La luce del sole alimenta la vita sulla terra e gli umani non fanno eccezione. Siamo animali potenti con trilioni di cellule e ognuno di loro ha bisogno di energia per svolgere il proprio lavoro e mantenere il nostro corpo in equilibrio. Convertiamo questa energia dal cibo ogni secondo e lo facciamo in modo più efficiente in un processo vitale chiamato respirazione cellulare.
Questo articolo offre una panoramica della cellula e della respirazione cellulare. Tratteremo il ruolo centrale dei mitocondri per la produzione di energia di adenosina trifosfato (ATP) e discuteremo il ruolo svolto dalla luce. Andiamo al microscopio per dare un'occhiata alla funzione cellulare.
Che cos'è una cellula?
Le cellule sono gli elementi costitutivi di base di tutti gli esseri viventi, incluso te. Una cellula è la più piccola unità di vita e il corpo umano è composto da trilioni di cellule. Sono responsabili dei processi che rendono possibile la vita, come dare struttura al corpo e permettergli di crescere e guarire, trattenere il materiale ereditario del corpo e produrre proteine. Il nucleo è il centro di comando della cellula e contiene il DNA del corpo. Fondamentalmente, le cellule alimentano il corpo assorbendo nutrienti e ossigeno e convertendoli in energia utilizzabile. Quell'unità di energia è chiamata energia ATP. Viene creata in modo più efficiente nel processo di respirazione cellulare e i mitocondri nella cellula svolgono un ruolo importante. [1]
I mitocondri nelle cellule alimentano il corpo
I mitocondri (nelle nostre cellule) sono strutture a doppia membrana responsabili della segnalazione cellulare, della sintesi degli steroidi, dell'apoptosi cellulare e dell'energia cellulare. [2] I mitocondri sono spesso indicati come la "centrale energetica della cellula" perché convertono cibo, acqua e ossigeno in energia ATP che le cellule e il corpo possono utilizzare. L'energia ATP è cruciale per la funzione del tuo corpo; è spesso chiamata "la valuta energetica della vita". I mitocondri sono unici, con i propri ribosomi e DNA. Sono tipicamente di forma rotonda o ovale e microscopiche, quindi non possiamo vederli fisicamente, ma influenzano praticamente tutto ciò che facciamo. Ci possono essere solo 1-2 mitocondri per cellula, o fino a migliaia. Questo cambia in risposta a condizioni fisiologiche come l'esercizio, i nutrienti o con l'invecchiamento. [3]
Cos'è l'adenosina trifosfato (ATP)?
L'ATP è una molecola ad alta energia la cui unica funzione è quella di immagazzinare energia nelle nostre cellule. Il nostro corpo lo usa per fare praticamente tutto. Alcune cellule (come le cellule muscolari) richiedono molto più ATP di altre a causa delle intense richieste che vengono loro poste. In uno sforzo costante per raggiungere l'omeostasi, o equilibrio, gli esseri umani, ogni singolo giorno, riciclano il proprio peso corporeo equivalente in ATP. [4] Quanto più efficientemente le cellule possono produrre e utilizzare l'energia, tanto meglio dovrebbe funzionare il corpo.
L'energia ATP viene creata attraverso la respirazione cellulare
L'ATP viene creato utilizzando la respirazione cellulare, una delle vie metaboliche più efficienti sulla terra. Questo processo prevede l'utilizzo di diversi ingredienti chiave: l'ossigeno che respiriamo, l'acqua che beviamo e il cibo che mangiamo.
Il ruolo della carica, dei coenzimi e dell'idrogeno: prima di arrivare al microscopio e spiegare la respirazione cellulare, dobbiamo toccare rapidamente alcuni concetti che sono centrali nella respirazione cellulare, come la carica, i coenzimi e l'idrogeno.
Carica: gli elettroni (-) e i protoni (+) sono le cariche della vita. Tutto ciò che esiste nel nostro universo opera utilizzando una carica negativa e positiva. Quando un composto rilascia elettroni, si parla di ossidazione. Quando guadagna elettroni, si chiama riduzione (perché più elettroni significa più carica negativa).
Coenzimi: questi sono i camion da carico della respirazione cellulare, i piccoli composti molecolari che trasportano protoni ed elettroni nei mitocondri. La nicotinammide adenina dinucleotide (NAD+) e la flavina adenina dinucleotide (FAD) sono i due vettori di coenzima cruciali nella respirazione cellulare.
Idrogeno: gli ioni di idrogeno (H+) hanno una carica positiva e svolgono un ruolo chiave nella respirazione cellulare. Quando NAD+ o FAD raccolgono elettroni, raccolgono anche ioni H+, che li convertono in uno stato ridotto, risultando in NADH o FADH2 (anch'essi tipi di coenzimi). Il tuo punto chiave sull'idrogeno dovrebbe essere che è necessario per completare il processo in 4 fasi della respirazione cellulare; senza di essa, non possiamo produrre ATP.
4 fasi della respirazione cellulare
L'ATP può essere creato in due modi: aerobico (con ossigeno) o anaerobico (senza ossigeno). L'aerobica è molto più comune e benefica, perché produce più energia. [6] La respirazione cellulare aerobica ha quattro fasi. Nelle prime due fasi, il nostro corpo elimina i nutrienti dal cibo, trasformandoli in carburante utilizzabile sotto forma di composti di carbonio:
1. Glicolisi: la via metabolica di base in tutti gli organismi in cui il cibo viene scomposto in composti chimici chiamati piruvato. [5]
2. Ossidazione del piruvato: il piruvato viene scomposto (ossidato) in acetil-CoA. Quando qualcosa è ossidato, significa che perde i suoi elettroni. Questi elettroni vengono raccolti da NAD+, che cattura uno ione idrogeno e forma NADH. L'anidride carbonica viene generata come rifiuto e siamo alla fase 3. [6]
Nei passaggi 3 e 4, i composti del carbonio vengono convertiti nella stragrande maggioranza dell'energia utilizzata dalle cellule aerobiche (oltre il 95% dell'energia cellulare nell'uomo è prodotta attraverso questo processo).
3. Ciclo dell'acido citrico: questo è il processo metabolico fondamentale della cellula. La funzione principale del ciclo dell'acido citrico è l'ossidazione, in cui vengono raccolti elettroni e protoni ad alta energia dal composto di carbonio (acetil-CoA) creato durante la fase precedente. Questo crea portatori di elettroni e protoni (coenzimi) chiamati NADH e FADH2. Elettroni e protoni devono essere ossidati in queste singole unità di coenzima per creare ATP durante la fase finale della respirazione cellulare. Questo è un processo altamente efficiente e importante perché un numero limitato di molecole genera grandi quantità di NADH e FADH2. [7]
4. Fosforilazione ossidativa: il processo inizia quando i portatori di elettroni NADH e FADH2 scaricano lentamente gli elettroni nella catena di trasporto degli elettroni (ETC), che crea energia. Quando gli elettroni scorrono lungo l'ETC, si incontrano con l'ossigeno per formare acqua e CO2 come sottoprodotti. Allo stesso tempo, gli ioni idrogeno (H+) vengono rilasciati quando NADH e FADH2 vengono ossidati. Gli ioni H+ vengono quindi pompati a monte attraverso i complessi proteici I, III e IV nell'intermembrana, dove si accumulano. Quando iniziano a raccogliersi, l'energia potenziale viene creata sotto forma di un gradiente. Questi ioni fluiscono poi a valle attraverso un enzima chiamato ATP sintasi, dove rientrano nella matrice come molecole di ATP. Quando la respirazione cellulare viene scomposta a livello atomico, diventa chiaro perché tutto si riduce a elettroni (e-) e protoni (H+) per la produzione di ATP. [8]
In che modo la fotobiomodulazione migliora la produzione di ATP? La terapia della luce rossa è progettata per migliorare la funzione cellulare. Può aiutare a ridurre l'infiammazione, migliorare il flusso sanguigno e migliorare le prestazioni dei mitocondri che producono energia nella cellula.Se vuoi una panoramica più generale di come funziona la fotobiomodulazione dai un'occhiata a questo articolo: Come funziona la fotobiomodulazione?
La terapia con luce rossa può aumentare il numero di mitocondri [9] e aumentare la loro funzione nella cellula. [10] Uno dei principali meccanismi della terapia con luce rossa correlato alla funzione mitocondriale è una catena di trasporto degli elettroni ad alte prestazioni mediata dalla citocromo C ossidasi (Cox). Inoltre, esiste la possibile dissociazione dell'ossido nitrico legato (NO) e del Cox (NO-Cox), che è un dannoso ostacolo alla produzione di ATP. [11] In sostanza, NO-Cox intacca il sistema cellulare di produzione di ATP e la luce rossa e NIR aiuta a prevenire e invertire questo problema.
L'NO è un inibitore competitivo dell'ossigeno, il che significa che occupa il posto legittimo dell'ossigeno nell'enzima ATP sintasi e di conseguenza fa sì che la cellula lavori in modo meno efficiente. Durante la creazione dell'ATP sintasi, l'NO compete con l'ossigeno, il che limita l'eventuale produzione di ATP. Ciò aumenta anche lo stress ossidativo, che può portare alla morte cellulare. [12] I fotoni nella fotobiomodulazione eccitano gli elettroni, il che aiuta a rompere i legami di ossido nitrico in modo che gli ioni H+ possano muoversi attraverso il processo in modo più efficace, con conseguente aumento dei livelli di energia ATP che alimenta le cellule e il corpo. [10]
Conclusione: la luce rossa supporta la funzione cellulare avanzata
Più efficientemente le tue cellule creano energia ATP attraverso la respirazione cellulare, meglio il tuo corpo può sentirsi e funzionare. La fotobiomodulazione EMR-TEK supporta la funzione mitocondriale e la produzione efficiente di energia ATP attraverso la respirazione cellulare. La terapia della luce rossa può migliorare il processo di trasferimento di elettroni nella cellula e lavorare contro l'ossido nitrico e l'accumulo di stress ossidativo che indebolisce le nostre cellule e ci rallenta, aiutando i nostri corpi a mantenere un sano equilibrio di energia creata ed energia utilizzata. Puoi saperne di più sui benefici della fotobiomodulazione clicca qui
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