Животните се нуждаят от храна, за да получат енергия и да поддържат хомеостазата. Хомеостазата е способността на системата да поддържа стабилна вътрешна среда дори и при външни промени в околната среда. Например нормалната телесна температура на хората е 37 ° C (98,6 ° F). Хората поддържат тази температура дори когато външната температура е гореща или студена. Необходима е енергия, за да се поддържа тази телесна температура и животните получават тази енергия от храната.

енергия

Основният източник на енергия за животните са въглехидратите, главно глюкозата. Глюкозата се нарича гориво на тялото. Смилаемите въглехидрати в диетата на животното се превръщат в молекули на глюкозата чрез поредица от катаболни химични реакции.

Аденозин трифосфатът или АТФ е основната енергийна валута в клетките; АТФ съхранява енергия във фосфатни естерни връзки. АТФ освобождава енергия, когато фосфодиестерните връзки се разкъсат и АТФ се преобразува в ADP и фосфатна група. АТФ се произвежда от окислителните реакции в цитоплазмата и митохондрията на клетката, където въглехидратите, протеините и мазнините претърпяват серия от метаболитни реакции, наречени общо клетъчно дишане. Например, гликолизата е поредица от реакции, при които глюкозата се превръща в пировиноградна киселина и част от нейната химическа потенциална енергия се прехвърля в NADH и ATP.

АТФ е необходим за всички клетъчни функции. Използва се за изграждане на органичните молекули, необходими за клетките и тъканите; осигурява енергия за мускулно свиване и за предаване на електрически сигнали в нервната система. Когато количеството АТФ е на разположение, надвишаващо нуждите на организма, черният дроб използва излишния АТФ и излишната глюкоза, за да произведе молекули, наречени гликоген. Гликогенът е полимерна форма на глюкоза и се съхранява в черния дроб и скелетните мускулни клетки. Когато кръвната захар спадне, черният дроб освобождава глюкоза от запасите от гликоген. Скелетните мускули превръщат гликогена в глюкоза по време на интензивни тренировки. Процесът на превръщане на глюкозата и излишния АТФ в гликоген и съхраняването на излишната енергия е еволюционно важна стъпка за подпомагане на животните да се справят с мобилността, недостига на храна и глада.

Затлъстяване

Затлъстяването е основна грижа за здравето в Съединените щати и все повече се насочва вниманието към намаляване на затлъстяването и заболяванията, до които може да доведе, като диабет тип 2, рак на дебелото черво и гърдата и сърдечно-съдови заболявания. Как консумираната храна допринася за затлъстяването?

Мазните храни са калорични, което означава, че те имат повече калории на единица маса от въглехидратите или протеините. Един грам въглехидрати има четири калории, един грам протеин има четири калории, а един грам мазнини има девет калории. Животните са склонни да търсят богата на липиди храна заради по-високото си енергийно съдържание.

Сигналите за глад („време за ядене“) и засищане („време за спиране на храненето“) се контролират в областта на хипоталамуса на мозъка. Храните, богати на мастни киселини, са склонни да насърчават ситостта повече от храните, богати само на въглехидрати.

Излишъкът от въглехидрати и АТФ се използва от черния дроб за синтезиране на гликоген. Пируватът, получен по време на гликолиза, се използва за синтезиране на мастни киселини. Когато в тялото има повече глюкоза, отколкото е необходимо, полученият излишък от пируват се превръща в молекули, които в крайна сметка водят до синтеза на мастни киселини в тялото. Тези мастни киселини се съхраняват в мастните клетки - мастните клетки в тялото на бозайниците, чиято основна роля е да съхраняват мазнини за по-късна употреба.

Важно е да се отбележи, че някои животни се възползват от затлъстяването. Полярните мечки и тюлени се нуждаят от телесни мазнини за изолация и за да ги предпазят от загуба на телесна топлина по време на арктическите зими. Когато храната е оскъдна, складираните телесни мазнини осигуряват енергия за поддържане на хомеостазата. Мазнините предотвратяват глада при бозайниците, позволявайки им достъп до енергия, когато храната не е налична ежедневно; мазнините се съхраняват, когато е извършено голямо убийство или има много храна.