Révai Nagy Lexikona, 6. kötet: Dúc-Etele (1912)
E, É - Energiaátvitel - Energiaforgalom
Energiaforgalom — 499 — akkér az EU áttekintésénél legcélszerűbb, ha külön vizsgáljuk az energia fölvételét, gyarapítását, s külön az energiaveszteséget. Az energia fölvételét illetően nagy különbséget látunk a zöld növények és az állatok között. Míg a zöld növények a nap sugárzó energiáját tudják felhasználni arra, hogy szénsavból és vízből, valamint más anorganikus anyagokból nagy energiatartalmú, komplikált szerves vegyületeket (fehérjéket, szénhidrátokat, zsírokat) alkossanak, — amelyeket aztán egyéb működéseik kapcsán maguk is elbontanak, addig az állatok kizárólag a táplálékaikban foglalt kémiai energiára vannak utalva és semmi más fajta energiát értékesíteni nem tudnak. Mivel az állati szervezetben az energia felszabadulása oxidáció révén történik, az állati szervezet energiafelvételét úgy állapítjuk meg, hogy meghatározzuk azt az energiamennyiséget (hőt), amely az általa fölvett táplálék oxidációjakor, tehát elégetésénél keletkezik. A táplálékok energiatartalma a bennök lévő fehérje, zsír és szénhidrát mennyiségétől függ, ezért úgy járhatunk el, hogy meghatározzuk a három tápanyag égésmelegét, s miután kémiai analízissel minden tápláléknak megállapíthatjuk a fehérje-, zsír- és szénhidráttartalmát, egyszerű számítással megkapjuk az energiatartalmát is. A három tápanyag égésmelege (energiatartalma) erre a célra alkalmas kaloriméterekben (pl. Berthelot-f. bomba, 1. Kaloriméterek) igen nagy precizitással meg van állapítva. Mivel a különböző fehérjék, zsírok és szénhidrátok égésmelege némi eltérést mutat, átlagban fel szokás venni, hogy elégetéskor 1 gr. szénhidrátból 4-l Kal., 1 gr. zsírból 93 Kal., s 1 gr. fehérjéből 56 Kal. hő fejlődik. A szénhidrátokból és zsírokból a szervezetben is ennyi hó keletkezik, mert ezek a szervezetben is tökéletesen (szénsavvá és vízzé) égnek el. A fehérje viszonyai azonban komplikáltabbak: míg a fehérje a kaloriméterben tökéletesen, azaz szénsavvá, vízzé és salétromsavvá ég el, addig a szervezetben még meglehetős sok energiát tartalmazó vegyületek keletkeznek belőle (főleg húgyanyag), melyek kaloriméterben még tovább égethetők. Ezeknek égésmelegét tehát le kell vonnunk a fehérje égési melegéből, hogy megkapjuk azt a hőmennyiséget, mely a fehérjéből a szervezetben fejlődik. Egyéb korrekciókat is szem előtt tartva, 1 gr. fehérjében a szervezetnek rendelkezésére álló energiát 41 Kat.-nak szokás fölvenni. Az adatokból kitűnik, hogy hasonlíthatatlanul legtöbb energiát a zsír szolgáltatja, nem véletlen tehát az, hogy az északi népek — akiknek a környezet alacsony hőmérséke folytán testük állandó hőmérsékének megtartására rengeteg meleget kell termelniök — főtáplálékát a zsírok teszik. Az energiafelvétel nagyságának megállapításánál még egyet kell szem előtt tartanunk: a felvett táplálék ugyanis nem jut be egész mennyiségében a szervezetbe, mert egy része mindig elkerüli a felszívódást s a bélsárral távozik anélkül, hogy a szervezetnek haszna lett volna belőle. Ezért mindig meg kell a bélsárt vizsgálnuunk és a benne kihasználatlanul eltávozó anyagok energiatartalmát le kell vonnunk a felvett táplálékok energiatartalmából. A szervezetben a felvett tápanyagok elégnek s a felszabadult energia valamilyen alakban (hő, munka) elvész a szervezetre nézve. A szervezet által elbontott anyagok együttes égésmelege adja az illető szervezet energiaforgalmának mértékét. Kalóriákban szokás kifejezni. Nyugalomban lévő állatok, amelyek kifelé munkát nem végeznek, kizárólag hőt produkálnak s így az energiaforgalmuk egyenlő az általuk fejlesztett hővel; ezt a hőt az állat részben hővezetés, részben sugárzás, részben vízpárolgás által veszti el, hogy melyik folyamat révén mennyit, az a környezet hőmérsékétől, valamint a hőfejlődés sebességétől függ. A szervezetek hőtermelését kaloriméterekben határozzuk meg; ezek a kaloriméterek rendszerint be vannak rendezve arra is, hogy egyszersmind az állatok anyagforgalmát, illetőleg gázcseréjét (1. o.) is megvizsgálhassuk (respirációs kaloriméterek, 1. o.). Az olyan állatoknál, amelyek mechanikai munkát is végeznek, az erőforgalom nem egyezik meg a produkált hővel, hanem a végzett munka hőegyenértékével nagyobb lesz. Vannak olyan kaloriméterek is, ahol legalább emberen a végzett mechanikai munka nagyságát is megállapíthatjuk. Általában a mechanikai munkára fordított energia mennyisége sokkal kisebb, mint a hő alakjában megnyilvánuló, bár ebben az emberek között óriási egyéni differencia lehet. Az energiaforgalmat sok minden befolyásolja, úgy hogy vizsgálata rendkívül komplikált. Csak az állandó hőmérsékű állatok viszonyaira lehetünk tekintettel. Mint az anyagforgalomnál, úgy itt is az éhező szervezet viszonyait vesszük kiindulásnak, ez az alaptípus. Az éhező, nyugalomban lévő szervezet energiaforgalma (eltekintve a faji eltérésektől) két tényezőtől függ: 1. a testfelülettől; amennyiben mennél nagyobb az állat felülete, annál több hőt produkál; 1 ml-re kb. 1000—1200 Kal. hő esik. Mivel kisebb testű állatoknak testsúlyukhoz viszonyítva nagyobb felületük van, ezek relatíve (súlyukhoz viszonyítva) több hőt termelnek (pl. 3 kg.-os kutya 24 ó. alatt, 1 kg. testsúlyra vonatkoztatva 88 Kal.-t, 80 kg.-os pedig csak 365 hal.-t). 2. A környezet hőmérsékétől: mennél alacsonyabb a hőmérsék, annál nagyobb a hőprodukció; alacsonyabb hőmérsékleten nagyobb a hőveszteség, több hőt is kell termelnie az állatnak, hogy hőmérséklete azért állandó maradjon. Kb. 30°-nál a legkisebb a hőprodukció, ez a kritikus hőmérséklet; ezenfelül a hőfejlesztés megint nő (magyarázatát! Hőszabályozás). Éhező ember energiaforgalma kb. napi 2000 Kal.; teljes nyugalomban (pl. alvás stb.) leszállhat 1200 Kal.-ra is. Táplálkozó szervezeteknél, ha amellett munkát is végeznek, természetesen az E. nagyobb lesz. Közepes munkát végező, egészséges, középkorú és testalkatú ember napi energiaforgalmát kerek számban 3000 Kai.-nak vehetjük. Természetesen vannak sokkal kisebb E.-mal bíró egyének is, viszont az E. erős izommunkánál sokkal nagyobb is lehet. A svéd favágóknál, ha télen a szabadban dolgoznak, az E. 8500 Kal.-ra is felmehet (Englund). Ezt az energiaszükségletet a szervezet táplálékaival fölözi. Mint az anyagforgalmi vizsgálatok kapcsán kitűnt, a táplálékokban a fehérje, zsír, 32* Energiaforgalom