Химията на човешкото тяло или на всеки жив организъм е много сложна. Въпреки това химичните реакции, открити в човешкото тяло, следват същите енергийни принципи, които следват и другите химични реакции.

Откъде идва енергията, която захранва телата ни? Подробностите са сложни, но можем да разгледаме някои прости процеси в основата на клетъчната дейност.

Важна реакция, която осигурява енергия за нашите тела, е окисляването на глюкозата (C 6H 12O 6):

C 6H 12O 6 (s) + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) + 6H 2O (ℓ) + 670 kcal

Като се има предвид, че 1 mol от C 6H 12O 6 (s) има обем от около 115 ml, можем да видим, че глюкозата е компактен източник на енергия.

Глюкозата и другите захари са примери за въглехидрати Един от основните диетични компоненти, като глюкоза и други захари, който доставя енергия за тялото., които са един от трите основни хранителни компонента на човешката диета. Всички въглехидрати доставят приблизително 4 kcal/g. Можете да проверите това, като вземете топлината на реакцията за окисление на глюкозата и я разделите на нейната моларна маса. Протеини Градивни елементи на структурните тъкани, като мускулите и кожата., градивните елементи на структурните тъкани като мускулите и кожата, също доставят около 4 kcal/g. Други важни енергийни източници за тялото са мазнините Съединение, съставено предимно от въглеводородни вериги, което доставя енергия за тялото., които са до голяма степен въглеводородни вериги. Мазнините осигуряват още повече енергия на грам, около 9 kcal/g. Подробно обсъждане на въглехидратите и мазнините и тяхната химия в организма се намира в глава 16 "Въглехидрати" и глава 17 "Липиди".

Друга важна реакция е превръщането на аденозин трифосфат (АТФ) в аденозин дифосфат (АДФ), което е показано на Фигура 7.5 "АТФ в АДФ". При физиологични условия разкъсването на O-P връзка и образуването на O-P и две O-H връзки отделя около 7,5 kcal/mol АТФ. Това може да не изглежда като много енергия, особено в сравнение с количеството енергия, отделяно, когато глюкозата реагира. Достатъчно енергия обаче е за подхранване на други биохимично важни химични реакции в нашите клетки.

Фигура 7.5 ATP към ADP

реакции

Превръщането на АТФ (отгоре) в ADP (отдолу) осигурява енергия за клетките на тялото.

Дори сложните биологични реакции трябва да се подчиняват на основните правила на химията.

Фокус в кариерата: Диетолог

Диетологът е специалист по хранене, който предава информация, свързана с храните, на широката общественост. По този начин диетолозите насърчават общото благосъстояние сред населението и помагат на хората да се възстановят от заболявания, свързани с храненето.

Диетата ни не само ни доставя енергия. Също така получаваме витамини, минерали и дори вода от това, което ядем. Яденето на твърде много, твърде малко или недостатъчно от правилните храни може да доведе до различни проблеми. Диетолозите са обучени да дават конкретни диетични препоръки за справяне с определени въпроси, свързани със здравето. Например, диетолог може да работи с човек, за да разработи цялостна диета, която да помогне на този човек да отслабне или да контролира диабета. Болниците наемат диетолози при планиране на менюта за пациенти, а много диетолози работят с обществени организации за подобряване на хранителните навици на големи групи хора.

Упражнение за преглед на концепцията

Какво е енергийното съдържание на грам протеини, въглехидрати и мазнини?

Отговор

протеини и въглехидрати: 4 kcal/g; мазнини: 9 kcal/g

Ключово за внос

  • Енергията за захранване на човешкото тяло идва от химични реакции.

Упражнения

Порция пълномаслено мляко от 8 унции съдържа 8,0 g мазнини, 8,0 g протеини и 13 g въглехидрати. Приблизително колко килокалории съдържа?

Порция картофен чипс има 160 kcal. Ако чипсът има 15 g въглехидрати и 2,0 g протеин, приблизително колко грама мазнини има в порция картофен чипс?

Средната телесна температура на човек е 37 ° C, докато средната температура на околната среда е 22 ° C. Цялостният метаболизъм на човека е екзотермичен или ендотермичен?

Студенокръвните животни абсорбират топлината от околната среда за част от енергията, необходима им за оцеляване. Дали това е екзотермичен или ендотермичен процес?

Ако реакцията ATP → ADP отделя 7,5 kcal/mol, тогава обратният процес, ADP → ATP изисква 7,5 kcal/mol, за да продължи. Колко мола ADP могат да бъдат превърнати в ATP, като се използва енергията от 1 порция картофен чипс (вж. Упражнение 2)?

Ако при окислението на глюкозата се получават 670 kcal енергия на мол глюкоза, окислена, колко порции картофен чипс (вж. Упражнение 2) са необходими, за да се осигури същото количество енергия?