Węglowodany, w postaci glukozy, są preferowanym źródłem energii w twoim ciele. Ale kiedy nie spożywasz wystarczającej ilości węglowodanów, twoje ciało może zmienić się w tłuszcz lub białko w celu uzyskania energii. Tłuszcz jest niezwykle bogaty w energię i może zasilać twoje ciało, nawet jeśli pościsz. Tłuszcz można przekształcić w glukozę, ale proces jest tak nieefektywny, że tracisz energię.
Wskazówka
Kiedy tłuszcz jest rozkładany na glicerol lub nieparzyste kwasy tłuszczowe o łańcuchu węglowym, może zostać przekształcony w glukozę.
Używanie makroelementów do energii
Jedzenie dostarcza składników odżywczych niezbędnych do przeżycia. W żywności znajdują się mikroelementy, w tym witaminy i minerały, których potrzebuje Twój organizm. Podczas gdy mikroelementy są ważne, większość żywności składa się z makroskładników, takich jak białko, węglowodany lub tłuszcz. Wszystkie pełnią różne role, ale wszystkie można wykorzystać na energię. To jeden z powodów, dla których ludzie są tak zdolni do przystosowywania się do diety.
Kiedy jesz, dajesz swojemu ciału energię. Trawiąc jedzenie, rozkładasz je na coraz mniejsze części. Węglowodany zamieniają się w glukozę. Białko staje się aminokwasami. Tłuszcz rozkłada się na trójglicerydy i kwasy tłuszczowe. Wszystkie te mniejsze części żywności można wykorzystać na energię.
Adenozynotrifosforan
Energia wydaje się być szerokim pojęciem, ale tak naprawdę odnosi się do trifosforanu adenozyny lub ATP, który daje energię większości żywych istot. Zarówno rośliny, zwierzęta, jak i ludzie zależą od ATP dla komórek mocy. Twoje ciało po prostu nie działałoby bez ATP.
Łatwo jest myśleć o ATP jako o baterii, jak opisano w artykule z University of Utah. Niesie energię wokół twoich komórek. Daje mięśnie energii do skurczu, a neurony energii do strzału.
Rozkład glukozy na pirogronian
Potrzebujesz zasobów, aby wytworzyć ATP, który otrzymujesz z jedzenia. Węglowodany są najłatwiejszym źródłem paliwa dla twojego organizmu. Proces pozyskiwania energii z węglowodanów jest znacznie prostszy i szybszy niż pozyskiwanie jej z białka lub tłuszczu.
Twój układ trawienny rozkłada węglowodany na glukozę, która jest najprostszym ze wszystkich cukrów. Twoje ciało dalej rozkłada glukozę za pomocą różnych reakcji chemicznych. Proces rozkładu glukozy nazywa się glikolizą.
Podczas glikolizy twoje ciało wytwarza dwie cząsteczki zwane pirogronianami na jednostkę glukozy. Są to cząsteczki, których ciało używa do tworzenia ATP. Te pirogroniany można stosować na dwa różne sposoby, w zależności od tego, jak ciężko pracuje twoje ciało.
Cykl kwasu mlekowego
Jeśli twoje ciało natychmiast potrzebuje energii, zamienia pirogronian w kwas mlekowy. Podczas intensywnych ćwiczeń, takich jak podnoszenie dużych ciężarów lub bieganie, twoje ciało wykorzystuje kwas mlekowy do wytwarzania energii.
Intensywne ćwiczenia nazywane są ćwiczeniami beztlenowymi, ponieważ nie potrzebujesz tlenu do wytworzenia energii. Dlatego szybsze jest przekształcenie pirogronianu w kwas mlekowy, ponieważ nie jest potrzebny tlen.
Energia beztlenowa ma dwie główne wady. Po pierwsze, gdy gromadzi się kwas mlekowy, spowalnia i zatrzymuje proces chemiczny, który wytwarza energię. Dlatego nie możesz wytrzymać sprintu, a twoje mięśnie zawodzą podczas ciężkiego podnoszenia ciężarów.
Inną wadą jest to, że z tego procesu nie można zarobić dużo ATP. Jest szybki, ale nieefektywny. Dla każdej używanej cząsteczki glukozy możesz utworzyć cztery ATP. To o wiele mniej niż wtedy, gdy twoje ciało zużywa tlen.
Cykl Krebsa
W spoczynku lub podczas treningu wytrzymałościowego twoje ciało zużywa energię tlenową. Oznacza to, że używa tlenu do wytworzenia paliwa. Mówiąc dokładniej, oznacza to, że używasz tlenu do wydobywania dużej ilości energii z pirogronianu.
Aby to zrobić, twoje ciało przekształca pirogronian w coś zwanego acetylo CoA . Po przygotowaniu acetylo-CoA można rozpocząć cykl Krebsa .
Cykl Krebsa, zwany także cyklem TCA lub cyklem kwasu cytrynowego, jest łańcuchem reakcji chemicznych, które ekstrahują ATP z acetylo-CoA za pomocą tlenu. Jest o wiele bardziej wydajny niż metabolizm beztlenowy. W efekcie zyskujesz 30 cząsteczek ATP na cząsteczkę glukozy.
Używanie tłuszczu do energii
Ciała większości żywych gatunków wykorzystują ten proces do pozyskiwania energii z glukozy. Wiele zwierząt może również wykorzystywać tłuszcz do tworzenia acetylo-CoA, co oznacza, że mogą wydobywać energię z tłuszczu, jeśli zabraknie węglowodanów.
Aby wydobyć energię z tłuszczu, twoje ciało rozkłada komórki tłuszczowe lub tłuszcz z pożywienia na trójglicerydy. Ten proces nazywa się lipolizą. Trójglicerydy to rodzaj tłuszczu, który trafia do krwioobiegu, dzięki czemu jest dostępny dla reszty organizmu.
Gdy znajdzie się we krwi, twoje ciało może przekształcić trójglicerydy w kwas tłuszczowy i glicerol. Kwasy tłuszczowe są następnie przekształcane w acetylo CoA, który wchodzi w cykl Krebsa w taki sam sposób jak glukoza.
Metabolizm tłuszczów daje około dwa razy więcej energii na wagę niż glukoza, co czyni go bogatym źródłem energii.
Przy całej elastyczności i niuansach w twoim metabolizmie wydaje się, że nic nie może zrobić ciało. W rzeczywistości może nawet wytwarzać glukozę z aminokwasów, które są budulcem białka. Jednak ciężko jest mu wytwarzać glukozę z tłuszczu.
Nie ma potrzeby tworzenia glukozy z tłuszczu. Twoje ciało może już wytwarzać niesamowitą ilość ATP z tłuszczu. Nawet jeśli twoje ciało nie ma glukozy we krwi, może rozbić mięśnie i przekształcić je w glukozę za pomocą aminokwasów.
Tworzenie nowej glukozy
Glukoneogeneza to termin opisujący syntezę nowej glukozy przez inne cząsteczki. Może używać aminokwasów, kwasu mlekowego i glicerolu, który jest ekstrahowany z tłuszczu. Problem z glukoneogenezą polega na tym, że faktycznie zużywasz energię. Podczas całego procesu wymagane jest sześć ATP.
Proces ten zachodzi głównie w wątrobie, ale także w nerkach. Twoje ciało bierze te cząsteczki i przekształca je w pirogronian. Glukozę można rozbić na pirogronian, aby wykorzystać ją na energię, ale teraz dzieje się odwrotnie. Twoje ciało zamienia pirogronian w glukozę poprzez odwrócenie reakcji chemicznych, które doprowadziły do powstania pirogronianu.
Z punktu widzenia przetrwania jest to niezwykle przydatne. Pozwala ludziom jeść beztłuszczowe diety o wysokiej zawartości tłuszczu i węglowodanów. Pomaga nawet utrzymywać stały poziom energii między posiłkami.
Przekształcanie kwasów tłuszczowych w glukozę
Istnieje inny sposób przekształcania tłuszczu w glukozę: stosowanie kwasów tłuszczowych. Jest to jednak nawet mniej wydajne niż przekształcanie glicerolu w glukozę. Chodzi o to, że można używać tylko kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla. Każdy kwas tłuszczowy ma węgle, ale większość ma parzystą liczbę węgli.
Dzięki dziwnym węglowym kwasom tłuszczowym twoje ciało może stworzyć coś zwanego propionylo-CoA , który jest podobny do acetylo-CoA. Twoje ciało bierze tę cząsteczkę i przekształca ją w sukcynylo CoA. ATP jest wymagane do przekształcenia cząsteczki, co oznacza, że tracisz energię. Dzięki sukcynylo CoA twoje ciało może wytwarzać pirogronian, który przekształca z powrotem w glukozę.
