Metabolic advantage: how could it h

Metabolic advantage: how could it happen?
It is possible that metabolic efficiency may be decreased by oxidative uncoupling as described above. Polymorphisms connecting uncoupling proteins with obesity or propensity to gain weight have been identified in humans [11,12] although these are not firmly established and the effect of dietary intervention is unknown. Other mechanisms are better understood and are described below.
Substrate cycling and protein turnover
Substrate or "futile" cycles refer to the dynamic process that must accompany the thermodynamic steady state [13]. In particular, increased cycling of metabolic intermediates utilizes ATP and generates heat. The simplest examples are the numerous kinase-phosphatase pairs that regulate metabolism. In addition, although not generally considered in the category of substrate cycling, inefficiency results from the repeated breakdown and re-synthesis of proteins, lipids, and carbohydrates in cycles that use ATP for no apparent net gain. Such mechanisms, however, far from futile, allow for precision in the regulation of metabolism and constitute one of the uses of ATP. Protein turnover, in particular, provides for error correction or removal of "old" or damaged proteins. The effect of metabolic path on the energetics of oxidation is illustrated in Table 1 which summarizes the analysis from our earlier paper [2]. In this example, a mole of glucose directly oxidized to CO2 and water generates 38 moles of ATP with an overall efficiency of about 38.5%. On the other hand, if glucose is first incorporated into glycogen, followed by hydrolysis of the glucose and subsequent oxidation, 2 moles of ATP are lost per mole in this cycle with overall efficiency reduced to 35%. Similarly an amino acid from an "average" protein, when directly oxidized to CO2, produces ATP with an efficiency of about 33%. If the amino acid is first incorporated into a protein and later hydrolyzed and oxidized, four ATP's per molecule are used for synthesis of the peptide bond. This reduces the efficiency to 27%. Smaller degrees of inefficiency are seen for lipid cycles (Table 1) but multiple cycles may have a cumulative effect. It is estimated, for example, that half of depot fatty acids in triacylglycerol have been through at least one cycle [14]. It should be apparent that variation in efficiency is not a thermodynamic issue but an empiric question to be determined by the requirements of metabolism.
Table 1. Effect of Path on energetics of oxidation
Thyrotoxicosis
Thyroid hormone decreases efficiency possibly by mechanisms involving both uncoupling and cycling described above: oxidative uncoupling as well as increased futile cycling of intermediates [15]. It is observed in thyrotoxic mice that UCP1 decreases efficiency in brown fat at the mitochondrial level [8]. In humans, the role of UCP1 in thyrotoxicosis is less certain due to the relative paucity of brown fat. On the other hand, activation of the adrenergic system via phosphoenolpyruvate carboxykinase ultimately increases "futile" metabolic cycling of intermediates ([15]). Thyrotoxicosis is well known to result in weight loss, often with increased food intake and increased generation of heat, indicative of metabolic inefficiency. The use of thyroid hormone has even been suggested therapeutically to induce weight loss in obese individuals, although its toxicity has limited this application. Inefficiency in metabolic processes with weight loss and increased heat generation, therefore, is known to occur on clinical grounds. Even without a complete understanding of the relative importance of different underlying cellular mechanisms in humans, the potential for biochemical processes to reduce their efficiency must be considered established as a feature of mammalian metabolism.
Protein induced protein turnover
There is abundant evidence that dietary protein stimulates protein breakdown and re-synthesis. In particular, branched chain amino acids, and especially leucine, are documented to act as nutritional signals acting via both the insulin and mTOR signaling pathways [16-18]. On the macroscopic level, the energetic cost of protein turnover is demonstrable as excess heat generated during a high protein meal. Thermogenesis (thermogenic effect of feeding; old name: specific dynamic action) has been defined as the extra heat generated during a meal due to digestion or metabolism. Johnston et al [19] compared the energy expended during 9 hour intravenous feedings of a high protein meal, vs. an isocaloric high carbohydrate meal; both contrasted with a 9 hour fast. The protein meal, with 70% of its caloric value due to protein, had significantly greater thermogenesis than the high carbohydrate meal (70% of calories from carbohydrate). These data have been reproduced in numerous studies [19-22]. The overall energy costs of protein turnover and synthesis have been estimated in various animal species, including man, and tabulated by Vernon Young ([23]), based on data from other investigators [24-26]. Despite the substantial experimental difficulties involved, the cost of protein synthesis clusters at around 4–5 kcal/gram in 8 species of birds, marsupials and mammals, including man. The high energetic cost is understandable in view of the multiple ATP-requiring processes involved. The cost of protein turnover can reduce efficiency from 33% to 27%, merely in the formation and hydrolysis of a single peptide bond (requiring 4 ATP's per bond formed: Table 1). In addition, protein processes that are ATP-dependent include formation of the ribosomal initiation complex, translation and folding of the protein, and protein degradation (both ubiquitin-dependent and -independent pathways) [23]. The energy costs of protein turnover could therefore account for a metabolic advantage in high protein diets, independent of carbohydrate content. This mechanism may also contribute to inefficiency in low carbohydrate diets, often high in protein.
Gluconeogenesis-stimulated protein turnover in carbohydrate restriction
The following hypothesis is suggested from classic studies of starvation done in chronically fasted obese individuals [27,28]. The brain's metabolism requires 100 grams of glucose per day. In the early phase of starvation, glycogen stores are rapidly reduced, so the requirement for glucose, is met by gluconeogenesis. Approximately 15–20 grams are available from glycerol production due to lipolysis, but fatty acid oxidation generally cannot be used to produce glucose. Therefore, protein breakdown must supply the rest of substrate for conversion to glucose in the early phases of starvation. By 6 weeks of starvation, ketone bodies plus glycerol can replace 85% of the brain's metabolic needs, the remainder still arising from gluconeogenesis due to protein. It should be mentioned that, since the fundamental role of ketones is to spare protein, it might be expected that the reliance on protein would actually decrease with time, perhaps relating to the anecdotal observation of "hitting the wall" on weight loss diets.
Very low carbohydrate diets, in their early phases, also must supply substantial glucose to the brain from gluconeogenesis. For example, the early phase of the popular Atkins or Protein Power diet restricts dieters to about 20–30 grams of carbohydrate per day, leaving 60–65 grams to be made up from protein-originated gluconeogenesis. One hundred grams of an "average" protein can supply about 57 grams of glucose so 110 grams protein would be needed to provide 60–65 grams glucose. Increased gluconeogenesis has been directly confirmed using tracer studies on day 11 of a very low carbohydrate diet (approx 8 grams/day) [29]. If indeed, 110 grams of endogenous protein is broken down for gluconeogenesis and re-synthesized, the energy cost, at 4–5 kcal/gram could amount to as much as 400–600 kcal/day. This is a sizable metabolic advantage. Of course, the source of protein for gluconeogenesis may be dietary rather than endogenous. Whereas endogenous protein breakdown is likely to evoke energetically costly re-synthesis in an organism in homeostasis, dietary protein may conserve energy. The source of protein for the observed gluconeogenesis [29] remains an open question, but there is no a priori reason to exclude endogenous rather than dietary sources. This is therefore a hypothesis that would need to be tested. The extent to which the protein for gluconeogenesis is supplied by endogenous protein would explain very high-energy costs. It should be noted, however, that even if limited to breakdown of dietary protein sources, there would be some energy cost associated with gluconeogenesis.
Metabolic advantage: does it happen?
Having established that there is no theoretical barrier to metabolic advantage and that there are plausible mechanisms that could account for such an effect, we must ask whether it can be demonstrated experimentally, that is, whether the proposed effects are of sufficient magnitude to be a practical feature of weight reduction strategies, in particular very low carbohydrate diets. If so there will be increased weight loss for the same caloric intake, or metabolic advantage. A recent animal model provides support for greater metabolic inefficiency in rats fed carbohydrate restricted diets compared with higher carbohydrate, leading to excess weight loss [30]. Human data in Table 2 illustrates 10 clinical trials of isocaloric diets with a lower versus higher carbohydrate arm in each trial [31-40]. It can be seen that the lower carbohydrate arm in 9 of 10 studies demonstrates increased weight reduction in comparison with the higher carbohydrate arm. Three of the studies show statistical significance (p < 0.05 or better). Even without statistical significance of individual studies, however, the likelihood that the lower carbohydrate arm would have an advantage in 9 of 10 studies is equivalent to the likelihood of 9 coin toss experiments havin

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ประโยชน์จากการเผาผลาญ: วิธีอาจจะเกิดขึ้นมันเป็นไปได้ว่า ประสิทธิภาพในการเผาผลาญอาจลดลงได้ โดย oxidative uncoupling ที่อธิบายข้างต้น มีการระบุ polymorphisms เชื่อมต่อ uncoupling โปรตีนกับโรคอ้วนหรือน้ำหนักลดสิ่งในมนุษย์ [11,12] ถึงแม้ว่าเหล่านี้ไม่แน่นหนา และมีผลของการแทรกแซงกากไม่รู้จัก กลไกอื่น ๆ ดีกว่าเข้าใจ และอธิบายไว้ด้านล่างหมุนเวียนขี่จักรยานและโปรตีนของพื้นผิวพื้นผิวหรือวงจร "ลม ๆ แล้งๆ" หมายถึงกระบวนการแบบไดนามิกที่ต้องพร้อมขอบท่อน [13] โดยเฉพาะ ขี่จักรยานเพิ่มขึ้นของตัวกลางที่เผาผลาญใช้ ATP และสร้างความร้อน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดเป็นคู่ฟอสฟาเตส kinase จำนวนมากที่ควบคุมเมแทบอลิซึม แม้ว่าโดยทั่วไปไม่ถือในประเภทของพื้นผิวที่ขี่จักรยาน inefficiency ผลลัพธ์จากการแบ่งซ้ำและ re-สังเคราะห์โปรตีน โครงการ และคาร์โบไฮเดรตในวงจรที่ใช้ ATP สำหรับกำไรสุทธิไม่ชัดเจน กลไกดังกล่าว แต่ จากแล้ง ๆ ให้ความแม่นยำในข้อบังคับของ กเป็นหนึ่งในการใช้งานของ ATP การหมุนเวียนของโปรตีน โดยเฉพาะ ทางสำหรับแก้ไขข้อผิดพลาดหรือการเอาโปรตีน "เก่า" หรือเสียหาย ผลของเส้นทางการเผาผลาญพลังของออกซิเดชันจะแสดงในตารางที่ 1 ซึ่งสรุปวิเคราะห์จากกระดาษของเราก่อนหน้านี้ [2] โมลของกลูโคสออกซิไดซ์ CO2 และน้ำโดยตรงสร้างไฝ 38 ของ ATP มีประสิทธิภาพโดยรวมมีประมาณ 38.5% ในตัวอย่างนี้ บนมืออื่น ๆ ถ้าครั้งแรกมีรวมกลูโคสเป็นไกลโคเจน ตาม ด้วยไฮโตรไลซ์กลูโคสและออกซิเดชันต่อมา 2 โมลของ ATP ได้สูญหายต่อโมลในรอบนี้ มีประสิทธิภาพโดยรวมลดลง 35% ในทำนองเดียวกัน เป็นกรดอะมิโนจากโปรตีนการ "เฉลี่ย" เมื่อออกซิไดซ์โดยตรงให้ CO2 สร้าง ATP ด้วยประสิทธิภาพตัวประมาณ 33% ถ้ากรดอะมิโนเป็นครั้งแรกรวมเข้ากับโปรตีนหลัง hydrolyzed และออกซิไดซ์ 4 ATP ของต่อโมเลกุลจะใช้สำหรับการสังเคราะห์พันธะเพปไทด์ นี้ลดประสิทธิภาพการ 27% องศาขนาดเล็กของ inefficiency จะเห็นไขมันรอบ (ตาราง 1) แต่หลายรอบอาจมีผลสะสม คาด เช่น ว่า ครึ่งหนึ่งของกรดไขมัน depot ใน triacylglycerol ได้ผ่านวงจรน้อย [14] มันควรจะชัดเจนว่า การเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพไม่ออกขอบแต่การถาม empiric ไปตามความต้องการของตารางที่ 1 ผลของเส้นทางพลังของการเกิดออกซิเดชันThyrotoxicosisไทรอยด์ฮอร์โมนลดลงประสิทธิภาพอาจ ด้วยกลไกที่เกี่ยวข้องกับทั้ง uncoupling และขี่จักรยานข้าง: oxidative uncoupling และเพิ่มกลับขี่จักรยานของตัวกลาง [15] มันถูกพบในหนู thyrotoxic ว่า UCP1 ลดประสิทธิภาพไขมันสีน้ำตาลที่ระดับ mitochondrial [8] ในมนุษย์ บทบาทของ UCP1 ใน thyrotoxicosis ได้น้อยบางจาก paucity สัมพัทธ์ของน้ำตาลไขมัน บนมืออื่น ๆ เปิดใช้งานของระบบการพัฒนาในหลอดทดลองผ่าน phosphoenolpyruvate carboxykinase สุดเพิ่ม "ลม ๆ แล้งๆ" เผาผลาญขี่จักรยานของตัวกลาง ([15]) Thyrotoxicosis เป็นที่รู้จักกันดีทั้งน้ำหนัก มักจะมีการรับประทานอาหารเพิ่มขึ้นและสร้างความร้อน ส่อ inefficiency เผาผลาญเพิ่มขึ้น การใช้ฮอร์โมนไทรอยด์ได้แม้การแนะนำ therapeutically เพื่อก่อให้เกิดการสูญเสียน้ำหนักในคนอ้วน แม้ว่าความเป็นพิษของมันมีจำกัดโปรแกรมประยุกต์นี้ Inefficiency ในกระบวนการเผาผลาญลดน้ำหนักและการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้น เป็นที่รู้จักกันตามเหตุผลทางคลินิก แม้ไม่ มีความเข้าใจความสำคัญแตกต่างกันอยู่ภายใต้กลไกโทรศัพท์มือถือในมนุษย์ เป็นให้ลดประสิทธิภาพของกระบวนการชีวเคมีต้องพิจารณาสร้างเป็นคุณลักษณะของ mammalianโปรตีนโปรตีนอาจหมุนเวียนมีหลักฐานมากมายว่า อาหารโปรตีนกระตุ้นโปรตีนแบ่งและ re-สังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดอะมิโนโซ่แบบแยกสาขา และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง leucine มีเอกสารเป็นสัญญาณทางโภชนาการที่ทำหน้าที่ทั้งอินซูลินและ mTOR ตามปกติมนต์ [16-18] ต้นทุนหมุนเวียนของโปรตีนมีพลังจะไม่แสดงให้เห็นถึงเป็นความร้อนส่วนเกินที่สร้างขึ้นในระหว่างอาหารโปรตีนในระดับ macroscopic Thermogenesis (thermogenic ผลของอาหาร ชื่อเดิม: การดำเนินการแบบไดนามิกระบุ) ได้รับการสร้างขึ้นในระหว่างมื้ออาหารเนื่องจากการย่อยอาหารหรือการเผาผลาญความร้อนเสริม จอห์นสตัน et al [19] เมื่อเทียบพลังงานที่ใช้ในระหว่างชั่วโมง 9 feedings ฉีดอาหารโปรตีนสูง เทียบกับอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง isocaloric ทั้งสองต่างกับชั่วโมง 9 อย่างรวดเร็ว อาหารโปรตีน 70% ของค่าของแคลอริกเนื่องจากโปรตีน มี thermogenesis อย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นกว่าอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง (70% ของจำนวนแคลอรีจากคาร์โบไฮเดรต) ข้อมูลเหล่านี้ได้ถูกทำซ้ำในการศึกษามากมาย [19-22] มีการประมาณต้นทุนพลังงานโดยรวมของการหมุนเวียนของโปรตีนและการสังเคราะห์ในสัตว์ชนิดต่าง ๆ คน และสนับสนุน โดยหนุ่มเวอร์นอน ([23]), ตามข้อมูลจากนักสืบอื่น ๆ [24-26] แม้ มีการพบทดลองปัญหาเกี่ยวข้อง ต้นทุนของการสังเคราะห์โปรตีนคลัสเตอร์ในรอบ 4-5 กิโลแคลอรี่/กรัมใน 8 ชนิดของนก marsupials และเลี้ยงลูกด้วย นม รวมถึงคน ต้นทุนปรับสูงจะเข้าใจมุมมองหลายต้องการ ATP กระบวนการเกี่ยวข้อง ต้นทุนของการหมุนเวียนของโปรตีนสามารถลดประสิทธิภาพจาก 33% เป็น 27% แต่ในการกำเนิดและไฮโตรไลซ์ของเป็นเพปไทด์เดียว (ต้อง 4 ATP ต่อพันธะที่เกิดขึ้น: ตารางที่ 1) กระบวนการโปรตีนที่ขึ้นอยู่กับ ATP รวมถึงกำเนิดของเริ่มต้น ribosomal ซับซ้อน แปล และพับของโปรตีน การย่อยสลายโปรตีน (ทางเดินทั้งขึ้นอยู่ กับการ ubiquitin และ - อิสระ) [23] ต้นทุนพลังงานของการหมุนเวียนของโปรตีนได้ดังนั้นบัญชีสำหรับประโยชน์จากการเผาผลาญในอาหารโปรตีน คาร์โบไฮเดรตเนื้อหาอิสระ กลไกนี้อาจร่วม inefficiency ในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ มักสูงโปรตีนหมุนเวียนถูกกระตุ้นการสร้างกลูโคสโปรตีนคาร์โบไฮเดรตจำกัดสมมติฐานต่อไปนี้เป็นการแนะนำจากศึกษาคลาสสิกของความอดอยากในคนอ้วนเชื่อโรคเรื้อรัง [27,28] เผาผลาญของสมองต้องการน้ำตาลกลูโคสวันละ 100 กรัม ในระยะเริ่มต้นของความอดอยาก เก็บไกลโคเจนได้อย่างรวดเร็วลดลง เพื่อตอบสนองความต้องการน้ำตาลกลูโคส การสร้างกลูโคส ประมาณ 15 – 20 กรัมได้กลีเซอรผลิตเนื่องจากการผลิตระหว่างประเทศ แต่เกิดออกซิเดชันของกรดไขมันโดยทั่วไปไม่สามารถใช้ในการผลิตกลูโคส ดังนั้น แบ่งโปรตีนต้องใส่ส่วนเหลือของพื้นผิวสำหรับแปลงกลูโคสในระยะแรก ๆ ของความอดอยาก สัปดาห์ที่ 6 ของความอดอยาก คีโตนบอดีส์และกลีเซอรสามารถแทน 85% ต้องการเผาผลาญของสมอง ส่วนเหลือยังคง เกิดจากการสร้างกลูโคสจากโปรตีน มันควรจะกล่าวว่า เนื่องจากบทบาทพื้นฐานของคีโตนจะอะไหล่โปรตีน จึงคาดหมายได้ว่า พึ่งโปรตีนจะจริงลดเวลา อาจจะเกี่ยวข้องกับการสังเกตเล็ก ๆ ของ "ตีผนัง" ในอาหารลดน้ำหนักVery low carbohydrate diets, in their early phases, also must supply substantial glucose to the brain from gluconeogenesis. For example, the early phase of the popular Atkins or Protein Power diet restricts dieters to about 20–30 grams of carbohydrate per day, leaving 60–65 grams to be made up from protein-originated gluconeogenesis. One hundred grams of an "average" protein can supply about 57 grams of glucose so 110 grams protein would be needed to provide 60–65 grams glucose. Increased gluconeogenesis has been directly confirmed using tracer studies on day 11 of a very low carbohydrate diet (approx 8 grams/day) [29]. If indeed, 110 grams of endogenous protein is broken down for gluconeogenesis and re-synthesized, the energy cost, at 4–5 kcal/gram could amount to as much as 400–600 kcal/day. This is a sizable metabolic advantage. Of course, the source of protein for gluconeogenesis may be dietary rather than endogenous. Whereas endogenous protein breakdown is likely to evoke energetically costly re-synthesis in an organism in homeostasis, dietary protein may conserve energy. The source of protein for the observed gluconeogenesis [29] remains an open question, but there is no a priori reason to exclude endogenous rather than dietary sources. This is therefore a hypothesis that would need to be tested. The extent to which the protein for gluconeogenesis is supplied by endogenous protein would explain very high-energy costs. It should be noted, however, that even if limited to breakdown of dietary protein sources, there would be some energy cost associated with gluconeogenesis.ประโยชน์จากการเผาผลาญ: มันไม่เกิดขึ้นหรือไม่มีการจัดตั้งว่า มีอุปสรรคไม่ทฤษฎีเพื่อเผาผลาญประโยชน์ และที่มีกลไกที่เป็นไปได้ที่สามารถบัญชีสำหรับลักษณะพิเศษเช่น เราต้องถามว่า มันสามารถจะแสดง experimentally กล่าวคือ ว่าเสนอผลมีขนาดเพียงพอที่จะ ปฏิบัติคุณลักษณะของกลยุทธ์ลดน้ำหนัก อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมากโดยเฉพาะการ ถ้า จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นบริโภคเดียวแคลอริก หรือประโยชน์จากการเผาผลาญ แบบล่าสัตว์ให้การสนับสนุนสำหรับ inefficiency เผาผลาญมากขึ้นในหนูที่ได้รับอาหารคาร์โบไฮเดรตจำกัดเปรียบเทียบกับคาร์โบไฮเดรตสูง นำไปสู่การลดน้ำหนักส่วนเกิน [30] มนุษย์ข้อมูลในตารางที่ 2 แสดงการทดลองทางคลินิก 10 ของอาหาร isocaloric มีต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแขนคาร์โบไฮเดรตสูงในการทดลองแต่ละครั้ง [31-40] จะเห็นได้ว่า แขนคาร์โบไฮเดรตต่ำใน 9 ของการศึกษาที่ 10 แสดงให้เห็นถึงการลดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับแขนคาร์โบไฮเดรตสูง 3 ศึกษาแสดงนัยสำคัญทางสถิติ (p 0.05 < หรือดีกว่า) แม้ไม่ มีนัยสำคัญทางสถิติของแต่ละการศึกษา อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ว่า แขนคาร์โบไฮเดรตต่ำจะได้เปรียบใน 9 ของการศึกษาที่ 10 จะเท่ากับโอกาสของ havin ทดลองโยนเหรียญ 9

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ประโยชน์เมตาบอลิ:
วิธีมันจะเกิดขึ้นเป็นไปได้ว่าประสิทธิภาพการเผาผลาญอาหารอาจจะลดลงuncoupling ออกซิเดชันที่อธิบายข้างต้น หลากหลายเชื่อมต่อโปรตีน uncoupling กับโรคอ้วนหรือแนวโน้มที่จะได้รับน้ำหนักได้รับการระบุในมนุษย์ [11,12] แม้ว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ได้รับการก่อตั้งขึ้นอย่างมั่นคงและผลกระทบของการแทรกแซงการบริโภคอาหารที่ไม่เป็นที่รู้จัก กลไกอื่น ๆ ที่มีความเข้าใจที่ดีขึ้นและมีการอธิบายไว้ด้านล่าง.
พื้นผิวการขี่จักรยานและการหมุนเวียนของโปรตีนพื้นผิวหรือ "ไร้ประโยชน์" รอบหมายถึงกระบวนการแบบไดนามิกที่จะต้องมาพร้อมกับความมั่นคงของรัฐความร้อน [13]
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขี่จักรยานที่เพิ่มขึ้นของตัวกลางการเผาผลาญใช้เอทีพีและสร้างความร้อน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดเป็นคู่ไคเนส-phosphatase จำนวนมากที่ควบคุมการเผาผลาญ นอกจากนี้แม้จะไม่ได้โดยทั่วไปถือว่าอยู่ในหมวดหมู่ของการขี่จักรยานพื้นผิวผลจากการขาดประสิทธิภาพการสลายซ้ำอีกครั้งและการสังเคราะห์โปรตีนไขมันและคาร์โบไฮเดรตในรอบที่ใช้เอทีพีไม่มีกำไรสุทธิที่เห็นได้ชัด กลไกดังกล่าว แต่ไกลจากที่ไร้ประโยชน์ให้เพื่อความแม่นยำในการควบคุมการเผาผลาญอาหารและเป็นหนึ่งของการใช้งานของเอทีพี การหมุนเวียนของโปรตีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งให้มีการแก้ไขข้อผิดพลาดหรือการกำจัดของ "เก่า" หรือเสียหายโปรตีน ผลกระทบของการเผาผลาญในเส้นทาง energetics ของการเกิดออกซิเดชันจะแสดงในตารางที่ 1 ซึ่งสรุปจากการวิเคราะห์ของเราก่อนหน้ากระดาษ [2] ในตัวอย่างนี้โมลของกลูโคสออกซิไดซ์โดยตรงกับ CO2 และน้ำสร้าง 38 โมลของเอทีพีที่มีประสิทธิภาพโดยรวมประมาณ 38.5% ในทางตรงกันข้ามถ้าน้ำตาลกลูโคสเป็นนิติบุคคลที่จัดตั้งครั้งแรกในไกลโคเจนตามด้วยการย่อยสลายของกลูโคสและการเกิดออกซิเดชันที่ตามมา 2 โมลของเอทีพีจะหายไปต่อโมลในรอบนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยรวมลดลงถึง 35% ในทำนองเดียวกันกรดอะมิโนจาก "ค่าเฉลี่ย" โปรตีนเมื่อออกซิไดซ์โดยตรงกับ CO2 ผลิตเอทีพีได้อย่างมีประสิทธิภาพประมาณ 33% จาก ถ้ากรดอะมิโนเป็นนิติบุคคลที่จัดตั้งครั้งแรกในโปรตีนไฮโดรไลซ์และในภายหลังและออกซิไดซ์สี่โมเลกุลต่อเอทีพีถูกนำมาใช้สำหรับการสังเคราะห์พันธบัตรเปปไทด์ ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพ 27% องศามีขนาดเล็กของการขาดประสิทธิภาพจะเห็นรอบไขมัน (ตารางที่ 1) แต่หลายรอบอาจจะมีผลกระทบ มันเป็นที่คาดเช่นครึ่งหนึ่งของสถานีกรดไขมันใน triacylglycerol ที่ได้รับผ่านอย่างน้อยหนึ่งรอบ [14] มันควรจะมีการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดว่าในประสิทธิภาพไม่เป็นปัญหาทางอุณหพลศาสตร์ แต่เป็นคำถามที่สังเกตุจะถูกกำหนดโดยความต้องการของการเผาผลาญ. the
ตารางที่ 1 ผลของเส้นทางบน energetics ของการเกิดออกซิเดชัน
thyrotoxicosis
ไทรอยด์ฮอร์โมนลดลงอย่างมีประสิทธิภาพอาจจะโดยกลไกที่เกี่ยวข้องกับทั้งสอง uncoupling อธิบายและขี่จักรยาน ดังกล่าวข้างต้น: uncoupling ออกซิเดชันเช่นเดียวกับการขี่จักรยานที่ไร้ประโยชน์ที่เพิ่มขึ้นของตัวกลาง [15] มันเป็นที่สังเกตในหนู thyrotoxic UCP1 ที่ลดลงอย่างมีประสิทธิภาพในไขมันสีน้ำตาลในระดับยล [8] ในมนุษย์บทบาทของ UCP1 ใน thyrotoxicosis เป็นบางอย่างน้อยอันเนื่องมาจากความยากจนญาติของไขมันสีน้ำตาล ในทางกลับกันการเปิดใช้งานของระบบ adrenergic ผ่าน phosphoenolpyruvate carboxykinase เพิ่มในท้ายที่สุด "ไร้ประโยชน์" การขี่จักรยานการเผาผลาญของตัวกลาง ([15]) thyrotoxicosis ที่รู้จักกันดีที่จะส่งผลในการลดน้ำหนักมักจะมีการรับประทานอาหารที่เพิ่มขึ้นและการผลิตที่เพิ่มขึ้นของความร้อนแสดงให้เห็นถึงการขาดประสิทธิภาพการเผาผลาญอาหาร การใช้งานของไทรอยด์ฮอร์โมนได้แม้แนะนำการรักษาที่จะทำให้เกิดการสูญเสียน้ำหนักในบุคคลที่เป็นโรคอ้วนถึงแม้ว่าความเป็นพิษของมันมีการ จำกัด โปรแกรมนี้ ขาดประสิทธิภาพในกระบวนการเผาผลาญกับการสูญเสียน้ำหนักและเกิดความร้อนที่เพิ่มขึ้นจึงเป็นที่รู้จักกันที่จะเกิดขึ้นในพื้นที่ทางคลินิก แม้จะไม่มีความเข้าใจที่สมบูรณ์ของความสำคัญที่แตกต่างกันเซลล์และกลไกพื้นฐานในมนุษย์ที่มีศักยภาพสำหรับกระบวนการทางชีวเคมีที่จะลดประสิทธิภาพของพวกเขาจะต้องได้รับการพิจารณาจัดตั้งเป็นคุณลักษณะของการเผาผลาญเลี้ยงลูกด้วยนมได้. โปรตีนหมุนเวียนโปรตีนเหนี่ยวนำให้มีหลักฐานมากมายว่าโปรตีนช่วยกระตุ้นโปรตีนรายละเอียดและการสังเคราะห์ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแยกกรดอะมิโนโซ่และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง leucine, มีเอกสารเพื่อทำหน้าที่เป็นสัญญาณทางโภชนาการทำหน้าที่ทั้งทางอินซูลินและเส้นทางการส่งสัญญาณ mTOR [16-18] ในระดับมหภาคค่าใช้จ่ายที่มีพลังของผลประกอบการโปรตีนซึ่งแสดงให้เห็นว่าเป็นความร้อนส่วนเกินสร้างขึ้นในระหว่างการรับประทานอาหารที่มีโปรตีนสูง thermogenesis (thermogenic ผลของการให้อาหาร; ชื่อเดิม: การกระทำที่เฉพาะเจาะจงแบบไดนามิก) ได้รับการกำหนดให้เป็นความร้อนพิเศษสร้างขึ้นในระหว่างมื้ออาหารที่เกิดจากการย่อยอาหารหรือการเผาผลาญอาหาร จอห์นสันและอัล [19] เมื่อเทียบกับพลังงานที่ใช้จ่ายในช่วง 9 ชั่วโมงให้อาหารทางหลอดเลือดดำของอาหารที่มีโปรตีนสูงเทียบกับอาหารระดับโปรตีนคาร์โบไฮเดรตสูง; ทั้งเทียบกับ 9 ชั่วโมงได้อย่างรวดเร็ว อาหารโปรตีน 70% ของมูลค่าแคลอรี่เนื่องจากโปรตีนที่มีมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ thermogenesis กว่าอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง (70% ของแคลอรี่จากคาร์โบไฮเดรต) ข้อมูลเหล่านี้ได้รับการทำซ้ำในการศึกษาจำนวนมาก [19-22] ค่าใช้จ่ายพลังงานโดยรวมของผลประกอบการและการสังเคราะห์โปรตีนที่ได้รับการประเมินในสัตว์ชนิดต่าง ๆ รวมทั้งมนุษย์และ tabulated โดยเวอร์นอนหนุ่ม ([23]) บนพื้นฐานของข้อมูลจากนักวิจัยอื่น ๆ [24-26] แม้จะมีความยากลำบากในการทดลองอย่างมีนัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายของกลุ่มโปรตีนสังเคราะห์ที่ประมาณ 4-5 กิโลแคลอรี / กรัมใน 8 ชนิดของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วย marsupials รวมทั้งคน ค่าใช้จ่ายที่มีพลังสูงเป็นที่เข้าใจในมุมมองของหลายเอทีพีที่ต้องการมีส่วนร่วมในกระบวนการ ค่าใช้จ่ายของการหมุนเวียนของโปรตีนสามารถลดประสิทธิภาพจาก 33% เป็น 27% เพียงในการสร้างและการย่อยสลายของพันธะเปปไทด์เดี่ยว (ต้อง 4 ต่อพันธบัตรของเอทีพีที่เกิดขึ้น: ตารางที่ 1) นอกจากนี้กระบวนการโปรตีนที่มีขึ้นอยู่กับเอทีพีรวมถึงการก่อตัวของการเริ่มต้นโซมอลที่ซับซ้อนแปลและพับของโปรตีนและการย่อยสลายโปรตีน (ทั้งขึ้นอยู่กับ ubiquitin และทางเดิน -independent) [23] ค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงานของมูลค่าการซื้อขายโปรตีนจึงสามารถอธิบายความได้เปรียบในการเผาผลาญอาหารในอาหารที่มีโปรตีนสูงเป็นอิสระจากคาร์โบไฮเดรต กลไกนี้ยังอาจนำไปสู่การขาดประสิทธิภาพในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมักจะมีโปรตีนสูง. มูลค่าการซื้อขายโปรตีน gluconeogenesis กระตุ้นในการ จำกัดคาร์โบไฮเดรตสมมติฐานดังต่อไปนี้เป็นข้อเสนอแนะจากการศึกษาคลาสสิกของการอดอาหารอดอาหารทำในเรื้อรังคนอ้วน [27,28] การเผาผลาญอาหารของสมองที่ต้องใช้ 100 กรัมของน้ำตาลกลูโคสต่อวัน ในระยะแรกของการอดอาหารร้านค้าไกลโคเจนจะลดลงอย่างรวดเร็วดังนั้นความต้องการน้ำตาลกลูโคสถูกพบโดย gluconeogenesis ประมาณ 15-20 กรัมมีอยู่จากการผลิตกลีเซอรอลเกิดจากการสลายไขมัน แต่การเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันโดยทั่วไปไม่สามารถนำมาใช้ในการผลิตกลูโคส ดังนั้นการสลายโปรตีนต้องใส่ส่วนที่เหลือของพื้นผิวสำหรับการแปลงเป็นน้ำตาลกลูโคสในขั้นตอนเริ่มต้นของความอดอยาก โดย 6 สัปดาห์จากความอดอยากร่างกายคีโตนบวกกลีเซอรีนสามารถทดแทน 85% ของความต้องการการเผาผลาญของสมองส่วนที่เหลือยังคงเกิดขึ้นจาก gluconeogenesis เนื่องจากโปรตีน มันควรจะกล่าวว่าตั้งแต่บทบาทพื้นฐานของคีโตนคือการสำรองโปรตีนก็อาจจะคาดหวังว่าการพึ่งพาโปรตีนจริงจะลดลงตามเวลาที่อาจจะเกี่ยวข้องกับการสังเกตประวัติของ "ชนกำแพง" ในอาหารการสูญเสียน้ำหนัก. มาก อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำในระยะแรกของพวกเขายังต้องใส่น้ำตาลกลูโคสที่สำคัญไปยังสมองจาก gluconeogenesis ยกตัวอย่างเช่นในช่วงแรก ๆ ของแอตกินส์ที่นิยมหรืออาหารโปรตีนพาวเวอร์ จำกัด ลดน้ำหนักประมาณ 20-30 กรัมของคาร์โบไฮเดรตต่อวันออกจาก 60-65 กรัมที่จะทำขึ้นมาจาก gluconeogenesis โปรตีนที่เกิดขึ้น หนึ่งร้อยกรัมของ "ค่าเฉลี่ย" โปรตีนสามารถจัดหาประมาณ 57 กรัมของน้ำตาลกลูโคสเพื่อให้ 110 กรัมโปรตีนจะต้องให้ระดับน้ำตาล 60-65 กรัม เพิ่ม gluconeogenesis ได้รับการยืนยันโดยตรงโดยใช้การศึกษาติดตามในวันที่ 11 ของอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมาก (ประมาณ 8 กรัม / วัน) [29] ถ้าจริง 110 กรัมของโปรตีนภายนอกถูกทำลายลงสำหรับ gluconeogenesis และอีกสังเคราะห์ต้นทุนพลังงานที่ 4-5 กิโลแคลอรี / กรัมอาจเป็นจำนวนเงินมากที่สุดเท่าที่ 400-600 กิโลแคลอรี / วัน นี้เป็นประโยชน์การเผาผลาญอาหารขนาดใหญ่ แน่นอนว่าแหล่งที่มาของโปรตีนสำหรับ gluconeogenesis อาจจะเป็นอาหารมากกว่าภายนอก ในขณะที่การสลายโปรตีนภายนอกมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดค่าใช้จ่ายในการสังเคราะห์พลังอีกครั้งในชีวิตในสภาวะสมดุลให้โปรตีนอาจอนุรักษ์พลังงาน แหล่งที่มาของโปรตีนสำหรับ gluconeogenesis สังเกต [29] ยังคงเป็นคำถามเปิด แต่ไม่มีเหตุผลเบื้องต้นที่จะไม่รวมภายนอกมากกว่าแหล่งอาหาร นี้จึงเป็นสมมติฐานที่ว่าจะต้องมีการทดสอบ ขอบเขตที่โปรตีนสำหรับ gluconeogenesis จัดจำหน่ายโดยโปรตีนภายนอกจะอธิบายค่าใช้จ่ายพลังงานสูงมาก มันควรจะสังเกตเห็นอย่างไรว่าแม้ว่า จำกัด ให้รายละเอียดของแหล่งที่มาของโปรตีนจะมีค่าใช้จ่ายพลังงานบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ gluconeogenesis. ประโยชน์เมตาบอลิ: มันจะเกิดอะไรขึ้นต้องยอมรับว่าไม่มีอุปสรรคทางทฤษฎีเพื่อประโยชน์ของการเผาผลาญและว่ามีกลไกที่เป็นไปได้ที่อาจบัญชีดังกล่าวมีผลเราต้องถามว่าจะสามารถแสดงให้เห็นถึงการทดลองที่เป็นไม่ว่าจะเป็นผลกระทบที่นำเสนอมีความสำคัญเพียงพอที่จะเป็นคุณลักษณะการปฏิบัติของกลยุทธ์การลดน้ำหนักโดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมาก ถ้าเป็นเช่นนั้นจะมีการเพิ่มขึ้นสำหรับการสูญเสียน้ำหนักแคลอรี่เดียวกันหรือประโยชน์การเผาผลาญอาหาร รูปแบบสัตว์ที่ผ่านมาให้การสนับสนุนสำหรับการขาดประสิทธิภาพการเผาผลาญมากขึ้นในหนูที่เลี้ยงด้วยอาหารที่ จำกัด เมื่อเทียบกับคาร์โบไฮเดรตคาร์โบไฮเดรตสูงที่นำไปสู่การสูญเสียน้ำหนักส่วนเกิน [30] ข้อมูลมนุษยชนในตารางที่ 2 แสดงให้เห็นถึง 10 การทดลองทางคลินิกของอาหารระดับโปรตีนที่มีลดลงเมื่อเทียบกับแขนคาร์โบไฮเดรตที่สูงขึ้นในแต่ละการทดลอง [31-40] จะเห็นได้ว่าแขนของคาร์โบไฮเดรตที่ต่ำกว่าใน 9 จาก 10 การศึกษาแสดงให้เห็นถึงการลดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแขนคาร์โบไฮเดรตสูง สามของการศึกษาแสดงให้เห็นนัยสำคัญทางสถิติ (p <0.05 หรือดีกว่า) แม้จะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติของการศึกษาของแต่ละบุคคล แต่โอกาสที่แขนคาร์โบไฮเดรตต่ำจะมีความได้เปรียบใน 9 จาก 10 การศึกษาเป็นเทียบเท่ากับโอกาสในการโยนเหรียญ 9 ทดลอง havin

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สลายความได้เปรียบ : มันเกิดขึ้นได้ยังไง
ก็เป็นไปได้ว่าประสิทธิภาพการเผาผลาญอาหารจะลดลงออกซิเดชันพบตามที่อธิบายไว้ข้างต้น พบโปรตีนที่มีความหลากหลายต่อโรคอ้วนหรือความโน้มเอียงที่จะได้รับน้ำหนักที่ได้รับการระบุในมนุษย์ [ 11,12 ] แม้ว่าเหล่านี้ไม่ได้สร้างไว้อย่างแน่นหนา และผลของเบต้าแคโรทีน คือ ไม่รู้จักกลไกอื่น ๆ จะดีกว่า เข้าใจและอธิบายไว้ด้านล่าง และการหมุนเวียนสารโปรตีน

จักรยาน ( หรือ " ไร้ประโยชน์ " รอบอ้างถึงกระบวนการแบบไดนามิกที่ต้องมาพร้อมกับอุณหพลศาสตร์ steady state [ 13 ] โดยเฉพาะ เพิ่มการเผาผลาญ จักรยานของ intermediates ใช้ ATP และสร้างความร้อนตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือไคเนสฟอสฟาเตสหลายคู่ที่ควบคุมการเผาผลาญ นอกจากนี้ ถึงแม้ว่าจะไม่พิจารณาโดยทั่วไปในประเภทของจักรยานหลากหลาย ผลจากการขาดซ้ำและการสังเคราะห์ โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตในวัฏจักรที่ใช้ ATP เพื่อผลประโยชน์สุทธิไม่แจ่มแจ้ง เช่นกลไก อย่างไรก็ตาม ไกลจากที่ไร้ประโยชน์ให้ความแม่นยำในการควบคุมการเผาผลาญอาหารและเป็นหนึ่งในการใช้ ATP . การหมุนเวียน , โปรตีนโดยเฉพาะให้บริการสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดหรือการกำจัดของ " เก่า " หรือทำลายโปรตีน ผลของการเผาผลาญอาหารเส้นทางในการนำของออกซิเดชันจะแสดงในตารางที่ 1 ซึ่งสรุปการวิเคราะห์จากกระดาษของเราก่อนหน้านี้ [ 2 ] ในตัวอย่างนี้โมลกลูโคสโดยตรงจาก CO2 และน้ำสร้าง 38 ไฝของเอทีพีที่มีประสิทธิภาพโดยรวมประมาณ 38.5 % ในทางกลับกันถ้ากลูโคสเป็นไกลโคเจนซึ่งเป็นครั้งแรก ตามด้วย การย่อยสลายกลูโคสและการออกซิเดชัน 2 โมลของ ATP จะหายไปต่อโมล ในรอบนี้ ด้วยประสิทธิภาพโดยรวมลดลงถึง 35% และกรดอะมิโนจาก " โปรตีนเฉลี่ย "เมื่อได้โดยตรงจากเครื่องผลิต ATP กับประสิทธิภาพของเกี่ยวกับ 33 % ถ้ากรดอะมิโนเป็นครั้งแรกรวมอยู่ในโปรตีนและภายหลังจากการออกซิไดซ์และ 4 ATP ต่อโมเลกุลจะใช้ในการสังเคราะห์ของเปปไทด์พันธบัตร ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพ ถึง 27 % องศามีขนาดเล็ก ไม่สามารถจะเห็นรอบ 2 ( ตารางที่ 1 ) แต่รอบหลายอาจมีผลสะสมมันคือประมาณเช่นว่าครึ่งหนึ่งของคลังกรดไขมันใน triacylglycerol ได้รับผ่านอย่างน้อยหนึ่งรอบ [ 14 ] มันควรจะเห็นได้ชัดว่าการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพ ไม่ใช่ปัญหา แต่เป็นคำถามเชิงประจักษ์ทางที่จะถูกกำหนดโดยความต้องการของการเผาผลาญ
โต๊ะ 1 ผลของการนำวิถีในการล็อคเกอร์

ไทรอยด์ ฮอร์โมนลดลง ประสิทธิภาพอาจจะโดยกลไกที่เกี่ยวข้องกับทั้งสองพบและจักรยานที่อธิบายไว้ข้างต้น : ออกซิเดชันพบรวมทั้งเพิ่มไร้ประโยชน์จักรยานของตัวกลาง [ 15 ] พบในหนู thyrotoxic ที่ ucp1 ประสิทธิภาพการทำงานลดลงในน้ำตาลไขมันในระดับอุตสาหกรรม [ 8 ] ในมนุษย์บทบาทของ ucp1 ในล็อคเกอร์เป็นบางอย่างน้อยอันเนื่องมาจากความขัดสนของญาติของไขมันสีน้ำตาล บนมืออื่น ๆ , การเปิดใช้งานของระบบการเรียนผ่านฟอสโฟอีนอลไพรูเวต carboxykinase ในที่สุด " จักรยานเพิ่มการเผาผลาญไร้ประโยชน์ " ของตัวกลาง ( [ 15 ] ) ล็อคเกอร์เป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดีเพื่อผลในการสูญเสียน้ำหนักมักจะเพิ่มขึ้น การบริโภคอาหาร และเพิ่มรุ่นของความร้อนแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการเผาผลาญ . การใช้ฮอร์โมนไทรอยด์ยังถูกเสนอ therapeutically เพื่อก่อให้เกิดการสูญเสียน้ำหนักในคนอ้วน แม้ว่าพิษได้ จำกัด โปรแกรมนี้ ประสิทธิภาพในกระบวนการเผาผลาญ กับการสูญเสียน้ำหนักและเพิ่มความร้อนรุ่นจึงเป็นที่รู้จักกันเกิดขึ้นในพื้นที่ทางคลินิกแม้ไม่มีความเข้าใจที่สมบูรณ์ของญาติที่สำคัญของโทรศัพท์มือถือที่แตกต่างกันภายใต้กลไกในมนุษย์ มีศักยภาพในกระบวนการทางชีวเคมีเพื่อลดประสิทธิภาพของพวกเขาจะต้องได้รับการพิจารณาจัดตั้งเป็นคุณลักษณะของการควบคุมการเผาผลาญ กระตุ้นการหมุนเวียนของโปรตีนโปรตีน

มีหลักฐานว่าอาหาร โปรตีน ช่วยกระตุ้นการสลายโปรตีนและการสังเคราะห์ Re โดยเฉพาะอย่างยิ่งกิ่งโซ่กรดอะมิโน และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลูซีน , เอกสารแสดงเป็นสัญญาณแสดงทางโภชนาการทั้งอินซูลินและ mtor สัญญาณเซลล์ [ ก ] ในระดับที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ต้นทุนพลังของการหมุนเวียนโปรตีนอธิบายเป็นความร้อนส่วนเกินที่สร้างขึ้นในระหว่างอาหารโปรตีนสูง THERMOGENESIS ( ผล thermogenic ให้อาหาร ; ชื่อเดิม :