Ο «καταλύτης» της ζωής
Έγινε ενημέρωση: 5 Απρ 2021
της Δήμητρας Δεμερτζή
Το ανθρώπινο σώμα, θα μπορούσε δίκαια να πει κανείς, πως αποτελεί ένα εξελικτικό αριστούργημα. Πέρα από τα προφανή σε εμάς, μακροσκοπικά αισθητά αποτελέσματά του, όπως είναι ο ιδρώτας, η ισορροπία, η αίσθηση του πόνου ή αυτή του κορεσμού – ύστερα από ένα πλούσιο γεύμα – υπάρχουν και τα αποτελέσματα που έγκεινται στο μικρόκοσμο και συντελούν στη σωστή λειτουργία του οργανισμού, μια λειτουργία πολύπλευρη και πολύπλοκη. Αυτή η πολυμορφική ικανότητα που έχει να επιβιώνει, οφείλεται αφενός στην άμεση συνεργασία των διαφόρων συστημάτων που τον αποτελούν και αφετέρου στους μοριακούς μηχανισμούς, που του επιτρέπουν να αυτοπροστατεύεται.
Όμως, πόσο πειθαρχημένος είναι ο οργανισμός μας και πώς αποκτά την απαραίτητη για την επιβίωσή του ενέργεια;
Τι εστί ενέργεια;
Στο μυαλό μας έχουμε την ενέργεια ως μια έννοια αυθαίρετη, κάτι άυλο. Σηκωνόμαστε το πρωί γεμάτοι με αυτή, έτοιμοι να κατακτήσουμε τον κόσμο, και μέχρι να φτάσει το βράδυ, βασιζόμαστε στην πρόσληψη τροφής και στην πιθανότητα ενός περιστασιακού υπνάκου, για να μην πέσουμε κάτω. Αλλά ο οργανισμός μας κατανοεί την ενέργεια με έναν τρόπο ολίγον τι διαφορετικό. Σε μοριακό επίπεδο, όχι μόνο δεν είναι αυθαίρετη, αλλά έχει και το δικό της νόμισμα: το ATP, γνωστό και ως ενεργειακό νόμισμα του οργανισμού.
Πως παράγεται η ενέργεια;
Όταν τρώμε, τα μόρια που αποτελούν την τροφή που καταναλώσαμε, ξεκινούν το ταξίδι τους εντός του σώματός μας, με τελικό προορισμό την παραγωγή ενέργειας. Το ATP που προαναφέραμε, αποτελεί το τελικό προϊόν της διαδικασίας αυτής και πρακτικά επιτρέπει το εμπόριο μορίων στα κύτταρα μας· χωρίς το οποίο ο οργανισμός μας δεν μπορεί να εκπληρώσει τις ανάγκες του.
Ας φέρουμε στο μυαλό μας ένα ισορροπημένο γεύμα, το οποίο περιέχει όλα τα απαραίτητα θρεπτικά για το σώμα μας συστατικά: υδατάνθρακες, λιπαρά, πρωτεΐνες, βιταμίνες, φυτικές ίνες και μέταλλα. Οι υδατάνθρακες, τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες αποτελούν μεγαλομοριακές ενώσεις, οι οποίες πρέπει να αποικοδομηθούν στα απλούστερα συστατικά τους μέσω της πέψης, για να μπορέσουν να απορροφηθούν από τα κύτταρα και να παραχθεί ενέργεια. Αν δεν συμβεί αυτό, πολύ απλά θα απεκκριθούν… σαν να μη φάγαμε ποτέ!
Για να μπορέσουμε να καταλάβουμε τη διαδικασία αυτή, ας σκεφτούμε έναν μαραθωνοδρόμο, ο οποίος, το βράδυ πριν από τον κρίσιμο αγώνα και τα πολλαπλά χιλιόμετρα που έχει να αντιμετωπίσει, καταναλώνει ένα πιάτο καρμπονάρα. Τα μακαρόνια, ως γνωστόν, περιέχουν άμυλο. Για να μπορέσει ο οργανισμός μας να αξιοποιήσει όλη αυτήν την ενέργεια που προσέλαβε, πρέπει να αποικοδομήσει το άμυλο σε απορροφήσιμες μονάδες, τα μόρια γλυκόζης. Από εκεί, τα μόρια γλυκόζης μπορούν να μεταφερθούν μέσω του αίματος στα κύτταρα των κατάλληλων οργάνων, όπου θα απορροφηθούν και διασπαστούν περαιτέρω, παράγοντας ενέργεια!
Η μεταβολική ισορροπία
Όπως κάθε διαδικασία αγοραπωλησίας, έτσι και η μεταβολική, επιβάλλει την ύπαρξη ισορροπίας, ούτως ώστε ο οργανισμός μας να μην μένει εύκολα χωρίς το πολυπόθητο ενεργειακό του νόμισμα. Αυτό που συμβαίνει πρακτικά, είναι ότι ξοδεύεται ένα χρηματικό ποσό – νομίσματα ATP – για να προκύψει κάποιο μόριο και παράλληλα «πωλείται» κάποιο άλλο, για να παραχθεί ATP. Αλλά, για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτήν την ενεργειακή ισορροπία και τη φυσιολογική της σημασία, πρέπει να λάβουμε υπόψιν μας δύο αλήθειες που την περιγράφουν.
α. Μία ισορροπία δυναμική
Η πρώτη αλήθεια αναφέρει, πως η ενεργειακή ισορροπία του μεταβολισμού είναι μια ισορροπία δυναμική. Αυτό σημαίνει, πως διαρκώς παράγεται και καταναλώνεται ενέργεια, με αποτέλεσμα να μη διαταράσσεται σημαντικά το ενεργειακό ισοζύγιο. Αν τυχόν διαταραχθεί - σε σημαντικό βαθμό - θα εκκινήσουν αυτόματα διαδικασίες, με σκοπό την επαναφορά της, όσο το δυνατόν γρηγορότερα και αποτελεσματικότερα.
Science Fact
Παρουσία ενεργειακού ελλείμματος, παραδείγματος χάριν εξαιτίας μειωμένης ή καθόλου πρόσληψης τροφής, ο οργανισμός φροντίζει να ξοδεύει όσο λιγότερο ATP μπορεί, για όσο μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μπορεί να τα καταφέρει.
Για αυτό και μπορεί να επιβιώσει εβδομάδες χωρίς να προσλάβει ούτε μία θερμίδα!
β. Η κρυφή πλευρά του ενεργειακού νομίσματος
Δεύτερον, το ATP παράγεται για να καταναλωθεί. Με άλλα λόγια, δεν αποθηκεύεται στον οργανισμό αυτούσιο. Υπάρχουν, όμως, αποθέματα ενέργειας· πώς αλλιώς θα καταφέρει να επιβιώσει ο οργανισμός για εβδομάδες χωρίς φαγητό; Το ενεργειακό μας νόμισμα μπορεί να βρεθεί κρυμμένο, με τη μορφή γλυκογόνου, αλλά κυρίως ως το γνωστό σε όλους μας λίπος!
Οι «αποθήκες» ενέργειας του οργανισμού
Όταν παράγει ενέργεια, ύστερα από την κατανάλωση τροφής, ο οργανισμός μας την αξιοποιεί συνθέτοντας χρήσιμα για αυτόν συστατικά και επιτελώντας απαραίτητες λειτουργίες, όπως ο χτύπος της καρδιάς, η κίνηση του σώματος και η σκέψη. Όταν, όμως, εντοπίζεται πλεόνασμα ATP, η δυναμική αυτή ισορροπία μετατοπίζεται και αυξάνει το βάρος μας. Αυτό συμβαίνει, διότι, όπως είπαμε, το ATP δεν μπορεί να αποθηκευτεί ως έχει στον οργανισμό. Συνεπώς, χρησιμοποιείται για τη βιοσύνθεση λίπους, το οποίο και αποθηκεύεται στα μαλακά σημεία του σώματός μας.
Κλείνοντας...
Ίσως πρέπει να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε την ενέργεια που προσλαμβάνουμε και αυτή που καταναλώνουμε λίγο διαφορετικά, για να μπορέσουμε να την κατανοήσουμε καλύτερα. Έτσι, θα μπορέσουμε να την αντιμετωπίσουμε ως αυτό που πραγματικά είναι: μια εξισορροπημένη μοριακή κατάσταση, την οποία διαισθανόμαστε μονάχα μακροσκοπικά. Μια ισορροπία, που αν διαταραχθεί, επηρεάζει και τη διάθεσή μας.
Το ATP, που βρίσκεται στο επίκεντρο του μεταβολισμού, είναι ένα μόριο τόσο μικρό, αλλά ταυτόχρονα και τόσο πολυμήχανο. Αποτελεί πραγματικά έναν «καταλύτη» της ζωής, διότι διευκολύνει σε πολύ μεγάλο βαθμό τη μεταβίβαση ενέργειας στον οργανισμό μας. Χωρίς αυτό, ένα μόνο είναι σίγουρο· η ζωή δε θα ήταν η ίδια.
Τι να θυμάσαι:
Η ενέργεια δεν είναι μια έννοια αυθαίρετη. Έχει μοριακή υπόσταση και αντιπροσωπεύεται από το ενεργειακό νόμισμα του οργανισμού, το ATP.
Όταν καταναλώνουμε φαγητό, η τροφή αποδομείται σταδιακά, για να παραχθεί ενέργεια/ATP.
Η ενεργειακή ισορροπία είναι δυναμική και ο οργανισμός κάνει ό,τι μπορεί για να τη διατηρήσει.
Το ATP αποθηκεύεται με έμμεσο τρόπο στον οργανισμό: κυρίως ως λίπος.
Το ενεργειακό νόμισμα είναι αυτό που επιτρέπει το ευρύ «εμπόριο» μορίων στο σώμα μας.
Για περισσότερες πληροφορίες, τσέκαρε εδώ:
Garret R.H, Grisham C.M. (2017). Nutrition and the Organization of Metabolism. Biochemistry. United States of America: Cengage Learning.
Εικόνες από pexels.com.
Λίγα λόγια για την Δήμητρα Δεμερτζή...
«Γεια σε όλες και σε όλους! Ονομάζομαι Δεμερτζή Δήμητρα και είμαι χημικός, σχεδόν.
Διανύω το τελευταίο έτος σπουδών μου, στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, και είμαι ιδιαίτερα ενθουσιασμένη για τα επόμενα βήματά μου στον χώρο της επιστήμης. Μπορεί να αναρωτιέστε τι δουλειά έχει ένας χημικός εδώ, οπότε, επιτρέψτε μου να σας εξηγήσω· αν και με πολλές πτυχές και άλλες τόσες διακλαδώσεις, μπορούμε να περιγράψουμε ευκολότερα και ακριβέστερα την επιστήμη ως ένα φάσμα. Δηλαδή, μια συνέχεια επιστημονικών πεδίων, όπου δεν υπάρχουν διακριτά όρια. Αυτό το μη διακριτό όριο μεταξύ Χημείας και Βιολογίας γεμίζει η… Βιοχημεία! Μεγάλο πάθος.
Ευελπιστώ, πως, μέσα από το φαινομενικά ατέρμονο ταξίδι ανακάλυψης της πραγματικότητας, να καταφέρω να σας μεταδώσω τον ενθουσιασμό μου για τον μικρόκοσμο και πως αυτός λειτουργεί. Με μια περιήγηση στον μαγευτικό κόσμο της επιστήμης και της ανθρώπινης φύσης, να αποτελέσω αρωγός στο δικό σας ταξίδι κατανόησης τόσο φαινομένων της καθημερινότητας όσο και άλλων, παράξενων και ανεξήγητων – προς το παρόν.»