Dr. Nicholas Norwitz:「酮体」为什么是更好的大脑燃料?

2021-03-05 09:37:42 30


大脑可以使用两种物质作为燃料:葡萄糖和酮。与葡萄糖相比,酮类是一种更高效、更清洁的能源。酮类的效率更高,因为它们扩大了线粒体的“电子传递链氧化还原广度”。酮类更干净,因为它们产生的代谢副产品(“活性氧物种”)更少。

今天,Nicholas Norwitz博士生动的给我们介绍:酮体,为什么是更好的大脑燃料。

Nicholas Norwitz博士是营养科学领域一颗耀眼的新星。这位25岁的常春藤盟校毕业生在两年内获得了牛津大学学位,现在正在哈佛医学院攻读医学博士学位。他的研究专长是酮症和大脑衰老,他的研究领域涉及神经科学、心脏病、肠胃健康、遗传学、骨骼健康和糖尿病等。

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画面:类比1-悍马(葡萄糖)和特斯拉(酮)

让我们想象一个画面。想象你的脑细胞就像汽车。靠葡萄糖运转的脑细胞就像耗油的悍马,它们笨重,效率低,产生大量污染。相比之下,靠酮运转的脑细胞就像新特斯拉,它们速度更快,效率更高。

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深入:类比2-保龄球滚下楼梯

脑细胞的汽车引擎被称为“线粒体”,线粒体将葡萄糖和酮类转化为能量。它们如何做到这一点很复杂,但涉及到将葡萄糖和酮分子化学键中储存的能量转化为“高能电子粒子”。

 
让我们想象这些高能电子粒子像保龄球一样坐在一段楼梯的顶端。为了产生能量,你的线粒体将电子(保龄球)滚下楼梯。每一次撞击都会释放能量,你的脑细胞可以利用这些能量来工作。你可以把每次“撞击,撞击,撞击”产生的噪音的累积量想象成你的大脑从每个电子粒子获得的能量。
 
在我们的保龄球楼梯类比中,当你的大脑使用葡萄糖时,楼梯很短,楼梯是木头做的。因此,“撞车”的次数少了,产生的能量也少了,木楼梯也在这个过程中被损坏了。(在脑细胞中,这些过程分别称为短的“电子传递链氧化还原跨度”和升高的“活性氧”。)
 
然而,当你的大脑使用酮时,楼梯会变长,楼梯会变成不锈钢。因此,当酮制成的高能电子保龄球摔下更多的楼梯时,会产生更多的能量。更重要的是,楼梯现在更坚固,抗损坏。(在脑细胞中,这些过程分别称为扩大的“电子传递链氧化还原跨度”和减少的“活性氧”。)
 
酮体的效率更高,因为它们扩大了线粒体的“电子传递链氧化还原跨度”,这是一种花哨的说法,意思是细胞为自己的生命获得更多的能量。

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在宏观层面上,葡萄糖作用下的脑细胞就像低效肮脏的悍马,酮作用下的脑细胞就像高效干净的特斯拉。这是因为在分子水平上,葡萄糖会产生类似电子保龄球作用,在短的木质线粒体楼梯上弹跳,产生更少的能量和更多的伤害。相比之下,酮产生的电子保龄球能从长长的钢铁线粒体楼梯上弹跳下来,产生更多的能量和更少的伤害。



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