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对话（一家报道最新研究的在线出版物）许可转载。
如果你曾在社交媒体的健康和保健领域浏览过，你很可能遇到过许多声称可以改善新陈代谢的产品。但新陈代谢到底是什么？
你身体接触到的一切——从生活方式到空气传播的病毒——都会影响你的身体特征，例如血压和能量水平。这些生物学特征统称为你的表型。而最直接影响你表型的生物系统就是你的新陈代谢。
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因此，如果你正在吃东西、服用药物、吸烟或锻炼，你的新陈代谢负责将生物信息传递到你全身，使其适应。
新陈代谢是能量转换
你的新陈代谢由数万亿个分子和蛋白质的网络组成，这些分子和蛋白质将你吃的食物转化为能量和构建模块，供你的身体移动、生长和自我修复。在化学层面上，能量代谢始于三种宏量营养素——碳水化合物、脂肪和蛋白质——被逐个原子地分解，以从化学键中释放电子。这些电子为细胞中称为线粒体的成分充电。
类似于电池的工作原理，线粒体利用这种电势来创造细胞其余部分可以使用的另一种形式的化学能。
简而言之，新陈代谢的主要作用是将化学能转化为电能，然后再转化为化学能。这种能量在全身的传递方式可能在决定你是生病还是健康方面起着核心作用。
我是一名生物化学家，研究身体变化时使用的各种新陈代谢网络。我的团队和我已经能够定义新陈代谢的具体特征，例如在各种条件下特定代谢物（宏量营养素分解产生的产物）的存在和数量。
这些条件包括新冠肺炎、糖尿病、多发性硬化症和镰状细胞贫血症等疾病，以及辐射暴露、高海拔、衰老和运动表现等独特环境。这些环境中的每一种都会影响你的代谢网络中哪些部分被使用以及它们彼此之间如何交流。
精英运动员定义上限
鉴于肥胖症及其相关的代谢综合征的惊人增长——2022年全球约有八分之一的人患有肥胖症——定义健康或受损的新陈代谢可以帮助确定哪里出了问题以及如何解决。
精英运动员为研究最佳代谢功能提供了一个主要人群，因为他们的分子和化学反应网络必须经过微调才能在世界舞台上竞争。
传统上，乳酸阈值一直是衡量运动表现的关键指标，它能精确指出肌肉和血液中乳酸开始升高的运动强度。
与普遍的看法相反，乳酸不仅仅是一种废物，而且还是一种能量来源，当它的产生速度快于线粒体的使用速度时，它就会积累。虽然一个中等活跃的人可能在每公斤体重约2瓦的运动强度下达到他们的阈值，但精英自行车运动员可以维持高达两到三倍的强度。
在比较一组精英自行车运动员的乳酸阈值时，我们发现阈值较高的自行车运动员具有更好的线粒体功能的标志物。其中一个标志物是辅酶A的更高产量，辅酶A是一种在细胞中穿梭碳原子的分子，对于将碳水化合物、氨基酸和脂肪分解为化学能非常重要。
与表现较差的自行车运动员相比，表现更好的自行车运动员在多日世界巡回赛中似乎也燃烧更多脂肪并燃烧脂肪更长时间。
新冠肺炎等疾病中的新陈代谢功能障碍
如果你患上新冠肺炎等急性疾病，你的新陈代谢也会发生变化。
与精英自行车运动员相比，新冠肺炎患者燃烧脂肪的能力受损，而且似乎会随着新冠长期症状而持续存在。这些患者静息时的血液状况类似于精英自行车运动员精疲力竭时的血液状况。考虑到运动不耐受症经常伴随新冠长期症状发生，这表明线粒体功能障碍可能在新冠相关疲劳中发挥作用。
燃烧脂肪需要大量氧气。新冠肺炎会损害将氧气输送到器官的红细胞。由于红细胞的自我修复能力有限，因此在它们大约120天的剩余寿命中，它们可能无法发挥最佳功能。这可能部分解释了为什么新冠症状在某些人身上持续如此之久。
献血者定义中间值
输血是最常见的临床程序之一。每年，全世界有数百万人捐献超过1.18亿品脱血液。由于献血者要经过筛查以确保他们足够健康可以献血，因此他们通常处于中等健康水平，介于急性疾病和精英运动员表现之间。献血者来自各行各业，作为一个研究人群，他们也具有多种多样的生物学特征。
我的团队和我研究了超过13,000名献血者的血液，以阐明他们的代谢多样性。我们发现了一些可以预测献血者的血液在患者身上效果如何的具体特征，这也对血液在献血者自身身上的效果具有影响。
我们发现，其中一个特征是一种叫做犬尿氨酸的代谢物，它是氨基酸色氨酸分解产生的。我们发现，与犬尿氨酸水平较低的献血者相比，犬尿氨酸水平较高的献血者的血液不太可能恢复输血接受者的血红蛋白水平。
老年献血者和BMI较高的献血者的犬尿氨酸水平较高，并且可能与更高水平的炎症有关。为了支持这一观点，我们的研究小组还发现，犬尿氨酸在参加171公里（106英里）环勃朗峰超级越野赛的跑步者中急剧增加。此外，我们还确定犬尿氨酸是新冠肺炎严重程度的强有力标志物。
代谢物与健康结果之间的关系加强了新陈代谢在身体中发挥的重要作用。更好地了解健康的新陈代谢是什么样子，可以为某人患病时的新陈代谢偏差提供独特的见解，并可能为医疗方法提供新的途径。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。