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Titolo: Problema sulle energie in gioco nei processi metabolici

METABOLISMO UMANO ED EQUILIBRIO ENERGETICO
Consideriamo un uomo di 80 kg che assimila 3000 kcalorie ogni giorno.
Supponiamo inoltre che quest'uomo faccia un lavoro all'aperto e sia in grado
di essere esposto al flusso luminoso costante di circa 1 kW/m2. Si tratta
del valore di irraggiamento medio del sole a mezzogiorno sulla superficie
terrestre.  Supponiamo inoltre, che il flusso di energia raggiante duri per
12 ore cioe' 43.200 secondi al giorno.
Supponiamo che la superficie esposta alla luce sia di circa 1 m2. Questo
dato e' verosimile, infatti, il corpo umano ha una superficie di circa 2 m2
quindi, supponendo un corpo completamente nudo e' ragionevole considerare
che la superficie del corpo  direttamente esposta al flusso di luce solare
può ammontare a circa la meta' del valore totale.
Vogliamo calcolare l'energia totale che il corpo assorbe dall'ambiente.
Sappiamo che il flusso solare medio alle nostre latitudini e di circa 1000
W/m2. Valore valido solo alle 12:00
Per 12 ore di luce abbiamo 1000 W  X 43.200 s = 43.200.000 joule
(1W = 1J/1s)
Convertendola in eV abbiamo:
43.200.000 j = 2,6966 1026 eV al giorno
(1.01)
Per quanto riguarda l'alimentazione risulta :
3000 kcal = 12552 kj = 7,835 1022 eV                             (1.02)
E' molto importante considerare, che il contributo maggiore viene dal
calcolo dell'energia elettromagnetica. Questo valore è certamente stato
calcolato con eccesso e in più considera un uomo che sta' tutto il giorno
esposto alla luce solare diretta, e per di più e' completamente nudo.
Ma per adesso andiamo avanti:
L'energia totale ammonta quindi a :
2,6966 1026 + 7,835 1022 = 2,697 1026 eV (energia totale)       (1.03)
Un uomo di 80 kg e' fatto percentualmente di acqua (H2O). Il valore e' pari
all'85 % del suo peso cioè 68 kg di acqua. Il peso molecolare dell'acqua e'
pari a 18 quindi in un corpo umano di 80 kg abbiamo circa circa 3777.77 moli
(e' piu' corretto dire grammomolecole) di acqua.
A questo punto possiamo calcolare il numero di molecole di acqua contenute
in un corpo umano.  Infatti, conosciamo il numero di Avogadro = No= 6.034
1023
moli X No = 3777,77  X 6,034 1023 = 2,279  1027 molecole di acqua.
Poiche' l'energia totale misurata e' 2,697 1026 eV come appare dal passaggio
1.03. Possiamo calcolare l'energia che ogni molecola d'acqua ha a sua
disposizione per un giorno intero.
2,697 1026 / 2,279 1027 = 0,118 eV per ogni molecola d'acqua.
E' molto simpatico osservare che una persona che conduce una attivita' al
coperto, che viva ad esempio in una grotta, ha un energia per molecola d'
acqua disponibile al giorno pari a:
7,835 1022 / 2,279 1027 =0,000034 eV
TROPPO POCO EFFETTIVAMENTE...
Ho raccolto alcuni dati importanti:
Ci sono nel nostro corpo 5/6 milioni di globuli rossi per ml.
Ogni secondo 10.000.000 di globuli rossi vengono distrutti e altrettanti
riprodotti dal midollo osseo.
Ogni globulo rosso trasporta 290.000.000 di molecole di emoglobina. Ogni
molecola di emoglobina trasporta 4 molecole di ossigeno.
Una cellula corporea dura dai 60 ai 120 giorni. In 3 o 4 mesi tutto il
nostro sangue viene rimpiazzato.
Il nostro corpo possiede 100.000.000.000.000. di cellule
E' possibile calcolare che il ricambio cellulare sia di circa 10.000.000 di
cellule nuove al secondo. ( valore che vorrei essere confermato)
  Inoltre:
Per spezzare il legame organico N-H occorrono 4 eV
   "          "              "        "      "      C-H    "    "       4 eV
   "          "              "        "      "      C=O   "     "      7,3
eV
   "          "              "   (dell'acqua) O-H     "     "     4,7 eV
Non so che cosa pensare..
Qualcuno può dirmi se ho sbagliato qualcosa bnei ragionamenti?
Esiste o no un problema di energia in ingresso < all'energia consumata?
Aspetto risposte.



 Esiste o no un problema di energia in ingresso < all'energia consumata?
Secondo me gli errori sono più di uno e il conto in generale non ha molto
senso.
A parte la sovrastima eccessiva dell'energia em, il corpo umano non è un
corpo nero, quindi non assorbirà tutta l'energia, in più molta di essa adrà
persa in processi chimici e fisiologici superficiali, senza contare che la
frazione energia/molecola d'acqua è assurdo (l'energia non viene certo
assunta uniformemente ta tutto il corpo). Penso che  particolare il processo
di evaporazione del sudore porterà via gran parte dell'energia em che sarà
soprattutto convertita in calore delle cellule dell'epidermide. Il
"carburante" per questo processo è l'acqua, che apporta... 0 calorie :).
Come vedi non ha molto senso equiparare le calorie "alimentari" con
l'energia em.
Ciao!
Stefano

 Aspetto risposte.
Non so se il tuo post sia ironico o meno.
Mi ricorda una discussione che feci con un tizio che sosteneva
il dogma delle calorie con il principio fisico universale della
conservazione dell'energia.
Gli rispondevo che è altrettanto universale che E=mc^2, chiedendomi
retoricamente come mai Einstein si fosse dimenticato di specificare
se quella "m" sia da riferire ai carboidrati, alle proteine o ai
grassi.
In realtà le calorie non andrebbero prese così alla lettera. E' vero
che un grammo di glucosio, in una certe serie di reazioni chimiche,
è in grado di liberare circa 4 KCal di energia, ma che queste reazioni
chimiche avvengano tutte e sempre e comunque è tutto da vedere.
Andare davvero a calcolare il bilancio energetico complessivo del
corpo umano è assolutamente utopico. Sono troppe le voci di input,
sono troppe le voci in output, sono troppe e troppo complesse le
reazioni in gioco.
Le calorie alimentari hanno un'importanza soprattutto storica, in
quanto forniscono il primo sistema razionale di "quantificare" in
modo scientifico, sia pure approssimato, l'apporto energetico dei
vari alimenti. Un dato importantissimo soprattutto quando si parla
di situazioni di carenza. Tuttavia delle calorie si è fatta una
specie di divinità, non si capisce perché.
Oggi che è stata progressivamente abbandonata l'idea barocca per
cui "una caloria è sempre una caloria da dovunque provenga", oggi che
è riconosciuto come i diversi macronutrienti comportino reazioni
metaboliche completamente differenti da parte dell'organismo, si
potrebbe (IMHO si dovrebbe) senza nessun problema trattare di
alimentazione senza far alcun riferimento alle calorie. Personalmente
il dato delle calorie totali è l'unico che ignoro del tutto quando
leggo le tabelle sulle confezioni degli alimenti (cosa che faccio
sempre molto attentamente).
E' un po' come quando fanno quel giochino per cui trasformano le
lettere del nome in numeri, poi li sommano e in base a quello che
viene ti predicono la sorte. E' divertente, basta non prenderlo
troppo sul serio. Allo stesso modo quando ti dicono il totale
delle calorie che mangi. Un dato come minimo piuttosto inutile e
insignificante, talvolta addirittura fuorviante.
Di fatto, non esiste una singola grandezza nei processi metabolici
umani che sia direttamente proporzionale, o comunque direttamente
correlata, al "totale delle calorie". Non un parametro ematico,
una secrezione ormonale, una reazione chimica, nulla, che derivi
direttamente dal "totale delle calorie". Il nostro corpo non "conta"
le calorie, non "somma" le calorie: per il nostro corpo il "totale
delle calorie" non esiste.
Ovvero, detto in altro modo, le calorie non esistono.
Xlater
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Ovvero, detto in altro modo, le calorie non esistono.
Ti ringrazio del tuo post e dell'esposizione più "scientifica" di un
osservazione che avevo già fatto in natura con le calorie. Quando ho
esposto questa mia constatazione (cioè che la natura non conta le
calorie) in questo NG sono stato aggredito dai grandi maghi dalle
calorie come il Andrea Tibaldi. Chissà perché ora sta tanto zitto
zitto nel suo cantuccio e non ti rimanda a leggere le cose sul suo
sito???
Va bè, la verità alla lunga si impone sempre.
Ciao Gunther