В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии. Энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую энергию клеток. Человек и животные получают энергию из окружающей среды в виде потенциальной энергии, заключенной в химических связях молекул жиров, белков и углеводов. В живых организмах, жизнь которых протекает при сравнительно постоянной температуре, образуются два вида энергии:
• свободная энергия, служащая для совершения работы в организме;
• тепловая энергия, которая может быть использована только для поддержания температуры тела.
Освобожденная при расщеплении различных органических соединений свободная энергия не используется сразу на месте ее образования. Большая часть ее преобразуется в богатые энергией макроэргические соединения, главным образом богатые энергией фосфаты (АТФ и КФ), из которых в случае необходимости она снова может быть извлечена.
Энергия макроэргических связей используется для биосинтетических процессов, создания и поддержания электрических потенциалов клеточных мембран, мышечного сокращения. Важнейшие метаболические пути катаболизма для углеводов - гликолиз, гликогенолиз, цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот), для жиров - β-окисление жирных кислот, для белков - пути распада аминокислот.
Процессы окислительного фосфорилирования с образованием энергии протекают в митохондриях клеток.
Все процессы жизнедеятельности обеспечиваются энергией за счет анаэробного и аэробного метаболизма. Получение энергии без участия кислорода называется анаэробным обменом.