويسرعها. عادة ما يسير كل من التدخين والتوتر جنبًا إلى جنب ، لذا فإن إيجاد طريقة أفضل للتعامل مع التوتر والإقلاع عن التدخين هو على الأقل سبب واحد يمكنك القضاء عليه من خلال تغيير نمط حياتك.

القراءة المقترحة: 8 فواكه تعمل على تحسين التمثيل الغذائي الخاص بك


كيف يعوض البشر عن نقص فيتامين سي "الخلقي"

يبدو أن دراسة جديدة تشرح كيف يتغلب البشر ، جنبًا إلى جنب مع الرئيسيات العليا الأخرى وخنازير غينيا وخفافيش الفاكهة ، على ما أسماه البعض "خطأ استقلابي فطري": عدم القدرة على إنتاج فيتامين سي من الجلوكوز.

على عكس أكثر من 4000 نوع آخر من الثدييات التي تصنع فيتامين سي ، والكثير منه ، فإن خلايا الدم الحمراء لحفنة من الأنواع المعيبة بفيتامين سي مجهزة خصيصًا لامتصاص شكل الفيتامين المؤكسد ، ما يسمى بحمض ديهيدرو أسكوربيك. (DHA) ، ذكر الباحثون في عدد 21 مارس من Cell ، وهو منشور من Cell Press. يقترح الباحثون أنه بمجرد دخول خلايا الدم ، فإن DHA - الذي يتحول على الفور مرة أخرى إلى حمض الأسكوربيك (المعروف أيضًا باسم فيتامين C) - يمكن نقله بكفاءة عبر مجرى الدم إلى باقي الجسم.

"التطور مذهل. على الرغم من أن الناس يتحدثون عن هذا على أنه" خطأ فطري "- وهو عيب في التمثيل الغذائي يعاني منه جميع البشر - هناك أيضًا هذه الطريقة المذهلة التي استجبنا بها للعيب ، باستخدام بعض من أكثر قالت نعومي تيلور من جامعة ومونبلييه الأول والثاني في فرنسا "خلايا وفيرة" ، مشيرة إلى أن الجسم يؤوي مليارات من خلايا الدم الحمراء. "[من خلال التطور] ، أنشأنا هذا النظام الذي يزيل الشكل المؤكسد لفيتامين سي وينقل الشكل الأساسي المضاد للأكسدة."

وفي الوقت نفسه ، يبدو أن الخلايا الحمراء للثدييات الأخرى تستهلك القليل جدًا ، إن وجد ، من DHA ، وهو ما قد يفسر سبب حاجتها إلى إنتاج فيتامين سي أكثر بكثير مما نحتاجه من وجباتنا الغذائية ، على حد قول تايلور. الجرعة اليومية الموصى بها من فيتامين سي للبشر هي 1 مجم / كجم ، بينما تنتج الماعز ، على سبيل المثال ، الفيتامين بمعدل مذهل يبلغ 200 مجم / كجم كل يوم.

في الأساس ، الخلايا الحمراء للحيوانات التي لا تستطيع صنع فيتامين سي تعيد تدوير القليل الذي لديها. قال تايلور إن دراسات سابقة وصفت عملية إعادة التدوير. "مساهمتنا في القصة بأكملها هي إظهار أن عملية إعادة التدوير هذه موجودة على وجه التحديد في الثدييات التي لا تصنع فيتامين سي."

عرف العلماء أن البروتين المسمى Glut1 ، الموجود في أغشية الخلايا في جميع أنحاء الجسم ، هو الناقل الأساسي للجلوكوز. لقد عرفوا أيضًا أن Glut1 يمكنه نقل DHA أيضًا ، وذلك بفضل أوجه التشابه البنيوية بين الجزيئين. في المقايسات البيوكيميائية ، اتضح أن ناقل الجلوكوز سينقل الجلوكوز و DHA بالتبادل.

ولكن في الدراسة الجديدة ، توصل فريق تايلور إلى اكتشاف مفاجئ: إن الجلوت 1 الموجود على خلايا الدم الحمراء البشرية يفضل بشدة DHA على الجلوكوز. في الواقع ، من المعروف أن خلايا الدم البشرية تحمل الجلوت 1 أكثر من أي نوع آخر من الخلايا ، حيث تؤوي أكثر من 200000 جزيء على سطح كل خلية. ومع ذلك ، وجد الباحثون ، مع نمو خلايا الدم الحمراء في نخاع العظام ، ينخفض ​​نقل الجلوكوز لديهم حتى مع ارتفاع أعداد Glut1.

لقد أظهروا أن مفتاح تحول ناقلات الجلوكوز إلى DHA هو وجود بروتين غشائي آخر يسمى Stomatin. (وفقًا لذلك ، في المرضى الذين يعانون من اضطراب وراثي نادر في نفاذية غشاء الخلايا الحمراء حيث يكون الثومين موجودًا فقط عند مستويات منخفضة ، ينخفض ​​نقل DHA بنسبة 50 ٪ بينما يزداد امتصاص الجلوكوز بشكل كبير).

ثم مفاجأة أخرى: وجد الباحثون أن الخلايا الحمراء للفئران ، وهي من الأنواع التي يمكنها إنتاج فيتامين سي ، لا تحمل الجلوت 1 على خلايا الدم الحمراء على الإطلاق. بدلا من ذلك يحملون Glut4. لقد اشتبهوا في أن الاختلافات في خلايا الدم الحمراء البشرية قد تكون مرتبطة بعدم قدرتنا على تخليق الشكل المخفض لـ DHA ، فيتامين C ، من الجلوكوز. في الواقع ، أكدوا تعبير Glut1 على خلايا الدم الحمراء للإنسان وخنزير غينيا وخفافيش الفاكهة ، ولكن ليس على أي خلايا حمراء أخرى للثدييات تم اختبارها ، بما في ذلك الأرانب والجرذان والقطط والكلب والشنشيلة. بعد ذلك ، ألقوا نظرة فاحصة على الرئيسيات. فقدت الرئيسيات التي تنتمي إلى رتبة Haplorrhini الفرعية (بما في ذلك الأبراج القروية ، وقرود العالم الجديد ، وقرود العالم القديم ، والبشر والقردة) القدرة على تخليق فيتامين C ، في حين أن الرئيسيات في رتبة Strepsirrhini الفرعية (بما في ذلك الليمور) قادرة على إنتاج هذا الفيتامين ، أوضح تايلور.

والجدير بالذكر أنهم اكتشفوا Glut1 في جميع خلايا الدم الحمراء المختبرة لدى الرئيسيات ضمن مجموعة الرئيسيات الأعلى ، بما في ذلك قرود المكاك طويلة الذيل ، وقرود الريسوس ، وقردة البابون ، وقرود اليرقات. في تناقض ملحوظ ، لم يتم الكشف عن الجلوت 1 على خلايا الدم الحمراء الليمور. علاوة على ذلك ، أفادوا ، على الرغم من أن امتصاص DHA في الخلايا الحمراء البشرية و Magot كان متشابهًا ، إلا أن مستوى النقل في الخلايا من ثلاثة أنواع مختلفة من الليمور كان أقل من 10 ٪ من ذلك المكتشف في الرئيسيات العليا.

وخلص الباحثون إلى أن "التعبير Glut1 الخاص بخلايا الدم الحمراء ونقل DHA هما سمات محددة لأنواع الثدييات القليلة التي تعاني من نقص فيتامين C ، والتي تشمل الرئيسيات الأعلى ، وخنازير غينيا وخفافيش الفاكهة". "في الواقع ، لا تحتوي الخلايا الحمراء للفئران البالغة على Glut1 ولا تنقل DHA. بدلاً من ذلك ، يتم التعبير عن Glut4 في خلاياها. وبالتالي ، فإن الحث المصاحب لـ Glut1 و stomatin أثناء تمايز خلايا الدم الحمراء يشكل آلية تعويضية في الثدييات التي هي غير قادر على تصنيع مستقلب حمض الأسكوربيك الأساسي ، "المعروف باسم فيتامين سي.

ومن بين الباحثين أميلي مونتيل هاجن ، ومعهد العلوم الوراثية في مونبلييه ، و CNRS ، و Universite & amp ؛ و Montpellier I and II الحاد ، ومونبلييه ، وفرنسا Sandrina Kinet ، و Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier ، CNRS ، Universite & amp ؛ الحاد مونبيلييه الأول والثاني ، مونبلييه ، فرنسا. معهد العلوم الوراثية في مونبلييه ، المركز الوطني للبحث العلمي ، جامعة ومونبلييه الأول والثاني الحاد ، مونبلييه ، فرنسا سيدريك مونجيلاز ، معهد الجينات الجزيئية في مونبلييه ، CNRS ، جامعة ومونبلييه الأول والثاني ، مونبلييه ، فرنسا راينر بروهاسكا ، قسم ماكس ف.بيروتز الكيمياء الحيوية الطبية ، جامعة فيينا الطبية ، فيينا ، النمسا جان لوك باتيني ، معهد الجزيئات الوراثية في مونبلييه ، CNRS ، جامعة ومونبلييه الأول والثاني الحاد ، مونبلييه ، فرنسا جان ديلوناي ، أمراض الدم ، مستشفى بيسيتري ، APHP ، INSERM U779 ، كلية وحادة دي Medecine Paris-Sud، Le Kremlin-Bicetre، France Marc Sitbon، Institut de Genetique Moleculaire de Montp ellier ، CNRS ، Universite و Montpellier I and II الحاد ، مونبلييه ، فرنسا ، نعومي تايلور ، معهد Genetique Moleculaire de Montpellier ، CNRS ، Universite & amp ؛ مونبلييه الأول والثاني ، مونبلييه ، فرنسا.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من الصحافة الخلية. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


هل الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع معدل الأيض يتغوطون أكثر من الأشخاص الذين يخفضون الأيض؟

فقط للتوضيح ، قصدت كمية أكبر من البراز (بغض النظر عن مدى تكرارها). إذا تناول شخصان نفس الطعام وكان أحدهما يعاني من ارتفاع التمثيل الغذائي والآخر يعاني من انخفاض التمثيل الغذائي ، فهل يخرج أحدهم أكثر أم أنه سيكون أسرع؟ إذا كان أسرع فقط ، فلماذا يكون الأشخاص ذوو الأيض المرتفع أكثر نحافة؟ يجب أن يخرج هذا الوزن بطريقة ما.

لا أعرف أي بحث يقول أن الأفراد النحيفين لديهم حركات أمعاء أكثر تواترًا أو كثرة ، لكن الأفراد الذين يعانون من السمنة يمتصون المزيد من السعرات الحرارية من طعامهم بسبب الميكروبات المختلفة في الأمعاء التي تكون أكثر كفاءة في تكسير الألياف وغيرها من & # x27 غير قابلة للهضم & # x27 مكونا من مكونات الغذاء. يمكن ملاحظة ذلك عن طريق قياس السعرات الحرارية غير الممتصة في البراز. هناك عدد أقل من السعرات الحرارية & # x27 اليسار أكثر & # x27 في براز البشر الذين يعانون من السمنة المفرطة.

من المسبب بما فيه الكفاية في الفئران أن الفئران النحيلة التي خضعت لعملية زرع براز من الفئران البدينة ستبدأ في اكتساب الوزن. أشياء رائعة حقا! المصدر: http://www.nature.com/news/2006/061218/full/news061218-6.html

هذا يجعلني أشعر بالفضول حقًا إذا كان العكس هو الصحيح. هل هذا علاج محتمل (جسيم) للسمنة؟

باعتباري شخصًا مهتمًا بالتغذية على المستوى الشخصي ، فقد تساءلت دائمًا عن السعرات الحرارية غير الممتصة. هل يمكنك أن تدلني على أي قراءة حول العوامل التي تؤثر على عدم الامتصاص؟

سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت هذه الميكروبات تختفي بعد أن يعاني الشخص البدين من خسارة كبيرة في الوزن. إذا بقوا ، هل سيكون الشخص عرضة للسمنة حتى مع وزن صحي بسبب ماضيه؟

هل يمكن أن تشرح بالضبط ما هو & quot؛ زرع البراز & quot؟

هل يمكن لنظام واسع من المضادات الحيوية أن يقضي على تلك الميكروبات في الأمعاء؟

هل هناك طريقة للتخلص من هذه الميكروبات التي تسبب السمنة؟

هل ستفقد الفئران البدينة التي تتلقى نفس الزرع من الفئران الخالية من الدهون أيًا من البكتيريا المذكورة؟

& # x27ll أعطي هذه لقطة أساسية. يعتبر التغوط مختلفًا عن الإخراج (والإفراز هو عملية تخليص الجسم من نفايات التمثيل الغذائي). على النقيض من ذلك ، فإن التغوط هو عملية التخلص من الطعام غير المهضوم من الجسم. لذلك هناك القليل من التفكك بين التبرز والتمثيل الغذائي هناك. بالطبع ، مع زيادة التمثيل الغذائي ، قد يكون هناك أيضًا معدل دوران أعلى للخلايا وبالتالي المزيد من البراز ، لكنني أتعامل مع ذلك على أنه لا يكاد يذكر هنا.

أحد الأشياء التي قد تؤدي إلى هذه الفكرة القائلة بأن التمثيل الغذائي المرتفع يؤدي إلى & quotmore & quot التبرز هو أن التمرين يساعد & amp ؛ يحرك & quot عملية التغوط ، لذلك هناك أيضًا ارتباط حيث الأشخاص الذين يمارسون التبرز بسرعة أكبر (ولكن ليس المزيد من الحجم انظر Oettle ، 1991 في مجلة Gut).

بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على النظام الغذائي ، قد يكون وقت العبور أسرع أيضًا. لذا ، فإن أولئك الذين يأكلون الكثير من الألياف غير القابلة للذوبان ، وقد يكون لديهم ما يعتبر نظامًا غذائيًا صحيًا ، سوف يتغوطون بشكل أسرع.

أفترض أن ما استخلصته هو أنه على الرغم من أن الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع التمثيل الغذائي ربما يفرزون المزيد (على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون ، المنتجات الثانوية الأيضية في البول) ، فإن معظم أولئك الذين لديهم معدل استقلاب أساسي مرتفع نسبيًا (إذا كان ذلك بسبب شيء مثل كتلة عضلية عالية من التمرين ) سوف يتبرز بشكل أسرع بسبب الحركة المحسنة.

TLDR: الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع معدل الأيض الأساسي قد يتغوطون بشكل أسرع بعد الاستهلاك بسبب النظام الغذائي ، والنشاط ، وخيارات نمط الحياة ، ولكن ليس زيادة الحجم أو بشكل متكرر. نأمل أن يكون هذا قد ساعد في الإجابة على السؤال.


يستخدم جسمك الطاقة باستمرار للعمل ، سواء كنت تمارس الرياضة أو تمشي أو تشاهد التلفاز على الأريكة. حتى لو كنت خاملًا أو نائمًا ، فإن جسمك لا يزال يستخدم الطاقة للحفاظ على قلبك ينبض ، والحفاظ على التنفس ، والراحة وإصلاح الجسم.

يأتي المصدر النهائي لطاقة جسمك من الطعام الذي تتناوله ، والذي يتحول بعد ذلك إلى مواد كيميائية ومغذيات مختلفة أثناء عملية الهضم ويتحول إلى طاقة. يحدد التمثيل الغذائي الخاص بك كيف يستخدم جسمك هذه الطاقة للحفاظ على الأداء الطبيعي. معدل الأيض الأساسي الخاص بك هو مقدار الطاقة الأساسي الذي يحتاجه جسمك لوظائف الراحة العادية مثل التنفس والحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم.

قد تتفاجأ عندما تعلم أن ما يصل إلى 80 في المائة من الطاقة التي يستخدمها جسمك في اليوم تستخدم في حالة الراحة ، وأن ما بين 10 و 20 في المائة يستخدم في الأنشطة اليومية العادية مثل المشي. يتم استخدام ما يقرب من 5-10 في المائة من طاقة الجسم في عملية الهضم.

تعريف التمثيل الغذائي العالي

إذا كان لديك معدل استقلاب مرتفع ، أو معدل استقلاب سريع ، فهذا يعني أن جسمك يستخدم الطاقة (أو يحرق السعرات الحرارية) بسرعة أكبر من أي شخص يعاني من بطء في التمثيل الغذائي. يمكن أن تؤثر العديد من العوامل المختلفة على معدل الأيض لديك ، مثل الجنس والوزن ووظيفة الهرمون والعمر ومستويات النشاط البدني. بشكل عام ، كلما كانت كتلة جسمك أصغر ، كلما كان التمثيل الغذائي أسرع.

علامات التمثيل الغذائي السريع

نظرًا لأننا نعلم أن معدلات التمثيل الغذائي يمكن أن تكون متغيرة ، فقد تسأل نفسك ، "ما مدى سرعة التمثيل الغذائي لدي؟" هناك بعض العلامات التي تدل على أن عملية الأيض لديك سريعة:

  • كنت تواجه صعوبة في زيادة الوزن أو الحفاظ على وزنك ، على الرغم من أنك تأكل بانتظام.
  • لديك ارتفاع في درجة حرارة الجسم ، حتى عندما تكون مستريحًا.
  • غالبًا ما تكون جائعًا أو لديك شهية لا تشبع ، حتى بعد تناول الوجبات أو الوجبات الخفيفة.
  • تعانين من عدم انتظام الدورة الشهرية أو تفويت الدورة الشهرية حتى لو لم تكوني حاملاً.
  • قد تحتاج إلى التبول بشكل متكرر لأن سرعة معالجة جسمك تزداد.

إذا كنت تعتقد أن لديك عملية استقلاب سريعة ولديك شهية متزايدة ، فتأكد من تناول وجبات مغذية لتقليل خطر الإفراط في تناول الأطعمة غير الصحية.

تحدث إلى مقدم الرعاية الصحية الخاص بك إذا كنت قلقًا بشأن أعراضك أو إذا كان جسمك تحت ضغط حاد ، مما قد يشير إلى مرض أو حالة صحية مزمنة.


تسريع وتيرة الحياة

كانت الثورة الصناعية بمثابة المعادل الاجتماعي والاقتصادي للانفجار العظيم. في عام 1500 ، كان عدد سكان العالم 500 مليون نسمة فقط. استغرق الأمر 300 سنة لمضاعفة هذا الرقم إلى مليار في 1800 ، و 120 سنة أخرى ليتضاعف مرة أخرى إلى 2 مليار في عام 1920 ، و 45 سنة فقط ليتضاعف مرة أخرى إلى 4 مليارات في عام 1965. وهكذا حتى وقت قريب ، كان الوقت المضاعف يتزايد بشكل فائق. . نحن على الطريق الصحيح للوصول إلى 12 مليارًا بحلول بداية القرن المقبل.

بدأ الأنثروبوسين منذ ما يقرب من 10000 عام ، عندما بدأنا نتباعد بشكل كبير من كوننا بيولوجيًا في الغالب إلى اجتماعي في الغالب عن طريق زيادة معدل الأيض الفعال لدينا (من 90 واط إلى أكثر من 3000 واط). يقترح ويست أنه مع ظهور الثورة الصناعية ، دخلنا حقبة أخرى ، والتي يسميها العصر الحضري ، والتي تتميز بالارتفاع الهائل للمدن التي تهيمن الآن على الكوكب. كما يحذر من العدد المحدود للموارد المتاحة على كوكبنا ويشير إلى أنه سيكون من الحكمة التحول من نظام مغلق ، حيث يتم استخدام الطاقة من كوكبنا ، إلى نظام مفتوح ، حيث يتم تسخير الطاقة من الشمس. يبلغ إجمالي كمية الطاقة التي تنقلها الشمس إلى الأرض حوالي 10 كيلوواط / ساعة سنويًا ، مقارنةً باحتياجاتنا "الضئيلة" البالغة 1.5 × 10 كيلوواط / ساعة. هذا لا يمثل سوى 0.015 في المائة من إجمالي الطاقة السنوية التي توفرها الشمس. لذلك ، نحتاج إلى تقنية تسمح لنا بتسخير الطاقة الوفيرة من الشمس ، في الغالب من الإشعاع المباشر ، ولكن أيضًا بشكل غير مباشر من الرياح وقوى المد والجزر وحركة الأمواج من أجل بناء بيئة مستدامة.

يتميز النمو الأسي بوظيفة متزايدة باستمرار والتي تصبح في النهاية كبيرة بشكل لا نهائي مع اقترابها من قيمة زمنية غير محدودة. لذلك ، نظرًا لأن الأمر يستغرق نظريًا وقتًا طويلاً للوصول إلى هناك ، فإن هذا النمو يصبح غير ضار. ومع ذلك ، فإن النمو الفائق الأسي ، كما كنا نختبره ، أسرع من مجرد أسي وبالتالي من الواضح أنه غير مستدام لأنه يتطلب قدرًا غير محدود ومتزايد من الموارد والطاقة في وقت محدد في المستقبل. This scenario will almost certainly result in eventual stagnation and collapse of the system, unless some groundbreaking, paradigm-shifting innovation is made that allows us to reset the clock by changing the conditions under which the system has been operating and growth has been occurring. Such paradigm-shifting innovations include the discovery of bronze, coal, and oil, the invention of information technology, the internet, and so on.

However, the time passing between these reset cycles is getting shorter and shorter. There were most likely thousands of years between the Stone, Bronze, and Iron Ages — all major paradigm shifts in human history. By contrast, it only took about two decades to move from the computer age to the information age. This pattern leads to the prediction that we are due for a major paradigm shift in the next 20–30 years. Overall, more innovations will be needed over shorter periods of time to continually reset the clock so the system can take off again, until another innovation will be needed. How many of those cycles can we go through? Can we keep up with the ever-increasing pace of life? As West proposes, we need a grand unified theory that allows to understand how the world works in a quantifiable and predictive framework, in order to ensure our continued survival.

West G., 2017, مقياس. The universal laws of growth, innovation, sustainability, and the pace of life in organisms, cities, economies, and companies, New York, Penguin Press.


استنتاج

The biological differences in the immune systems between men and women exist which may impact our ability to fight an infection including SARS-2-CoV-2. Generally, females are more resistant to infections than men, and this is possibly mediated by several factors including sex hormones and high expression of coronavirus receptors (ACE 2) in men but also life style, such as higher levels of smoking and drinking among men as compared to women. Additionally, women have more responsible attitude toward the Covid-19 pandemic than men. This may reversibly affect the undertaking of preventive measures such as frequent hand washing, wearing of face mask, and stay at home orders.


شاهد الفيديو: 6 التمثيل الغذائى الأيض أصعب دروس الأحياء # أولى ثانوى- الانزيمات - الأس الهيدروجينى. (ديسمبر 2022).