La nourriture est constituée des tissus végétaux et animaux ainsi que des cellules microbiennes consommées par les organismes. Ces structures organiques sont décomposées en molécules digestibles qui hébergent de l’énergie chimique dans leurs liaisons. L’énergie alimentaire fait référence à la source potentielle d’énergie cellulaire disponible dans les liaisons chimiques des aliments.
Tous les êtres vivants consomment de l’énergie dans le processus de croissance et de reproduction. La source de toute l’énergie disponible pour la vie sur Terre est le soleil, un réacteur thermonucléaire tournant en toute sécurité dans l’espace. Grâce au processus de photosynthèse, les plantes transforment l’énergie lumineuse en énergie chimique, en utilisant une partie de cette énergie pour leurs propres besoins cellulaires. D’autres formes de vie, y compris les humains, consomment des plantes pour produire des systèmes biologiques complexes et, à leur tour, fournissent des sources supplémentaires d’énergie chimique dans leurs tissus corporels à d’autres organismes. La hiérarchie entre ces divers organismes est appelée chaîne alimentaire ou réseau trophique.
Le contenu énergétique des aliments peut être calculé en brûlant le matériau jusqu’à ce qu’il soit complètement consommé. Les produits de la réaction de combustion seront du dioxyde de carbone, des cendres, de l’eau et de la chaleur. La chaleur dégagée est captée et mesurée en effectuant la réaction dans un dissipateur thermique, tel qu’un récipient de combustion à chemise d’eau appelé calorimètre. Cette chaleur est l’énergie totale disponible dans la nourriture et est la base de la calorie couramment utilisée. Notez que la calorie utilisée dans l’étiquetage des aliments équivaut à 1,000 1 calories (4.182 kcal ou XNUMX kilojoules) d’énergie, telles que mesurées.
Dans le système digestif d’un organisme, la nourriture est convertie en produits chimiques qui peuvent être absorbés dans les cellules directement ou indirectement à partir d’un système de distribution en circulation, comme le sang. Les humains sont capables d’acquérir des glucides, des lipides courts et des protéines comme sources de nutrition. D’autres facteurs qui aident à la construction des tissus ne sont pas absorbés pour leur contenu énergétique, mais en tant que catalyseurs de réaction, cofacteurs ou composés que le corps ne peut pas produire, tels que les acides aminés essentiels.
Dans la cellule, la teneur en carbone des molécules alimentaires est oxydée en dioxyde de carbone ou en d’autres molécules contenant de l’oxygène. La libération d’énergie de la conversion est capturée par une chaîne de molécules de transfert d’électrons, y compris l’adénosine triphosphate (ATP). Les molécules permettent des réactions qui construisent des structures rendues thermodynamiquement possibles en abaissant les énergies d’activation.
L’énergie alimentaire est la source d’énergie pour l’usage courant et la base de la construction des tissus. Une partie de l’énergie alimentaire dépasse les besoins du corps et est stockée dans diverses molécules pour une utilisation ultérieure. Le processus de conversion de l’énergie alimentaire en activités cellulaires courantes ou en croissance cellulaire s’appelle le métabolisme. Différents organismes, même de la même espèce, effectuent cette tâche à un niveau macro, avec des efficacités variables. Lorsque les personnes au régime disent qu’elles surveillent leurs calories, elles veulent dire qu’elles essaient de contrôler leur consommation d’énergie alimentaire afin d’éviter d’ajouter une capacité de stockage supplémentaire pour les molécules de stockage d’énergie en excès.