Vi får vår energi fra maten vi spiser. Den energien som finnes i maten måles i kalorier. Denne energien, i henhold til Termodynamikkens 2. lov, vil bli konvertert til en annen form når vi forbruker det. En typisk daglig diett består av mat fra de tre hovedklasser av matvarer, nemlig karbohydrater, proteiner og fett og oljer. En gang i kroppen, er disse matvarer som brukes til å bygge kroppen, metaboliseres for å gi energi eller lagres for å produsere energi for senere bruk. Noen av de metabolske veier er energieffektive, andre ikke. Menneskekroppen følger de termodynamiske prinsipper avhengig av de mest effektive trasé å lagre og produsere energi.

Potensial

Hver mat konsumert har et potensial mengde energi det kan gi: Karbohydrater gir ca 4 kalorier per gram; fett, 9 kalorier per gram, proteiner, 4 kalorier per gram. Den energi som inneholdes i maten vi forbruker er stort sett kjemisk energi og potensielle energi. En gjennomsnittlig kosthold bør består av 2000 kalorier om dagen, men en typisk amerikansk forbruker nærmere 3000 kalorier om dagen, noe som er mye potensiell energi.

Effekter

Kroppen lagrer energi i de enkleste molekyler som stammer fra den forbrukes mat. Karbohydrater brytes ned i sin enkle form, glukose. Glukose frigjøres til blodet hvor det kan konverteres umiddelbart til energi i cellene der det er nødvendig gjennom en flertrinns prosess som kalles glykolyse. Ekstra glukose som ikke er nødvendig omdannes til glykogen og lagres i leveren og musklene. Når blodsukkeret faller under det optimale nivået (som glukose er brukt opp), konverterer leveren glykogen tilbake til glukose og slipper den inn i blodstrømmen.

Betraktninger

I en fastende situasjon når all tilgjengelig glukose har blitt brukt opp, søker legemet ut av alternative energikilder slik som protein og fett og oljer. Protein gang inntatt er brutt ned til sin enkleste komponent: aminosyrer. Aminosyrene er primært brukt til bygging av musklene, men i løpet av en energikrise, aminosyrene glukoneogenese gjennomgå omdannelse av karbohydratskjelettet av aminosyren til et substrat som kan brukes i glykolysen. Fett gjennomgå en tilsvarende type reaksjon; de er omdannet til triglycerider som gjennomgår lipolyse for å danne glyserol som kan bli ytterligere omdannet til bruk i glykolysen.

Betydning

Den mest effektive energiproduserende veien er glykolyse. Glykolyse er viktig fordi det resulterer i dannelse av adenosin-trifosfat (ATP). ATP er viktig fordi det er ofte referert til som den energiverdi av menneskekroppen. Den inneholder energirike fosfat bånd som brytes frigjør energi for det stadig formål kroppen krever. Når ATP mister fosfat, er det nå kalles adenosindifosfat (ADP), går inn i ADP tilbake inn i glykolysen veien hvor den mottar et annet energirikt fosfatbinding omdanne den tilbake til ATP. Aktive celler, slik som muskelceller normalt inneholder høye nivåer av ATP.

Advarsel

Flere sykdommer har vært knyttet til overdreven glykogen lagret i cellene. Denne tilstanden er vanligvis forårsaket av en genetisk defekt. Sykdommene er kjennetegnet ved mangel på viktige enzymer som kreves i omdannelsen av glukose til glykogen. Det vanligste symptomet for disse lidelsene er lavt blodsukker. Når overdreven glykogen er til stede i muskelcellene, pasienten opplever muskelsvakhet og en manglende evne til å utføre øvelser.