Informacja

Czy podczas trawienia traci się część energii z pożywienia?

Czy podczas trawienia traci się część energii z pożywienia?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wiem, że energia chemiczna pożywienia jest zamieniana na energię cieplną, która jest wykorzystywana przez organizm w wielu reakcjach metabolicznych. W szczególności wiem, że zerwanie wiązań uwalnia energię.

Czy to oznacza, że ​​część energii z jedzenia jest tracona podczas trawienia? jak enzymy rozkładają duże cząsteczki żywności na mniejsze, rozpuszczalne? A może jest to powszechna koncepcja utraty energii podczas trawienia, ponieważ nie cała żywność jest wchłaniana, a część jest trawiona?


Zazwyczaj reakcje kataboliczne, takie jak hydroliza produktów spożywczych do ich monomerów, są procesem egzotermicznym. Obejmuje to przekształcanie białek w aminokwasy, skrobi w monosacharydy i tłuszczów w kwasy tłuszczowe plus glicerol. Na przykład hydroliza wiązania peptydowego łączącego aminokwasy w białku uwalnia 8-16 kJ/mol energii. https://en.wikipedia.org/wiki/Peptide_bond

Oznacza to, że pewna ilość energii z pożywienia jest uwalniana w jelitach. Jest to jednak bardzo minimalne w porównaniu z ilością, która jeszcze nie została uwolniona i zebrana, ponieważ wiele innych wiązań w monomerach ulega dalszemu rozpadowi podczas oddychania komórkowego.

Trochę badań z kilku różnych stron sugeruje, że temperatura jelit nie jest znacząco wyższa niż temperatura głęboka ciała mierzona, powiedzmy, w odbycie lub pochwie. https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature Każde ciepło uwolnione z trawienia w jelitach musi być wystarczająco wolne, aby zostało wchłonięte przez większość ciała bez gromadzenia się w jelitach.


Prawa termodynamiki w odniesieniu do biologii

Prawa termodynamiki są ważnymi jednoczącymi zasadami biologii. Zasady te regulują procesy chemiczne (metabolizm) we wszystkich organizmach biologicznych. Pierwsza zasada termodynamiki, znana również jako prawo zachowania energii, stwierdza, że ​​energii nie można ani stworzyć, ani zniszczyć. Może zmieniać się z jednej formy w drugą, ale energia w układzie zamkniętym pozostaje stała.

Drugie Prawo Termodynamiki mówi, że kiedy energia jest przenoszona, na końcu procesu przenoszenia będzie mniej energii niż na początku. Ze względu na entropię, która jest miarą nieporządku w układzie zamkniętym, cała dostępna energia nie będzie potrzebna organizmowi. Entropia wzrasta wraz z transferem energii.

Oprócz praw termodynamiki, teoria komórki, teoria genów, ewolucja i homeostaza tworzą podstawowe zasady, które są podstawą badań nad życiem.


Czy podczas trawienia traci się część energii z pożywienia? - Biologia

W ciągu ostatnich 20 lat nauczono się wiele o trawieniu i wchłanianiu węglowodanów, a ta nowa wiedza pod wieloma względami całkowicie zmieniła sposób, w jaki myślimy o węglowodanach w diecie. Teraz wiemy, że skrobie nie są całkowicie trawione, a niektóre są dość słabo trawione. Dowiedzieliśmy się, że niestrawne węglowodany są nie tylko neutralnymi substancjami wypełniającymi, ale mają ważne działanie fizjologiczne, a nawet dostarczają energii do diety. „Cukier” nie jest zły dla zdrowia, a nie wszystkie skrobie mają taki sam wpływ na poziom glukozy i lipidów we krwi. Jednak wiedza we wszystkich tych dziedzinach jest daleka od pełnej. Ponadto istnieją nierozwiązane kontrowersje dotyczące sposobu definiowania i pomiaru błonnika pokarmowego i skrobi, a różne metody są stosowane w różnych częściach świata. Stanowi to poważne wyzwanie dla tych, którzy są odpowiedzialni za formułowanie zasad i zaleceń dotyczących węglowodanów w diecie oraz sposobu określania wartości energetycznej i składu węglowodanów w żywności.

Wartość energetyczna węglowodanów

Zastosowano wiele różnych metod, aby określić, jaka część energii zawartej w żywności jest dostępna dla ludzkiego metabolizmu, określana jako energia metabolizowana (ME). Całkowitą ilość energii w pożywieniu (TE) można określić kalorymetrycznie, ale ME jest mniejsze niż TE, ponieważ nie cała energia w pożywieniu jest wchłaniana, a część jest wchłaniana, ale tracona z moczem. Większość niewchłoniętej energii kończy się w kale, ale część jest tracona w gazach i cieple wytwarzanym podczas fermentacji okrężnicy.

Najpopularniejszym podejściem do określania zawartości energetycznej żywności jest metoda czynnikowa (68), w której oblicza się ilość energii zawartej w każdym z różnych składników żywności (tj. tłuszczu, białku, węglowodanie, alkoholu), a suma otrzymanych liczb jest traktowana jako ilość energii w pożywieniu. Określenie wartości energetycznej węglowodanów stanowi wyzwanie koncepcyjne, ponieważ węglowodany różnią się pod względem zawartości energii brutto na gram, stopnia ich trawienia i wchłaniania oraz faktu, że węglowodany niestrawne dostarczają ilość energii, która zależy od stopnia, w jakim są one trawione i wchłaniane. są fermentowane w okrężnicy. Może się to wahać od 0 do 100%. Zaproponowano alternatywne modele empiryczne oparte na równaniach regresji opracowanych na podstawie eksperymentów, w których mierzono spożycie energii brutto i wydalanie energii w moczu i stolcu na różnych dietach. W tym przypadku energia metabolizowana w diecie jest równa spożyciu energii brutto minus straty energii, które szacuje się na podstawie spożycia azotu i niedostępnych węglowodanów. Argumentowano, że modele empiryczne do określania zawartości energetycznej diety są dokładniejsze niż podejście czynnikowe, ponieważ mają mniej i mniejsze źródła błędów (68). Niemniej jednak wydaje się mało prawdopodobne, że podejście czynnikowe zostanie zastąpione, przynajmniej w najbliższej przyszłości, ponieważ jest ono zakorzenione w przepisach dotyczących etykietowania żywności i tablicach żywnościowych.

Trawienie i wchłanianie węglowodanów

Polisacharydy i oligosacharydy muszą być hydrolizowane do ich składowych monosacharydów przed wchłonięciem. Trawienie skrobi rozpoczyna się od amylazy ślinowej, ale ta aktywność jest znacznie mniej istotna niż amylazy trzustkowej w jelicie cienkim. Amylaza hydrolizuje skrobię, a głównymi produktami końcowymi są maltoza, maltotrioza i &-dekstryny, chociaż wytwarzana jest również pewna ilość glukozy. Produkty trawienia a-amylazą są hydrolizowane do ich składowych monosacharydów przez enzymy wyrażane na granicy brash komórek jelita cienkiego, z których najważniejsze to maltaza, sacharaza, izomaltaza i laktaza (69). W typowych wyrafinowanych dietach zachodnich trawienie węglowodanów jest szybkie, a wchłanianie węglowodanów zachodzi głównie w górnej części jelita cienkiego. Odzwierciedla to obecność kosmków podobnych do palców w błonie śluzowej górnego jelita cienkiego, z szerszymi i krótszymi kosmkami w dolnej połowie jelita cienkiego. Jednak trawienie i wchłanianie węglowodanów może zachodzić na całej długości jelita cienkiego i jest przesunięte w kierunku jelita krętego, gdy dieta zawiera mniej łatwo trawione węglowodany lub gdy obecne są jelitowe inhibitory glukozydazy, które można stosować w leczeniu cukrzycy. W tej sytuacji górne jelito cienkie ma szerokie kosmki z układami podobnymi do liści, podczas gdy w jelicie krętym kosmki stają się dłuższe i bardziej przypominające palce.

Tylko D-glukoza i D-galaktoza są aktywnie wchłaniane w jelicie cienkim człowieka. D-fruktoza nie jest aktywnie wchłaniana, ale ma szybkość dyfuzji większą niż można by oczekiwać przy dyfuzji biernej. Transporter glukozy zależny od sodu, SGLT1, jest odpowiedzialny za aktywny transport glukozy lub galaktozy z równomolową ilością sodu wbrew gradientowi stężeń do cytoplazmy enterocytu. Fruktoza jest pobierana przez ułatwiony transport przez transporter glukozy 5 (GLUT5). Glukoza jest wypompowywana z enterocytów do przestrzeni wewnątrzkomórkowej przez transporter glukozy 2 (GLUT2) (70). Pełny mechanizm wchłaniania fruktozy w jelicie człowieka nie jest poznany. Gdy fruktoza jest podawana sama w roztworze, 40-80% pacjentów ma zaburzenia wchłaniania, a niektórzy mogą wchłonąć mniej niż 15 g fruktozy. Wzdęcia i biegunka są powszechne, jeśli dawki fruktozy przekraczają 50 g podawane doustnie. Jednakże, jeśli fruktoza jest podawana w połączeniu z glukozą lub skrobią, fruktoza jest całkowicie wchłaniana, nawet u osób, które źle wchłaniają samą fruktozę (71). Ponieważ fruktoza rzadko występuje w diecie przy braku innych węglowodanów, zespół złego wchłaniania fruktozy jest tak naprawdę problemem tylko w przypadku badań z doustnymi ładunkami fruktozy.

Jelitowe glukozydazy rąbka szczoteczkowego wydają się być indukowalne. Na przykład istnieją dowody, że wysokie spożycie sacharozy zwiększa poposiłkową odpowiedź insuliny i żołądkowego polipeptydu hamującego na duże dawki doustnej sacharozy (72), co prawdopodobnie odzwierciedla zwiększoną szybkość wchłaniania z powodu indukcji jelitowej aktywności sacharozy. Brak glukozydaz rąbka szczoteczkowego powoduje niezdolność do wchłaniania określonych węglowodanów. Występuje rzadko, z wyjątkiem niedoboru laktazy, który jest powszechny w populacjach niekaukaskich. To ostatnie może być całkowite lub częściowe i skutkuje zmniejszoną zdolnością do trawienia i wchłaniania laktozy.

Reakcje na poziom glukozy we krwi pokarmów węglowodanowych można sklasyfikować na podstawie indeksu glikemicznego (GI). GI jest uważany za ważny wskaźnik wartości biologicznej węglowodanów w diecie. Definiuje się ją jako odpowiedź glikemiczną wywołaną przez porcję zawierającą 50 g węglowodanów w pożywieniu, wyrażoną jako procent odpowiedzi wywołanej przez porcję zawierającą 50 g węglowodanów w standardowym pożywieniu (73). Odpowiedź glikemiczną definiuje się jako narastający obszar pod krzywą odpowiedzi glikemii, z pominięciem obszaru poniżej stężenia na czczo (tj. obszaru pod krzywą) (74-76). Standardowym pożywieniem była glukoza lub biały chleb. Jeśli glukoza jest standardem (tj. IG glukozy = 100), wartości IG żywności są niższe niż w przypadku białego chleba o współczynnik 1,38, ponieważ odpowiedź glikemiczna glukozy jest 1,38 razy większa niż białego chleba. Opublikowano wartości IG dla kilkuset produktów spożywczych (77,78) (patrz Tabela 8).

Indeks glikemiczny i posiłki mieszane

Ważność GI była przedmiotem wielu kontrowersji, głównie z powodu rzekomego braku zastosowania do posiłków mieszanych. Wiele kontrowersji wywołało zastosowanie niewłaściwych metod szacowania oczekiwanej odpowiedzi glikemicznej dla posiłków mieszanych. Przy prawidłowym stosowaniu, GI przewiduje z rozsądną dokładnością względną odpowiedź stężenia glukozy we krwi na mieszane posiłki o tym samym składzie, ale składające się z różnych pokarmów węglowodanowych (79).

Implikacje indeksu glikemicznego

Istnieje wiele długoterminowych implikacji zmiany szybkości wchłaniania (GI) węglowodanów w diecie. Istnieją dobre dowody na to, że zmniejszenie GI w diecie poprawia ogólną kontrolę glikemii u osób z cukrzycą (80) i zmniejsza stężenie triglicerydów w surowicy u osób z hipertriglicerydemią (81).

Istnieją również dowody na to, że indeks glikemiczny ma znaczenie dla odżywiania sportowców i regulacji apetytu. Pokarmy o niskim indeksie glikemicznym spożywane przed dłuższymi, forsownymi ćwiczeniami wydłużały czas wytrzymałości i dostarczały wyższych stężeń paliw w osoczu pod koniec wysiłku (82). Jednak pokarmy o wysokim IG prowadziły do ​​szybszego uzupełniania glikogenu mięśniowego po wysiłku (83).


Jakie są najlepsze pokarmy wspomagające trawienie?

Układ trawienny rozkłada pokarm na składniki odżywcze i energię, które organizm może wykorzystać. Niektóre rodzaje żywności, w tym warzywa i jogurt, mogą wspomóc ten proces trawienia.

Spożywanie niektórych rodzajów żywności lub dokonywanie nagłych zmian w diecie może skutkować problemami z trawieniem.

U niektórych osób problemy trawienne mogą prowadzić do objawów, w tym:

W tym artykule wymieniamy pokarmy, które są dobre dla układu pokarmowego. Omówimy również, których należy unikać.

Dodanie imbiru do jedzenia może zmniejszyć problemy trawienne.

Gdy tylko pokarm dostanie się do organizmu przez usta, rozpoczyna się proces trawienia.

Organizm stopniowo przenosi go przez układ pokarmowy, który rozkłada pokarm na mniejsze, bardziej użyteczne części.

Różne pokarmy mogą pomóc na różnych etapach tego procesu. Na przykład niektóre wspomagają trawienie w żołądku, a inne wspierają jelita.

Błonnik jest ogólnie niezbędny dla zdrowia układu pokarmowego. Jeśli dana osoba nie jest przyzwyczajona do częstego spożywania błonnika, najlepiej powoli zwiększać spożycie błonnika, zaczynając od błonnika rozpuszczalnego, takiego jak płatki owsiane, jabłka i banany.

Dodaj około jednej porcji błonnika do diety co 4-5 dni. Zbyt szybkie zwiększenie spożycia błonnika może być szkodliwe dla trawienia.

Ważne jest również picie dużej ilości wody, ponieważ łączy się ona z błonnikiem i zwiększa objętość stolca.

Konkretne pokarmy dobre na trawienie to:

Żywność zawierająca imbir

Imbir to roślina, która może zmniejszyć wzdęcia i inne problemy trawienne.

Suszony proszek imbirowy jest doskonałą przyprawą do przyprawiania potraw, a do przygotowania herbaty można użyć plasterków korzenia imbiru.

Wybierz wysokiej jakości proszek z korzenia imbiru do aromatyzowania posiłków. Na herbatę wybierz świeży korzeń imbiru, aby uzyskać najlepsze rezultaty.

Tłuszcze nienasycone

Ten rodzaj tłuszczu pomaga organizmowi przyswajać witaminy. Łączy się również z błonnikiem, aby wspomóc ruchy jelit.

Oleje roślinne, takie jak oliwa z oliwek, są dobrym źródłem tłuszczów nienasyconych.

Zawsze spożywaj tłuszcze z umiarem. Na przykład dla osoby dorosłej stosującej dietę 2000 kalorii dziennie spożycie tłuszczu nie powinno przekraczać 77 gramów dziennie.

Warzywa ze skórką

Warzywa są bogate w błonnik, który jest ważnym składnikiem odżywczym dla trawienia. Błonnik stymuluje jelita do usuwania stolca z organizmu.

Skórki warzyw są często bogate w błonnik i najlepiej spożywać je w całości. Niektóre warzywa ze skórą bogatą w błonnik to ziemniaki, fasola i rośliny strączkowe.

Owoce

Wiele owoców jest również bogatych w błonnik. Zawierają również witaminy i minerały, które są dobre na trawienie, takie jak witamina C i potas.

Na przykład jabłka, pomarańcze i banany to pożywne owoce, które mogą pomóc w trawieniu.

Produkty pełnoziarniste

Pokarmy pełnoziarniste mają również wysoką zawartość błonnika, który wspomaga trawienie. Organizm powoli rozkłada pełne ziarna, co pomaga kontrolować poziom cukru we krwi.

Dostępnych jest wiele produktów pełnoziarnistych, w tym brązowy ryż i komosa ryżowa.

Jogurt

Wiele produktów jogurtowych zawiera probiotyki. Są to żywe bakterie i drożdże, które mogą przynieść korzyści dla układu pokarmowego.

Kefir

Kefir to sfermentowany napój mleczny, który jest sycący i zawiera probiotyki. Jak wspomniano powyżej, mogą one promować lepsze trawienie i zdrowie jelit.

Zielone warzywa liściaste

Zielone warzywa liściaste są pełne składników odżywczych, które są pomocne w trawieniu.

Według artykułu w czasopiśmie Przyroda biologia chemiczna, warzywa te zawierają również sulfochinowozę. Jest to cukier, który może karmić zdrowe bakterie w żołądku, promując w ten sposób trawienie.


Efektywność ekologiczna: transfer energii między poziomami troficznymi

Duże ilości energii są tracone z ekosystemu między jednym poziomem troficznym a następnym, ponieważ energia przepływa od pierwotnych producentów przez różne poziomy troficzne konsumentów i rozkładających się. Główną przyczyną tej utraty jest druga zasada termodynamiki, która mówi, że za każdym razem, gdy energia jest przekształcana z jednej postaci w drugą, w układzie występuje tendencja do nieporządku (entropii). W układach biologicznych oznacza to utratę dużej ilości energii w postaci ciepła metabolicznego, gdy organizmy z jednego poziomu troficznego są zużywane na następnym poziomie. Pomiar efektywności transferu energii pomiędzy dwoma kolejnymi poziomami troficznymi nazywany jest efektywnością transferu na poziomie troficznym (TLTE) i jest zdefiniowany wzorem:

W Silver Springs TLTE między pierwszymi dwoma poziomami troficznymi wynosił około 14,8 procent. Niska wydajność transferu energii między poziomami troficznymi jest zwykle głównym czynnikiem, który ogranicza długość łańcuchów pokarmowych obserwowanych w sieci pokarmowej. Faktem jest, że po czterech do sześciu transferach energii nie ma wystarczającej ilości energii, aby podtrzymać kolejny poziom troficzny. W sieci pokarmowej ekosystemu jeziora Ontario tylko trzy transfery energii miały miejsce między głównym producentem (algi zielone) a trzeciorzędnym konsumentem (łosoś Chinook).

Rysunek (PageIndex<1>): Sieć pokarmowa jeziora Ontario: Ta sieć pokarmowa pokazuje interakcje między organizmami na różnych poziomach troficznych w ekosystemie jeziora Ontario. Producenci pierwotni są zaznaczeni na zielono, konsumenci pierwotni na pomarańczowo, konsumenci wtórni na niebiesko, a konsumenci trzeciorzędni (wierzchołkowi) na fioletowo. Strzałki wskazują od organizmu, który jest spożywany, do organizmu, który go spożywa. Zwróć uwagę, że niektóre linie wskazują na więcej niż jeden poziom troficzny. Na przykład krewetka opos zjada zarówno głównych producentów, jak i podstawowych konsumentów.

Ekolodzy mają wiele różnych metod pomiaru transferów energii w ekosystemach. Niektóre transfery są łatwiejsze lub trudniejsze do zmierzenia w zależności od złożoności ekosystemu i tego, jak duży dostęp mają naukowcy do obserwacji ekosystemu. Innymi słowy, niektóre ekosystemy są trudniejsze do zbadania niż inne, czasami trzeba oszacować ilościowe transfery energii.


Wykorzystanie pokarmu przez organizm

Ludzkie ciało można traktować jako silnik, który uwalnia energię obecną w pokarmach, które trawi. Energia ta jest częściowo wykorzystywana do pracy mechanicznej wykonywanej przez mięśnie oraz w procesach wydzielniczych, a częściowo do pracy niezbędnej do utrzymania struktury i funkcji organizmu. Wykonywanie pracy związanej z wytwarzaniem ciepła jest kontrolowane tak, aby utrzymać temperaturę ciała w wąskim zakresie. Jednak w przeciwieństwie do innych silników, ludzkie ciało nieustannie się rozkłada (katabolizuje) i buduje (anabolizuje) swoje części składowe. Żywność dostarcza składniki odżywcze niezbędne do produkcji nowego materiału i dostarcza energii potrzebnej do zachodzących reakcji chemicznych.

Węglowodany, tłuszcze i białka są w dużej mierze wymiennymi źródłami energii. Zazwyczaj energia dostarczana przez jedzenie jest mierzona w kilokaloriach lub kaloriach. Jedna kilokaloria to 1000 gram-kalorii (lub małe kalorie), miara energii cieplnej. Jednak w mowie potocznej kilokalorie są określane jako „kalorie”. Innymi słowy, dieta 2000 kalorii ma w rzeczywistości 2000 kilokalorii energii potencjalnej. Jedna kilokaloria to ilość energii cieplnej potrzebna do podniesienia jednego kilograma wody z 14,5 do 15,5°C pod ciśnieniem jednej atmosfery. Inną powszechnie stosowaną jednostką energii jest dżul, który mierzy energię w postaci pracy mechanicznej. Jeden dżul to energia zużywana, gdy jeden kilogram zostanie przesunięty na odległość jednego metra z siłą jednego niutona. Względnie wyższe poziomy energii w żywieniu człowieka są częściej mierzone w kilodżulach (1 kilodżul = 10 3 dżuli) lub megadżulach (1 megadżul = 106 dżuli). Jedna kilokaloria odpowiada 4,184 kilodżuli.

Energię obecną w żywności można określić bezpośrednio, mierząc wydzielanie ciepła podczas spalania (utleniania) żywności w kalorymetrze bombowym. Jednak ludzki organizm nie jest tak wydajny jak kalorymetr, a część energii potencjalnej jest tracona podczas trawienia i metabolizmu. Skorygowane wartości fizjologiczne dla ciepła spalania trzech składników odżywczych dostarczających energię, zaokrąglone do liczb całkowitych, są następujące: węglowodany, 4 kilokalorie (17 kilodżuli) na gram białka, 4 kilokalorie (17 kilodżuli) na gram i tłuszcz, 9 kilokalorii (38 kilodżuli) na gram. Alkohol napojowy (alkohol etylowy) również dostarcza energii – 7 kilokalorii (29 kilodżuli) na gram – chociaż nie jest niezbędny w diecie. Witaminy, minerały, woda i inne składniki żywności nie mają wartości energetycznej, chociaż wiele z nich uczestniczy w procesach uwalniania energii w organizmie.

Energię dostarczaną przez dobrze strawiony pokarm można oszacować, jeśli znane są gramy substancji dostarczających energię (węglowodanów niebłonnikowych, tłuszczu, białka i alkoholu) w tym pożywieniu. Na przykład kromka białego chleba zawierająca 12 gramów węglowodanów, 2 gramy białka i 1 gram tłuszczu dostarcza 67 kilokalorii (280 kilodżuli) energii. Tabele składu żywności (zobaczyć tabeli) i etykiety żywności dostarczają przydatnych danych do oceny spożycia energii i składników odżywczych w indywidualnej diecie. Większość produktów spożywczych dostarcza mieszankę składników odżywczych dostarczających energię wraz z witaminami, minerałami, wodą i innymi substancjami. Dwa godne uwagi wyjątki to cukier stołowy i olej roślinny, które są właściwie czystymi węglowodanami (sacharozą) i tłuszczem.

Wartość energetyczna i zawartość składników odżywczych niektórych popularnych produktów spożywczych
jedzenie energia (kcal) węglowodany (g) białko (g) tłuszcz(g) woda (g)
Źródło: Jean A.T. Pennington, Bowes and Church's Food Values ​​of Portions Commonly Used, 17th ed. (1998).
pieczywo pełnoziarniste (1 kromka, 28 g) 69 12.9 2.7 1.2 10.6
biały chleb (1 kromka, 25 g) 67 12.4 2.0 0.9 9.2
ryż biały, krótkoziarnisty, wzbogacony, gotowany (1 szklanka, 186 g) 242 53.4 4.4 0.4 127.5
mleko o niskiej zawartości tłuszczu (2%) (8 uncji, 244 g) 121 11.7 8.1 4.7 17.7
masło (1 łyżeczka, 5 g) 36 0 0 4.1 0.8
ser cheddar (1 uncja, 28 g) 114 0.4 7.1 9.4 10.4
chuda mielona wołowina, pieczona, średnia (3,5 uncji, 100 g) 272 0 24.7 18.5 55.7
tuńczyk, jasny, konserwowany w oleju, odsączony (3 uncje, 85 g) 168 0 24.8 7.0 50.9
ziemniak, gotowany, bez skórki (1 średni, 135 g) 117 27.2 2.5 0.1 103.9
groszek zielony, mrożony, gotowany (1/2 szklanki, 80 g) 62 11.4 4.1 0.2 63.6
kapusta czerwona, surowa (1/2 szklanki posiekanej, 35 g) 9 2.1 0.5 0.1 32.0
pomarańczowy, pępek, surowy (1 owoc, 131 g) 60 15.2 1.3 0.1 113.7
jabłko, surowe, ze skórką (1 średnia, 138 g) 81 21.0 0.3 0.5 115.8
cukier biały granulowany (1 łyżeczka, 4 g) 15 4.0 0 0 0

Na całym świecie białko dostarcza od 8 do 16 procent energii w diecie, chociaż w różnych populacjach występują duże różnice w proporcjach tłuszczu i węglowodanów. W lepiej prosperujących społecznościach około 12 do 15 procent energii pochodzi zazwyczaj z białka, 30 do 40 procent z tłuszczu i 50 do 60 procent z węglowodanów. Z drugiej strony w wielu biedniejszych społeczeństwach rolniczych, gdzie zboża stanowią większość diety, węglowodany dostarczają jeszcze większy procent energii, a białka i tłuszcze mniej. Organizm ludzki jest niezwykle elastyczny i może przetrwać, a nawet dobrze się rozwijać, stosując bardzo zróżnicowane diety. Jednak różne wzorce żywieniowe wiążą się z konkretnymi konsekwencjami zdrowotnymi (zobaczyć choroba żywieniowa).


Trawienie i wchłanianie

Wymień jeszcze jeden enzym trawienny, który znajduje się w błonach plazmatycznych komórek wyściełających jelito cienkie.

Dipeptydaza / disacharydaza / nazwana disacharydaza

Stężenie Na+ w komórce nie jest już mniejsze niż stężenie w świetle jelita / nie ma już gradientu stężenia
Brak (ułatwionej) dyfuzji jonów NA+ / absorpcja aminokwasów wymaga dyfuzji jonów Na+ do komórki

(b) Płeć osoby jest czynnikiem ryzyka wysokiego poziomu cholesterolu Usunąć / jedną zmienną / w celu ustalenia rzetelnego testu

Dodatnia korelacja / wraz ze wzrostem stężenia laktozy wzrastają dane w kolumnie C / wzrasta odsetek osób niejedzących pokarmu lub odczuwających dyskomfort po spożyciu pokarmu

(iii) Korelacja nie oznacza, że ​​istnieje związek przyczynowy Może wynikać z innego czynnika/przykładu czynnika

(b) Nieważne/nie może być pewne, ponieważ w SD nakładają się na siebie wysokie stężenia sacharozy i dużej zawartości skrobi
Badanie oparte na szczurach (nie ludziach), więc może nie dotyczyć ludzi

(b) Jaki inny enzym jest wymagany w tym modelu trawienia w jelitach człowieka do całkowitego strawienia skrobi?
.
(2) (łącznie 3 znaki)
13
(2)
(1)
Strona 20 z 34
(c) Jaki był cel etapu 2, w którym próbki zmieszano z wodą, kwasem solnym i pepsyną?
. .
(d) W doświadczeniach kontrolnych gotowaną pszenicę posiekano, aby skopiować efekt żucia. Zaproponuj bardziej odpowiedni eksperyment kontrolny. Wyjaśnij swoją sugestię. . . . .

(a) 1. Maltoza
2. Amylaza ślinowa rozkłada skrobię.
b) maltaza.
(c) (Naśladuje / odtwarza) działanie żołądka.

2. Wszystko jak w eksperymencie, ale amylaza ślinowa zdenaturowana.
Dodaj gotowaną ślinę


Rodzaje energii

Różne rodzaje energii obejmują energię kinetyczną, potencjalną i chemiczną.

Cele nauczania

Rozróżniaj rodzaje energii

Kluczowe dania na wynos

Kluczowe punkty

  • Wszystkie organizmy wykorzystują różne formy energii do napędzania procesów biologicznych, które pozwalają im rosnąć i przetrwać.
  • Energia kinetyczna to energia związana z obiektami w ruchu.
  • Energia potencjalna to rodzaj energii związany z potencjałem obiektu do wykonania pracy.
  • Energia chemiczna jest rodzajem energii uwalnianej z rozpadu wiązań chemicznych i może być wykorzystana w procesach metabolicznych.

Kluczowe terminy

  • energia chemiczna: Energia potencjalna netto uwolniona lub pochłonięta w trakcie reakcji chemicznej.
  • energia potencjalna: Energia posiadana przez obiekt ze względu na jego położenie (w polu grawitacyjnym lub elektrycznym) lub jego stan (jako naciągnięta lub ściśnięta sprężyna, jako reagent chemiczny lub przez posiadanie masy spoczynkowej).
  • energia kinetyczna: Energia posiadana przez obiekt z powodu jego ruchu, równa połowie masy ciała pomnożonej przez kwadrat jego prędkości.

Energia jest właściwością przedmiotów, która może być przeniesiona na inne przedmioty lub przekształcona w różne formy, ale nie może być stworzona ani zniszczona. Organizmy wykorzystują energię do przetrwania, wzrostu, reagowania na bodźce, rozmnażania się i dla każdego rodzaju procesu biologicznego. Energia potencjalna zmagazynowana w cząsteczkach może zostać przekształcona w energię chemiczną, która ostatecznie może zostać przekształcona w energię kinetyczną, umożliwiającą poruszanie się organizmu. Ostatecznie większość energii wykorzystywanej przez organizmy jest przekształcana w ciepło i rozpraszana.

Energia kinetyczna

Energia związana z obiektami w ruchu nazywana jest energią kinetyczną. Na przykład, gdy samolot jest w locie, samolot bardzo szybko porusza się w powietrzu — wykonując pracę, aby wprowadzić zmiany w swoim otoczeniu. Silniki odrzutowe przetwarzają energię potencjalną paliwa na energię kinetyczną ruchu. Kula niszcząca może zadać duże obrażenia, nawet gdy porusza się powoli. Jednak wciąż niszcząca kula nie może wykonywać żadnej pracy i dlatego nie ma energii kinetycznej. Rozpędzony pocisk, idący człowiek, szybki ruch cząsteczek w powietrzu, które wytwarzają ciepło, oraz promieniowanie elektromagnetyczne, takie jak światło słoneczne, mają energię kinetyczną.

Energia potencjalna

Co się stanie, jeśli ta sama nieruchoma kula do niszczenia zostanie podniesiona dwa piętra nad samochód z dźwigiem? Jeśli zawieszona kula niszcząca się nie porusza, czy jest z nią związana energia? Tak, kula do burzenia ma energię, ponieważ kula do burzenia ma potencjał do wykonania pracy. Ta forma energii nazywana jest energią potencjalną, ponieważ obiekt może działać w danym stanie.

Obiekty przenoszą swoją energię pomiędzy stanami potencjalnym i kinetycznym. Gdy kula niszcząca wisi nieruchomo, ma energię kinetyczną [lateks] ext<0%>[/latex] i [lateks] ext<100%>[/latex] potencjalną. Po wypuszczeniu piłki jej energia kinetyczna wzrasta wraz ze wzrostem prędkości. W tym samym czasie piłka traci energię potencjalną, gdy zbliża się do ziemi. Inne przykłady energii potencjalnej obejmują energię wody utrzymywanej za tamą lub osoby, która ma zamiar skoczyć ze spadochronu z samolotu.

Energia potencjalna a energia kinetyczna: Woda za tamą ma energię potencjalną. Poruszająca się woda, na przykład w wodospadzie lub szybko płynącej rzece, ma energię kinetyczną.

Energia chemiczna

Energia potencjalna jest związana nie tylko z lokalizacją materii, ale także ze strukturą materii. Sprężyna na ziemi ma energię potencjalną, jeśli jest ściśnięta, podobnie jak naciągnięta gumka. Ta sama zasada dotyczy cząsteczek. Na poziomie chemicznym wiązania, które utrzymują razem atomy cząsteczek, mają energię potencjalną. Ten rodzaj energii potencjalnej nazywa się energią chemiczną i jak każda energia potencjalna może być wykorzystany do wykonywania pracy.

Na przykład energia chemiczna zawarta jest w cząsteczkach benzyny, które są wykorzystywane do napędzania samochodów. Gdy gaz zapala się w silniku, wiązania w jego cząsteczkach zostają zerwane, a uwolniona energia jest wykorzystywana do napędzania tłoków. Potencjalną energię zmagazynowaną w wiązaniach chemicznych można wykorzystać do pracy w procesach biologicznych. Różne procesy metaboliczne rozkładają cząsteczki organiczne, aby uwolnić energię potrzebną organizmowi do wzrostu i przetrwania.

Energia chemiczna: Cząsteczki benzyny (oktan, pokazany wzór chemiczny) zawierają energię chemiczną. Ta energia jest przekształcana w energię kinetyczną, która pozwala samochodowi ścigać się na torze wyścigowym.


Energia żywności i ATP

Zwierzęta potrzebują pożywienia, aby uzyskać energię i utrzymać homeostazę. Homeostaza to zdolność systemu do utrzymania stabilnego środowiska wewnętrznego nawet w obliczu zewnętrznych zmian w środowisku. Na przykład normalna temperatura ciała człowieka wynosi 37°C (98,6°F). Ludzie utrzymują tę temperaturę nawet wtedy, gdy temperatura zewnętrzna jest gorąca lub zimna. Utrzymanie tej temperatury ciała wymaga energii, a zwierzęta pozyskują ją z pożywienia.

Podstawowym źródłem energii dla zwierząt są węglowodany, głównie glukoza. Glukoza nazywana jest paliwem organizmu. Przyswajalne węglowodany w diecie zwierząt są przekształcane w cząsteczki glukozy poprzez szereg katabolicznych reakcji chemicznych.

Adenozynotrójfosforan lub ATP jest podstawową walutą energetyczną w komórkach ATP przechowuje energię w wiązaniach estrowych fosforanów. ATP uwalnia energię, gdy wiązania fosfodiestrowe zostają zerwane, a ATP przekształca się w ADP i grupę fosforanową. ATP powstaje w wyniku reakcji oksydacyjnych w cytoplazmie i mitochondriach komórki, gdzie węglowodany, białka i tłuszcze przechodzą szereg reakcji metabolicznych, zwanych łącznie oddychaniem komórkowym. Na przykład glikoliza to szereg reakcji, w których glukoza jest przekształcana w kwas pirogronowy, a część jej chemicznej energii potencjalnej jest przekazywana do NADH i ATP.

ATP jest wymagane dla wszystkich funkcji komórkowych. Służy do budowy cząsteczek organicznych niezbędnych komórkom i tkankom, dostarcza energii do skurczu mięśni i przekazywania sygnałów elektrycznych w układzie nerwowym. Gdy ilość ATP przekracza zapotrzebowanie organizmu, wątroba wykorzystuje nadmiar ATP i nadmiar glukozy do produkcji cząsteczek zwanych glikogenem. Glikogen jest polimeryczną formą glukozy i jest magazynowany w wątrobie i komórkach mięśni szkieletowych. Kiedy poziom cukru we krwi spada, wątroba uwalnia glukozę z zapasów glikogenu. Mięśnie szkieletowe podczas intensywnego wysiłku zamieniają glikogen w glukozę. Proces przekształcania glukozy i nadmiaru ATP w glikogen oraz magazynowanie nadmiaru energii jest ewolucyjnie ważnym krokiem w pomaganiu zwierzętom w radzeniu sobie z mobilnością, niedoborami żywności i głodem.


Hamowanie sprzężenia zwrotnego w szlakach metabolicznych

Cząsteczki mogą regulować działanie enzymów na wiele sposobów. Pozostaje jednak główne pytanie: czym są te cząsteczki i skąd pochodzą? Niektóre są kofaktorami i koenzymami, jak już się nauczyłeś. Jakie inne cząsteczki w komórce zapewniają regulację enzymatyczną, taką jak modulacja allosteryczna oraz hamowanie kompetycyjne i niekonkurencyjne? Być może najważniejszymi źródłami cząsteczek regulatorowych w odniesieniu do enzymatycznego metabolizmu komórkowego są same produkty komórkowych reakcji metabolicznych. W najbardziej wydajny i elegancki sposób komórki wyewoluowały, aby wykorzystywać produkty swoich własnych reakcji do hamowania aktywności enzymów przez sprzężenie zwrotne. Hamowanie sprzężenia zwrotnego obejmuje użycie produktu reakcji do regulowania jego własnej dalszej produkcji (rysunek 4.12). Komórka reaguje na obfitość produktów spowalniając produkcję podczas reakcji anabolicznych lub katabolicznych. Takie produkty reakcji mogą hamować enzymy katalizujące ich wytwarzanie poprzez mechanizmy opisane powyżej.

Rycina 4.13 Szlaki metaboliczne to szereg reakcji katalizowanych przez wiele enzymów. Hamowanie sprzężenia zwrotnego, w którym produkt końcowy szlaku hamuje poprzedzający proces, jest ważnym mechanizmem regulacyjnym w komórkach.

Produkcja zarówno aminokwasów, jak i nukleotydów jest kontrolowana przez hamowanie zwrotne. Dodatkowo ATP jest allosterycznym regulatorem niektórych enzymów biorących udział w katabolicznym rozpadzie cukru, procesie, który tworzy ATP. W ten sposób, gdy ATP jest pod dostatkiem, komórka może zapobiegać wytwarzaniu ATP. Z drugiej strony ADP służy jako pozytywny regulator allosteryczny (aktywator allosteryczny) dla niektórych z tych samych enzymów, które są hamowane przez ATP. Tak więc, gdy względne poziomy ADP są wysokie w porównaniu z ATP, komórka jest pobudzana do wytwarzania większej ilości ATP poprzez katabolizm cukru.


Raport egzaminatorów

Dobrze odpowiedział, z wyjątkiem braku zrozumienia przedrostków: mono-, di- i poly-, gdy poprzedzają słowo sacharyd.

Kandydaci, którzy dobrze rozumieli, że hydroliza mieści się w kontekście trawienia, a nie myślenie, że hydroliza jest synonimem trawienia. Their answers began with the notion that only small molecules can diffuse and be absorbed into the bloodstream and that hydrolysis is a step in the digestive process. Often those candidates went on to describe that hydrolysis requires water and gave examples of how polysaccharides or proteins are hydrolyzed to named sub-units. Even among stronger responses, lipid hydrolysis was not mentioned very often nor was the idea that hydrolysis is aided by enzymes. This question was an interesting link between Topic 3.2 and Topic 6.1

The best answers started out with the sun as the ultimate source of energy and how light energy is converted to chemical energy through photosynthesis by autotrophs/plants. This led naturally to how energy passes from one tropic level to the next. By including that energy transfer is only about 10% efficient and that it is not recycled, candidates gained the max of 8 marks. Some candidates included pyramids of energy. Less commonly mentioned was the loss of energy through metabolic heat or that decomposers obtain energy from waste products, dead bodies/leaf litter. Only the rare candidate mentioned how energy flow is measured in energy per unit area/volume per unit time.


Obejrzyj wideo: Exploring Why This Nuclear Fusion Breakthrough Matters (Może 2022).


Uwagi:

  1. Meziran

    Wydaje mi się, że się mylisz

  2. Gamuro

    Dziękuję bardzo! A więcej postów na ten temat będzie w przyszłości? Naprawdę nie mogę się tego doczekać! ZPR.

  3. Owain

    To jest konwencja

  4. Yozshuzshura

    Myślę, co to jest - fałszywa droga. I z tego trzeba się wyłączyć.

  5. Hewlitt

    Nie mogę teraz wziąć udziału w dyskusji - jestem bardzo zajęty. Zostanę wydany - na pewno wyrażę swoją opinię na ten temat.

  6. Luiginw

    Jest bardzo wdzięczny za pomoc w tej sprawie, chciałbym też coś, co możesz pomóc?

  7. Mel

    Uhahah



Napisać wiadomość