Zawartość
Z pożywienia pozyskujemy energię, którą mierzymy w kaloriach. Ta energia, zgodnie z Drugą zasadą termodynamiki, zostanie przekształcona w inną postać po jej zużyciu. Typowa codzienna dieta składa się z produktów z trzech głównych kategorii, a mianowicie węglowodanów, białek, tłuszczów i olejów. W organizmie te pokarmy są wykorzystywane do tworzenia ciała, metabolizowane w celu dostarczenia energii lub magazynowane do produkcji energii do wykorzystania w przyszłości. Niektóre reakcje chemiczne zachodzące w komórkach skutecznie wytwarzają energię, inne nie. Organizm ludzki kieruje się zasadami termodynamiki w zależności od najbardziej efektywnych reakcji magazynowania i wytwarzania energii.
Potencjał
Każda spożywana żywność może dostarczyć potencjalnej ilości energii: węglowodany dostarczają cztery kalorie na gram; tłuszcze, dziewięć kalorii; białka, cztery kalorie na gram. Energia zawarta w spożywanej przez nas żywności to w większości energia chemiczna i energia potencjalna. Przeciętna dieta powinna składać się z dwóch tysięcy kalorii dziennie, ale osoba może w końcu spożywać około trzech tysięcy kalorii dziennie, co jest dużą ilością potencjalnej energii.
Efekty
Ciało gromadzi swoją energię w najprostszych cząsteczkach, pochodzących ze spożywanego pożywienia. Węglowodany są rozkładane na ich najprostsze formy, glukozę, która jest uwalniana do krwiobiegu, aby natychmiast przekształcić ją w energię w komórkach, w których jest potrzebna. Dzieje się to poprzez wieloetapowy proces znany jako glikogeneza. Dodatkowa niepotrzebna glukoza jest przekształcana w glikogen i magazynowana w wątrobie i tkance mięśniowej. Kiedy poziom glukozy we krwi spada poniżej idealnego poziomu - takiego, jaki jest używany - wątroba przekształca glikogen z powrotem w glukozę i uwalnia go do krwiobiegu.
Rozważania
W sytuacjach postowych, kiedy cała dostępna glukoza została już wykorzystana, organizm poszukuje alternatywnych źródeł energii, takich jak białko, tłuszcze i oleje. Po spożyciu białko rozkłada się na najprostsze składniki: aminokwasy. Są one wykorzystywane przede wszystkim do budowy mięśni, ale podczas kryzysu energetycznego aminokwasy ulegają glukoneogenezie, przekształcając szkielet węglowodanowy aminokwasów w substrat, który można wykorzystać w glikogenezie. Tłuszcz podlega podobnej reakcji, przekształcając się w trójglicerydy, które ulegają lipolizie, tworząc glicerol, który z kolei można przekształcić w celu wykorzystania w glikolizie.
Znaczenie
Najbardziej wydajną reakcją chemiczną do produkcji energii jest glikoliza, ważna, ponieważ w jej wyniku powstaje trifosforan adenozyny (ATP). Substancja ta jest powszechnie znana jako „waluta energetyczna” ludzkiego ciała. ATP zawiera bogaty w energię stop fosforanowy, który po rozbiciu uwalnia energię do dowolnego celu, jakiego potrzebuje organizm. Po utracie fosforanu ATP nazywany jest difosforanem adenozyny (ADP) i ten ADP ponownie wchodzi w reakcję chemiczną glikolizy, gdzie otrzymuje kolejne bogate w energię wiązanie fosforanowe, które przekształca go z powrotem w ATP. Aktywne komórki, podobnie jak komórki mięśniowe, zwykle zawierają wysoki poziom ATP.
Ostrzeżenie
Kilka chorób wiąże się z nadmiarem glikogenu przechowywanego w komórkach. Ten stan jest zwykle spowodowany defektem genetycznym. Choroby charakteryzują się brakiem ważnych enzymów potrzebnych do konwersji glikogenu do glukozy. Częstym objawem tych zaburzeń jest niski poziom cukru we krwi. Gdy w komórkach mięśniowych występuje nadmiar glukozy, pacjent odczuwa osłabienie mięśni i niezdolność do ćwiczeń.
