Откуда организм берет энергию для жизнедеятельности? Для простоты понимания разберем модель организма человека.
Давайте представим наше тело в виде многофункциональной электростанции, производящей свет и тепло. Для функционирования станции необходимо топливо. Для обеспечения бесперебойной работы необходимы устройства, аккумулирующие энергию и обеспечивающие ее непрерывную подачу.
Также станции необходим строительный материал для поддержания целостности механизмов и отводящая система, выводящая из цикла отходы производства. Кроме этого производственному процессу необходимы автоматизация и управление.
Роль топлива в нашей живой модели играет пища. Все многообразие современных продуктов питания можно свести к трем простым составляющим — их еще называют нутриентами. В топку нашей станции в конечном итоге попадают белки, жиры и углеводы, но не они сами являются топливом для нашего организма, а их простые составляющие.
Топкой выступает пищеварительная система. Именно она отвечает за усвоение сложных молекул питательных веществ и разложение их на более простые составляющие. Так, все углеводы в конечном этапе распадаются до молекул глюкозы, жиры — до молекул жирных кислот, а белки — до молекул аминокислот.
И вот тут в процесс вступает непосредственно живая клетка. В ней заканчивается процесс сортировки и переработки топлива. В нашей живой станции не все топливо сгорает. Ведь кроме выделения света (энергии) и тепла необходимо еще и поддержание механизма в рабочем состоянии, постоянный ремонт и достройка производственных мощностей.
Поэтому аминокислоты, которые являются «кирпичиками» сложных молекул белка, организм предпочитает использовать именно в качестве строительного материала. Молекулы аминокислот содержат азот — химический элемент, которого нет ни в углеводах, ни в жирах.
В клетке из аминокислот синтезируется новый белок — материал, который является уникальным именно для данного живого организма и который необходим для роста организма и регулировки всех внутренних процессов.
Частично в качестве строительного материала используется и жир. Молекулы жира также синтезируются в клетках, они идут на построение клеточных стенок-мембран и синтез веществ-регуляторов, которые вместе с белком участвуют в управлении нашей многофункциональной станцией. Однако жир является еще и высокоэнергетическим топливом. Именно поэтому организм так любит откладывать его «про запас» в своих «кладовых».
Углеводы — это высококачественное чистое топливо. Именно его больше любит «сжигать» в своей внутренней топке живая клетка. Для производства энергии углеводы сжигать проще и быстрее да и складировать их в низменном виде особо некуда.
«Складских» помещений, приспособленных для хранения жиров, в организме человека в сотни раз больше, чем для хранения углеводов.
Таким образом, в основе производства энергии для жизнедеятельности лежат 2 природных механизма: углеводный и жировой. Важно понимать, что эти механизмы абсолютно равнозначны для слаженной работы живой системы.
Часть энергии, которая образуется при сгорании топлива в клетке, расходуется сразу на выделение тепла (поддержание температуры тела). Но большая часть энергии запасается в молекулах-аккумуляторах, например, АТФ (аденозин-три-фосфорная кислота) и креатинфосфатах.
По количеству запасенной энергии можно судить об энергоемкости топлива. Так, одна молекула глюкозы, сгорая, выделяет энергию для синтеза 38 молекул АТФ. А одна молекула жирной кислоты после утилизации способствует синтезу 108 молекул АТФ. Таким образом, жир как топливо более эффективен для работы нашей станции.
Почему же далеко не всегда жир сгорает сразу в топке, а идет на пополнение запасов в «кладовых» — в жировых клетках подкожной клетчатки, добавляя нам лишние сантиметры на груди, талии и бёдрах, делая наше тело неуклюжим и малоэстетичным? Вся причина кроется как раз в управлении производственным процессом.
Автоматизация ваших живых многофункциональных станций (то есть тел) удивительно высока. Центральный пульт управления в ней — это ваша нервная система. А роль рычагов управления берут на себя особые вещества — гормоны. Нервная и гормональная регуляция работы живого организма тесно связаны и практически неотделимы друг от друга.