البيولوجيا وعلوم الحياة

مصادر حصول جسم الإنسان على الطاقة بداخله

2002 في رحاب الكيمياء

الدكتور نزار رباح الريس , الدكتورة فايزة محمد الخرافي

KFAS

مصادر حصول جسم الإنسان على الطاقة بداخله البيولوجيا وعلوم الحياة

قد نتساءل كيف يستطيع جسم الإنسان أن يحصل على الطاقة اللازمة له ؟

إن ذلك يتم بإحدى طريقتين ، يتمثل أولاهما في أكسدة المواد الكربوهيدراتية (السكرية والنشوية) واختزان الطاقة الناجمة في جزيئات يطلق عليها أدينوزين ثلاثي الفسفات ويرمز لها بالرمز (ATP).

أما الطريقة الاخرى للحصول على الطاقة فيكون بأكسدة الدهون التي تتوافر في الجسم .  ويستطيع الجسم أكسدة الغلوكوز (والسكريات والنشويات الأخرى) إلى ثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء ، وتتولد كمية من الطاقة ، ويتم ذلك بمساعدة إنزيمات معينة في الجسم .

 

تقوم جزيئات أدينوزين ثلاثي الفسفات ATP باختزان جزء كبير من هذه الطاقة في روابطها الفسفورية وتشكل بذلك مخزناً للطاقة في جسم الإنسان (تختزن %66 من الطاقة المتكونة).

عندما يحتاج الجسم إلى الطاقة لتحركي أحد أعضائه مثلاً، فإنه يستمدها من انكسار الرابطة الفسفورية في جزيئات ATP الغنية بالطاقة ، والذي يؤدي إلى تكون جزيئات أدينوزين ثنائي الفسفات ADP إضافة إلى الطاقة المطلوبة . 

وتعدّ هذه العملية عملية معكوسة ، أي أن جزيئات أدينوزين ثنائي الفسفات تعود وتتحد مع مجموعة فوسفات جديدة وتختزن في رابطة الاتحاد كمية من الطاقة وتتكون جزيئات ATP .

 

الطاقة الناجمة عن أكسدة السكريات

لقد وجد أن كل جزيء غلوكوز يعطي عند أكسدته قدراً من الطاقة يكفي لتكوين 38 جزيئاً من ATP

فإذا علمنا أن الطاقة اللازمة لتحويل جزيء ADP إلى جزيء ATP تساوي 12000 سعراً ، فإن الطاقة الناجمة عن أكسدة جزيء الغلوكوز تساوي 456.000 = 38 x 12000 سعراً .

وإذا أخذنا في الاعتبار أن الأكسدة الكاملة لجزيء الغلوكوز تطلق 690.000 سعراً ، يتضح أن هذه الكمية من الطاقة التي تنتج في الخلية الحية عند أكسدة جزيء الغلوكوز ، يتم اختزان 456.000 سعراً منها على النحو المبين أعلاه وهذا يعادل %66 منها ، مما يعني أن الخلية الحية تشكل آلة هائلة لتوليد الطاقة واختزانها بكفاءة عالية .

 

الطاقة الناجمة عن اكسدة الدهون

يمكن للجسم أن يحصل على الطاقة من أكسدة الدهون أيضاً .  وهذه الدهون هي غليسيريدات تحتوي ثلاثة أحماض دهنية مرتبطة بجزيء غليسرين من خلال روابط إسترية .

ويتم هذا الأمر بتحلل الغليسيريدات إلى الغليسرين والأحماض الدهنية .  تم تجري أكسدة هذه الاحماض الدهنية باستخدام مساعد الإنزيم (أ) Coen-zyme وتتم هذه الأكسدة بطريقة منظمة من خلال استقطاع ذرتين من ذرات الكربون بشرط أن تكون إحداهما ذرة كربون مجموعة الكربوكسيل ، وتتحول ذرة الكربون الثالثة إلى مجموعةك ربوكسيل، وتتكرر هذه العملية إلى أن يتم تكسير الحمض الدهني . 

ولقد اتضح انه إذا استُخدم جزيء واحد من  ATP لتوليد الطاقة اللازمة لبدء هذه التفاعلات فإن الطاقة المتولدة عن تفاعلات الأكسدة تعطي طاقة تكفي لتوليد 100 جزيء من ATP .

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪العناكب تفكّر بشباكها، متحدّية مفاهيمنا عن الذكاء
قلم:    ديفيد روبسون
ترجمة: آية علي
هناك ذكاء غريب يعيش بيننا. تمتلك هذه المخلوقات نوعًا استثنائيا من الوعي يشمل عقولًا تتجاوز حجم أجسادها. ومع ذلك، وبفضل جهلنا وغرورنا، يكون دافعنا الفوري قتلها.
هذا ليس خيالا. فهذه الأدمغة الغريبة تختبئ بالفعل في ظلال منازلنا وحدائقنا: العناكب. لطالما افترضنا أنها، مثلها مثل العديد من اللافقاريات Invertebrates، تكاد تكون آليّة Automata، وتفتقر إلى حياة داخلية. ولكننا نكتشف الآن أن بعض العناكب ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪كتب صنعتني: أنتوني ديفيد
نتوني ديفيد @ProfTonyDavid رئيس قسم الطب النفسي في معهد الطب النفسي Institute of Psychiatry بجامعة كينغز كوليدج لندن King’s College London. وهو طبيب ممارس في مستشفيات مودسلي وبيثليم. وأحدث مؤلفاته كتاب إلى قعر الهاوية Into The Abyss 14.99 £، Oneworld.
عندما كنت في الثامنة أو التاسعة، كانت هناك سلسلة كاملة من كتب كيف ولماذا How And Why books التي تتضمن مواضيع مختلفة من العلوم والتاريخ. وكان كتاب كيف ولماذا عن روائع الجسم البشري How And Why ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هذه الجينات لا تكذب
دم راذرفورد AdamRutherford@ عالم الوراثيات وكاتب ومذيع. يقدم مجلة BBC Radio 4 الأسبوعية الرائدة داخل العلم Inside Science، ويشارك في عرض الحالات الغريبة لراذرفورد وفراي Curious Cases Of Rutherford & Fry مع الدكتورة هانا فراي Hannah Fry. أجرت المقابلة مساعدة تحرير BBC Science Focus  إيمي باريت Amy Barrett.
ما الذي دفعك إلى كتابة هذا الكتاب؟ تلتقي في هذا الكتاب ثلاثة أمور مهمة في حياتي الشخصية والمهنية. الأول هو أنني اختصاصي بعلم ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل شفرةُ الحلاقةِ المزودة بشفرات أكثر أفضل فعلاً؟
ولين رولي، عبر البريد الإلكتروني Colin Rowley, Via email
عندما تكون شفرة الحلاقة متعددة الشفرات ترفع الشفرة الأولى الشعر قليلاً وهي تقطعه. وقبل أن تتاح للشعر فرصة للعودة إلى داخل الجلد، تصله الشفرة التالية وتقطع مزيداً منه. وينتج من هذا حلاقة ليست في مستوى بشرتك فحسب، لكن في الواقع تحته قليلاً. ومن الطبيعي أن يخضع ذلك لقانون الإنتاجية المتناقصة Law of diminishing returns، لكن شفرة الحلاقة ذا الشفرات الإضافية توزع أيضاً ضغط خرطوشة الشفرة ... (قراءة المقال)