II.8. Energia în sistemele biologice.

Organismele vii sunt sisteme termodinamice deschise, schimbând permanent cu mediul exterior atât substanțe, cât și energie.

Organismul animal, pentru a crește și a se întreține, are nevoie de energie pe care și-o dezvoltă singur prin diferitele reacții biochimice, implicând atât sinteze de molecule complexe, cât și procese de descompunere a acestora în molecule mai simple.

Cunoscând căldura de formare a diferitelor substanțe utilizate ca hrană, cât și căldura produșilor de dezasimilație, se poate calcula valoarea energetică pe care o au alimentele și rația minimă pentru oameni și animale. Un om cu masa corporală medie trebuie să dispună zilnic de o căldură de ardere de circa 2500 kcal.

Dintre alimente, grăsimile și glucidele constituie principalele surse de energie. Grăsimea pură produce circa 9 kcal/g, iar dintre glucide, zahărul produce 4 kcal/g. Aceste valori au fost obținute prin ardere în bomba calorimetrică la fel ca pentru combustibili. Proteinele, alt aliment de bază, sunt necesare mai ales pentru creșterea și înlocuirea țesuturilor. Proteinele dau o energie de 4,8 kcal/g).

Energia rezultată în urma procesării alimentelor este folosită, o parte pentru desfășurarea activităților fizice, iar altă parte pentru menținerea constantă a temperaturii corpului, întreținerea unor funcții vitale (activitate nervoasă, respirație, circulație sanguină etc.).

Toate procesele care asigură creșterea și întreținerea organismului animal au loc cu absorbție de energie, fiind reacții endoterme.

Transformările biochimice ale substanțelor din alimente produc energia necesară organismului, fiind reacții exoterme. Energia furnizată de alimente se măsoară în kcal sau în kJ. Pe lângă proteine, glucide și grăsimi, organismul mai are nevoie de vitamine și de minerale.