1) Prima lege a termodinamicii: energia poate fi convertită de la o formă la alta, dar nu poate fi creată sau distrusă.
2) Câte forme de energie există? Multe: electrice, radiante, mecanice ... pentru a răspunde la această întrebare, în special, trebuie să ne concentrăm mai ales asupra energiei chimice și termice.
3) Deoarece numeroasele sale forme sunt interconvertibile (a se vedea punctul 1), energia este exprimată mai convenabil printr-o singură unitate de energie. Deși există multe unități de energie, cele mai frecvent utilizate în biologie sunt kilocalorii (kcal) și kilojoule (kJ) cand vorbim despre calorii vorbim despre energie, nu neaparat energie termica !!
4) Corpul uman este un motor termic, arde nutrienți ca un încălzitor pentru a produce energie? Desigur că nu; corpul uman folosește nutrienți (energie chimică potențială) pentru a obține energie chimică potențială disponibilă rapid, după cum este necesar, prin sinteza ATP. În timpul acestui proces laborios, o parte importantă a energiei (aproximativ 60%) se pierde inevitabil sub formă de căldură.
5) De ce ATP este o moleculă cu energie chimică potențială? Deoarece chimic este instabil, ca o piatră pe marginea unei prăpăstii: „doar o împingere” și eliberează o cantitate mare de energie (aceasta este ideea). Evident, nu tot ATP este produs și utilizat instantaneu, dar viteza de sinteză și utilizare depinde de cerințele metabolice.
6) Prin urmare, pornind de la o sursă de energie chimică potențială (substanțe nutritive), corpul obține energie chimică potențială (ATP), utilizată la rândul său pentru a produce energie chimică (necesară, de exemplu, pentru activitatea enzimelor care reglează diferitele reacții celulare ), cinetică (deoarece corpul uman se mișcă) etc. O parte a energiei este „pierdută” sub formă de căldură (ghilimelele, deoarece această căldură este esențială pentru viața organismului, dovadă fiind frisoanele, în timpul cărora se consumă voluntar energie chimică pentru a dezvolta energie termică; reacțiile chimice și enzimatice, de fapt, sunt extrem de sensibile la temperatură). În cazul în care apare nevoia, corpul uman are și capacitatea de a stoca cantități importante de energie, sintetizând noi substanțe nutritive și depunându-le ca rezervă (glicogen și trigliceride de rezervă). Toate procesele vieții sunt legate de transformarea energiei!
7) Când corpul uman este sănătos, este o mașină care se învecinează cu perfecțiunea. Prin urmare, trebuie să ne așteptăm ca cantitatea de energie „pierdută” sub formă de căldură să fie proporțională cu cantitatea de energie chimică degajată. Pentru cele spuse, căldura produsă de corpul uman reflectă activitatea sa metabolică: dacă alergăm mult, crește producția de energie, în consecință crește și căldura produsă și viteza cu care este eliminată (temperatura internă, ca menționat, trebuie să rămână aproape constant).
8) DUPĂ ACEST PREMIS DE OBLIGATIE
9) Pentru a evalua necesarul de hrană necesar pentru a acoperi nevoile energetice ale unui organism, este necesar, pe de o parte, să se determine cantitatea de energie chimică conținută în alimente și, pe de altă parte, cantitatea de energie pe care organismul o consumă în timpul activitățile sale.
10) De la oxidarea completă in vivo a acidului palmitic (un acid gras) la CO2 și H2O, se produc un total de 131 de molecule de ATP; câteva molecule sunt cheltuite pentru activarea acidului gras. În final, din oxidarea beta a unui mol de acid palmitic (256 grame), se obțin 129 moli de ATP, o anumită cantitate de CO2 și o anumită cantitate de apă.
11) Dacă ardem un gram de grăsime într-o bombă calorimetrică, arderea necesită consum de oxigen și produce dioxid de carbon și apă (la fel cum se întâmplă în organism). Rezultă că organismul uman obține aceeași cantitate de acid palmitic din „energia celei eliberate prin ardere, cu siguranță nu sub formă de căldură, dar cantitatea de energie obținută luând în considerare și cantitatea dispersată ca căldură, este întotdeauna aceeași (vă amintiți punctul unu?!). Mai exact, 9,45 Kcal. Cu acest ritm, totuși, este necesar să se scadă Kcal pierdut pentru digestia și metabolizarea grăsimilor. Din acest motiv, un aport de energie de 9 Kcal per gram este aproximativ pentru lipide, ușor mai mic decât cel dezvoltat prin ardere. Dacă considerăm că un mol de ATP dezvoltă 7,3 KCal, din 256 de grame de acid palmitic obținem o „energie chimică potențială de aproximativ 941,7 KCal, deci aproximativ 60% din„ energia potențială este „pierdută” în mare parte sub formă de căldură și o mică măsură pentru digestia și metabolismul acidului gras.
12) S-a stabilit că organismul uman derivă din alimente aceeași cantitate de energie pe care acestea o dezvoltă atunci când sunt arse într-o bombă calorimetrică (pentru proteine, în realitate, discuția este mai complicată, dar nu acesta este locul pentru a vorbi despre asta) net de cantitatea de energie pierdută pentru a le digera și a le metaboliza - întrebarea cum să stabilim consumul zilnic de energie al organismului rămâne deschisă. Pentru a face acest lucru, există diferite tehnici, cum ar fi calorimetria directă (evaluarea cheltuielilor de energie pornind de la măsurarea dispersiei termice a unui subiect plasat într-o cameră echipată corespunzător) și indirectă (evaluarea cheltuielilor de energie prin măsurarea variațiilor în concentrația de „oxigen și dioxid de carbon în gazele respiratorii)
