Sisältö
Saamme energiaa syömistämme ruoasta, joka mitataan kaloreina. Tämä energia muuttuu termodynamiikan toisen lain mukaan toiseen muotoon sen jälkeen, kun olemme kuluttaneet sen. Tyypillinen päivittäinen ruokavalio koostuu kolmesta pääluokasta eli hiilihydraateista, proteiineista, rasvoista ja öljyistä. Kun ne ovat kehossa, näitä elintarvikkeita käytetään kehon muodostamiseen, metaboloituvat energian tuottamiseksi tai varastoidaan tuottamaan tulevaisuudessa käytettävää energiaa. Jotkut solujen sisällä tapahtuvista kemiallisista reaktioista tuottavat energiaa tehokkaasti, toiset eivät. Ihmiskeho noudattaa termodynaamisia periaatteita riippuen tehokkaimmista reaktioista energian varastoimiseksi ja tuottamiseksi.
Potentiaalisuus
Jokainen käytetty ruoka voi tuottaa potentiaalisen määrän energiaa: hiilihydraatit antavat neljä kaloria grammaa kohden; rasvat, yhdeksän kaloria; proteiineja, neljä kaloria grammaa kohden. Kuluttamissamme elintarvikkeissa oleva energia on pääosin kemiallista energiaa ja potentiaalista energiaa. Keskimääräisen ruokavalion tulisi koostua kahdesta tuhannesta kaloria päivässä, mutta ihminen voi päätyä kuluttamaan noin kolme tuhatta kaloria päivässä, mikä on paljon potentiaalista energiaa.
Vaikutukset
Keho kerää energiansa yksinkertaisimmissa molekyyleissä, jotka ovat peräisin kulutetusta ruoasta. Hiilihydraatit hajotetaan yksinkertaisimpiin muotoihinsa, glukoosiin, joka vapautuu verenkiertoon muunnettavaksi välittömästi energiaksi soluissa, missä sitä tarvitaan. Tämä tapahtuu monivaiheisen prosessin kautta, joka tunnetaan glykogeneesinä. Tarpeeton ylimääräinen glukoosi muuttuu glykogeeniksi ja varastoituu maksaan ja lihaskudokseen. Kun verensokeri laskee alle ihanteellisen tason - käytettynä - maksa muuntaa glykogeenin takaisin glukoosiksi ja vapauttaa sen verenkiertoon.
Huomioita
Paastotilanteissa, kun kaikki käytettävissä oleva glukoosi on jo käytetty, keho etsii vaihtoehtoisia energialähteitä, kuten proteiinia, rasvoja ja öljyjä. Kun proteiini on nautittu, se hajotetaan sen yksinkertaisimpiin komponentteihin: aminohappoihin. Näitä käytetään ensisijaisesti lihasten rakentamiseen, mutta energiakriisin aikana aminohapot läpikäyvät glukoneogeneesin, joka muuttaa aminohappojen hiilihydraattirungon substraatiksi, jota voidaan käyttää glykogeneesissä. Rasva käy läpi samanlaisen reaktion, joka muuttuu triglyserideiksi, jotka läpikäyvät lipolyysin, muodostaen glyserolia, joka puolestaan voidaan muuntaa käytettäväksi glykolyysissä.
Tarkoitus
Tehokkain kemiallinen reaktio energiantuotantoon on glykolyysi, mikä on tärkeää, koska se johtaa adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodostumiseen. Tämä aine tunnetaan yleisesti ihmiskehon "energiavaluuttana". ATP sisältää energiapitoista fosfaattiseosta, joka rikkoutuessaan vapauttaa energiaa mihin tahansa kehon tarvitsemaan tarkoitukseen. Kun ATP menettää fosfaatin, sitä kutsutaan adenosiinidifosfaatiksi (ADP) ja tämä ADP siirtyy jälleen glykolyysin kemialliseen reaktioon, jossa se vastaanottaa toisen energiapitoisen fosfaattisidoksen, joka muuttaa sen takaisin ATP: ksi. Aktiiviset solut, kuten lihassolut, sisältävät yleensä korkeita ATP-tasoja.
Varoitus
Useita sairauksia on yhdistetty soluihin varastoituneeseen ylimääräiseen glykogeeniin. Tämän tilan aiheuttaa yleensä geneettinen vika. Taudeille on tunnusomaista tärkeiden entsyymien puute, jota tarvitaan glykogeenin muuttamiseksi glukoosiksi. Näiden häiriöiden yleinen oire on matala verensokeri. Kun lihasoluissa on liikaa glukoosia, potilas tuntee lihasheikkoutta ja kyvyttömyyttä käyttää.
