การเผาผลาญพลังงาน

ของ การเผาผลาญพลังงาน ของร่างกายมีลักษณะการสลายทางชีวเคมีของสารประกอบอินทรีย์พลังงานสูงให้กลายเป็นสารประกอบอนินทรีย์พลังงานต่ำพร้อมการปลดปล่อยพลังงาน พลังงานนี้จำเป็นในการรักษากระบวนการทางชีวภาพ นอกจากนี้ต้องสร้างความแตกต่างระหว่างการเผาผลาญพลังงานและการสร้างเมตาบอลิซึม (anabolism)

การเผาผลาญพลังงานคืออะไร?

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องได้รับทั้งพลังงานและการสร้างการเผาผลาญ การเผาผลาญพลังงานมีลักษณะการปลดปล่อยพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการต่างๆของร่างกาย ในทางตรงกันข้ามโปรตีนกรดนิวคลีอิกไขมันและคาร์โบไฮเดรตของร่างกายจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างการสร้างเมตาบอลิซึม

พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษากระบวนการทางชีวภาพ สิ่งมีชีวิตต้องจัดหาพลังงานจากภายนอกเพื่อให้ดำรงอยู่ได้ทั้งหมด พืชเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์โดยการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นพลังงานเคมีของคาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีน สัตว์และมนุษย์ต้องการพลังงานเคมีของสารเหล่านี้เพื่อสนับสนุนชีวิต

คาร์โบไฮเดรตและไขมันส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตพลังงาน กรดอะมิโนและโปรตีนยังมีปริมาณพลังงานสูง อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่จำเป็นในการสร้างร่างกาย

การเผาผลาญพลังงานของมนุษย์ทำให้อัตราการเผาผลาญพื้นฐานและการเผาผลาญที่ส่งออก อัตราการเผาผลาญพื้นฐานรวมถึงการเผาผลาญพลังงานสำหรับกระบวนการที่มีพลังสำคัญทั้งหมดที่จำเป็นในการพักผ่อนอย่างสมบูรณ์ การแปลงประสิทธิภาพจะอธิบายการใช้พลังงานเพิ่มเติมระหว่างการออกกำลังกาย

ฟังก์ชันและงาน

ในแง่หนึ่งโภชนาการของมนุษย์ทำหน้าที่ในการรักษาการทำงานของร่างกายและเพิ่มประสิทธิภาพในระหว่างการออกกำลังกาย ในทางกลับกันสารในร่างกาย (โปรตีน) ถูกสร้างขึ้นจากส่วนประกอบของสารอาหาร (ส่วนใหญ่เป็นโปรตีน)

คาร์โบไฮเดรตและไขมันเป็นแหล่งพลังงานหลัก โปรตีนสามารถใช้เพื่อสร้างพลังงานได้ก็ต่อเมื่อมีการบริโภคอาหารไม่เพียงพอ เป็นกรณีตัวอย่างเช่นในภาวะหิว (การเผาผลาญของความอดอยาก) อย่างไรก็ตามอาจจำเป็นต้องสร้างพลังงานจากโปรตีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญตามปกติ (ด้วยปริมาณโปรตีนที่เพิ่มขึ้น)

คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่เป็นผู้จัดหาพลังงานระยะสั้น หลังจากรับประทานอาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตสูงระดับน้ำตาลในเลือดจะสูงขึ้น เป็นผลให้มีการผลิตอินซูลินเพิ่มขึ้น อินซูลินช่วยให้มั่นใจได้ว่าน้ำตาลในเลือดถูกกระจายไปยังเซลล์แต่ละเซลล์ มันถูกย่อยสลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญพลังงาน ในระหว่างการสลายนี้พลังงานเคมีที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตจะถูกปล่อยออกมาเพื่อรักษากระบวนการทางกายภาพ เมื่อคาร์โบไฮเดรตถูกเผาผลาญความร้อนจะถูกสร้างขึ้นและมีการทำงานของกล้ามเนื้อ

คาร์โบไฮเดรตส่วนเกินจะถูกเก็บไว้เป็นกลูโคเจนในตับและกล้ามเนื้อ กลูโคเจนเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่เป็นแป้ง หากแหล่งจ่ายพลังงานต่ำเกินไปร้านค้าคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้จะถูกใช้เพื่อสร้างพลังงานในขั้นต้น

แหล่งพลังงานอื่น ๆ ได้แก่ ไขมันและกรดไขมัน ไขมันมีปริมาณพลังงานสูงกว่าคาร์โบไฮเดรต ตัวอย่างเช่นน้ำตาล 1 กรัมมี 4 กิโลแคลอรี อย่างไรก็ตามในหนึ่งกรัมของไขมันมี 9 กิโลแคลอรีอยู่แล้ว ไขมันมีหน้าที่ในการจัดหาพลังงานในระยะยาว เมื่อคาร์โบไฮเดรตถูกใช้หมดจะมีการใช้ไขมันสะสมเพื่อสร้างพลังงาน ไขมันมักเป็นผลมาจากคาร์โบไฮเดรตและไขมันส่วนเกิน ในกระบวนการวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตได้ค้นพบวิธีการจัดเก็บหุ้นในรูปของไขมันในช่วงที่หิวโหย ในช่วงเวลาแห่งความอุดมสมบูรณ์มีการบริโภคมากกว่าที่จำเป็นในปัจจุบันเพื่อให้สามารถกักเก็บพลังงานส่วนเกินได้

โปรตีนยังสามารถทำหน้าที่เป็นผู้จัดหาพลังงาน ตัวอย่างเช่นเมื่อร้านค้าคาร์โบไฮเดรตถูกใช้จนหมดโปรตีนของร่างกายจะถูกย่อยสลายไปเป็นกรดอะมิโนในระดับที่เพิ่มขึ้นก่อน จากนั้นสิ่งเหล่านี้จะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เรียกว่า gluconeogenesis เพื่อรักษาระดับน้ำตาลในเลือด

กระบวนการทางกายภาพบางอย่างเริ่มแรกเกิดขึ้นโดยอาศัยคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น การทำงานของสมองขึ้นอยู่กับการจัดหากลูโคส หากระดับน้ำตาลในเลือดลดลงอย่างเป็นอันตรายอาจทำให้หมดสติได้

ร่างกายใช้พลังงานแม้อยู่ในสภาวะพักผ่อนมาก ๆ ตัวอย่างเช่นอุณหภูมิของร่างกายจะต้องคงที่ นอกจากนี้กระบวนการที่สำคัญทั้งหมดเช่นการทำงานของหัวใจการหายใจหรือการทำงานของสมองยังคงดำเนินต่อไป อัตราการเผาผลาญขณะพักจะแตกต่างกันสำหรับทุกคน โดยปกติผู้ชายจะมีอัตราการเผาผลาญพื้นฐานสูงกว่าผู้หญิงเนื่องจากมีมวลกล้ามเนื้อมากกว่า โดยปกติจะอยู่ที่ 2,000 ถึง 2400 กิโลแคลอรีในผู้ใหญ่

การหมุนเวียนของประสิทธิภาพจะเป็นผลมาจากความเครียดทางกายภาพที่เพิ่มขึ้น ไม่เพียง แต่การเคลื่อนไหวเพิ่มเติมจะสิ้นเปลืองพลังงาน หัวใจการหายใจและกระบวนการอื่น ๆ ยังได้รับการกระตุ้นในระหว่างการออกกำลังกายและมีความต้องการพลังงานมากขึ้น

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

หากมีความไม่สมดุลในการเผาผลาญพลังงานในระยะยาวอาจส่งผลให้เกิดโรคต่างๆได้ โรคเหล่านี้มีต้นกำเนิดจากความต้องการพลังงานและการจัดหาพลังงานที่ไม่ตรงกัน ในช่วงเวลาก่อนหน้านี้ (และบางครั้งก็ยังอยู่ในส่วนอื่น ๆ ของโลก) มีผู้เสียชีวิตจำนวนมากเนื่องจากเป็นช่วงเวลาแห่งความอดอยากไม่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานได้เนื่องจากมีอาหารไม่เพียงพอ เมื่อพลังงานสำรองที่ร่างกายสร้างขึ้นถูกใช้หมดไปสิ่งมีชีวิตก็ต้องถอยกลับไปใช้โปรตีนของร่างกายในรูปแบบของกล้ามเนื้อ เมื่อสิ่งเหล่านี้ถูกใช้จนเกือบหมดอวัยวะเองก็ถูกทำลายลงเช่นกันซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของอวัยวะหลายส่วนในที่สุด

ขณะนี้ยังมีอีกสถานการณ์หนึ่งที่ไม่ทำให้เสียชีวิตโดยเร็วอาจนำไปสู่การเจ็บป่วยที่รุนแรงได้ อาหารที่มีอยู่มากมายในปัจจุบันมักนำไปสู่การกินมากเกินไป มีการบริโภคแคลอรี่มากกว่าที่บริโภค ผลที่ได้คือการกักเก็บไขมันในร่างกายเพิ่มขึ้นซึ่งในระยะยาวอาจนำไปสู่โรคต่างๆเช่นโรคเบาหวานโรคเส้นเลือดอุดตันหรือโรคหัวใจและหลอดเลือดซึ่งผลที่ตามมาทั้งหมด นอกจากโรคเหล่านี้แล้วจำนวนโรครูมาติกและมะเร็งก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อหลีกเลี่ยงโรคอารยธรรมประเภทนี้แนะนำให้ใช้ชีวิตที่มีสุขภาพดีด้วยการออกกำลังกายและรับประทานอาหารที่สมดุล