Обмен энергии. 
Обмен веществ в организме человека. 
Обмен энергии

Все процессы жизнедеятельности клеток осуществляются с использованием энергии. Она расходуется на создание целостности клеточных структур, поддержку ионных градиентов, биосинтетических процессов, обеспечения специфических форм клеточной активности (сокращение, проведение нервного импульса, секрецию) и другие. В процессе создания энергоемких макро эргов часть энергии сразу выделяется в виде тепла — это первичное тепло. После использования АТФ часть энергии трансформируется в тепло, называется вторичным. Вся энергия, которую вырабатывает организм в единицу времени, является суммой энергии, необходимой для выполнения работы, энергии, затраченной на теплообразование и запасов энергии.

Например, КПД изолированной мышцы может достичь 35%, хотя в естественных условиях при мышечной работе эта величина редко превышает 25%.

Теоретически для любой клетки можно выделить три метаболические уровне — активности, готовности и поддержания сохранности. Уровень активности — интенсивность процессов обмена при выполнении специфической функции клетки (секреция клеток, сокращение мышцы и т. д.). Уровень готовности — метаболический уровень, неактивна в данный момент клетка должна поддерживать, чтобы в любой момент быть готовой начать функционировать. Уровень поддержки целостности — это минимум, которого достаточно для сохранения клеточной структуры. Для этого нужно сохранить в клетке не менее 15% энергии уровня активности. При меньшем уровне энергии она погибнет. Так, если при интенсивной физической работе макро эргов будет расходов тем больше, чем это критический уровень, то организм может не восстановиться и погибнуть (одно из последствий использования допинга, который задерживает появление усталости).

Потраченные энергетические ресурсы организм постоянно восстанавливать за счет белков, жиров, углеводов и других соединений, поступающие с пищей, используются для восстановления структур организма, восполнения энергетических затрат. Снижение интенсивности этих процессов или их прекращение приводит к гибели этих структур. Прежде организм страдает от нарушения энергетического обмена. Это надо учитывать при нарушении обменных процессов, отравлениях, затруднении доставки кислорода. Продолжительность хранения жизнедеятельности при нарушении доставки энергии в различных органах зависит от особенностей образования в них энергии, относительного уровня метаболизма и филогенетического зрелости структур. Так, при полной ишемии головного мозга, в котором энергия образуется в основном за счет аэробных процессов, примерно через 10 с наступает обморок, а через 3−8 мин в клетках коры возникают необратимые изменения. В других органах эти изменения возникают позже: в сердце, почках — через 30−40 мин, в скелетных мышцах — через 1−2 часа.

Энергетическая ценность углеводов, белков и жиров различна. При окислении углеводов выделяется 17,16 кДж / г (4,1 ккал / г), при окислении белков-17, 17 кДж / г (4,1 ккал / г) энергии. Но при сгорании белков до конечных продуктов эта величина превышает 22,61 кДж / г (5,6 ккал / г). Максимальную энергетическую ценность имеют жиры — 38,94 кДж / г (9,3 ккал / г).