מטבוליזם אנרגטי

של ה מטבוליזם אנרגטי של הגוף מאופיין בפירוק ביוכימי של תרכובות התחלה אורגניות בעלות אנרגיה גבוהה לתרכובות אנאורגניות נמוכות באנרגיה עם שחרור אנרגיה. אנרגיה זו דרושה לשמירה על תהליכים ביולוגיים. יתר על כן, יש לעשות הבחנה בין חילוף חומרים אנרגיים לבניית חילוף חומרים (אנבוליזם).

מה מטבוליזם האנרגיה?

כל אורגניזם נתון הן לאנרגיה והן לבניית חילוף חומרים. מטבוליזם האנרגיה מאופיין בשחרור אנרגיה על מנת להבטיח את תהליכי הגוף. לעומת זאת, החלבונים, חומצות הגרעין, השומנים והפחמימות של הגוף עצמו בנויים במהלך חילוף החומרים בבניין.

אנרגיה הכרחית לשמירה על התהליכים הביולוגיים. יצור חי צריך לספק אנרגיה מבחוץ כדי להתקיים בכלל. צמחים ממירים אנרגיה סולארית באמצעות פוטוסינתזה לאנרגיה הכימית של פחמימות, שומנים וחלבונים. בעלי חיים ובני אדם זקוקים לאנרגיה הכימית של חומרים אלה כדי לתמוך בחיים.

בעיקר פחמימות ושומנים משמשים לייצור אנרגיה. לחומצות אמינו וחלבונים יש גם תכולת אנרגיה גבוהה. עם זאת, הם נחוצים בעיקר לבניית הגוף.

חילוף החומרים האנרגטי של בני האדם מאבטח את קצב חילוף החומרים הבסיסי ואת חילוף החומרים התפוקתי. קצב חילוף החומרים הבסיסי כולל את חילוף החומרים האנרגטי לכל התהליכים האנרגטיים החיוניים הנחוצים במצב מנוחה מוחלט. המרת הביצועים מתארת ​​את צריכת האנרגיה הנוספת במהלך פעילות גופנית.

פונקציה ומשימה

מצד אחד תזונה אנושית משמשת לשמירה על תפקודים גופניים וכדי לספק ביצועים נוספים במהלך פעילות גופנית. מצד שני, החומרים (החלבונים) של הגוף עצמו בנויים מאבני הבניין של חומרים מזינים (בעיקר חלבונים).

פחמימות ושומנים הם מקורות האנרגיה העיקריים. ניתן להשתמש בחלבונים לייצור אנרגיה רק ​​אם אין צריכת מזון מספקת. זה המקרה, למשל, במצב של רעב (מטבוליזם של רעב). עם זאת יתכן ויהיה צורך לייצר אנרגיה מחלבונים כחלק ממטבוליזם תקין (עם צריכת חלבון מוגברת).

פחמימות משמשות כספקי אנרגיה לטווח קצר. לאחר תזונה עשירה בפחמימות, רמות הסוכר בדם עולות. כתוצאה מכך יש ייצור מוגבר של אינסולין. האינסולין מבטיח שהסוכר בדם יופץ לתאים האישיים. שם הוא מתפרק לפחמן דו חמצני ומים כחלק ממטבוליזם האנרגיה. במהלך התמוטטות זו, האנרגיה הכימית האגורה בפחמימות משתחררת לשמירה על התהליכים הפיזיים. כאשר נשרפים פחמימות נוצר חום ונעשית פעילות שרירים.

עודפי פחמימות נאגרים כגלוקוגן בכבד ובשרירים. הגלוקוגן הוא פחמימה מורכבת עמילנית. אם אספקת האנרגיה נמוכה מדי, מאגרי הפחמימות הללו משמשים בתחילה לייצור אנרגיה.

מקורות אנרגיה אחרים הם שומנים וחומצות שומן. שומנים בעלי תכולת אנרגיה גבוהה אפילו יותר מפחמימות. לדוגמה, גרם אחד של סוכר מכיל 4 קילוקלוריות. בגרם שומן אחד, לעומת זאת, יש כבר 9 קילוקלוריות. השומנים אחראים על אספקת האנרגיה לטווח הארוך. כאשר הפחמימות מנוצלות, מאגרי השומן משמשים לייצור אנרגיה. שומנים הם בדרך כלל תוצאה של עודף פחמימות ושומנים. במהלך האבולוציה, האורגניזם מצא דרך לאגור מלאי בצורת שומן בתקופות רעב. בזמנים של שפע, נצרך יותר ממה שנדרש כרגע בכדי להיות מסוגל לאגור את עודפי האנרגיה.

חלבונים יכולים לשמש גם כספקי אנרגיה. לדוגמה, כאשר מאגרי הפחמימות מנוצלים, החלבונים של הגוף עצמו מתפרקים לראשונה במידה מוגברת לחומצות אמינו. לאחר מכן אלה מומרים לגלוקוז כחלק ממה שמכונה גלוקונאוגנזה על מנת לשמור על רמות הסוכר בדם.

חלק מהתהליכים הגופניים מתרחשים בתחילה רק בעזרת פחמימות. פעילות המוח תלויה באספקת הגלוקוזה. אם רמת הסוכר בדם יורדת בצורה מסוכנת, זה יכול להוביל לחוסר הכרה.

הגוף צורך אנרגיה גם בתנאי מנוחה קיצוניים. לדוגמא, יש לשמור על טמפרטורת הגוף קבועה. יתר על כן, כל התהליכים החיוניים כמו פעילות לב, נשימה או פעילות מוחית נמשכים. קצב חילוף החומרים במנוחה שונה לכל אדם. בדרך כלל גברים בעלי קצב חילוף חומרים בסיסי גבוה יותר מאשר נשים בגלל מסת השריר הגדולה יותר שלהם. בדרך כלל מדובר על 2000 עד 2400 קילוקלוריות במבוגרים.

לאחר מכן מחזור הביצועים נובע מהמתח הפיזי הנוסף. לא רק התנועה הנוספת צורכת אנרגיה. גם הלב, הנשימה ותהליכים אחרים מעוררים במהלך פעילות גופנית ויש להם דרישת אנרגיה גדולה יותר.

מחלות ומחלות

אם יש חוסר איזון לטווח הרחוק בחילוף החומרים האנרגטי, עלולות להיווצר מחלות. מחלות אלה מקורן בחוסר התאמה בין צרכי האנרגיה ואספקת האנרגיה. בתקופות קדומות יותר (ולעיתים גם במקומות אחרים בעולם) היו מקרי מוות רבים כחלק מתקופות של רעב.לא ניתן היה לעמוד בביקוש האנרגיה מכיוון שלא היה מספיק מזון זמין. כשמלאו מאגרי האנרגיה שנבנו על ידי הגוף, האורגניזם נאלץ ליפול חזרה על חלבוני הגוף עצמו בצורה של שרירים. כשכמעט אוסלו אלה, נשברו גם האיברים עצמם, מה שהוביל בסופו של דבר לכישלון איברים מרובים.

קיימת כיום נסיבה נוספת שעל אף שהיא לא גורמת למוות במהירות כזו, עלולה להוביל למחלה קשה. אספקת המזון בשפע בימינו מובילה לרוב לאכילת יתר. יותר קלוריות נצרכות מאשר נצרכות. התוצאה היא אחסון מוגבר של שומן בגוף, אשר בטווח הארוך יכול להוביל למחלות כמו סוכרת, טרשת עורקים או מחלות לב וכלי דם על כל השלכותיהן. בנוסף למחלות אלה, מספר המחלות הראומטיות והסרטן עולה אף הוא. כדי להימנע ממחלות תרבות מסוג זה, מומלץ להשתמש באורח חיים בריא עם הרבה פעילות גופנית ותזונה מאוזנת.