الفصل الأول: الجهاز الحركي
الفصل الثاني: الفسيولوجيا - علم وظائف الأعضاء (أجهزة الدعم الحيوي)
الأيض وأنظمة الطاقة (Metabolism and Energy Systems)
الميكانيكا الحيوية Biomechanics

الأيض والطاقة البيولوجية

 (Bioenergetics & Metabolism)

من المعروف أن الشمس هي أصل الطاقة، حيث تقوم النباتات من خلال ما يعرف بعملية البناء الضوئي (Photosynthesis) بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية مُخزّنة على شكل مُركَّبات عضوية (مثل سكر الجلوكوز وهو أبسط شكل من أشكال الكربوهيدرات) ويحصل الإنسان بدوره على الطاقة من تناول النباتات والحيوانات التي تتغذى بدورها على النباتات.

إن ما يحدث في الجسم حقيقة هو تحوّل للطاقة من شكل لآخر، فحسب قوانين الديناميكا الحرارية

(Laws of thermodynamics)، لا تُفنى الطاقة ولا تُستحدث، وإنما تتحول من شكل لآخر وأجسامنا ليست بالاستثناء لهذه القاعدة، فما يحدث في الجسم فعلياً هو تحويل الطاقة المُخزَّنة في الغذاء إلى شكل يمكن لأجسامنا أن تستخدمه.

 والجدير بالذكر أنه داخل أجسامنا تتحول 60-70% من الطاقة الكلية التي يصرفها الجسم إلى حرارة، بينما تُستخدم الطاقة الباقية للنشاط العضلي وللعمليات الخلوية. وتُمثل المُركَّبات العضوية التي يحصل عليها الإنسان من تناول الأطعمة النباتية والحيوانية، المجموعات الغذائية الرئيسية الموجودة في الطعام وهي الكربوهيدرات والبروتينات والدهون، حيت تحتوي الروابط الكيميائية التي تربط جزيئات هذه المُركَّبات على طاقة كيميائية، يتم إطلاقها والاستفادة منها لتوليد الطاقة التي يحتاجها الجسم عبر سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة التي تؤدي إلى تكسير هذه الروابط وإطلاق الطاقة المُخزَّنة فيها ومن ثم تخزينها على هيئة مُركَّب عالي الطاقة يسمى بالأدينوسين ثلاثي الفوسفات (Adenosine triphosphate) ويُطلق عليه اختصاراً (ATP)، وتُعرف هذه العملية بتحوّل الطاقة (Energy transfer).

ويُطلق مصطلح الطاقة البيولوجية (Bioenergetics)على الحقل الذي يُعنى بدراسة تحوّلات الطاقة في الأنظمة أو الكائنات الحية وهو حقل من حقول الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلايا.

 وتُعرف مجموعة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم لاستمرار وديمومة حياة الإنسان بالأيض (Metabolism) وعن طريق عمليات الأيض يتم توليد أو إنتاج الطاقة، كما تُسمى عمليات الأيض في العديد من المراجع بعمليات الاستقلاب أو التمثيل الغذائي.