1. Звільнення і перетворення енергії в організмі

Поживні речовини, що надходять в організм, у клітинах розщеплюються і окислюються. При цьому звільняється вся або майже вся їх потенціальна енергія. Звільнена енергія використовується організмом на процеси анаболізму, на діяльність серця, мозку, органів травлення, виділення, на виконувану механічну роботу.

При процесах розпаду складних сполук і окислення продуктів їх розпаду енергія звільняється у різних видах: у вигляді хімічної, механічної, теплової, електричної і променевої. Частина звільненої енергії у вигляді хімічної енергії використовується організмом на процеси синтезу. Найбільша частина звільненої енергії використовується у формі тепла. І тільки 1/4 частина переходить у кінетичну енергію. В електричну і променеву енергію перетворюється незначна частина звільненої енергії.

Організм втрачає енергію навіть тоді, коли перебуває в повному спокої. У цьому разі енергія витрачається на роботу внутрішніх органів (серця, нирок, органів дихання і т.д.) і на підтримання постійної температури тіла. Найменша кількість енергії, яка витрачається організмом для підтримання життя в стані повного м‘язового спокою натщесерце і при температурі довкілля близько 20 – 22ºС, називається основним обміном. За цих умов організм витрачає енергію на хімічні процеси, які протікають у клітинах, механічну роботу, що виконують внутрішні органи, секретоутворення тощо. Величина основного обміну змінюється залежно від віку, статі, зросту і поверхні тіла, пори року і кліматичних умов. У дорослої людини основний обмін становить 4,187 кДж (1 ккал) за 1 год. на 1 кг маси на рік. Основний обмін у дітей інтенсивніший, ніж у дорослих, бо на одиницю маси у них припадає відносно більша поверхня тіла, ніж у дорослої людини. Значно переважають також процеси анаболізму над процесами катаболізму.

Протягом доби організм перебуває як у спокійному стані, так і в стані виконання різних видів роботи. Тому витрати енергії за добу як у дорослої людини, так і у дітей перевищують величину основного обміну. Найбільші витрати енергії зумовлені м’язовою роботою. Чим важча робота, тим більше енергії витрачає людина. При м’язовій роботі близько 20% хімічної енергії перетворюється в кінетичну енергію, а 80% — в теплову. Відношення енергії, затраченої на м’язову роботу до всієї енергії, звільненої під час роботи, називається коефіцієнтом корисної дії. Цей коефіцієнт коливається від 16 до 25%.

Розумова праця підвищує витрати енергії проти основного обміну на 20 – 30%, але коли розумова праця супроводжується м’язовою діяльністю (оратор, лектор, артист тощо), затрата енергії підвищується на 50 – 60%.

Обмін речовин і енергії регулюється вищими центрами вегетативної нервової системи, розміщеними у проміжному мозку та в корі великих півкуль. З цих центрів по нервових волокнах імпульси йдуть безпосередньо до м’язів, печінки та інших органів. Вегетативні центри проміжного мозку впливають також на діяльність залоз внутрішньої секреції, змінюючи інтенсивність виділення ними гормонів. Останні, надходячи у кров, розносяться по всьому організму, впливають на процеси обміну речовин. Особливо велике значення в обміні речовин мають гормони гіпофіза, щитоподібної, надниркових і підшлункової залоз. Надходження в кров гормонів цих залоз викликає зміни білкового, жирового, вуглеводного, мінерального та водного обміну.