保护线粒体和增加线粒体
Dr. Dr. Steven Gundry
从夜店模型理解细胞的能量转化
在细胞呼吸的过程中，电子传递链是一个关键步骤。Sir Peter Mitchell，这一机制的提出者，为此荣获了诺贝尔奖。为了更直观地理解这一复杂过程，我们可以借用一个夜店模型来解释。
夜店模型
将电子传递链想象成一个繁忙的夜店，我称其为“Mido Club”。这个夜店设有一个入口和一个出口。20多岁的年轻人（代表像葡萄糖、蛋白质和自由脂肪酸这样的能量基质）蜂拥进入这个夜店。他们来这里只有一个目的，那就是与氧气配对。当这些能量基质成功与氧气结合后，它们通过一个单向旋转门离开夜店。这个过程中，电子从一个能级跃迁到另一个能级，同时产生了ATP。这就好比水流经水车时产生的能量。
能量转化的“后遗症”
然而，这种能量的转化并非总是顺利的。就像夜店里会有一些混乱、打斗和过度饮酒的情况一样，电子在寻找配对时也可能由于“误会”与氧气结合。这种不完美的结合产生了自由基和反应性氧化物种。虽然其中一些可以使“夜店”变得更加有趣，但大量的自由基和反应性氧种对“夜店”即线粒体造成损害。为了确保夜店的秩序，我们有“保安”来维持。在我们的细胞里，这些“保安”是抗氧化剂，其中两种最重要的是：谷胱甘肽和褪黑素。令人惊讶的是，只有这两种抗氧化剂在我们的线粒体中起作用。谷胱甘肽和褪黑素的作用就像夜店的保安，他们的任务是阻止不需要的结合，确保氧气与质子正确地结合，产生二氧化碳，并通过出口离开。
ATP的生产与消耗
当Peter Mitchell首次提出这一理论时，很多知名化学家都相信，通过电子传递链中的线粒体，从葡萄糖分子中应该始终能够获得32个ATP分子。然而，Mitchell指出，实际实验中，他们通常获得的ATP数量要少于这个理论值。
揭示能量的损失：解偶联蛋白
直到他的理论被广泛接受，科学家们才开始寻找为什么我们不能总是得到32个ATP的原因。研究者提出存在于电子传递链中的“紧急出口”，由所谓的解偶联蛋白控制。这些蛋白可以让质子从“夜店”逃逸，而不是通过正常的出口。这些“紧急出口”解释了为什么实验中永远不能得到理论预测的32个ATP。
最令人震惊的是，我发现我们消耗的能量中有相当大的一部分实际上在电子传递链中被浪费掉了。事实上，我们摄取的所有热量中，有30%从未进入ATP的生产，而是通过线粒体的“紧急出口”被浪费掉。
线粒体的保护策略
细胞的线粒体在产生能量的过程中有一个令人惊讶的特点：它们会浪费大量的能量。这似乎违背了生物学的基本原理，因为为什么一个动物会设计成这样，导致它需要消耗30%多的食物才能生存？
热量的产生
答案之一在于热量的产生。当线粒体通过其“紧急出口”释放质子时，会产生热量。我们是恒温动物，这意味着我们需要保持稳定的体温。即使是冷血动物也依赖这种机制来维持他们的体温。因此，热量的产生对于生物来说至关重要。
酮体：超越能源
酮体被认为是一种出色的能源。但令人震惊的是，酮体实际上是一种信号分子，它向线粒体发出指令，告诉它们浪费燃料，打开这些“紧急出口”。乍看之下，这似乎是一个荒谬的命令，因为酮体在饥饿时产生，以帮助大脑在食物到来之前保持正常运作。在饥饿状态下浪费能量似乎是一个错误的决策。
线粒体的自我保护
然而，一个名为Martin Brand的医生在他2000年发表的一篇文章中为我们提供了答案。文章的标题是“解偶联以生存”，其中他强调，线粒体必须尽其所能保护自己免受死亡的威胁。简而言之，能量的生产是一个有害的过程。如果我们减少了进入“夜店”的人数，场所就会变得宁静。同时，酮体也告诉线粒体不仅要将部分能量通过“侧门”浪费掉，还要增加它们的数量，分担工作负荷。这使得整个过程变得更有意义。
以一只狗拉雪橇为例。如果只有两只狗，它们的工作量会很大。但如果我们增加到八只狗，每只狗的工作量就会减少到原来的四分之一。这样，雪橇可能会更快。
线粒体的再生
研究还显示，棕色脂肪组织是健康的关键，因为它含有大量的线粒体，可以产生热量。为了保护自己，线粒体会增加自己的数量，这个过程被称为线粒体生成。此外，酮体还会指示线粒体进行自我修复，进行必要的维护，确保它们处于最佳状态。总之，线粒体的“夜店”老板希望他的“夜店”有较少的人，但他不希望失去客户，所以他会建造更多的“夜店”来分摊负荷。
Dr. Casey Means
血糖、胰岛素与线粒体
当我们讨论细胞健康和能量代谢时，线粒体、血糖和胰岛素是无法避免的关键角色。这些生物学元素相互作用，以确保细胞获得所需的能量，同时维持身体的健康和平衡。
血糖，或称为葡萄糖，是我们血液中的“糖”。为了将葡萄糖从血液中转移到细胞中，大多数细胞类型都需要胰岛素，一种类似于锁和钥匙的机制。当血糖水平上升时，胰腺会释放胰岛素，胰岛素会与细胞受体结合，从而允许葡萄糖进入细胞。
线粒体的关键角色
线粒体是细胞中的能量工厂，负责处理葡萄糖。但是，任何损害线粒体功能的事物都可能导致细胞中葡萄糖的堆积。这种堆积可能会导致所谓的胰岛素抵抗。简而言之，胰岛素抵抗是细胞的一种保护机制，表明它无法处理所有的葡萄糖，并因此对胰岛素的信号变得不那么敏感。
影响线粒体功能的因素
除了过量的葡萄糖，还有其他因素可能损害线粒体的功能。其中包括氧化应激，导致线粒体受损。例如，果糖，虽然不同于葡萄糖，却可以产生尿酸，这是一种在线粒体中产生氧化应激的分子。此外，易氧化的食物、氧化植物油和种子油也可能损伤线粒体。压力也是一个关键因素，可以损伤线粒体。
健康的“生物黑客”技巧
有许多现代健康策略，如冷浸泡、桑拿和间歇性禁食，被认为可以通过影响线粒体来提高健康。这些策略的核心是鼓励身体产生更多的线粒体，从而帮助身体更好地处理葡萄糖，并增强整体健康。
总之，了解葡萄糖、胰岛素和线粒体之间的互动是关键的，因为它们在细胞健康和能量代谢中发挥着核心作用。保持这些元素之间的平衡对于预防疾病和维持整体健康至关重要。
Dr. Robert Lustig
在高中生物课上曾经学过这个词，线粒体， 它是我们学习生物学的基础内容之一。但问题是，从那之后，你可能再也没听说过这个词。事实上，线粒体是细胞中最重要的部分，远比我们经常听说的细胞核重要，因为细胞核只是DNA的所在地。
线粒体是我们每个细胞中的小能量生产工厂。葡萄糖是主要的能量来源，但还有其他能量来源，如脂肪、酮、氨基酸、酒精和果糖。葡萄糖转化为细胞能量有两个步骤，第一个步骤叫做酵解，这是酵母的发酵过程；第二个步骤是所谓的有氧呼吸或线粒体功能。正是在这里，食物被转化为细胞的化学能量——三磷酸腺苷。当你的线粒体工作正常，你的细胞就会制造大量的ATP。
特别是大脑细胞，因为神经传输非常消耗ATP能量。大脑中没有能量储存的地方，所以我们需要持续供应葡萄糖、能量和线粒体功能来确保大脑正常工作。
但是，任何破坏线粒体的事物都可能导致疾病。事实上，我们周围的环境中有很多化学物质都会这样做。例如，反式脂肪、酒精、支链氨基酸和果糖都会破坏线粒体。
希望大家去照顾这些对我们如此重要的细胞器。以下是一些重要的信息要点：
- 葡萄糖代谢功能障碍可能在线粒体中产生大量自由基，从而降低线粒体功能并负面影响能量生产。
- 通过摄入健康的脂肪、高质量的蛋白质、蔬菜和纤维，同时限制糖和淀粉的摄入，来滋养你的线粒体。
- 实施间歇性禁食或冷水疗法这样的生活方式，刺激身体生产更多的线粒体，这被称为线粒体生物发生。
（这些材料仅用于教育目的，上述声明未经食品和药物管理局评估，此信息无意诊断、治疗、治愈或预防任何疾病）
供稿：加拿大通用营养集团
Contributed by General Nutrition Group