Обмен энергии. Французский физиолог Клод Бернар утверждал, что живой организм и внешняя среда образуют единую систему

Французский физиолог Клод Бернар утверждал, что живой организм и внешняя среда образуют единую систему, поскольку между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты обмена веществ, с более низким содержанием энергии, выделяются из клетки.

В организме должен поддерживаться энергетический баланс поступления и расхода энергии. В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма.

Теплообразование в организме имеет двухфазный характер. При окислении белков, жиров и углеводов одна часть энергии используется для синтеза АТФ, другая превращается в теплоту.

Теплота, выделяющаяся непосредственно при окислении питательных веществ, является первичной теплотой. Обычно на этом этапе большая часть энергии превращается в тепло (первичная теплота), а меньшая используется на синтез АТФ и вновь аккумулируется в ее макроэргических связях. Так, при окислении углеводов 22,7 % энергии химических связей глюкозы в процессе окисления используется на синтез АТФ, а 77,3 % в форме первичной теплоты рассеивается в тканях.

Аккумулированная в АТФ энергия используется в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов и, в конечном счете, тоже превращается в теплоту, обозначаемую вторичной теплотой. Поэтому вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла – калориях или джоулях.

Все процессы, генерирующие энергию и требующие участия молекулярного кислорода, образуют систему аэробного обмена. Генерация энергии без участия кислорода, при котором происходит расщепление глюкозы до молочной кислоты, называют анаэробным обменом.

Традиционная единица энергии, применяемая в биологии – это калория (кал). Ее определяют как количество энергии, необходимой для повышения температуры 1 г воды на 1˚С. При изучении энергетических процессов в организме человека используют более крупную единицу – килокалорию (ккал), равную 1000 кал.

В зависимости от активности организма и воздействий на него факторов внешней среды различают три уровня энергетического обмена:

· основной обмен;

· энергозатраты в состоянии покоя;