เนื้อหา
เราได้รับพลังงานจากอาหารที่เรากินซึ่งวัดเป็นแคลอรี่ พลังงานนี้ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์จะถูกเปลี่ยนเป็นรูปแบบอื่นหลังจากที่เราบริโภคไปแล้ว อาหารประจำวันโดยทั่วไปประกอบด้วยอาหารจาก 3 ประเภทหลัก ได้แก่ คาร์โบไฮเดรตโปรตีนไขมันและน้ำมัน เมื่ออยู่ในร่างกายอาหารเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในการสร้างร่างกายเผาผลาญเพื่อให้พลังงานหรือเก็บไว้เพื่อผลิตพลังงานที่จะใช้ในอนาคต ปฏิกิริยาเคมีบางอย่างที่เกิดขึ้นภายในเซลล์มีประสิทธิภาพในการสร้างพลังงาน แต่ปฏิกิริยาเคมีอื่น ๆ ไม่ได้ ร่างกายมนุษย์เป็นไปตามหลักการทางอุณหพลศาสตร์ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการกักเก็บและผลิตพลังงาน
ศักยภาพ
อาหารแต่ละอย่างที่บริโภคสามารถให้พลังงานในปริมาณที่เป็นไปได้: คาร์โบไฮเดรตให้แคลอรี่สี่ต่อกรัม ไขมันเก้าแคลอรี่ โปรตีนสี่แคลอรี่ต่อกรัม พลังงานที่มีอยู่ในอาหารที่เราบริโภคส่วนใหญ่คือพลังงานเคมีและพลังงานศักย์ อาหารโดยเฉลี่ยควรประกอบด้วยแคลอรี่สองพันแคลอรี่ต่อวัน แต่คน ๆ หนึ่งอาจต้องบริโภคประมาณสามพันแคลอรี่ต่อวันซึ่งเป็นพลังงานที่มีศักยภาพจำนวนมาก
ผลกระทบ
ร่างกายสะสมพลังงานไว้ในโมเลกุลที่ง่ายที่สุดซึ่งได้มาจากอาหารที่บริโภค คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยสลายเป็นกลูโคสในรูปแบบที่ง่ายที่สุดซึ่งจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานในเซลล์ในทันทีที่จำเป็น สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนซึ่งเรียกว่าไกลโคเจน กลูโคสเสริมที่ไม่จำเป็นจะถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนและเก็บไว้ในตับและเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดต่ำกว่าระดับที่เหมาะสม - ตามที่ใช้ตับจะเปลี่ยนไกลโคเจนกลับเป็นกลูโคสและปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด
ข้อควรพิจารณา
ในสถานการณ์การอดอาหารเมื่อกลูโคสที่มีอยู่ทั้งหมดถูกใช้ไปแล้วร่างกายจะแสวงหาแหล่งพลังงานอื่นเช่นโปรตีนไขมันและน้ำมัน โปรตีนเมื่อกินเข้าไปแล้วจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่ง่ายที่สุดนั่นคือกรดอะมิโน สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เป็นหลักในการสร้างกล้ามเนื้อ แต่ในช่วงวิกฤตพลังงานกรดอะมิโนจะได้รับกลูโคโนเจเนซิสโดยเปลี่ยนโครงกระดูกคาร์โบไฮเดรตของกรดอะมิโนให้เป็นสารตั้งต้นที่สามารถใช้ในการสร้างไกลโคเจน ไขมันผ่านปฏิกิริยาที่คล้ายกันซึ่งเปลี่ยนเป็นไตรกลีเซอไรด์ที่ผ่านการสลายไขมันไปเป็นกลีเซอรอลซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นกลีเซอรอลได้
ความหมาย
ปฏิกิริยาเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการผลิตพลังงานคือไกลโคไลซิสซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากส่งผลให้เกิดอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) สารนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น "พลังงานเงินตรา" ของร่างกายมนุษย์ ATP ประกอบด้วยโลหะผสมฟอสเฟตที่อุดมด้วยพลังงานซึ่งเมื่อถูกทำลายจะปล่อยพลังงานออกมาเพื่อวัตถุประสงค์ใด ๆ ที่ร่างกายต้องการ หลังจาก ATP สูญเสียฟอสเฟตแล้วจะเรียกว่า adenosine diphosphate (ADP) และ ADP นี้จะเข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีของไกลโคไลซิสอีกครั้งซึ่งจะได้รับพันธะฟอสเฟตที่อุดมด้วยพลังงานอีกตัวหนึ่งซึ่งจะแปลงกลับเป็น ATP เซลล์ที่ใช้งานอยู่เช่นเซลล์กล้ามเนื้อมักมี ATP ในระดับสูง
คำเตือน
โรคหลายชนิดเชื่อมโยงกับไกลโคเจนส่วนเกินที่เก็บไว้ในเซลล์ ภาวะนี้มักเกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรม โรคมีลักษณะขาดเอนไซม์สำคัญที่จำเป็นในการเปลี่ยนไกลโคเจนเป็นกลูโคส อาการทั่วไปของความผิดปกติเหล่านี้คือน้ำตาลในเลือดต่ำ เมื่อกลูโคสส่วนเกินอยู่ในเซลล์กล้ามเนื้อผู้ป่วยจะรู้สึกว่ากล้ามเนื้ออ่อนแรงและไม่สามารถออกกำลังกายได้
