L'entropia e il metabolismo: l'ordine nel disordine universale

Processi cellulari e scambi energetici

In ogni cellula di un organismo si verificano contemporaneamente e in maniera coordinata, moltissimi processi chimici, biologici, biochimici e numerosi scambi di energia con l’ambiente esterno. In particolare, gli organismi pluricellulari sono dotati di un maggiore grado di complessità in quanto questi processi coinvolgono miliardi di cellule che operano in maniera coordinata.

Entropia e disordine nell'universo

I processi che si verificano nella cellula e nell’organismo attraverso i quali avvengono scambi di materia ed energia con l’ambiente esterno, portano ad una variazione positiva dell’entropia dell’universo, ovvero ad un aumento dello stato di disordine nell’ambiente e ad una variazione negativa dell’entropia del sistema, ovvero ad una diminuzione dello stato di disordine nel sistema.

Infatti, il secondo principio della termodinamica impone che qualsiasi processo che si verifica nell’universo porta ad un aumento dello stato di disordine complessivo, nonostante possa portare ad un aumento dello stato di ordine in una porzione circoscritta dell’universo: tutti i sistemi che riescono ad ottenere questo tipo di ordine sono denominate strutture dissipative. Tuttavia, l’entropia complessiva risulta positiva.

Strutture dissipative e metabolismo

Gli esseri umani sono delle strutture dissipative in quanto sono dei sistemi aperti che scambiano energia e materia con l’ambiente, in questo modo, aumentano il proprio stato di ordine attraverso il metabolismo, ovvero l’insieme di processi attraverso cui l’organismo assume componenti dall’esterno, li trasforma e li restituisce all’ambiente, aumentando lo stato di disordine universale. Il metabolismo è definito come il complesso di reazioni biochimiche di sintesi ( anabolismo ) e di degradazione ( catabolismo ), che si svolgono in ogni organismo vivente.