Содержание
Мы получаем энергию из пищи, которую едим, которая измеряется в калориях. Эта энергия, согласно второму закону термодинамики, будет преобразована в другую форму после того, как мы ее потребляем. Типичный ежедневный рацион состоит из продуктов трех основных категорий, а именно углеводов, белков, жиров и масел. Попадая в организм, эти продукты используются для его формирования, метаболизируются для получения энергии или накапливаются для производства энергии, которая будет использоваться в будущем. Некоторые химические реакции, происходящие внутри клеток, эффективны для выработки энергии, другие - нет. Человеческое тело следует термодинамическим принципам в зависимости от наиболее эффективных реакций для хранения и производства энергии.
Потенциал
Каждая потребляемая пища может обеспечить потенциальное количество энергии: углеводы обеспечивают четыре калории на грамм; жиры, девять калорий; белки, четыре калории на грамм. Энергия, содержащаяся в пище, которую мы потребляем, по большей части представляет собой химическую энергию и потенциальную энергию. Средняя диета должна состоять из двух тысяч калорий в день, но в конечном итоге человек может потреблять около трех тысяч калорий в день, что является большой потенциальной энергией.
Последствия
Организм накапливает свою энергию в простейших молекулах, получаемых из потребляемой пищи. Углеводы распадаются на простейшие формы - глюкозу, которая попадает в кровоток и немедленно превращается в энергию в клетках, где она необходима. Это происходит посредством многоступенчатого процесса, известного как гликогенез. Ненужная дополнительная глюкоза превращается в гликоген и хранится в печени и мышечной ткани. Когда уровень глюкозы в крови падает ниже идеального уровня - печень превращает гликоген обратно в глюкозу и выпускает ее в кровоток.
Соображения
В ситуациях голодания, когда вся доступная глюкоза уже использована, организм ищет альтернативные источники энергии, такие как белок, жиры и масла. При попадании внутрь белок распадается на простейшие компоненты: аминокислоты. Они используются в первую очередь для наращивания мышц, но во время энергетического кризиса аминокислоты подвергаются глюконеогенезу, превращая углеводный скелет аминокислот в субстрат, который можно использовать в гликогенезе. Жир подвергается аналогичной реакции, превращаясь в триглицериды, которые подвергаются липолизу с образованием глицерина, который, в свою очередь, может быть преобразован для использования в гликолизе.
Смысл
Наиболее эффективной химической реакцией для производства энергии является гликолиз, важный, поскольку он приводит к образованию аденозинтрифосфата (АТФ). Это вещество широко известно как «энергетическая валюта» человеческого тела. АТФ содержит богатый энергией фосфатный сплав, который при распаде высвобождает энергию для любых целей, в которых нуждается организм. После того, как АТФ теряет фосфат, он называется аденозиндифосфатом (АДФ), и этот АДФ снова вступает в химическую реакцию гликолиза, где он получает еще одну богатую энергией фосфатную связь, которая преобразует его обратно в АТФ. Активные клетки, такие как мышечные клетки, обычно содержат высокий уровень АТФ.
Предупреждение
Некоторые заболевания связаны с избыточным запасом гликогена в клетках. Это состояние обычно вызвано генетическим дефектом. Заболевания характеризуются нехваткой важных ферментов, необходимых для превращения гликогена в глюкозу. Распространенным симптомом этих заболеваний является низкий уровень сахара в крови. Когда в мышечных клетках присутствует избыток глюкозы, пациент ощущает мышечную слабость и неспособность выполнять упражнения.
