معلومة

كيف يستخرج جسم الإنسان الطاقة من الإيثانول؟

كيف يستخرج جسم الإنسان الطاقة من الإيثانول؟


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.

كنت أتحدث عن الكحول والسمنة مع زميل. لطالما اعتقدت أن السبب الوحيد لذلك هو السكر الموجود في معظم المشروبات الكحولية. لكن زميلي أشار إلى أن الإيثانول نفسه يوفر سعرات حرارية لجسم الإنسان.

لقد تحققت من ذلك ويبدو أن هذا هو الحال. ما لا أفهمه هو كيف يكون ذلك ممكنًا. وجدت في ويكيبيديا البيان التالي:

إذا استمر تقويض الكحول حتى النهاية ، فسيكون لدينا حدث طارد للحرارة ينتج عنه حوالي 1325 كيلو جول / مول من الطاقة. إذا توقف التفاعل جزئيًا من خلال المسارات الأيضية ، والذي يحدث بسبب إفراز حمض الأسيتيك في البول بعد الشرب ، فلا يمكن الحصول على نفس القدر من الطاقة من الكحول ، في الواقع ، 215.1 كيلو جول / مول.

البيان يتعلق بردود الفعل هذه:

$$ C_2H_6O (إيثانول) → C_2H_4O (أسيتالديهيد) → C_2H_4O_2 (حمض الخليك) → أسيتيل CoA → 3H_2O + 2CO_2 $$

لاحظ الآن أن ويكيبيديا تستدعي المسار "طارد للحرارةومع ذلك ، لا أعتقد أن جسم الإنسان يستطيع استخلاص الطاقة من الحرارة ، أم يمكنه ذلك؟

نظرًا لأن معظم المقالات تدعي أن الإيثانول وحده له قيمة حرارية إيجابية ، فما مدى استخلاص هذه الطاقة واستخدامها أو تخزينها كدهن؟


الديباجة

يشير السؤال إلى عدم الإلمام بطبيعة الأكسدة الكيميائية الحيوية وعلاقتها بنقل الطاقة في علم الأحياء. يُنصح القارئ الساذج بالرجوع إلى نص لتغطية هذا الموضوع: كل ما أشعر به مناسب هنا هو ملخص عام متبوعًا بإشارة موجزة إلى ردود الفعل الرئيسية.

المبادئ العامة للقيمة النشطة للأغذية والأكسدة البيولوجية

  • يمكن تمثيل الطاقة المتاحة من أكسدة المواد الغذائية مثل النشا والدهون والكحول على أنها تغير الطاقة الحرارية الديناميكية Gibbs الحرة (G) في الأكسدة الكاملة.
  • يمكن تحديد هذه القيمة كيميائيا عن طريق مسعر القنبلة حيث تتم الأكسدة مباشرة عن طريق الأكسجين و الطاقة المنتجة في شكل حرارة.
  • في عمليات الأكسدة البيولوجية ، يكون المؤكسد الفوري عبارة عن جزيء (إنزيم العامل المساعد) مثل NAD+ (أو NADP+ أو FAD) ، و * جزء من تغيير Gibbs Free Energy مُترجم إلى الطاقة الكيميائية في تكوين المركب المختزل - NADH إلخ. يتم فقد البعض فقط كحرارة * ؛ ولكن يكفي لإعطاء ΔG سلبي شامل ، مما يؤدي إلى استمرار رد الفعل.
  • يمكن استخدام الإنزيمات المساعدة لإنتاج ATP عن طريق الفسفرة المؤكسدة (بما في ذلك الأكسدة بالأكسجين) أو في العمليات الاختزالية مثل تخليق الأحماض الدهنية ، اعتمادًا على متطلبات الطاقة للكائن الحي.
  • وبالمثل ، يمكن أن تتأكسد المواد الوسيطة الجزيئية المنتجة في سياق الأكسدة البيولوجية (مثل الأسيتات) تمامًا بواسطة الأكسجين (مستقبل الإلكترون النهائي لسلسلة نقل الإلكترون) إلى ثاني أكسيد الكربون والماء (مع إنتاج المزيد من NADH في دورة حمض الكربوكسيل. ، وبالتالي المزيد من ATP) ، أو يمكن تحويلها إلى وسيطة أيضية أخرى أو استخدامها كسلائف للجزيئات الأخرى ، بما في ذلك جزيئات التخزين.
  • إذا كان الكائن الحي لديه بالفعل إمدادات كافية من الطاقة (ATP) بالفعل ، فإن فائض تناول المواد الغذائية سيؤدي إلى ترسب احتياطيات الطاقة.

حالة الإيثانول

يوضح السؤال بحق أن الإيثانول يتحول إلى أسيتالديهيد ثم إلى حمض أسيتيك ، لكنه يفشل في تضمين العامل المؤكسد NAD+، وهو أحد المشاركين الأساسيين في بيولوجي تفاعلات:

[ADH: نازعة هيدروجين الكحول ؛ ALDH: ألدهيد ديهيدروجينيز]

وبالتالي ، يتم إنتاج جزيئين من NADH ، مما يوفر إما ATP أو طاقة مخفضة.

يفترض السؤال أنه بعد تحويل الأسيتات إلى أسيتيل CoA سوف يتأكسد في دورة حمض الكربوكسيليك *. ومع ذلك ، في موضوع التغذية بالطاقة الكافية ، يتم قمع الدورة وسيتم تحويل الأسيتيل CoA إلى malonyl-CoA ، وهو مقدمة لتخليق الأحماض الدهنية. تتطلب هذه العمليات كلاً من طاقة الاختزال (NADPH ، والتي يمكن الحصول عليها من NADH) و ATP (كما سبق):

* ينص الاقتباس على أن "حمض الأسيتيك يُفرز في البول ...". ليس لدي أي معرفة بأي نسبة من الإيثانول يتم التخلص منها بهذه الطريقة ، لكنني أتخيل أنها صغيرة - بالتأكيد ليست كافية لمنع بطن الجعة. ومع ذلك ، ليس هذا هو السبب الرئيسي وراء "تقويض الكحول" ليس "الذهاب (الخانات) على طول الطريق إلى الانتهاء".

بوستسكريبت

تمت تغطية الكيمياء الحيوية أعلاه في القسم 30.5 من بيرج وآخرون.، بعنوان "الإيثانول يغير استقلاب الطاقة في الكبد" (متاح مجانًا للقراءة على الإنترنت). هذا يفسر بمزيد من التفصيل سبب وجود الأسيتات ليس يتم استقلابه في دورة حمض الكربوكسيليك. لا يناقش تخليق الأحماض الدهنية ، حيث ينصب التركيز على العواقب المرضية الفورية للإفراط في تناول الكحول.


شاهد الفيديو: الجسم الاثيري (شهر نوفمبر 2022).