استقلاب الطاقة

من استقلاب الطاقة يتميز الجسم بالتحلل الكيميائي الحيوي لمركبات البدء العضوية عالية الطاقة إلى مركبات غير عضوية منخفضة الطاقة مع إطلاق الطاقة. هذه الطاقة ضرورية للحفاظ على العمليات البيولوجية. علاوة على ذلك ، يجب التمييز بين استقلاب الطاقة وبناء التمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي).

ما هو استقلاب الطاقة؟

كل كائن حي يخضع لكل من الطاقة واستقلاب البناء. يتميز استقلاب الطاقة بإطلاق الطاقة لضمان العمليات الجسدية. في المقابل ، تتراكم البروتينات والأحماض النووية والدهون والكربوهيدرات في الجسم أثناء عملية التمثيل الغذائي للبناء.

الطاقة ضرورية للحفاظ على العمليات البيولوجية. يجب على الكائن الحي توفير الطاقة من الخارج من أجل الوجود على الإطلاق. تقوم النباتات بتحويل الطاقة الشمسية من خلال عملية التمثيل الضوئي إلى طاقة كيميائية من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. يحتاج الإنسان والحيوان إلى الطاقة الكيميائية لهذه المواد لدعم الحياة.

تستخدم الكربوهيدرات والدهون بشكل أساسي لإنتاج الطاقة. تحتوي الأحماض الأمينية والبروتينات أيضًا على نسبة عالية من الطاقة. ومع ذلك ، فهي ضرورية بشكل أساسي لبناء الجسم.

يؤمن التمثيل الغذائي للطاقة عند البشر معدل الأيض الأساسي والتمثيل الغذائي الناتج. يشمل معدل الأيض الأساسي استقلاب الطاقة لجميع عمليات الطاقة الحيوية الضرورية في حالة الراحة الكاملة. يصف تحويل الأداء استهلاك الطاقة الإضافي أثناء التمرين البدني.

الوظيفة والمهمة

من ناحية ، تعمل التغذية البشرية على الحفاظ على الوظائف الجسدية وتقديم أداء إضافي أثناء النشاط البدني. من ناحية أخرى ، فإن مواد الجسم (البروتينات) تتكون من اللبنات الأساسية للعناصر الغذائية (البروتينات بشكل أساسي).

الكربوهيدرات والدهون هي المصادر الرئيسية للطاقة. لا يمكن استخدام البروتينات لتوليد الطاقة إلا إذا لم يكن هناك كمية كافية من الطعام. هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، في حالة الجوع (استقلاب الجوع). ومع ذلك ، قد يكون من الضروري أيضًا توليد الطاقة من البروتينات كجزء من التمثيل الغذائي الطبيعي (مع زيادة تناول البروتين).

تعمل الكربوهيدرات كمورد للطاقة على المدى القصير. بعد اتباع نظام غذائي عالي الكربوهيدرات ، ترتفع مستويات السكر في الدم. نتيجة لذلك ، هناك زيادة في إنتاج الأنسولين. يضمن الأنسولين توزيع سكر الدم على الخلايا الفردية. هناك يتم تقسيمها إلى ثاني أكسيد الكربون والماء كجزء من عملية التمثيل الغذائي للطاقة. أثناء هذا الانهيار ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في الكربوهيدرات للحفاظ على العمليات الفيزيائية. عندما يتم حرق الكربوهيدرات ، يتم توليد الحرارة ويتم تنفيذ نشاط العضلات.

يتم تخزين الكربوهيدرات الزائدة على شكل جلوكوجين في الكبد والعضلات. الجلوكوجين هو كربوهيدرات معقدة النشوية. إذا كان إمداد الطاقة منخفضًا جدًا ، فإن مخازن الكربوهيدرات هذه تستخدم في البداية لتوليد الطاقة.

مصادر الطاقة الأخرى هي الدهون والأحماض الدهنية. تحتوي الدهون على نسبة طاقة أعلى من الكربوهيدرات. على سبيل المثال ، يحتوي جرام واحد من السكر على 4 سعرات حرارية. ومع ذلك ، يوجد في غرام واحد من الدهون 9 سعرات حرارية. الدهون مسؤولة عن إمداد الطاقة على المدى الطويل. عندما يتم استهلاك الكربوهيدرات ، يتم استخدام مخازن الدهون لتوليد الطاقة. عادة ما تكون الدهون ناتجة عن زيادة الكربوهيدرات والدهون. في سياق التطور ، وجد الكائن الحي طريقة لتخزين المخزونات على شكل دهون أثناء فترات الجوع. في أوقات الوفرة ، تم استهلاك المزيد مما هو ضروري حاليًا لتتمكن من تخزين الطاقة الزائدة.

يمكن أن تعمل البروتينات أيضًا كمورد للطاقة. على سبيل المثال ، عندما يتم استهلاك مخازن الكربوهيدرات ، يتم تقسيم بروتينات الجسم أولاً إلى حد متزايد إلى أحماض أمينية. ثم يتم تحويلها إلى جلوكوز كجزء مما يعرف باسم استحداث السكر من أجل الحفاظ على مستويات السكر في الدم.

تتم بعض العمليات الفيزيائية في البداية فقط بمساعدة الكربوهيدرات. يعتمد نشاط المخ على إمداد الجلوكوز. إذا انخفض مستوى السكر في الدم بشكل خطير ، فقد يؤدي ذلك إلى فقدان الوعي.

يستهلك الجسم الطاقة حتى في ظل ظروف الراحة القصوى. على سبيل المثال ، يجب أن تظل درجة حرارة الجسم ثابتة. علاوة على ذلك ، تستمر جميع العمليات الحيوية مثل نشاط القلب أو التنفس أو نشاط الدماغ. يختلف معدل الأيض أثناء الراحة من شخص لآخر. عادة ما يكون لدى الرجال معدل الأيض الأساسي أعلى من النساء بسبب كتلة عضلاتهم الكبيرة. عادة ما يكون من 2000 إلى 2400 سعر حراري في البالغين.

ثم ينتج معدل دوران الأداء عن الإجهاد البدني الإضافي. ليس فقط الحركة الإضافية تستهلك الطاقة. يتم أيضًا تحفيز القلب والتنفس والعمليات الأخرى أثناء النشاط البدني وتتطلب طاقة أكبر.

الامراض والاعتلالات

إذا كان هناك اختلالات طويلة الأمد في استقلاب الطاقة ، يمكن أن تحدث الأمراض. يعود أصل هذه الأمراض إلى عدم تطابق احتياجات الطاقة وإمدادات الطاقة. في الأزمنة السابقة (وأحيانًا في أجزاء أخرى من العالم) كان هناك العديد من الوفيات كجزء من فترات الجوع.لا يمكن تلبية الطلب على الطاقة بسبب عدم توفر ما يكفي من الغذاء. عندما تم استخدام احتياطيات الطاقة التي يبنيها الجسم ، كان على الكائن الحي الاعتماد على بروتينات الجسم نفسها في شكل عضلات. عندما تم استخدام هذه الأجهزة تقريبًا ، تم أيضًا تكسير الأعضاء نفسها ، مما أدى في النهاية إلى فشل العديد من الأعضاء.

يوجد حاليًا ظرف آخر يمكن أن يؤدي إلى مرض خطير ، على الرغم من عدم تسببه في الوفاة بسرعة. غالبًا ما يؤدي الإمداد الغذائي الوفير في الوقت الحاضر إلى الإفراط في تناول الطعام. يتم استهلاك سعرات حرارية أكثر من استهلاكها. والنتيجة هي زيادة تخزين الدهون في الجسم ، والتي يمكن أن تؤدي على المدى الطويل إلى الإصابة بأمراض مثل مرض السكري وتصلب الشرايين أو أمراض القلب والأوعية الدموية بكل عواقبها. بالإضافة إلى هذه الأمراض ، يتزايد أيضًا عدد أمراض الروماتيزم والسرطان. لتجنب أمراض الحضارة من هذا النوع ، يوصى باتباع أسلوب حياة صحي مع الكثير من التمارين واتباع نظام غذائي متوازن.