Giải phóng năng lượng cho cơ thể từ thực phẩm và năng lượng tự do

Mục đích của nhiều phản ứng hóa học trong tế bào là làm cho năng lượng trong thức ăn trở nên thích hợp với các hệ thống sinh lý đa dạng trong cơ thể. Chẳng hạn năng lượng đòi hỏi cho hoạt động của cơ, sự bài tiết của các tuyến, duy trì điện thế màng ở sợi thần kinh và sợi cơ, sự tổng hợp vật chất trong tế bào, hấp thu thức ăn từ ống tiêu hóa và rất nhiều chức năng khác.

Phản ứng kết hợp

Tất cả năng lượng thức ăn - carbohydrates, chất béo và protein - đều có thể bị oxy hóa trong tế bào và trong quá trình này, một lượng lớn năng lượng được giải phóng. Ở bên ngoài cơ thể, thức ăn có thể bị đốt cháy với oxy nguyên chất và cũng giải phóng ra một lượng lớn năng lượng; mặc dù vậy tất cả năng lượng này dều dưới dạng nhiệt. Năng lượng cần thiết cho các quá trình sinh lý của tế bào không phải nhiệt năng nhưng năng lượng ấy gây ra sự chuyển động cơ học đối với các cơ, sự tập trung các chất đối với sự bài tiết của các tuyến và ảnh hưởng tới những chức năng khác của tế bào. Để cung cấp năng lượng, các phản ứng hóa học phải được “kết hợp” với các hệ thống chịu trách nhiệm cho chức năng sinh lý. Sự kết hợp này được hoàn thành bởi các enzym đặc biệt trong tế bào và hệ thống vận chuyển năng lượng.

Năng lượng tự do

Lượng năng lượng được giải phóng ra bởi sự oxy hóa hoàn toàn thức ăn được gọi là Năng lượng tự do của sự oxy hóa thức ăn (free energy of oxidation of the food) và thường được ký hiệu là ΔG. Năng lượng tự do thường được mô tả là số calo có trong mỗi mol chất. Ví dụ, số năng lượng giải phóng ra khi oxy hóa hoàn toàn 1 mol (180 gam) glucose là 686000 calo.