Élelmiszer-energia és ATP-biológia a majorok számára II

Az állatoknak táplálékra van szükségük az energia megszerzéséhez és a homeosztázis fenntartásához. A homeosztázis a rendszer azon képessége, hogy stabil belső környezetet tudjon fenntartani a környezet külső változásai ellenére is. Például az emberek normális testhőmérséklete 37 ° C (98,6 ° F). Az emberek akkor is fenntartják ezt a hőmérsékletet, ha a külső hőmérséklet meleg vagy hideg. Ehhez a testhőmérséklet fenntartásához energiára van szükség, és az állatok ezt az energiát táplálékból nyerik.

Az állatok elsődleges energiaforrása a szénhidrát, elsősorban a glükóz. A glükózt a test üzemanyagának nevezik. Az állati étrend emészthető szénhidrátjai katabolikus kémiai reakciók révén glükózmolekulává alakulnak.

Az adenozin-trifoszfát vagy ATP az elsődleges energia pénznem a sejtekben; Az ATP foszfát-észter kötésekben tárolja az energiát. Az ATP energiát szabadít fel, amikor a foszfodiészter kötések megszakadnak, és az ATP átalakul ADP -vé és foszfátcsoporttá. Az ATP-t a sejt citoplazmájában és mitokondriumában lévő oxidatív reakciók állítják elő, ahol a szénhidrátok, fehérjék és zsírok metabolikus reakciók sorozatán mennek keresztül, amelyeket együttesen celluláris légzésnek hívnak. Például a glikolízis olyan reakciók sorozata, amelyben a glükóz átalakul pironsavvá, és kémiai potenciális energiájának egy része átkerül a NADH-ba és az ATP-be.

Az ATP minden sejtfunkcióhoz szükséges. A sejtekhez és szövetekhez szükséges szerves molekulák felépítésére használják; energiát biztosít az izmok összehúzódásához és elektromos jelek továbbításához az idegrendszerben. Amikor az ATP mennyisége meghaladja a test szükségleteit, a máj az ATP és a glükóz feleslegét felhasználja glikogén nevű molekulák előállításához. A glikogén a glükóz polimer formája, és a májban és a vázizomsejtekben tárolódik. Ha csökken a vércukorszint, a máj felszabadítja a glükózt a glikogén készletéből. A vázizom intenzív edzés közben átalakítja a glikogént glükózzá. A glükóz és a felesleges ATP glikogénné alakításának folyamata és a felesleges energia tárolása evolúciós szempontból fontos lépés az állatok mobilitásának, táplálékhiányának és éhínségének kezelésében.

Elhízottság

Az elhízás komoly egészségügyi problémát jelent az Egyesült Államokban, és egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek az elhízás és az általa vezethető betegségek, például a 2-es típusú cukorbetegség, a vastagbél- és mellrák, valamint a szív- és érrendszeri betegségek csökkentésére. Hogyan járul hozzá az elfogyasztott étel az elhízáshoz?

A zsíros ételek kalóriatartalmúak, vagyis tömegükben több kalória van, mint szénhidrátokban vagy fehérjékben. Egy gramm szénhidrát négy kalóriát tartalmaz, egy gramm fehérje négy kalóriát és egy gramm zsír kilenc kalóriát tartalmaz. Az állatok magasabb energiatartalmuk miatt hajlamosak lipidekben gazdag táplálékra.

Az éhség („enni ideje”) és a jóllakottság („az evés abbahagyásának ideje”) jeleit az agy hipotalamusz régiójában szabályozzák. A zsírsavakban gazdag ételek inkább elősegítik a jóllakottságot, mint a csak szénhidrátokban gazdag ételek.

A felesleges szénhidrátot és ATP-t a máj felhasználja a glikogén szintéziséhez. A glikolízis során keletkező piruvátot zsírsavak szintetizálására használják. Ha a szervezetben a szükségesnél több a glükóz, a keletkező piruvát felesleg molekulákká alakul, amelyek végül zsírsavak szintézisét eredményezik a testben. Ezeket a zsírsavakat zsírsejtekben tárolják - az emlős test zsírsejtjeiben, amelyek elsődleges feladata a zsír későbbi felhasználás céljából történő tárolása.

Fontos megjegyezni, hogy egyes állatok számára előnyös az elhízás. A jegesmedvéknek és a fókáknak testzsírra van szükségük a szigeteléshez, és ahhoz, hogy sarkvidéki télen ne veszítsék el a testhőt. Ha kevés az étel, a raktározott testzsír energiát biztosít a homeosztázis fenntartásához. A zsírok megakadályozzák az emlősök éhínségét, lehetővé téve számukra, hogy energiához jussanak, ha naponta nem áll rendelkezésre élelmiszer; a zsírokat akkor tárolják, ha nagy ölést végeznek, vagy sok étel áll rendelkezésre.