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BIOÉNERGÉTIQUE
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Edité par Encyclopædia Universalis - 2017
La bioénergétique, qui a pour objet la transformation de l'énergie dans les structures vivantes, ne diffère pas, dans son essence, de l'énergétique physique. Il n'y est question que d'échanges et de conversions d'énergie : énergie chimique, travail, chaleur, lumière. Ces échanges, ces transformations, sont soumis au principe de conservation de l'énergie et au principe de l'accroissement global de l'entropie.La bioénergétique diffère cependant de l'énergétique classique ou thermodynamique par un ensemble de particularités. Les mécanismes vitaux se déroulent à température sensiblement constante, avec l'intervention d'une machinerie spéciale (enzymes, transporteurs d'électrons) qui ne tolère pas les fortes élévations thermiques et qui possède une activité catalytique puissante à la température ordinaire, c'est-à-dire peu élevée. Cette activité s'exerce en milieu aqueux et procède par paliers, en faisant subir au niveau des structures cellulaires adéquates dûment spécialisées, que sont les organites (mitochondries et chloroplastes), des modifications successives aux métabolites qu'utilise la nutrition cellulaire. On appelle métabolites les substances minérales ou organiques que subissent les modifications caractérisant l'activité chimique, autrement dit métabolisme, des cellules.Dès 1789, le chimiste français Antoine Laurent Lavoisier avait démontré que la respiration animale consistait en une combustion dégradant (catabolisme) des matières organiques avec dégagement de chaleur. Chez les végétaux, en revanche, c'étaient des activités de synthèse organique (anabolisme) qui fondaient la nutrition. L'équilibre des phénomènes vitaux dans la nature avait donc, selon Lavoisier, comme principe le dualisme métabolique du vivant au sein de ce que l'on n'appellera qu'un siècle plus tard la biosphère.En utilisant des méthodes calorimétriques, les physiciens du XIXesiècle mesurèrent l'intensité ou métabolisme chez les animaux en prenant comme unité la kilocalorie puis le kilojoule (KJ). L'importance des cycles de la matière peut ainsi être évaluée, mais aussi, étant désormais quantifiable, la physiologie du métabolisme devenait l'outil scientifique permettant d'explorer la bioénergétique.
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