Energijos apykaita

Iš Energijos apykaita organizmui būdingas biocheminis didelės energijos organinių pradinių junginių suskaidymas į mažai energijos reikalaujančius neorganinius junginius, išskiriant energiją. Ši energija reikalinga biologiniams procesams palaikyti. Be to, reikia atskirti energijos apykaitą nuo pastatų apykaitos (anabolizmas).

Kas yra energijos apykaita?

Kiekvienas organizmas yra veikiamas tiek energijos, tiek medžiagų apykaitos. Energijos apykaitai būdingas energijos išsiskyrimas, užtikrinantis kūno procesus. Priešingai, organizmo baltymai, nukleorūgštys, riebalai ir angliavandeniai yra kaupiami pastato metabolizmo metu.

Energija reikalinga biologiniams procesams palaikyti. Gyva būtybė, norėdama iš viso egzistuoti, turi tiekti energiją iš išorės. Augalai fotosintezės metu saulės energiją paverčia angliavandenių, riebalų ir baltymų chemine energija. Gyvūnams ir žmonėms gyvūnijai palaikyti reikalinga šių medžiagų cheminė energija.

Energijai gaminti dažniausiai naudojami angliavandeniai ir riebalai. Amino rūgštys ir baltymai taip pat turi daug energijos. Tačiau jie daugiausia reikalingi kūnui pastatyti.

Žmonių energijos apykaita užtikrina bazinį metabolizmo greitį ir išeinamąją medžiagų apykaitą. Bazinis metabolizmo greitis apima visų svarbiausių energetinių procesų, kurie būtini visiško poilsio būsenoje, metabolizmą. Našumo konversija apibūdina papildomą energijos suvartojimą fizinių pratimų metu.

Funkcija ir užduotis

Viena vertus, žmogaus mityba yra skirta palaikyti fizines funkcijas ir suteikti papildomą našumą fizinio krūvio metu. Kita vertus, pačios organizmo medžiagos (baltymai) susidaro iš maistinių medžiagų (daugiausia baltymų).

Angliavandeniai ir riebalai yra pagrindiniai energijos šaltiniai. Baltymai energijai gaminti gali būti naudojami tik tada, kai nepakankamai vartojama maisto. Taip yra, pavyzdžiui, alkanoje būsenoje (bado apykaitoje). Tačiau gali reikėti generuoti energiją iš baltymų kaip normalios metabolizmo dalį (padidėjus baltymų suvartojimui).

Angliavandeniai yra trumpalaikiai energijos tiekėjai. Po dietos, kurioje daug angliavandenių, cukraus kiekis kraujyje padidėja. Dėl to padidėja insulino gamyba. Insulinas užtikrina cukraus kiekio kraujyje pasiskirstymą atskirose ląstelėse. Ten jis suskaidomas į anglies dioksidą ir vandenį kaip energijos apykaitos dalis. Šio skaidymo metu angliavandeniuose kaupiama cheminė energija išsiskiria fiziniams procesams palaikyti. Kai deginami angliavandeniai, susidaro šiluma ir vykdoma raumenų veikla.

Angliavandenių perteklius kaupiasi kepenyse ir raumenyse kaip gliukogenas. Gliukogenas yra krakmolingas kompleksinis angliavandenis. Jei energijos tiekimas per mažas, šios angliavandenių atsargos iš pradžių naudojamos energijai gaminti.

Kiti energijos šaltiniai yra riebalai ir riebalų rūgštys. Riebalų energijos kiekis yra dar didesnis nei angliavandenių. Pavyzdžiui, viename grame cukraus yra 4 kilokalorijos. Tačiau viename riebalų grame jau yra 9 kilokalorijos. Riebalai yra atsakingi už ilgalaikį energijos tiekimą. Kai angliavandeniai išeikvojami, energijai gaminti naudojamos riebalų atsargos. Riebalai dažniausiai yra angliavandenių ir riebalų pertekliaus rezultatas. Evoliucijos metu organizmas rado būdą, kaip alkio laikotarpiais laikyti atsargas riebalų pavidalu. Gausybės laikais buvo suvartota daugiau nei reikėjo šiuo metu, kad būtų galima kaupti energijos perteklių.

Baltymai taip pat gali tarnauti kaip energijos tiekėjai. Pvz., Išnaudojus angliavandenių atsargas, paties organizmo baltymai pirmiausia suskaidomi į aminorūgštis. Tada, norint palaikyti cukraus kiekį kraujyje, jie yra paverčiami gliukoze kaip vadinamosios gliukoneogenezės dalis.

Kai kurie fiziniai procesai iš pradžių vyksta tik pasitelkiant angliavandenius. Smegenų veikla priklauso nuo aprūpinimo gliukoze. Jei cukraus kiekis kraujyje pavojingai sumažėja, tai gali sukelti sąmonę.

Kūnas sunaudoja energiją net ir ekstremaliomis poilsio sąlygomis. Pavyzdžiui, kūno temperatūra turi būti pastovi. Be to, visi gyvybiniai procesai, tokie kaip širdies veikla, kvėpavimas ar smegenų veikla, tęsiasi. Poilsio apykaitos greitis kiekvienam žmogui yra skirtingas. Paprastai vyrai turi didesnį bazinį metabolizmą nei moterys dėl didesnės raumenų masės. Paprastai tai yra nuo 2000 iki 2400 kilokalorijų suaugusiesiems.

Spektaklio kaita atsiranda dėl papildomos fizinės įtampos. Ne tik papildomas judesys sunaudoja energiją. Širdis, kvėpavimas ir kiti procesai taip pat stimuliuojami fizinio krūvio metu ir jiems reikalingas didesnis energijos poreikis.

Ligos ir negalavimai

Jei yra ilgalaikis energijos apykaitos disbalansas, gali atsirasti ligų. Šios ligos atsiranda dėl energijos poreikių ir energijos tiekimo neatitikimo. Ankstesniais laikais (ir kartais vis dar kitose pasaulio vietose) bado laikotarpiais buvo daug mirčių.Nepavyko patenkinti energijos poreikio, nes nebuvo pakankamai maisto. Kai buvo sunaudotos kūno sukauptos energijos atsargos, organizmas turėjo atsistatyti ant paties kūno baltymų raumenų pavidalu. Kai jie buvo beveik išnaudoti, buvo suskaidyti ir patys organai, o tai galiausiai lėmė daugialypį organų nepakankamumą.

Šiuo metu yra dar viena aplinkybė, kuri, nors ir nesukelianti mirties greitai, gali sukelti sunkią ligą. Dėl gausiai tiekiamo maisto šiais laikais dažnai persivalgo. Suvartojama daugiau kalorijų nei suvartojama. Rezultatas - padidėjęs kūno riebalų kaupimasis, kuris ilgainiui gali sukelti tokias ligas kaip cukrinis diabetas, arteriosklerozė ar širdies ir kraujagyslių ligos su visomis jų pasekmėmis. Be šių ligų, daugėja ir reumatinių bei vėžio ligų. Norint išvengti tokio pobūdžio civilizacijos ligų, rekomenduojama sveika gyvensena, daug mankštos ir subalansuotos mitybos.