Tutto ciò a cui esponi il tuo corpo, dallo stile di vita a un virus presente nell’aria, influenza le tue caratteristiche fisiche, come la pressione sanguigna e i livelli di energia. Insieme, queste caratteristiche biologiche vengono definite fenotipo. E il sistema biologico che influenza più direttamente il tuo fenotipo è il tuo metabolismo.
Quindi, se mangi qualcosa, prendi farmaci, fumi o fai esercizio, il tuo metabolismo è responsabile del trasferimento di tali informazioni biologiche in tutto il corpo affinché possa adattarsi.
Il metabolismo è la conversione dell’energia
Il tuo metabolismo è costituito da una rete di decine di migliaia di molecole e proteine che convertono il cibo che mangi in energia e elementi costitutivi che il tuo corpo utilizza per muoversi, crescere e ripararsi. A livello chimico, il metabolismo energetico inizia quando i tre macronutrienti – carboidrati, grassi e proteine – vengono scomposti atomo per atomo per liberare elettroni dai legami chimici. Questi elettroni caricano i componenti delle cellule chiamate mitocondri.
In modo simile a come funzionano le batterie, i mitocondri sfruttano questo potenziale elettrico per creare una diversa forma di energia chimica che il resto della cellula può utilizzare.
In poche parole, un ruolo primario del metabolismo è convertire l’energia chimica in energia elettrica e poi nuovamente in energia chimica. Il modo in cui questa energia viene trasferita in tutto il corpo potrebbe svolgere un ruolo centrale nel determinare se sei malato o sano.
Un team di scienziati è stato in grado di definire tratti specifici del metabolismo, come la presenza e la quantità di determinati metaboliti – prodotti ottenuti dalla scomposizione dei macronutrienti – in un’ampia gamma di condizioni.
Queste condizioni includono malattie come il diabete, sclerosi multipla e anemia falciforme, fino all’esperienza di ambienti unici come l’esposizione alle radiazioni, l’alta quota, l’invecchiamento e le prestazioni sportive. Ognuna di queste impostazioni influenza quali parti della rete metabolica vengono utilizzate e come comunicano tra loro.
Gli atleti d’élite definiscono i limiti superiori
Dato l’allarmante aumento dell’obesità e della sindrome metabolica ad essa associata – circa 1 persona su 8 in tutto il mondo viveva con l’obesità nel 2022 – definire un metabolismo sano o compromesso può aiutare a identificare cosa è andato storto e come affrontarlo.
Gli atleti d’élite offrono una popolazione privilegiata per studiare al meglio la funzione metabolica, poiché la loro rete di reazioni molecolari e chimiche deve essere messa a punto con precisione per competere sulla scena mondiale.
Tradizionalmente, la soglia del lattato è stata una misura critica delle prestazioni atletiche individuando l’intensità dell’esercizio quando il lattato inizia ad aumentare nei muscoli e nel sangue.
Contrariamente alla credenza comune, il lattato non è semplicemente un prodotto di scarto ma anche una fonte di energia e si accumula quando viene prodotto più velocemente di quanto i mitocondri possano utilizzarlo. Mentre una persona moderatamente attiva può raggiungere la soglia con un’intensità di esercizio di circa 2 watt per chilogrammo, i ciclisti d’élite possono sostenere un’intensità fino a quasi due o tre volte superiore.
Confrontando le soglie del lattato di un gruppo di ciclisti d’élite, è stato scoperto che i ciclisti con soglie più alte avevano marcatori di una migliore funzione mitocondriale. Uno di questi marcatori era una maggiore produzione di coenzima A, una molecola che trasporta il carbonio attorno alle cellule ed è importante per scomporre carboidrati, amminoacidi e grassi in energia chimica.
Sembrava anche che i ciclisti con prestazioni più elevate bruciassero più grassi e bruciassero i grassi più a lungo durante un tour mondiale a più tappe rispetto ai ciclisti con prestazioni inferiori.
I donatori di sangue definiscono il centro
Le trasfusioni di sangue sono una delle procedure cliniche più comuni. Ogni anno milioni di persone in tutto il mondo donano oltre 118 milioni di litri di sangue. Poiché i donatori di sangue vengono sottoposti a screening per garantire che siano abbastanza sani da poter donare, in genere sono moderatamente sani, a metà tra una malattia acuta e prestazioni atletiche d’élite. I donatori di sangue, provenienti da ogni ceto sociale, hanno anche una vasta gamma di tratti biologici come popolazione oggetto di studio.
Un team ha esaminato il sangue di oltre 13.000 donatori per far luce sulla loro diversità metabolica. Hanno trovato tratti specifici che potrebbero prevedere quanto bene funzionerebbe il sangue di un donatore nei pazienti, il che ha anche implicazioni su quanto bene il sangue funziona nei donatori stessi.
Hanno scoperto che uno di questi tratti è un metabolita chiamato chinurenina, che viene prodotto dalla degradazione dell’aminoacido triptofano. Hanno scoperto che il sangue proveniente da donatori con livelli più elevati di chinurenina aveva meno probabilità di ripristinare i livelli di emoglobina nei riceventi trasfusioni rispetto ai donatori con livelli di chinurenina più bassi.
I livelli di chinurenina sono più alti nei donatori più anziani e nei donatori con un BMI più elevato e potrebbero essere potenzialmente legati a livelli più elevati di infiammazione. A sostegno, il gruppo ha anche scoperto che la chinurenina aumenta notevolmente nei corridori che partecipano all’Ultra-Trail du Mont-Blanc di 171 chilometri (106 miglia).
La relazione tra metaboliti e risultati sulla salute rafforza l’importante ruolo svolto dal metabolismo nel corpo. Comprendere meglio come si presenta il metabolismo sano può offrire spunti unici su come devia quando qualcuno si ammala e può offrire nuovi approcci ai trattamenti medici.
