Клетка - маленький термоядерный реактор внутри нас

Статья полностью

Так или иначе любой вид деятельности, включая спорт и тренировки, крутится вокруг маленькой клетки. Клеток много, они разные, как и те функции, которые они выполняют. А что можно сказать по энергоэфективности этой самой клетки?

Наш организм - удивительная машина. Если взять автомобили, то они могут сжигать только бензин, но мы можем использовать несколько различных источников топлива: углеводы (сахара, крахмалы), белки и липиды (жиры). Нейроны в основном питаются глюкозой (сахаром), поэтому, даже если вы сторонник диеты с низким содержанием углеводов, ваш организм будет преобразовывать белки и жиры, которые вы потребляете, в глюкозу - и ваш мозг не будет голодать. По этой причине уровень глюкозы в крови так жёстко и строго регулируется.

Если мы посмотрим шире, глюкоза является предпочтительным топливом не только нашего мозга, но и других наших клеток организма. Очень большое количество метаболических реакций и путей в клетке сосредоточено вокруг испльзования глюкозы для выработки энергии. Интересно, что клетка не делает то, что делает двигатель внутреннего сгорания - а именно, не смешивает топливо с кислородом, это слишком затратно. Причина в том, что при сжигании глюкозы выделяется слишком много энергии, и клетка чаще всего не может уловить её всю. Вместо этого клетки медленно и контролированно выделяют энергию глюкозы. Кусочек за кусочком, глюкоза "очищается" от атомов водорода и электронов, которые клетка может использовать для производства АТФ - основной энергетической валюты клетки и организма.

Сколько энергии может хранить АТФ? Биохимики считают, что на каждые 686 калорий, обеспечиваемых глюкозой, АТФ может брать около 262 калорий, при этом её энергоэффективность составляет около 38%. Если верить справочнику Human Anatomy & Physiology by Marieb and Hoehn, клетки гораздо более эффективны, чем любые машины, которые могут захватывать от 10 до 30% энергии, предоставляемой им».

Но все-таки, является ли клетка самой энергоэффективной вещью на Земле? Сложно сравнить энергоэффективность клетки и автомобиля, так как мы не сравниваем разный "выход". Для автомобиля энергоэффективность будет измеряться в километрах, а для клетки в АТФ. Но бесспорно, клетка очень энергоэффективна.

По мотивам: https://www.nature.com/scitable/topicpage/what-is-a-cell-14023083

http://www.tiem.utk.edu/~gross/bioed/webmodules/ATPEfficiency.htm

Автор