Le métabolisme décrit toutes les réactions chimiques impliquées dans le maintien de la vie d'un organisme. C'est le processus par lequel les humains et d'autres organismes convertissent la nourriture en énergie. La chaleur est à la fois un sous-produit du métabolisme et une forme d'énergie qui influe sur la vitesse à laquelle le métabolisme se produit, autrement dit le taux métabolique.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le métabolisme est le processus par lequel la nourriture se convertit en énergie. La chaleur est émise par les organismes en tant que sous-produit de ce processus. Puisque les animaux ectothermes ne peuvent pas réguler leurs propres températures corporelles, leur métabolisme est affecté par la température externe.
Comment fonctionne le métabolisme
Le métabolisme a deux voies métaboliques. Le premier est la voie catabolique, qui décompose des composés complexes, tels que le glucose et les protéines, en composés simples. Cela rend l'énergie disponible pour le fonctionnement de la cellule. La deuxième voie est la voie anabolique, qui construit des composés complexes nécessaires à l'organisme, tels que des protéines pour le muscle, à partir de ces composés simples. Parce que les réactions chimiques sont imprévisibles - ils peuvent ne pas produire les bons composés, ou la quantité nécessaire - les cellules ont besoin d'enzymes pour réguler l'activité métabolique. Les enzymes rassemblent les bons produits chimiques et accélèrent les réactions chimiques. Les enzymes sont donc des catalyseurs de réactions chimiques.
Perte de chaleur
Seule une petite quantité de l'énergie obtenue à partir des aliments devient de l'énergie qui alimente les cellules. Le reste est perdu sous forme de chaleur, qui est un sous-produit des réactions chimiques. Cette chaleur échappe aux corps des humains et des autres organismes, et c'est ce qui provoque une chaleur désagréable dans une pièce remplie de gens. La chaleur générée par le métabolisme joue un rôle important dans le maintien au chaud des animaux endothermiques. Les endothermes, principalement les oiseaux et les mammifères, sont des animaux capables de réguler leur propre température corporelle en utilisant l'énergie générée par le métabolisme.
Chaleur et enzymes
Les cellules d'un organisme donné contiennent de nombreux types différents d'enzymes, dont chacune est responsable d'une réaction chimique particulière. Toutes ces enzymes nécessitent une plage de température similaire pour fonctionner. La relation entre le taux de métabolisme et la température peut être visualisée sous la forme d'une courbe en forme de bosse. L'activité enzymatique, et donc le métabolisme, est lente aux extrémités inférieure et supérieure d'une gamme de température donnée, et la plus élevée à un point optimal. La température optimale pour l'enzyme humaine typique est de 37 degrés Celsius (98,6 degrés Fahrenheit). Le corps humain maintient donc une température d'environ 37 degrés Celsius pour maximiser le taux métabolique. L'activité enzymatique chute brusquement à des températures supérieures à 98,6 degrés, et à haute température, les enzymes «dénaturent», ce qui signifie qu'elles perdent leur structure et deviennent inutiles.
Température et taux métabolique
Température dans l'environnement affecte directement le taux métabolique des animaux ectothermes, les animaux qui sont incapables de réguler leur propre température corporelle. Par exemple, le taux métabolique des lézards est faible à basse température et élevé à chaud. Cela signifie que les lézards ne peuvent pas être très actifs dans le froid parce qu'ils n'ont pas d'énergie pour le faire, alors qu'à des températures élevées ils peuvent bouger rapidement mais doivent consommer de la nourriture pour alimenter le processus métabolique. Les scientifiques croient que la chaleur augmente le taux métabolique des animaux en augmentant la quantité d'énergie cinétique disponible pour les cellules. L'énergie cinétique est l'énergie associée aux objets en mouvement. La chaleur augmente l'énergie cinétique dans les cellules en accélérant les molécules impliquées dans les réactions chimiques, les réunissant plus souvent. Pour les animaux endothermiques, le fait de réguler la température corporelle augmente le taux métabolique. Les actions nécessaires pour refroidir, par exemple haletant, ou réchauffer, par exemple frissonner, nécessitent de l'énergie et donc un métabolisme plus rapide des aliments.
