Ich habe bereits zwei Fragen auf dieser Seite gestellt, die Ihnen vielleicht helfen könnten, Ihren Supersoldaten zu machen, außerdem werde ich sie erklären und versuchen, mehr Ideen zu produzieren:

1. Wie man die Effizienz der Lunge erhöht ;

• Dort machte JDługosz♦ eine sehr interessante Antwort, indem er das Atmungssystem von Vögeln vorschlug .
• Außerdem schlug Aaron Barnard eine geringfügige Änderung ihrer Biochemie vor.

2. Wie man einen Menschen macht, der keinen Atem braucht ;

• P. Chapman und elemtilas schlugen eine Zunahme von Myogoblin vor.

Atmungssystem von Vögeln

_{PS: Wenn Sie oder jemand sich entscheiden, mir dafür eine positive Stimme zu geben, geben Sie diese stattdessen JDługosz♦ .} Aus Wikipedia :

Der Kreuzstrom-Atemgastauscher in der Lunge von Vögeln. Luft wird aus den Luftsäcken unidirektional (von rechts nach links im Diagramm) durch die Parabronchien gedrückt. Die Lungenkapillaren umgeben die Parabronchien in der gezeigten Weise (Blut fließt von unterhalb des Parabronchus nach oben in der Abbildung). Blut oder Luft mit hohem Sauerstoffgehalt wird rot dargestellt; sauerstoffarme Luft oder Blut werden in verschiedenen Violett-Blau-Tönen dargestellt.

Dieses Atmungssystem ermöglicht es Vögeln, gleichzeitig zu simulieren und ein- und auszuatmen, wodurch die absorbierte Luftmenge "im Grunde verdoppelt" wird (nicht genau). Sie haben Luftsäcke: Während sie einatmen, gehen 50 % der Luft mit O2 in einige Luftsäcke, und die anderen 50 % werden verbraucht und als CO2 in anderen Luftsäcken gespeichert, während beim Ausatmen die 50 % des O2 in Luftsäcken verbraucht werden und ausgestoßen, während gleichzeitig die 50 % des CO2 in den Luftsäcken nur ausgeatmet werden (sie können Sauerstoff bekommen, selbst wenn sie ausatmen, was wir nicht können).

• Wenn Sie nicht verstehen, wie es funktioniert, lesen Sie den Wikipedia-Link, in diesem Diagramm wurde nicht gezeigt, aber Vögel haben auch Luftsäcke, um Luft zu speichern. Wenn Sie ohne Verständnis bleiben, fragen Sie mich in den Kommentaren und ich werde versuchen, Ihnen zu helfen. Ich habe eine Weile gebraucht, um es auch zu verstehen :).
• Dieses System ist anfälliger für das Einatmen von CO2 (atmen Sie schneller das Giftige -> sterben Sie schneller) und ist auch anfälliger für das Anhalten des Atems.
  • Vielleicht haben sie ein hybrides Atmungssystem von Säugetieren und Vögeln. Wie eine kleinere Lunge oder angepasste Luftsäcke, um den gespeicherten Sauerstoff auch aufnehmen zu können.

Hämogoblin, Myoglobin und (2,3-BPG)

_{PS: Wenn Sie oder jemand sich entscheiden, mir dafür eine positive Stimme zu geben, sollten Sie stattdessen in Erwägung ziehen, sie Aaron Barnard , P. Chapman und/oder elemtilas zu geben .}

Zusätzlich zu anatomischen Veränderungen können wir auch einige mikroskopische, aber nicht weniger wichtige Anpassungen vornehmen.

Hämogoblin:

Ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie mindestens einmal in der Schule von diesem Protein gehört haben, es transportiert Sauerstoff von der Lunge zu den Körperzellen und transportiert auch das Kohlendioxid von den Körperzellen zur Lunge. Tatsächlich haben Menschen, die in großen Höhen leben (wie Berge mit niedrigem Sauerstoffgehalt) oder Menschen, die rauchen, einen Anstieg dieser Verbindung in ihrem Blut (rote Blutkörperchen), als Reaktion des Körpers auf eine Verringerung der Sauerstoffaufnahme: der Körper nimmt zu die Absorptionseffizienz . Ihr Soldaten könntet im Blut eine höhere Konzentration darauf haben.

Myoglobin:

Hohe Konzentrationen von Myoglobin in Muskelzellen ermöglichen es Organismen, den Atem für längere Zeit anzuhalten . Tauchende Säugetiere wie Wale und Robben haben Muskeln mit besonders viel Myoglobin. Myoglobin kommt in Typ I-Muskeln, Typ II A und Typ II B vor, aber die meisten Texte gehen davon aus, dass Myoglobin nicht in glatten Muskeln vorkommt .

2,3-Bisphosphoglycerinsäure:

2,3-BPG ist in menschlichen roten Blutkörperchen (RBC; Erythrozyten) mit etwa 5 mmol/l vorhanden. Aufgrund räumlicher Veränderungen bindet es mit größerer Affinität an sauerstoffarmes Hämoglobin (z. B. wenn sich die roten Blutkörperchen in der Nähe von atmendem Gewebe befinden) als an sauerstoffreiches Hämoglobin (z. B. in der Lunge): 2,3-BPG (mit einer geschätzten Größe von ca 9 Angström) passt in die desoxygenierte Hämoglobinkonfiguration (11 Angström), aber nicht so gut in die oxygenierte (5 Angström). Es interagiert mit deoxygenierten Beta-Untereinheiten des Hämoglobins, indem es deren Affinität zu Sauerstoff verringert , so dass es allosterisch die Freisetzung der verbleibenden, an das Hämoglobin gebundenen Sauerstoffmoleküle fördert , wodurch die Fähigkeit der RBCs verbessert wird, Sauerstoff in der Nähe von Geweben freizusetzen, die ihn am dringendsten benötigen. 2,3-BPG ist somit ein allosterischer Effektor.

Hervorhebung meiner beiden Zitate. Zitate aus Wikipedia. Großartig! Rechts? Nun, es ist ziemlich schwer zu verstehen, ich habe eine Weile gebraucht, um zu verstehen, wie es genau funktioniert, wenn Aaron Barnard es postet.

Mit anderen Worten, 2-3BPG hat eine Affinität zu roten Blutkörperchen mit einer geringen Menge an Sauerstoff in ihrem Hämoglobin, weil sie sich in der Nähe von Muskeln befinden und diesen freisetzen. Wenn sich diese Chemikalie mit Hämoglobin verbindet, verringert sie die Affinität (Fähigkeit, Sauerstoff zu speichern) und gibt ihn noch schneller an die Muskeln ab; Gewebe mit Sauerstoff versorgen und schneller in die Lunge gelangen können, um sich wieder mit Sauerstoff zu versorgen.

Tatsächlich haben Menschen, die in höheren Lagen leben, eine Zunahme dieser Chemikalie. 2,3-BPG hilft dem Körper, Hypoxie und anderen Sauerstoffentzugssituationen oder Krankheiten zu widerstehen . Denken Sie auch daran, dass die Schaffung von 2,3-BPG Energie verbraucht (die in den Muskeln verwendet werden kann):

Es besteht ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der Notwendigkeit, ATP zu erzeugen, um den Energiebedarf für den Zellstoffwechsel zu decken, und der Notwendigkeit, einen angemessenen Oxygenierungs-/Desoxygenierungsstatus von Hämoglobin aufrechtzuerhalten. Dieses Gleichgewicht wird durch Isomerisierung von 1,3-BPG zu 2,3-BPG aufrechterhalten, was die Desoxygenierung von Hämoglobin verstärkt. Ein niedriger pH-Wert aktiviert die Aktivität der Biphosphoglyceromutase und hemmt die Bisphosphoglyceromutase, was zu einem Anstieg von 2,3-BPG führt.

Und:

Wie Hämoglobin ist Myoglobin ein zytoplasmatisches Protein, das Sauerstoff an einer Hämgruppe bindet . Es beherbergt nur eine Hämgruppe, während Hämoglobin vier hat. Obwohl seine Häm-Gruppe mit der von Hb identisch ist, hat Mb eine höhere Affinität zu Sauerstoff als Hämoglobin . Dieser Unterschied hängt mit seiner unterschiedlichen Rolle zusammen: Während Hämoglobin Sauerstoff transportiert , hat Myoglobin die Funktion, Sauerstoff [allgemein in den Muskeln] zu speichern .

Hervorhebungen (fett und kursiv) und eckige Klammern von mir. Zitate aus Wikipedia.

Bessere Milz

Ich habe irgendwo gelesen ^{[Zitieren erforderlich :(, ich glaube Wikipedia]} , dass es einige Medikamente gibt, die uns die angeborene Fähigkeit einiger Säugetiere verleihen: die Menge an Blutzellen während körperlicher Aktivitäten zu erhöhen (die Milz bei manchen Tieren – sehr wenig beim Menschen – hat die Fähigkeit, rote Blutkörperchen zu speichern und zu produzieren [wir verlieren diese Fähigkeit nach der Geburt]), aber beim Menschen könnte es zu Herzproblemen führen, weil unsere Hitze nicht mit einem dichteren Blut schlagen kann, wir brauchen ein stärkeres.

Myozyten (AKA: Muskelzellen)

Eine Einführung aus Wikipedia:

Eine Myozyte (auch bekannt als Muskelzelle) ist der Zelltyp, der im Muskelgewebe vorkommt. Myozyten sind lange, röhrenförmige Zellen, die sich in einem als Myogenese bekannten Prozess aus Myoblasten entwickeln, um Muskeln zu bilden. Es gibt verschiedene spezialisierte Formen von Myozyten: Herz-, Skelett- und glatte Muskelzellen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die quergestreiften Zellen der Herz- und Skelettmuskulatur werden als Muskelfasern bezeichnet. 3 Kardiomyozyten sind die Muskelfasern, die die Herzkammern bilden und einen einzigen zentralen Kern haben. 4 Skelettmuskelfasern helfen, den Körper zu stützen und zu bewegen, und neigen dazu, periphere Kerne zu haben.[5][6] Glatte Muskelzellen steuern unwillkürliche Bewegungen wie die peristaltischen Kontraktionen in der Speiseröhre und im Magen.

Unter diesem Link finden Sie etwas unterhalb eine große Tabelle, die den Unterschied zwischen 3 Arten von Muskelzellen erklärt. Jede Art von Muskelzelle hat unterschiedliche Eigenschaften, ich bin kein Mediziner , aber nachdem ich ein wenig gelesen habe, komme ich zu dem Schluss, dass:

• Fasern vom Typ I (Slow Oxidative (SO)) sind im Grunde "langsame" Muskeln ... sie verbrauchen weniger Sauerstoff und können viel länger ohne Ermüdung arbeiten, aber sie sind schwächer und langsamer.
• Typ-IIA-Fasern (Fast Oxidative/Glycolytic (FOG)) sind „mittelschnelle“ Muskeln: Sie verbrauchen mehr Sauerstoff, sind schneller, etwas stärker und können der Ermüdung recht gut widerstehen, aber nicht für unbegrenzte Zeit (sie haben weniger Kapillaren). Dichte, also schätze ich, dass sie Sauerstoff langsamer nachliefern, aber sie speichern etwas Energie im Inneren).
• Typ IIX-Fasern (Fast Glycolytic (FG)) sind „schnelle und starke“ Muskelzellen: Sie sind schnell und die stärksten, aber ihnen fehlt es an Ermüdungsresistenz und sie speichern viel weniger Sauerstoff und Energie in sich.

Mach dir keine Sorgen! Sie müssen sich nicht nur für eine Faserart entscheiden! Muskeln bestehen aus einer Zusammensetzung von X % Typ I, Y % Typ IIA und Z % IIX, sodass Sie für jeden Muskel in ihrem Körper die beste Kombination aus Haltbarkeit und Kraft/Geschwindigkeit erzielen können!

Außerdem denke ich, dass Menschen, die trainieren, den langsamen Sauerstoffverbrauch um bis zu 90% steigern können. In diesem Link über den Narwal gibt es einen Vergleich mit Narwalmuskeln und Marathonmenschen.

Durchblutung auf Geweberegulation

Der Narwal ist ein Meerestier, das in der Lage ist, während einer angemessenen Zeitspanne (normalerweise 30 Minuten und im Winter bis zu 3 Stunden) wirklich tief zu tauchen (Rekord von 1.864 Metern unter Wasser).
Sie können dies dank dieser Eigenschaften tun:

• Sie haben eine hohe Menge an Myoglobin in ihren Muskeln. (oben darüber gesprochen).
• Während einer Hypoxie-Situation ist es in der Lage, den Blutfluss nur zu lebenswichtigen Organen wie Gehirn, Lunge und Nieren zu priorisieren, den Sauerstoffverbrauch zu reduzieren (nicht lebenswichtige Organe reduzieren ihren Verbrauch) und ihn an besseren Stellen zu priorisieren.
• Im Gegensatz zu Delphinen haben sie keine "schnellen Muskeln", sondern verwenden langsam kontrahierende Muskeln (auch als "rote Muskeln" bekannt) (87% statt 40-50%). (oben darüber gesprochen). Diese Art von Muskel verbraucht weniger Sauerstoff und ist sehr widerstandsfähig gegen Ermüdung.

Milchsäuregärung

Ich habe eine bessere Erklärung im spanischen Link von Wikipedia gefunden, also werde ich versuchen, mein Bestes zu geben, um sie zu übersetzen:

Die Milchsäuregärung findet am Muskelgewebe statt, wenn eine intensive anaerobe Belastung stattfindet, mit anderen Worten, die Muskeln werden nicht mit genügend Sauerstoff versorgt, um eine aerobe Atmung durchzuführen.
Wenn sich Milchsäure auf Muskelzellen ansammelt, erzeugt sie Symptome von Muskelermüdung. Einige Zellen, wie Eritrozite (rote Blutkörperchen), haben keine Mitochondrien, so dass sie gezwungen sind, Energie durch Milchsäuregärung zu gewinnen. Im Gegenteil, das Parenchym stirbt schnell ab, weil es keine Gärung durchführt und seine einzige Energiequelle die aerobe Atmung ist.

Mit anderen Worten, wenn in Ihrem Körper nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, schalten Ihre Muskelzellen auf eine anaerobe Atmung um: die Milchsäuregärung. Das Problem ist, dass die Milchsäure... sauer ist und Ihr Körper keine Säure mag ( Azidose ). Ihre Zellen versuchen also, diese Säure auszustoßen und in den Blutkreislauf zu schicken. Das Problem ist, dass unsere Zellen sie nicht schnell genug ausstoßen können, und sie sich in ihnen ansammelt und Schmerzen verursacht. Deine Supersoldaten könnten bessere Körper modifizieren lassen, um sie problemlos häufiger einsetzen zu können.

Ich werde weder den Zitronensäurezyklus noch diesen erklären (weil ich kein Biologe bin und sie zu groß sind), aber ich werde versuchen, Ihnen eine grundlegende Erklärung zu geben:

• Glykolyse: 1 Glucose + 2 ATP + 2 ADP + 2 P + 2 NAD ⁺ → 2 Pyruvat + 4 ATP + 2 NADH + 2H+ + 2 H2O

• 1 Pyruvat + 1 NAD ⁺ + CoA → 1 Acetyl-CoA + NADH + CO2 + H ⁺

  • Zitronensäurezyklus: 1 Acetil-CoA + 3 NAD ⁺ + FAD + BIP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H ⁺ ) + FADH2 + GTP + 2 CO2
    • Mehrere weitere Schritte (8?) mit GTP und NADH (auch mit FADH2?) → TOTAL NET → 29,85 ATP bis 30 ATP , mit einem theoretischen Maximum von 36 ATP . (Biologie ist nicht genau, es ist zufällig).

• Milchsäuregärung 1 Pyruvat + NADH → Milchsäure + NAD ⁺ + 2 ATP

  • Also 2 ATP aus der Glykolyse + 2 ATP aus der Milchsäuregärung → 4 ATP statt etwa 29,85 - 30 ATP. Offensichtlich ist der Krebszyklus (Zitronensäurezyklus) besser, aber er benötigt Sauerstoff, deshalb verwendet unser Körper ihn nur im Notfall (niedriger O2-Wert) , Ihre Soldaten müssen aufgrund der geringen Effizienz der Fermentation mehr Kalorien zu sich nehmen.

  Sieht diese niedliche Animation der Milchsäuregärung aus:

Bearbeiten: @Demigan zeigte in Kommentaren:

• FYI, Milchsäure schädigt die Zellen nicht. Es wurde lange angenommen, dass Muskelschmerzen immer dann auftreten, wenn Milchsäure vorhanden ist, aber Tests haben gezeigt, dass Ihre Zellen durch die Milchsäure nicht beeinträchtigt werden Sie könnten erleben. Leider ist es ziemlich schwierig, etwas relativ Kleines zu ändern, das überall in Lehrbüchern und im Sport verwendet wird.

Also habe ich ein bisschen mehr gelesen und auch etwas Ähnliches gefunden, ich habe ein Zitat gesetzt, weil ich es nicht genug verstanden habe, um meine eigenen Schlussfolgerungen zu ziehen:

• 2004 berichteten Robergs et al. behauptete, dass Laktatazidose während des Trainings ein „Konstrukt“ oder Mythos sei, und wies darauf hin, dass ein Teil des H ⁺ aus der ATP-Hydrolyse stammt (ATP ^4– + H ₂ O → ADP ^3– + HPO ^2– ₄ + H ⁺ ) und so weiter die Reduktion von Pyruvat zu Laktat (Pyruvat ^– + NADH + H ⁺ → Laktat ^– + NAD ⁺ ) verbraucht tatsächlich H ⁺ . Lindingeret al. entgegnete, dass sie die ursächlichen Faktoren des Anstiegs von [H ⁺ ] ignoriert hätten. Schließlich muss die Produktion von Laktat ^- aus einem neutralen Molekül steigen [H ⁺] zur Aufrechterhaltung der Elektroneutralität. Der springende Punkt in Robergs' Arbeit war jedoch, dass Laktat ^– aus Pyruvat ^– hergestellt wird, das die gleiche Ladung hat. Es ist die Pyruvat- ^Produktion aus neutraler Glukose, die H ⁺ erzeugt :

  • Glucose + 2 NAD ⁺ + 2 ADP ^3- + 2 HPO ^2- ₄ → 2 Pyruvat ^- + 2 H ⁺ + 2 NADH + 2 ATP ^4- + 2 H2O

  Die anschließende Laktatproduktion absorbiert diese Protonen:

  • 2 Pyruvat ^- + 2 H ⁺ + 2 NADH → 2 Lactationen ^- + 2 NAD ⁺

  Gesamt:

  • Glukose + 2 NAD ⁺ + 2 ADP ^3- + 2 HPO ²⁻ ₄ → 2 Pyruvat ^- + 2 H ⁺ + 2 NADH + 2 ATP ⁴⁻ + 2 H2O → 2 Milchionen ⁻ + 2 NAD ⁺ + 2 ATP ⁴⁻ + 2 H ₂ O

  Obwohl die Reaktion Glukose → 2 Laktat ^– + 2 H ^{+ für sich betrachtet zwei H +} freisetzt , werden die H ⁺ bei der Produktion von ATP absorbiert. Andererseits wird die absorbierte Säure bei der anschließenden Hydrolyse von ATP freigesetzt: ATP ^4– + H ₂ O → ADP ^3– + HPO ^2– ₄ + H ⁺ . Sobald also die Verwendung des ATP enthalten ist, ist die Gesamtreaktion:

  • Glukose → 2 Pyruvat ^- + 2 H ⁺

  Die Erzeugung von CO ₂ während der Atmung verursacht auch einen Anstieg von [H ₊ ].

  Zitat aus Wikipedia . Ich habe einige komplexe chemische Formeln durch ihre chemischen Namen ersetzt.

Cori-Zyklus

Erinnern Sie sich noch an alles, was ich über die Milchsäuregärung gesagt habe, deshalb habe ich darüber gesprochen:

Der Cori-Zyklus (auch bekannt als Milchsäurezyklus) [...] bezeichnet den Stoffwechselweg, bei dem durch anaerobe Glykolyse in den Muskeln produziertes Laktat zur Leber wandert und in Glukose umgewandelt wird, die dann in die Muskeln zurückkehrt und dort ist wieder zu Laktat verstoffwechselt.

Unsere Muskelzellen sind zu sehr darauf konzentriert, Muskeln zu „sein“ und sind daher nicht in der Lage, Energie effizient und schnell zu bekommen, also haben sie einen Teil dieser Aufgabe auf die Leber zentralisiert.

Grundsätzlich verbrauchen unsere Muskeln Glukose und produzieren Milchsäure, die an die Leber gesendet und in Glukose (mit einem leichten Nettoenergieverlust) zurückgeführt wird, um erneut an die Muskeln gesendet zu werden.

Wenn Sie dieses Bild nicht verstehen, können Sie zur spanischen Wikipedia gehen, sie haben eine farbenfrohere Version davon :) (Wenn Sie möchten, kann ich es mit Farbe bearbeiten).

Muskelaktivität benötigt ATP , das durch den Abbau von Glykogen in der Skelettmuskulatur bereitgestellt wird . Der Abbau von Glykogen, ein Prozess, der als Glykogenolyse bekannt ist , setzt Glukose in Form von Glukose-1-Phosphat (G-1-P) frei. Das G-1-P wird durch das Enzym Phosphoglucomutase in G-6-P umgewandelt. G-6-P wird leicht in die Glykolyse eingespeist , [...] ein Prozess, der den Muskelzellen ATP als Energiequelle liefert . Während einer Muskelaktivität muss der ATP-Speicher ständig aufgefüllt werden . Wenn die Sauerstoffversorgung ausreichend ist, stammt diese Energie aus der Zufuhr von Pyruvat, einem Produkt der Glykolyse, in den Krebszyklus.

Schwerpunkt und Adaption von mir.

Aber was passiert, wenn Sie nicht genug Sauerstoff haben? Muskeln verbrauchen etwa 7- bis 40-mal mehr Glukogen und Sauerstoff während der Aktivität ^{[ spanische Wikipedia ]} . Offensichtlich die Milchsäuregärung, die ohne Sauerstoff weniger Energie produziert (regeneriert auch NAD+, was die Glykolyse erleichtert). Das ist der erste Teil des Cori-Zyklus .

Anstatt sich in den Muskelzellen anzusammeln, wird das durch anaerobe Fermentation produzierte Laktat von der Leber aufgenommen (unter Verwendung des vom Blutkreislauf gelieferten). Dies leitet die andere Hälfte des Cori-Zyklus ein. In der Leber findet die Glukoneogenese statt. Aus einer intuitiven Perspektive kehrt die Glukoneogenese sowohl die Glykolyse als auch die Fermentation um, indem sie Laktat zuerst in Pyruvat und schließlich zurück in Glukose umwandelt. Die Glukose wird dann über die Blutbahn den Muskeln zugeführt; es ist bereit, in weitere Glykolysereaktionen eingespeist zu werden. Wenn die Muskelaktivität aufgehört hat, wird die Glukose verwendet, um die Glykogenvorräte durch Glykogenese wieder aufzufüllen .

Denken Sie daran, dass dies, wie ich bereits sagte, ein ineffizienter Zyklus ist, aber zumindest den Muskeln hilft:

Insgesamt produziert der Glykolyse-Teil des Zyklus 2 ATP-Moleküle zu einem Preis von 6 ATP-Molekülen, die im Gluconeogenese-Teil verbraucht werden. Jede Iteration des Zyklus muss durch einen Nettoverbrauch von 4 ATP-Molekülen aufrechterhalten werden. Als Ergebnis kann der Zyklus nicht auf unbestimmte Zeit aufrechterhalten werden. Der intensive Verbrauch von ATP-Molekülen weist darauf hin, dass der Cori-Zyklus die Stoffwechsellast von den Muskeln auf die Leber verlagert.

• Glukose + 2ADP → 2 Milchsäure + 2H+ + 2ATP + 2H20 (Muskel)
• 2 Milchsäure + 6 ATP + 4 H20 --> Glucose + 6ADP (Leber)
• Nettoenergieverlust: 4 ATP

Glücklicherweise wird dieser Zyklus effizienter, wenn Sie Ihre Aktivität beenden:

Der Zyklus ist auch wichtig für die Produktion von ATP, einer Energiequelle, während der Muskelaktivität. Der Cori-Zyklus funktioniert effizienter, wenn die Muskelaktivität aufgehört hat. Dadurch kann die Sauerstoffschuld zurückgezahlt werden, sodass der Krebszyklus und die Elektronentransportkette Energie mit höchster Effizienz produzieren können

Die spanische Wikipedia sagte, dass man vom Training schmerzlich müde werden kann, weil unsere Leber nicht schnell genug ist, um all diese Reaktionen auszuführen, so dass einige der Milchsäuren unwillkürlich in Muskelzellen gespeichert werden und Azidose produzieren . Vielleicht kann eine größere Leber (oder mehrere kleine an strategischen Stellen) unseren Muskeln helfen. Oder vielleicht die Aktivität der Nebenniere erhöhen , um mehr Adrenalinhormon zu produzieren , das den Cori-Zyklus in der Leber aktiviert (Futhemorer zu Glukagon ).

Zusätzliche Information

Neben dem Cory-Zyklus gibt es einen sehr ähnlichen Zyklus namens Cahill . Er wird nicht verwendet, wenn der Körper aktiv ist, er wird verwendet, wenn Sie hungern, also beginnen die Muskeln, sich mit Aminosäuren zu ernähren, um weiter zu arbeiten, und die Leber regeneriert sie. Ich kann Informationen darüber posten, wenn Sie denken, dass Sie auch das verwenden könnten.

PS: Wenn Sie Fragen haben, stellen Sie sie in den Kommentaren. Ich beiße nicht und ich liebe das!

Ich bin mir der anderen Merkmale nicht sicher, aber für eine effiziente Lungenstruktur schaue ich normalerweise auf Vögel: http://people.eku.edu/ritchisong/birdrespiration.html .

Außerdem haben Pferde einen interessanten Mechanismus, durch den sie sauerstoffreiche rote Blutkörperchen in ihrer Milz speichern (anscheinend bis zu einem Drittel ihrer Gesamtzahl), die beim Training zirkulieren. Wie eine natürliche Form des Blutdopings.

Eine Kombination der beiden würde eine effiziente kontinuierliche Sauerstoffversorgung und Ausbrüche von fantastisch hoher Sauerstoffversorgung ermöglichen. Ein übermäßiger Blutvorrat kann auch bei der Fortsetzung anstrengender Aktivitäten nach Verletzungen helfen und im Vergleich zum Menschen auch eine längere Aktivität in luftleeren oder toxischen Umgebungen ermöglichen. Von Senfgas getroffen und unser Supersoldat könnte einfach für ein paar Minuten aufhören zu atmen und von sauerstoffreichen Blutvorräten überleben.

Über die Verbesserung der Effizienz des Sauerstofftransportsystems.

Respirozyten sind ein künstliches Analogon von roten Blutkörperchen. Winzige Saphirkapseln, die Sauerstoff in der Lunge aufnehmen und in den Kapillaren abgeben können. Von den Kapillaren zur Lunge liefern sie ihrerseits Kohlendioxid. Nur Respirozyten sind hundertmal effektiver als gewöhnliche rote Blutkörperchen - jeder von ihnen kann viel mehr Sauerstoffmoleküle transportieren. (Eine Injektion von fünfzig Kubikzentimetern der Lösung reicht aus, um das gesamte Volumen menschlichen Bluts (5 Liter) in Bezug auf die Transporteffizienz zu ersetzen. Und wenn ein Liter Blut durch eine Lösung von Respirozyten ersetzt wird, kann das Subjekt nicht atmen bis zu vier Stunden)

Respirozyten sind mikroskopisch kleine (mehrere zehnmal kleiner als gewöhnliche rote Blutkörperchen) Kristallformationen, die von innen hohl sind. Der Prozess der Kristallisation ähnelt der Verkalkung von Knochen

Normale, menschliche Lunge

Der Homo Sapiens ist bereits Weltmeister im Langstreckenläufer. Wir haben ein extrem effizientes Atmungssystem und nur wenige andere Arten können es auch nur annähernd erreichen .

Menschen in großer Höhe neigen dazu, eine größere Lungenkapazität zu entwickeln, sodass Ihre Supersoldaten Lungen haben könnten, die größer als normal sind. Meine Lungen zum Beispiel haben 150 % des erwarteten Volumens für einen Mann in meinem Alter und meiner Größe.

Nun, die naheliegendste Lösung ist die Verwendung von Kiemen. Kiemen funktionieren im Wesentlichen, indem sie die Oberfläche des Blutstroms zum Wasser maximieren, wodurch die Sauerstoffversorgung des Fisches sofort erfolgt und keine Atmung oder ein ähnlicher Mechanismus erforderlich ist. Der Nachteil dabei ist, dass ein Lebewesen mit Kiemen ständig in Bewegung sein müsste. Still zu bleiben würde sich anfühlen, als würde man den Atem anhalten.

Gills hätte auch den Nachteil, eine Schwachstelle zu sein. Es könnte etwas geschützt sein, aber die Luft muss immer noch frei und leicht ein- und austreten, sodass abgesehen von einem Knochengeflecht nur wenig Schutz vorhanden sein kann. Ein Eimer Wasser, der auf eine solche Kreatur geworfen wird, würde mit ziemlicher Sicherheit dazu führen, dass Wasser die inneren Auskleidungen bedeckt und diese Kreatur daran hindert, richtig zu atmen. Unter der Annahme, dass eine solche Kreatur übermenschlich ist, wird die Sauerstoffaufnahme umso wichtiger sein.

Vielleicht können diese beiden Probleme jedoch überwunden werden. Das Erfordernis, dass der Mensch immer in Bewegung ist, kann etwas reduziert werden, indem die Möglichkeit eines Kiemen-Lungen-Hybrids zugelassen wird. Luft könnte immer noch leicht ein- und austreten, aber mit einem kleinen inneren Beutel, der Luft verbleiben lässt und es der Kreatur daher ermöglicht, sich sehr wenig oder gar nicht zu bewegen.

Was die Schwäche betrifft, mit Wasser übergossen zu werden, kann dies behoben werden, indem viele kleine Kiemen-/Lungen-Hybriddrüsen am ganzen Körper in der Nähe der Hauptarterien wie in der Nähe der Hüften, auf der Brust, unter beiden Achseln usw. verwendet werden Eine solche Drüse mit Wasser würde die Kreatur nicht vollständig hemmen, vorausgesetzt, das Blutsystem ist im ganzen Körper geteilt. Sie müssten die Kreatur vollständig in Wasser tauchen, um zu verhindern, dass sie Sauerstoff bekommt, aber das Gleiche gilt auch für uns.

Darüber hinaus könnte eine solche Kreatur Sauerstoff viel leichter im Körper verteilen, und wiederum gilt für eine aktive Kreatur wie diese, je mehr Sauerstoffaufnahme, desto besser.

Um eine Infektion durch Staub zu verhindern, würden wahrscheinlich wimpernartige Haare den Eingang/Ausgang dieser Drüsen bedecken. Die Drüsen würden natürlich auch abgewinkelt sein, so dass das Stehen auf natürliche Weise dazu führt, dass Wasser aus ihnen abfließt, um zu verhindern, dass sich Lungenentzündungskrankheiten bilden, wenn sie Wasser ausgesetzt sind. Wasser würde wahrscheinlich immer noch oft in diese Drüsen eindringen, aber dies wäre kein ernsthaftes Problem, wenn man die schiere Anzahl dieser Drüsen an der Person bedenkt. Halb im Wasser zu sein, würde jedoch bedeuten, halb so effizient zu atmen. Wenn Sie also eine Schwäche hinzufügen möchten, könnte es sie benachteiligen, wenn Sie verlangen, dass diese Kreaturen durch Wasser waten.

Verwenden Sie einen höheren Grad an anaerober Atmung.

Es ist ein Mechanismus, der bereits beim Menschen vorhanden ist, und unsere Muskeln nutzen ihn ständig, wenn wir plötzliche Sprünge in der Menge der Arbeit haben, die wir leisten, oder wenn wir nicht genügend Sauerstoff haben. Es ist die schnellste Form der Energiegewinnung, lange bevor sich Ihr aerober Stoffwechsel an eine Belastung anpassen kann.

Siehe Kapitel 3 dieses Papiers:

Diese Eigenschaft ermöglicht eine kurzfristige Leistung, die weit über das Niveau hinausgeht, das aerob gehandhabt werden kann.

Ihr Supersoldat sollte ein stärkeres Herz und eine stärkere Leber haben, um einen schnelleren Transport und eine schnellere Verarbeitung des entstehenden Laktats zu ermöglichen. Er wird auch größere Blutgefäße haben. Auf diese Weise kann er die anaerobe Reaktion viel länger aufrechterhalten, ohne überhaupt anfangen zu müssen, mehr zu atmen.

Es gibt also bereits einige großartige Antworten zu diesem Beitrag, aber ich habe das Gefühl, dass es ein paar einfache Dinge gibt, die möglicherweise übersehen wurden.

Zunächst einmal können Menschen Ausdauer besser leisten als so ziemlich jedes Lebewesen auf dem Planeten, also sollten Sie statt großer Änderungen auf Optimierung setzen! Andere Beiträge haben bereits mehr Hämoglobin erwähnt, um größere Mengen an Sauerstoff im Blut zu transportieren. Weiter so mit solchen Sachen. Größere Lungen mit mehr Oberfläche bedeuten mehr Luftkapazität und eine schnellere Diffusion von Sauerstoff in das Blut und Kohlendioxid aus dem Blut. Ein größeres und leistungsfähigeres Herz hat ein größeres Schlagvolumen, wodurch Sauerstoff an die Muskeln geliefert und Abfallprodukte, wie die sehr problematische Milchsäure, abtransportiert werden können. Eine effizientere Sauerstoffextraktion würde ebenfalls helfen. Der durchschnittliche Mensch entzieht dem Blut nur einen kleinen Prozentsatz Sauerstoff, was bedeutet, dass beim Ausatmen immer noch erheblicher Sauerstoff in der ausgeatmeten Luft vorhanden ist.

Fügen Sie als sekundäre Verbesserung den Muskeln Ihres Supermenschen Enzyme hinzu, die Stoffwechselabfälle viel schneller abbauen. Dies hilft dem Atmungssystem nicht direkt, verbessert aber die Ausdauer erheblich, denn sobald sich zu viel Stoffwechselabfall zu hoch ansammelt, werden Ihre Muskeln aufhören, egal wie sehr Sie sich anstrengen.

Zusammenfassend also größere Lungen mit mehr Oberfläche, stärkeres Herz, mehr Hämoglobin (allerdings nicht zu viel, das Blut wird zu dick zum Pumpen!), effizientere Sauerstoffextraktion und Enzyme, die Stoffwechselabfälle katalysieren und bewirken, dass sie abgebaut werden viel schneller!

Zwei Jahre zu spät zur Party, aber Sie können trotzdem etwas namens Respirozyten nachschlagen. (Im Grunde Hochdruckkapseln, die viel Sauerstoff speichernvon Sauerstoff) In den Online-Artikeln ist viel Schnickschnack damit verbunden, aber Sie können die Respirozyten im Körper unseres Soldaten stumm machen, in dem Sinne, dass sie nur als Sauerstoffspeicher fungieren und sonst nichts. Dies entfernt eine Menge Komplexität aus seinem Design. Seine chemische Struktur ist ein hohles Diamantoid, aber wenn Ihr Supersoldat Dinge wie Graphen und Diamant-Nanostäbchen biologisch herstellt, gibt es keinen Grund, warum er diese nicht auch nativ herstellen kann. Das einzige Problem ist, dass sie keine passiven Sauerstoffträger sind (sie verwenden Glukose, um Sauerstoff aufzunehmen). Wenn Sie sie also zu Ihrem Hauptblutbestandteil machen, seien Sie darauf vorbereitet, Ihrem Soldaten viel mehr Nahrung zu geben. Keine passive Aufnahme macht sie auch etwas langsam, stelle ich mir vor, so dass sie in Situationen mit hoher Aktivität am Ende ein schlechter Ersatz für Hämoglobin sein könnten.

Sie könnten jedoch Myoglobin in seiner Funktion als zytoplasmatischer Sauerstoffspeicher ersetzen oder verstärken. Myoglobin wirkt passiv, aber die Sauerstoffspeicher im Myoglobin werden ohnehin wieder aufgefüllt, wenn sich die Kreatur in Ruhe befindet, daher ist es nicht allzu weit hergeholt anzunehmen, dass die Respirozyten Sauerstoff mithilfe von Glukose speichern könnten, wenn der Soldat ruht und isst. Kombinieren Sie dies mit überlegenem Hämoglobin und einem Vogelatmungssystem, und Sie haben das Rezept für einen Soldaten, der stundenlang die Luft anhalten oder meilenweit rennen kannohne atmen zu müssen. Dies hat auch zusätzliche Vorteile, wie die Verringerung der Notwendigkeit, in Stresszeiten eine hohe Herzfrequenz zu haben (wie die Herzfrequenz von Spitzensportlern niedriger ist als die von untrainierten Menschen bei gleicher Anstrengung, aber auf 11 eingestellt). insgesamt weniger Verschleiß des Herz-Kreislauf-Systems. Und Sie können Respirozyten auch dazu bringen, andere Funktionen auszuführen, wie zum Beispiel das Absorbieren freier Gase im Blutstrom, wenn sie von Hochdruck zu Niederdruck wechseln. (Also keine Taucherknicke mehr)

Irgendwelche Gedanken dazu, irgendjemand?

Die Evolution hat einen langen Weg vor sich

@Ender_look gab einen guten Überblick über einige grundlegende Verbesserungen, aber die Evolution hat noch einen langen Weg vor sich. Also lasst uns weiter damit herumspielen...

Richtiges Atmungssystem

Die Vögel sind ein guter Anfang, aber sie atmen letztendlich immer noch durch dasselbe Rohr ein und aus, beginnend am Rachen zur Nahrungsaufnahme, weil Fische ursprünglich Luft geschluckt haben. Das System sollte so verbessert werden, dass die Inhalation konstant istund die Ausatmung hat eine eigene Öffnung. Wir werden den hinteren Luftsack in eine Zweikammerpumpe mit Vorhof, Ventrikel und einem "Post-Atrium" (wie die Erweiterung der Aorta für Blut) umwandeln, so dass ein konstanter Luftstrom durch die Lunge fließt . Der vordere Sack wird durch eine Öffnung, die immer Luft nach außen leitet, direkt mit der Außenseite verbunden, wodurch es relativ machbar ist, ihn gegen Infektionen zu härten. Im Moment können wir die Verbindung zum Pharynx verlassen, um die einströmende Luft abzuschirmen und einen Reflexweg bereitzustellen, um Schleim aus den Eingängen zu entfernen, trotz des Erstickungsrisikos (ich sehe wenig Grund zu der Annahme, dass Tracheotomien eine großartige Sache sind).

Unsere Milz funktioniert tatsächlich – die meisten von uns wissen nur nicht, wie man sie benutzt

Jüngsten Berichten zufolge nutzen traditionelle Perlentaucher ihre Milz so effektiv wie jedes andere Meeressäugetier. Manchmal ist das langsame Tempo der Evolution eine gute Sache. :)

Oxidationsmittel

Es gibt viele Möglichkeiten, Zucker für Energie zu fermentieren, alle mit sehr geringem Ertrag. Ihr überlegener Soldat braucht seinen eigenen Oxidationsmitteltank, wie eine Rakete. Zwei Optionen:

1. Nachdem Sie die frühere Verwendung der Schilddrüse, die einer der lächerlichsten Kniffe der Biologie ist und durch ein jodfreies Insekten-Juvenilhormonsystem ersetzt werden sollte, eliminiert haben, verwenden Sie diese Drüse nun, um große Mengen Jod zu speichern I2 in oxidierter Form. I2 wäre ein Feststoff, aber wir können es mit einer kleinen Menge etwas Klebrigem mischen, um es ein wenig praktikabler zu halten. Sie benötigen eine sehr widerstandsfähige Follikelmembranstruktur; normalerweise verarbeitet der Körper I- nur als Ion oder in Schilddrüsenhormonen. Wenn der Sauerstoff niedrig ist, wird das Jod verwendet, um ihn zu regenerieren. (Dabei entstehen einige Energiekosten, da Sauerstoff ein besseres Oxidationsmittel ist, aber Sie können Energiereserven und Oxidationsmittel um Ihre neue Schilddrüse herum zur Hand haben.)

2. Lassen Sie uns versuchen, ein Enzym zu konstruieren, das O8 stabil speichern und bei Bedarf sicher abbauen kann. O8 ist wie O2, aber 8 Sauerstoffatome in einem Ring wie Schwefel. Schrecklich unwahrscheinliche Verbindung in der gewöhnlichen Chemie. Aber wenn wir das tun, können wir viermal so viel Sauerstoff pro "Myoglobin" speichern, und wir werden, ähm, versuchen, ein kleines Protein zu entwickeln.

Muscle-Latch-Zustand

Glatte Muskulatur kann sich selbst "einrasten", so dass sie ohne Energieabgabe kontrahiert bleibt, indem sie Myosin dephosphoryliert. Die Skelettmuskulatur Ihrer Soldaten sollte unter freiwilliger Regulierung ein ähnliches Potenzial haben, damit sie mühelos schwere Lasten auf bestimmten Muskeln tragen können.

Vollständiger elektrischer Stoffwechsel

Fortgeschrittene Modelle sollten in der Lage sein, Wasser in zirkulierendes H2 und O2 umzuwandeln, indem sie an einer Aufladestelle reine Elektrizität verwenden, und sie dann in den Muskeln für zusätzliche Energie wieder zusammen verstoffwechseln.