תוֹכֶן
אנו מקבלים אנרגיה מהמזון שאנו אוכלים, הנמדד בקלוריות. אנרגיה זו, על פי החוק השני של התרמודינמיקה, תומר לצורה אחרת לאחר שנצרוך אותה. תזונה יומית אופיינית מורכבת ממזונות משלוש הקטגוריות העיקריות, כלומר פחמימות, חלבונים, שומנים ושמנים. ברגע שהם בגוף, משתמשים במזונות אלה להרכבת הגוף, עוברים חילוף חומרים כדי לספק אנרגיה או מאוחסנים כדי לייצר אנרגיה שתשמש בעתיד. חלק מהתגובות הכימיות המתרחשות בתוך התאים יעילות בייצור אנרגיה, אחרות אינן. גוף האדם עוקב אחר עקרונות תרמודינמיים בהתאם לתגובות היעילות ביותר לאחסון והפקת אנרגיה.
פוטנציאל
כל מזון שנצרך יכול לספק כמות פוטנציאלית של אנרגיה: פחמימות מספקות ארבע קלוריות לגרם; שומנים, תשעה קלוריות; חלבונים, ארבע קלוריות לגרם. האנרגיה הכלולה במזון שאנו צורכים היא, לרוב, אנרגיה כימית ואנרגיה פוטנציאלית. תזונה ממוצעת צריכה להיות מורכבת מאלפיים קלוריות ביום, אך אדם עלול בסופו של דבר לצרוך כשלושת אלפים קלוריות ביום, וזה הרבה אנרגיה פוטנציאלית.
אפקטים
הגוף צובר את האנרגיה שלו במולקולות הפשוטות ביותר, שמקורן במזון הנצרך. פחמימות מתפרקות לצורותיה הפשוטות ביותר, גלוקוז, המשתחרר לזרם הדם כדי להמיר מיד לאנרגיה בתאים שבהם הוא נחוץ. זה קורה בתהליך רב-שלבי, המכונה גליקוגנזה. הגלוקוז הנוסף שאינו נחוץ מומר לגליקוגן ומאוחסן בכבד וברקמת השריר. כאשר הגלוקוז בדם יורד מתחת לרמות האידיאליות - כמשמש - הכבד ממיר את הגליקוגן בחזרה לגלוקוז ומשחרר אותו לזרם הדם.
שיקולים
במצבי צום, כאשר כבר נעשה שימוש בכל הגלוקוז הזמין, הגוף מחפש מקורות אנרגיה חלופיים, כמו חלבון, שומנים ושמנים. לאחר שנבלע חלבון מתפרק למרכיביו הפשוטים ביותר: חומצות אמינו. אלה משמשים בעיקר לבניית שרירים, אך במהלך משבר אנרגיה, חומצות האמינו עוברות גלוקונאוגנזה, והופכות את שלד הפחמימות של חומצות האמינו למצע שניתן להשתמש בו בגליקוגנזה. השומן עובר תגובה דומה, המומר לטריגליצרידים העוברים ליפוליזה ליצירת גליצרול, אשר בתורו ניתן להמיר לשימוש בגליקוליזה.
מַשְׁמָעוּת
התגובה הכימית היעילה ביותר לייצור אנרגיה היא גליקוליזה, חשוב מכיוון שהיא מביאה ליצירת אדנוזין טריפוספט (ATP). חומר זה ידוע בכינויו "מטבע האנרגיה" של גוף האדם. ATP מכיל סגסוגת פוספט עשירה באנרגיה, כאשר היא נשברת, משחררת אנרגיה לכל מטרה שהגוף זקוק לה. לאחר ש- ATP מאבד פוספט, זה נקרא אדנוזין דיפוספט (ADP) ו- ADP זה נכנס שוב לתגובה הכימית של הגליקוליזה, שם הוא מקבל קשר נוסף של פוספט עשיר באנרגיה הממיר אותו חזרה ל- ATP. תאים פעילים, כמו תאי שריר, מכילים בדרך כלל רמות גבוהות של ATP.
אַזהָרָה
מספר מחלות נקשרו לעודף גליקוגן המאוחסן בתאים. מצב זה נגרם בדרך כלל מפגם גנטי. מחלות מאופיינות במחסור באנזימים חשובים הנדרשים להמרת גליקוגן לגלוקוז. תסמין שכיח להפרעות אלו הוא רמת סוכר נמוכה בדם. כאשר יש עודף גלוקוז בתאי השריר, המטופל חש חולשת שרירים וחוסר יכולת להתאמן.
