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El metabolismo convierte los alimentos en energía; el calor que produce alimenta y refleja la actividad metabólica. En los ectotermos, la temperatura externa gobierna directamente la tasa metabólica, mientras que los endotermos mantienen una temperatura central de alrededor de 37 °C para optimizar la función enzimática.
El metabolismo abarca todas las reacciones químicas que sustentan la vida. Se puede dividir en dos vías complementarias:
Debido a que las reacciones espontáneas pueden ser poco confiables, las células dependen de enzimas como catalizadores para unir los reactivos, aumentar la velocidad de reacción y mantener el equilibrio metabólico.
Sólo una pequeña fracción de la energía procedente de los alimentos se convierte en trabajo utilizable; el resto se disipa en forma de calor. Esta producción térmica mantiene calientes a los animales endotérmicos e influye en la tasa metabólica. Los seres humanos, por ejemplo, mantienen una temperatura central de aproximadamente 37 °C (98,6 °F) para mantener las enzimas funcionando cerca de su actividad óptima.
Las enzimas funcionan mejor dentro de un margen de temperatura estrecho. Su actividad sigue una curva en forma de campana:lenta a bajas temperaturas, alcanza su punto máximo en el nivel óptimo y disminuye bruscamente cuando las temperaturas superan el óptimo. Por encima de los 98,6 °F, las enzimas pueden desnaturalizarse (perdiendo estructura y función), deteniendo así las reacciones metabólicas.
Los animales que no pueden regular su propia temperatura corporal (lagartos, peces, anfibios) experimentan tasas metabólicas que aumentan con el calor ambiental. Las condiciones frías suprimen su actividad metabólica, limitando el movimiento y la disponibilidad de energía. Por el contrario, las altas temperaturas aceleran la cinética química, lo que permite una actividad rápida pero requiere una mayor ingesta de alimentos para mantener el metabolismo elevado.
Los endotermos (aves y mamíferos) gastan energía metabólica para mantener la temperatura corporal. Temblar, sudar o jadear son energéticamente costosos, lo que eleva la tasa metabólica. Estas adaptaciones ilustran el estrecho vínculo entre la termorregulación y el gasto energético general.
