พลังงานอาหาร

(คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน);

สารอาหารรอง (วิตามินและแร่ธาตุ);

น้ำ.

แม้ว่าความต้องการธาตุอาหารหลักจะวัดเป็นกรัม แต่สำหรับจุลธาตุจะแสดงเป็นมิลลิกรัม และในบางกรณีมีหน่วยเป็นไมโครกรัม

Shutterstock

สารอาหารทำให้เรามี:

• พลังงานเคมี (คาร์โบไฮเดรตและไขมันช่วยให้ร่างกายมีพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานต่างๆ ของร่างกาย)
• พื้นผิวพลาสติก (โปรตีนเป็นคลาสของโมเลกุลพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์เนื้อเยื่อใหม่หรือการซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่มีอยู่)
• โมเลกุลควบคุม (วิตามิน โปรตีน และแร่ธาตุต่างๆ แทรกแซงในระดับต่างๆ ควบคุมการพัฒนาของปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมนับไม่ถ้วน)
• ความชุ่มชื้น (น้ำ).

, ลิพิดและโปรตีน) พลังงานอย่างน้อยครึ่งหนึ่งที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการรื้อถอนนี้จะถูกกระจายออกเป็นความร้อน เครื่องจักรของมนุษย์จะรีไซเคิลส่วนหนึ่งของการสูญเสียเหล่านี้โดยจัดสรรให้เป็นไปตามการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย (สภาวะสมดุลด้วยความร้อน)

พลังงานที่มีอยู่ในธาตุอาหารหลักจะไม่ถูกปล่อยออกมาทั้งหมดในคราวเดียว แต่จะค่อย ๆ เนื่องจากปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมต่างๆ จะตามมา ในกรณีใด ๆ เซลล์ไม่สามารถใช้พลังงานนี้ได้โดยตรง แต่ต้องระบุล่วงหน้า เพื่อการสังเคราะห์ เอทีพี โมเลกุลนี้มี "ประจุพลังงานสูง เนื่องจากไม่เสถียรทางเคมี จึงสามารถเปลี่ยนแปลงตัวเองเป็นผลพลอยได้ที่มีความเสถียรมากกว่า โดยปล่อยพลังงานออกมา

การแปลง ATP หนึ่งโมลเป็น ADP จะปล่อยพลังงานที่ใช้งานได้ 7.3 Kcal

เนื่องจากพลังงานที่เอทีพีจัดหาให้นั้นสนับสนุนงานทางชีววิทยาทุกรูปแบบ จึงเป็นสกุลเงินพลังงานของเซลล์ของเรา แม้จะมีความสำคัญของโมเลกุลนี้ แต่สิ่งมีชีวิตก็ไม่มี ATP จำนวนมาก ในความเป็นจริง ATP ประมาณ 80-100 กรัมถูกอัดแน่นอยู่ในร่างกายมนุษย์ ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วินาที

ด้วยเหตุผลนี้ เพื่อรักษาระดับพลังงานให้คงที่ "ATP" จะต้องถูกผลิตอย่างต่อเนื่องผ่านกระบวนการออกซิเดชันของสารอาหาร

คือ ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 g ขึ้น 1 ° C นำมาจาก 14.5 เป็น 15.5 ° C

ในความเป็นจริง พารามิเตอร์ขนาดเล็กเกินไปในการแสดงการเคลื่อนไหวที่กระฉับกระเฉงของสิ่งมีชีวิต ด้วยเหตุนี้ จึงใช้ขนาดที่ใหญ่กว่าพันเท่า เรียกว่า กิโลแคลอรี (Kcal)

แคลอรีไม่ได้หมายถึงแหล่งอาหาร ตัวอย่างเช่น ช็อกโกแลตแท่งหนึ่งให้แคลอรีเท่ากันกับพาสต้าปรุงรสหนึ่งจานแม้ว่าปริมาณพลังงานจะเท่ากัน แต่ปัจจัยหลายประการก็เปลี่ยนไป รวมถึงน้ำหนักของอาหาร (ต่ำกว่าสำหรับช็อกโกแลต) และชะตากรรมของสารอาหารแต่ละชนิด

อันที่จริงแล้ว สิ่งมีชีวิตใช้สารอาหารในทางที่แตกต่างกัน โดยชี้นำพวกมันไปสู่วิถีการเผาผลาญที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าเป็นคาร์โบไฮเดรต โปรตีน หรือไขมัน

พลังงานที่ได้จากอาหารสามารถแสดงเป็นกิโลจูลได้เช่นกัน:

• กิโลจูล (KJ) ที่ใช้ในประเทศแองโกล-แซกซอน สอดคล้องกับพลังงานที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายมวล 1 กิโลกรัม คูณ 1 เมตรใน 1 วินาที
• หนึ่งกิโลแคลอรีเท่ากับ 4.186 กิโลจูล (1 Kcal = 4.186 KJ)

ในการคำนวณสมดุลพลังงานของสิ่งมีชีวิต จำเป็นต้องประเมินพลังงานที่ถ่ายด้วยอาหาร (พลังงานที่ป้อนเข้า) และการใช้พลังงานในรูปของงานทางชีวภาพและความร้อนที่ถ่ายเทไปยังสิ่งแวดล้อม (พลังงานที่ส่งออก)

ข้อมูลเพิ่มเติม: ความต้องการพลังงานและเมแทบอลิซึมพื้นฐาน