Presnova energije

Od Presnova energije telesa značilen biokemični razpad visokoenergijskih organskih izhodnih spojin na nizkoenergijske anorganske spojine s sproščanjem energije. Ta energija je potrebna za vzdrževanje bioloških procesov. Poleg tega je treba razlikovati med presnovo energije in gradbenim metabolizmom (anabolizem).

Kakšna je energetska presnova?

Vsak organizem je podvržen tako energiji kot gradbeni presnovi. Za presnovo energije je značilno sproščanje energije za zagotavljanje telesnih procesov. V nasprotju s tem se telesni lastni beljakovine, nukleinske kisline, maščobe in ogljikovi hidrati naberejo med gradbenim metabolizmom.

Energija je potrebna za vzdrževanje bioloških procesov. Živo bitje mora napajati energijo od zunaj, da sploh obstaja. Rastline pretvorijo sončno energijo s pomočjo fotosinteze v kemično energijo ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin. Živali in ljudje potrebujejo kemično energijo teh snovi, da podpirajo življenje.

Za proizvodnjo energije se uporabljajo predvsem ogljikovi hidrati in maščobe. Aminokisline in beljakovine imajo tudi visoko energijsko vsebnost. Vendar pa so predvsem potrebni za izgradnjo telesa.

Energetski metabolizem človeka zagotavlja osnovno hitrost presnove in izhodno presnovo. Bazalna hitrost presnove vključuje presnovo energije za vse vitalne energetske procese, ki so potrebni v popolnem stanju mirovanja. Pretvorba zmogljivosti opisuje dodatno porabo energije med telesno vadbo.

Funkcija in naloga

Po eni strani prehrana ljudi služi ohranjanju telesnih funkcij in zagotavljanju dodatnih zmogljivosti med telesno aktivnostjo. Po drugi strani so telesne lastne snovi (beljakovine) sestavljene iz gradnikov hranilnih snovi (predvsem beljakovin).

Ogljikovi hidrati in maščobe so glavni viri energije. Beljakovine lahko uporabljamo samo za pridobivanje energije, če vnos hrane ni zadosten. Tako je na primer v stanju lakote (stradanje metabolizma). Vendar pa bo morda potrebno tudi pridobivanje energije iz beljakovin kot del običajnega metabolizma (s povečanim vnosom beljakovin).

Ogljikovi hidrati so kratkoročni dobavitelji energije. Po dieti z visoko ogljikovimi hidrati se raven sladkorja v krvi dvigne. Posledica tega je povečana proizvodnja inzulina. Insulin zagotavlja, da se krvni sladkor porazdeli v posamezne celice. Tam se razgradi na ogljikov dioksid in vodo kot del energijskega metabolizma. Med tem razpadom se kemična energija, shranjena v ogljikovih hidratih, sprosti za vzdrževanje fizikalnih procesov. Ko se ogljikovi hidrati zgorejo, se ustvarja toplota in se izvaja mišična aktivnost.

Odvečni ogljikovi hidrati so shranjeni kot glukogen v jetrih in mišicah. Glukogen je škrobni kompleksni ogljikov hidrat. Če je oskrba z energijo prenizka, se te zaloge ogljikovih hidratov sprva uporabljajo za pridobivanje energije.

Drugi viri energije so maščobe in maščobne kisline. Maščobe imajo še višjo energijsko vsebnost kot ogljikovi hidrati. Na primer, en gram sladkorja vsebuje 4 kilokalorije. V enem gramu maščobe pa je že 9 kilokalorij. Maščobe so odgovorne za dolgoročno oskrbo z energijo. Ko se ogljikovi hidrati porabijo, se maščobne zaloge porabijo za pridobivanje energije. Maščobe so običajno posledica presežnih ogljikovih hidratov in maščob. Tekom evolucije je organizem našel način, kako v obdobjih lakote shraniti zaloge v obliki maščobe. V časih obilja se je porabilo več, kot je bilo trenutno potrebno, da bi lahko shranili odvečno energijo.

Beljakovine lahko služijo tudi kot dobavitelji energije. Na primer, ko se zaloge ogljikovih hidratov porabijo, se lastne beljakovine v telesu najprej v večji meri razgradijo na aminokisline. Te se nato pretvorijo v glukozo kot del tistega, kar je znano kot glukoneogeneza, da se ohrani raven sladkorja v krvi.

Nekateri fizikalni procesi se sprva odvijajo le s pomočjo ogljikovih hidratov. Dejavnost možganov je odvisna od preskrbe s glukozo. Če raven krvnega sladkorja nevarno pade, lahko to privede do nezavesti.

Telo porabi energijo tudi v ekstremnih pogojih počitka. Na primer, telesna temperatura mora biti konstantna. Nadalje se nadaljujejo vsi vitalni procesi, kot so srčna aktivnost, dihanje ali možganska aktivnost. Presnovna hitrost počitka je pri vsaki osebi različna. Običajno imajo moški višjo bazalno presnovno stopnjo kot ženske zaradi večje mišične mase. Običajno je od 2000 do 2400 kilokalorij pri odraslih.

Promet učinkovitosti je posledica dodatnega fizičnega napora. Ne samo, da dodatno gibanje porablja energijo. Srčno, dihanje in drugi procesi se spodbujajo tudi med telesno aktivnostjo in imajo večje potrebe po energiji.

Bolezni in bolezni

Če obstajajo dolgoročna neravnovesja v presnovi energije, lahko pride do bolezni. Te bolezni izvirajo iz neusklajenosti potreb po energiji in oskrbe z energijo. V prejšnjih časih (in včasih še vedno v drugih delih sveta) je bilo v smrtnih obdobjih veliko smrti.Povpraševanja po energiji ni bilo mogoče zadovoljiti, ker ni bilo na voljo dovolj hrane. Ko so se porabile energijske rezerve, ki jih je telo nabralo, je moral organizem v obliki mišic spet prepustiti lastne beljakovine. Ko so bili ti skoraj porabljeni, so bili tudi sami organi pokvarjeni, kar je na koncu privedlo do odpovedi več organov.

Trenutno obstaja še ena okoliščina, ki sicer ne povzroči smrti tako hitro, lahko vodi do resnih bolezni. Danes zaloga hrane v izobilju danes pogosto vodi do prenajedanja. Zaužijemo več kalorij kot zaužijemo. Rezultat je povečano skladiščenje telesne maščobe, kar lahko dolgoročno privede do bolezni, kot so diabetes mellitus, arterioskleroza ali bolezni srca in ožilja z vsemi njihovimi posledicami. Poleg teh bolezni narašča tudi število revmatičnih bolezni in raka. Da bi se izognili takšnim civilizacijskim boleznim, je priporočljiv zdrav način življenja z veliko vadbe in uravnoteženo prehrano.