Naše tělo pracuje podobně jako spalovací motor. Z chemického pohledu bychom řekli, že oxiduje kyslíkem uhlovodíky za vzniku oxidu uhličitého a vody a získanou energii se snaží přeměnit na užitečnou práci. Stejně jako u motoru však většina energie unikne ve formě tepla. Jako palivo používá naše tělo sacharidy (škroby a cukry), bílkoviny (proteiny) a tuky. V menším množství si dokáže vzít energii také z netypických živin, například organických kyselin (obsažených ve víně, ovoci a mléčných výrobcích) nebo právě ethanolu (alkoholu) [1].
Tělo dokáže částečně nebo úplně oxidovat i jiné alkoholy, jako je methanol, který je nežádoucí příměsí v lihovinách a běžně se používá jako součást paliv a nemrznoucích kapalin. V tomto případě ale oxidace není spojena se vznikem užitečné formy energie a je zodpovědná za toxické účinky methanolu. Zatímco samotný methanol našemu organismu příliš neubližuje, produkty, které v našem těle jeho oxidací vznikají (formaldehyd, kyselina mravenčí), jsou velmi toxické a požití methanolu může vést k oslepnutí či úmrtí. Naštěstí ethanol je protijedem proti methanolu, protože ho umí vytěsnit v reakcích vedoucích ke vzniku těchto toxických látek, a tím zpomaluje jejich vznik [2].
Zpět k ethanolu samotnému. Spalné teplo ethanolu, tedy maximální množství energie uvolněné jeho úplným spálením (oxidací), je opravdu zhruba 30 kJ na gram. Porovnáme-li to se spalným teplem sacharidů a bílkovin (17 kJ/g) a tuků (38 kJ/g), zdá se být ethanol skoro tak energeticky vydatný jako tuky. Jenže to je energie označovaná v dotazu jako brutto. Chceme-li znát výtěžek užitečné energie, ke které dotaz směřuje, musíme se podívat na způsob, jakým organismus s energií nakládá [1].
Oxidace živin je v našich buňkách rozdělena do malých kroků, které jsou spřaženy s výrobou univerzálního energetického platidla ATP. Můžeme si to představit jako situaci v elektrárně, kde teplo vzniklé spalováním uhlí nejprve použijeme na ohřátí vodní páry, ta roztočí turbínu alternátoru a vyrobí elektřinu, a pak teprve teplo vypustíme do vzduchu v chladicích věžích. Vyrobenou elektřinu můžeme použít na cokoliv. Stejně tak naše tělo používá získané ATP na všechny procesy, od svalové práce přes činnost mozku a srdce až po výrobu spermií nebo boj s bakteriemi [1].
Z pohledu chemie bychom řekli, že z jednoho gramu ethanolu získáme 304 mmolů ATP, zatímco z gramu sacharidů 167 mmolů ATP a z gramu tuků 414 mmolů ATP (mmol neboli milimol je jednotka množství látky vztahující se k počtu molekul). To znamená, že množství užitečné práce získané z jednotlivých zdrojů energie je úměrné hodnotám jejich spalného tepla. Ethanol je tedy skoro 2× vydatnější zdroj energie než sacharidy a jen o 25 % méně vydatný než tuky. Jaká je však čistá neboli netto výtěžnost energie, je velice obtížné zjistit. Věrohodné zdroje uvádějí, že ze spalného tepla získáme asi 20–30 % užitečné energie a zbytek se uvolní jako teplo (účinnost našeho metabolismu je vlastně podobná účinnosti klasického spalovacího motoru) [3, 4]. Netto energie 1 gramu ethanolu by tedy byla přibližně 6–9 kJ. V případě methanolu je množství získané energie prakticky nulové.
Ještě pár poznámek na okraj. Náš organismus je přizpůsoben příležitostnému využití malého množství ethanolu, který naši předkové konzumovali v přezrálém ovoci nebo ho vyrobily kvasinky v našich střevech. Alkoholické nápoje se objevily až před několika tisíci lety. Lidské tělo se k alkoholu pořád chová jako k toxinu a snaží se ho hlavně zbavit, jeho energetický význam je druhotný. Mnoho druhů alkoholu (sladké víno, pivo, rum) obsahuje i desítky gramů cukru v jednom litru. I tato energie se počítá. Toto téma rozebírá odpověď na dotaz 1345 (Velké břicho z piva).
Pro Zeptej se vědce odpovídal Jaroslav
Zdroje:
[1] https://vydavatelstvi.vscht.cz/detail-knihy/biochemie
[2] https://doi.org/10.1081/clt-120006745