Inhalt
Wir erhalten Energie aus der Nahrung, die wir essen, gemessen in Kalorien. Diese Energie wird nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik in eine andere Form umgewandelt, nachdem wir sie verbraucht haben. Eine typische tägliche Ernährung besteht aus Lebensmitteln aus den drei Hauptkategorien Kohlenhydrate, Proteine, Fette und Öle. Einmal im Körper, werden diese Lebensmittel verwendet, um den Körper zusammenzusetzen, metabolisiert, um Energie bereitzustellen, oder gespeichert, um Energie zu produzieren, die in Zukunft verwendet werden soll. Einige der chemischen Reaktionen, die in Zellen stattfinden, erzeugen effizient Energie, andere nicht. Der menschliche Körper folgt thermodynamischen Prinzipien in Abhängigkeit von den effizientesten Reaktionen zur Speicherung und Erzeugung von Energie.
Potenzial
Jedes verzehrte Lebensmittel kann eine potenzielle Energiemenge liefern: Kohlenhydrate liefern vier Kalorien pro Gramm; Fette, neun Kalorien; Proteine, vier Kalorien pro Gramm. Die Energie, die in den von uns konsumierten Lebensmitteln enthalten ist, besteht größtenteils aus chemischer Energie und potentieller Energie. Eine durchschnittliche Diät sollte aus zweitausend Kalorien pro Tag bestehen, aber eine Person kann am Ende ungefähr dreitausend Kalorien pro Tag verbrauchen, was viel potenzielle Energie ist.
Auswirkungen
Der Körper sammelt seine Energie in den einfachsten Molekülen, die aus der aufgenommenen Nahrung stammen. Kohlenhydrate werden in ihre einfachste Form zerlegt, Glukose, die in den Blutkreislauf freigesetzt wird, um in den Zellen, in denen sie benötigt wird, sofort in Energie umgewandelt zu werden. Dies geschieht durch einen mehrstufigen Prozess, der als Glykogenese bekannt ist. Die zusätzliche Glukose, die nicht benötigt wird, wird in Glykogen umgewandelt und in Leber und Muskelgewebe gespeichert. Wenn der Blutzucker - wie verwendet - unter den idealen Wert fällt, wandelt die Leber Glykogen wieder in Glukose um und gibt es an den Blutkreislauf ab.
Überlegungen
In Fastensituationen, in denen bereits die gesamte verfügbare Glukose verbraucht ist, sucht der Körper nach alternativen Energiequellen wie Eiweiß, Fetten und Ölen. Einmal aufgenommenes Protein wird in seine einfachsten Bestandteile zerlegt: Aminosäuren. Diese werden hauptsächlich zum Muskelaufbau verwendet, aber während einer Energiekrise durchlaufen die Aminosäuren eine Glukoneogenese und wandeln das Kohlenhydratgerüst der Aminosäuren in ein Substrat um, das für die Glykogenese verwendet werden kann. Das Fett unterliegt einer ähnlichen Reaktion, die in Triglyceride umgewandelt wird, die eine Lipolyse unter Bildung von Glycerin eingehen, das wiederum zur Verwendung bei der Glykolyse umgewandelt werden kann.
Bedeutung
Die effizienteste chemische Reaktion zur Energieerzeugung ist die Glykolyse, die wichtig ist, weil sie zur Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) führt. Diese Substanz ist allgemein als „Energiewährung“ des menschlichen Körpers bekannt. ATP enthält eine energiereiche Phosphatlegierung, die beim Zerbrechen Energie für jeden Zweck freisetzt, den der Körper benötigt. Nachdem ATP Phosphat verloren hat, wird es Adenosindiphosphat (ADP) genannt und dieses ADP tritt wieder in die chemische Reaktion der Glykolyse ein, wo es eine weitere energiereiche Phosphatbindung erhält, die es wieder in ATP umwandelt. Aktive Zellen enthalten wie Muskelzellen normalerweise hohe ATP-Werte.
Warnung
Mehrere Krankheiten wurden mit überschüssigem Glykogen in Verbindung gebracht, das in Zellen gespeichert ist. Dieser Zustand wird normalerweise durch einen genetischen Defekt verursacht. Krankheiten sind durch einen Mangel an wichtigen Enzymen gekennzeichnet, die für die Umwandlung von Glykogen in Glucose erforderlich sind. Ein häufiges Symptom dieser Störungen ist ein niedriger Blutzucker. Wenn überschüssige Glukose in den Muskelzellen vorhanden ist, spürt der Patient Muskelschwäche und Bewegungsunfähigkeit.
