Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул

У всех продуктов, вне зависимости от состава, есть калорийность. Нет, я не говорю о том, что пишется на этикетке. Килокалория (пишется с большой буквы, обозначается как «ккал») – это пищевая единица энергии, а калория (пишется с маленькой буквы) – это научная единица энергии. В одной килокалории содержится тысяча калорий; 1 Калория = 1000 калорий = 1 ккал. На этикетках продуктов мы указываем именно Калории, потому что намного проще сказать, что в восьми кренделях с арахисовым маслом содержится 140 Калорий, а не 140 000 калорий.

Но что это число означает на самом деле? Многие придерживаются разных мнений, но когда я вижу 140 Калорий, то для меня это значит, что мой организм может преобразовать восемь крендельков в 140 000 калорий энергии. Другими словами, наше тело получит достаточное количество энергии, чтобы мы могли около часа заниматься растяжкой или заниматься самым медленным бегом.

Да, из восьми крендельков можно получить достаточно энергии, чтобы заниматься активностями в течение часа; шестнадцать крендельков дали бы нам достаточно энергии, чтобы покататься на велосипеде. Удивительно, правда? Особенно если учитывать, что мы делаем это неосознанно.

Преобразование пищи в энергию – это долгий и затратный процесс, называемый окислительным фосфорилированием. Он происходит при участии кислорода и проходит в три этапа.

В первом этапе нет ничего удивительного – ваш желудок должен переварить пищу. Ферменты в желудке и толстой кишке атакуют молекулы пищи, а затем расщепляют их на мелкие атомы. Если молекулы большие, то процесс расщепления займет очень много времени.

Когда все большие молекулы расщеплены на мелкие, начинается второй этап – гликолиз. Во время гликолиза глюкоза расщепляется, образуя маленькие молекулы, называемые пируватами. После пируваты превращаются в углекислый газ (который мы выдыхаем) и две другие молекулы, содержащие ацетильные функциональные группы (Н₃ССО). Эти две новые молекулы образуют связь с коферментом А, образуя ацетил-кофермент А, а затем перемещаются в другую молекулу – оксалоацетат.

Когда это происходит, молекулы ацетила вступают в цикл лимонной кислоты, после чего превращаются в углекислый газ (который мы опять выдыхаем). В ходе этого процесса синтезируются молекулы восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (NADH), которые запускают процесс синтеза аденозинтрифосфата (АТФ).

И в этом, друзья, состоит главная цель пищеварения: синтез АТФ.

АТФ – или аденозинтрифосфат – одна из важнейших молекул в нашем организме, ведь именно она обеспечивает клетки нашего тела энергией. Благодаря этой энергии нервы могут посылать сигналы в мозг, а мышцы сокращаются. АТФ настолько важная молекула, что иногда ее называют «молекулярной валютой». Но, как вы уже поняли, АТФ не остается в желудке или толстой кишке. Но куда она тогда движется?

Небольшие скопления энергии есть во всем теле человека. Так оно в любой момент может высвободить необходимое количество энергии. Например, когда вы опаздываете на автобус и бежите до остановки или когда наклоняетесь за упавшим со стола предметом, ваше тело высвобождает дополнительную энергию, чтобы вы смогли это сделать. Вы ведь не чувствуете усталости, когда занимаетесь повседневными делами, верно?

Количество внезапных движений, которые мы совершаем в течение дня, прямо пропорционально количеству АТФ в нашем теле. Знаете, в данный момент в каждой клетке вашего тело содержится около миллиарда молекул АТФ. Один миллиард молекул в любой клетке вашего тела.

Проходит две минуты.

За это время все молекулы АТФ расходуются и синтезируются снова.

Только представьте! Прямо сейчас в каждой клетке вашего тела существует миллиард молекул энергии. Но через две минуты они преобразуются в другие молекулы (например, АДФ и АМФ), а затем снова превратятся в АТФ. А затем снова преобразуются в АДФ и АМФ. А потом снова в АТФ. Ну, вы поняли. Этот процесс цикличен, и он будет продолжаться вплоть до смерти клетки, которая может случиться по разнообразным причинам.

Давайте вернемся к нашему примеру с крендельками. Как мы уже выяснили, восемь кренделей обеспечат нас 140 000 калориями (или 140 Калориями). А как это связано с АТФ? После того, как мы съели крендельки, наш организм расщепит их примерно на девятнадцать моль АТФ. Затем он их сожжет, и произойдет выделение 140 000 калорий энергии (1 моль АТФ = 7,3 ккал).

Как мы уже выяснили, максимум, на что хватит 140 000 калорий, это на обычную прогулку. Знаете ли, как активная женщина тридцати пяти лет, я должна потреблять примерно 2200 Калорий в день. А как вы думаете, сколько калорий уходит на поддержание моей жизнедеятельности?

Попробуйте угадать.