Enerji, iş yapabilme kudreti ya da gücü olarak tanımlanabilir. Bu gücü sağlayan kaynaklar da enerji kaynaklarıdır. Kelimenin aslı Yunanca “energon”dur.
Enerji, canlılığın sürdürülebilmesi için temel koşuldur. Canlı organizmanın işleyebilmesini sağlayan güçtür. Biyologlar açısından önemli olan enerji şekilleri:
- Güneş enerjisi
- Kimyasal enerji
- Isı enerjisi
- Mekanik enerji
- Elektrik enerjisi
- Elektro-kimyasal enerji şekilleridir.
Enerji yoktan var olmaz, bir şekilde öteki şekle dönüşür. Evrende, bizim güneş sistemimizdeki enerjinin kaynağı güneştir. Gezegenimiz dünyad ahayatı sağlayan enerji güneşten gelmektedir. Güneş enerjisinin kaynağı da güneşte husule gelmekte olan ve bitmez tükenmez gibi glörünen atom patlamalarıdır.
Bitkiler güneş enerjisini, karbon dioksit ve suyu ham madde olarak kullanıp, bitkisel besinlere dönüştürür. Yeşil bitkilerin yani klorofilli bitkilerin gerçekleştirdikleri bu sürece “fotosentez” denir.
İnsan ve diğer hayvanlar enerjilerini besinlerden alır. Bu canlılar için enerji kaynağı protein, karbonhidrat ve yağ tabiatından olan besinlerin moleküllerindeki kimyasal enerjidir.
Vücutta çeşitli metabolik sistemler enerji dönüşümü yapabilir. Kimyasal enerji, vücutta yeni bileşiklerin yapılmasında, sentez edilmesinde kullanılırken; kas kasılması sırasında bu enerji mekanik enerjiye; özellikle sinir hücreleri ve diğer hüclerin membran faaliyetlerinde elektrik enerjisine; ozmoz ve sodyum pompasının çalıştırılması olaylarında elektro-kimyasal enerjiye; vücut ısısının sağlanması işlevinde de ısı enerjisine döner.
Enerji genellikle bir ısı enerjisi birimi olan “kalori” ile ölçülür. Biyolojik bilimlerde kalori denince kilokalori ya da büyük kalori veya fizyolojik kalori denen birim anlaşılır. Bu da 1 litre suyun sıcaklığını 15 dereceden 16 dereceye çıkartmak için gereken ısı enerjisi miktarıdır.
Enerji birimi olarak genellikle kalori kullanılmakla birlikte daha bilimsel olan enerji birimi “jul”dür (J). Ondokozuncu Yüzyıl ünlü İngiliz fizikçisi James Prescott Joule’ün adından esinlenerek enerji birimine bu ad verilmiştir. 1 kg’lik bir ağırlığı (kg), 1 newton’luk (N) bir güçle 1 metre (m) hareket ettirmek için harcanan enerji bir jul (J)’dür. Kaloriyi jul’e çevirmek için 4.186 veya kısaca 4.2 ile çarpmak gerekir.
Besinlerin enerji (kalori değeri): Besinlerin enerji (kalori) değeri kalorimetre bombası denen bir aletle ölçülür. Bu madeni aletin dış görünüşü bombaya benzetilmiştir. Bu bombanın içine belirli miktarda besin konur.
Bu besin oksijien varlığında bir elektrik kıvılcımı ile yakılır. Bomba daha önceden hacmi belirli bir suya batırılmıştır. Bu suyun ısısının artışından besinin oksidasyonu ile ortaya çıkan kalori değeri hesaplanır.
Üç ana besinden karbonhidratların 1 gm’ı dört, yağların 1 gm’ı dokuz ve proteinlerin 1 gm’ı dört kalori verir. Alklün 1 gm’ı ise yedi kalori husule getirir. Şüphesiz bunu canlıya uygulamak için bu mbesinlerin sindirim kanalından tam olarak emildiklerini kabul etmek gerekir.
Ayrıca organizmada yağ ve karbonhidratlar tam olarak okside olmaktadır ama proteinler ancak üreye kadar yakılmaktadır.Üre ve basak azotlu protein artıkları idrarla atılmaktadır. Atwater adlı ABD’li araştırmacı 80 yıl önce genel bir diette karbonhidratların, yağların ve proteinlerin ne kadarının emildiğini hesaplamıştır.
Proteinlerin %92’sinin, yağın %95’inin ve karbonhidratların %99’unun emildiğini göstermiştir. Şüphesiz selüloz gibi insanlarca sindirilemeyen karbonhidratlar bu hesabın dışındadır.
Günümüzde besinlerin kalori değerleri içerisindeki protein, yağ ve karbonhidrat miktarlarından hesaplanmaktadır. Besinlerin içindeki karbonhidrat, yağ ve protein miktarlarını gösteren çeşitli kurumlarca hazırlanmış listeler vardır.
Bu listelere göre, mevcut karbonhidrat miktarı 4, protein miktarı 4 ve yağ mikktarı 9’la çarpılarak besinin kalori değeri hesaplanır. Bu hesapta bir miktar hata olabilir. Ancak tıbbi amaçlar için bu listeler ve bu hesaplama yeterlidir.
