ТРАНСФОРМАЦИЯ ЭНЕРГИИ.
Во вселенной энергия существует в разных формах, более или менее организованных и концентрированных. Как мы уже отметили, энергия способна переходить из одной формы в другую.
Если в процесс преобразования не вмешиваются никакие внешние механизмы, изменения энергии происходит только от формы более концентрированной в форму менее концентрированную. Это процесс происходит в полном соответствии со вторым законом термодинамики, который определяет направление термодинамических процессов.
Все во Вселенной подчинено законам термодинамики и наш организм тоже.
Энергетические связи которые происходят в наших клетках можно сравнить с даром который один человек делает другому. Но и на этом «рынке благотворительности» действуют свои правила:
- передача энергии может происходить свободно только от того кто обладает большей энергией к тому кто обладает меньшей энергией;
- этот дар предполагает быть достаточным большим чтобы заполнить резервуар полностью.
Тот кто принимает энергию никогда не согласится на жертву если она меньше, чем то, что ему необходимо; - если дар больше чем то, что принимающий может принять, излишек переливается через край. Если этот излишек в свою очередь достаточно большой, он повторно используется АТФ. В противном случае, улетучивается в форме тепла.
В среднем, 40% энергии субстратов используется организмом для анаболизма (производства и восстановления клеток) и движения; остальная энергия или 60% рассеивается в виде тепла.
Наконец, все химические преобразования высвобождают понемногу энергию содержащуюся в пищевых продуктах. Мы можем спросить себя, почему все так происходит? Почему мы нерационально используем энергию или почему мы не ищем например источники энергии более концентрированные?
Да просто потому, что МЫ ОЧЕНЬ ХРУПКИЕ.
Маленький костер нас согревает в то время как большое пламя нас просто сожжет! Например, излучение ядерной энергии дает нам представление, что происходит когда наш организм встречает источник энергии слишком большой для себя. Для информации, например, распад нейтрона урана-235 дает энергии в миллион раз больше чем самая энергетическая химическая реакция.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ДОЛГ НАШЕГО ОРГАНИЗМА ОПЛАЧИВАЕТСЯ МЕЛКОЙ МОНЕТОЙ ЭЛЕКТРОНОВ. И в этом принцип функционирования всего живого.
ПРИНЦИПЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
Рассмотрим реакцию, которая превращает А в Б, благодаря вмешательству фермента С (ферменты это соединения позволяющие возможность осуществления такой реакции без того что быть модифицированными ею) Мы видим, что динамика этой реакции определяется количеством присутствующих субстратов.
Могут быть представлены несколько конфигураций:
- энзимы, ферменты С (это белковые молекулы которые будут ускорять химические реакции в живых клетках ) представлены на начало реакции в большом количестве;
- начальный продукт А начинает в большом количестве поступать и он так же ускоряет реакцию. Его трансформация в Б активирована;
- накапливается конечный продукт Б Динамика его накопления имеет отрицательную обратную связь.
Накопление сигнализирует, что следует замедлить темп реакции. Процесс торможения реакции контролируется посредством обратной связи. Иногда говорят, петлей отрицательной обратной связи. Эти петли находятся на всех этажах процесса жизнедеятельности. Иногда регулирование происходит за счет двух процессов антагонистов которые не связаны друг с другом.
Слова скучны и мало понятны, но общая и основная задача всех этих процессов это достигнуть баланса в определенный момент. Возможны колебания, отклонения, но рано или поздно все достигнет состояния равновесия. Без этой способности стабилизации через самоограничение клетки нашего организма походили бы на раковые клетки, вместо развития происходил бы процесс самоистребления. Самоограничение находит себя и в беге.
В зависимости от характеристик структур субстратов- жиров, протеинов, углеводов- они проходят больше или меньше трансформаций прежде чем окончательно преобразоваться в энергию используемую мышцами. Все эти химические реакции требуют времени. Мы можем обобщить, сказав, что чем сложнее этап трансформации тем больше времени он требует. Более того, это время может быть еще более длительным если необходимые для реакции компоненты не находятся в нужном месте.
ЭТИ ДВЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЪЯСНЯЮТ МЕДЛЕННУЮ ДЕГРАДАЦИЮ ЛИПИДОВ, например. Деградация субстратов с воздухом (аэробная) требует больше времени, чем анаэробная, так как необходимо время чтобы еще доставить к месту реакции кислород необходимый для распада жиров.
В следующей публикации мы поговорим о формах хранения энергии в организме.
Источник: Volodalen