Capacitatea de a lucra sau de a genera căldură poate fi definită ca energie. Ambele procese au loc în corpul uman, unde se aplică și legea fizică a conservării energiei, dar este oarecum adaptată la acest subiect: Cheltuiala maximă de energie este egală cu energia obținută din alimente și din rezervele create.
Cantitatea de energie, indiferent dacă este consumată în corpul uman sau conținută în alimente, este exprimată în jouli (J), kilojouli (kJ), calorii (cal) sau - ceea ce este cel mai frecvent utilizat - în kilocalorii (kcal).
1 kcal = 4,1855 kJ
1 kJ = 0,239 kcal
Pentru a încălzi un kilogram de apă de la 14,5 grade Caelsius la 15,5 grade Caelsius, folosim o cantitate de căldură egală cu un kilocalorie.
Unitatea de joule (J) este determinată în funcție de calorii pe baza conținutului real de energie și nu pe baza cantității de căldură degajată.
Macrosubstanțele (zaharuri, grăsimi, proteine) sunt așa-numiții purtători de energie, iar achiziția sa este posibilă prin micro-substanțe (vitamine, minerale, oligoelemente). Din punct de vedere fiziologic, valoarea energetică a grăsimilor este de două ori mai mare decât cea a zaharurilor sau proteinelor.
Valorile reale ale cheltuielilor de energie în funcție de vârstă (conform DGE):
Cheltuieli energetice zilnice (kcal)
(P. Konopka, p. 24, 2004)
Putem afla foarte ușor valoarea energetică a alimentelor - în prezent, această valoare este menționată pe fiecare produs. Dar determinarea valorii energetice (nevoia) unui anumit individ este foarte dificilă.
Nevoia de energie depinde de mai mulți factori, determinați practic de patru cantități:
- Metabolism bazal/cheltuieli bazale = BV (sau metabolism bazal = BM)
Exprimă cantitatea de energie necesară pentru a genera căldură - aproximativ 60% din cheltuielile de bază și 40% pentru a menține funcțiile de bază ale vieții, cum ar fi inima, sistemul respirator, rinichii, funcția creierului, organele interne necesare vieții unui individ. Metabolismul bazal depinde și de înălțimea corpului, compoziția corpului, sex, vârstă, dar și de condițiile climatice.
Pentru a determina bilanțul energetic, este suficient pentru noi un calcul simplu bazat pe formula Faust încă satisfăcătoare:
cheltuieli de bază = greutatea corporală (kg) x 24.
Aceasta înseamnă că pentru fiecare kilogram de greutate, o persoană are nevoie de 1 calorie pe oră. La femei, această valoare scade cu aproximativ 5-10% din cauza mai multor grăsimi subcutanate, ceea ce determină o cheltuială mai mică de căldură.
Cu toate acestea, practic nu se va trăi niciodată în condițiile cheltuielilor bazale, deoarece cheltuielile bazale sunt egale cu liniștea deplină. Orice activitate crește schimbul de substanțe și, astfel, cheltuielile de bază. Ne concentrăm pe activitatea musculară - în proporție directă cu munca musculară, cheltuielile de bază vor crește, de asemenea. Cheltuielile de bază sunt mai mici la bătrânețe, malnutriție sau în timpul postului.
- Cerere de energie ocupațională/cheltuieli de performanță (sau metabolism energetic)
Acesta exprimă cheltuielile de energie necesare pentru a implica abilitățile motorii umane în ocuparea forței de muncă, sport și timp liber. Cheltuielile de performanță sunt legate sau depind în mod direct de intensitatea și durata sarcinii și, în special, de intensitatea încărcării musculare. Aceste date arată deja că consumul de energie este cu adevărat diferit.
Producția de energie în kcal/24 de ore.
-Stând fără mâini, muncă mentală, oficiali
-Lucrați în cea mai mare parte așezat cu mâna ușoară: croitori, mecanici buni, lucrători de asamblare în inginerie electrică
- Muncă ușoară cu mâinile parțial în picioare și pe jos: bucătari, medici, gospodine
- Muncă mai grea: tâmplari, pictori, strunguri
- Muncă grea: zidari, fierari, fermieri
- Cea mai grea muncă: mineri, tăietori de lemne
(F. Žák, p.8, 2005)
Consumul de energie este cel mai adesea estimat pe baza activităților fizice, dar cantitatea de energie necesară depinde și de vârstă (vezi tabelul), durata activității fizice și intensitatea acesteia. Depinde și de antrenament, de consumul maxim de oxigen (care este legat de vârsta și abilitățile de rezistență ale individului).
Pentru comparație: consumul de oxigen al unui sportiv recreativ este cuprins între 2-3 litri pe minut, el poate lucra la 2/3 din această valoare maximă mult timp. Poate folosi 1,23-2 litri de oxigen, arzând ceva între 6,5-10 calorii pe minut (400-600 de calorii pe oră). Spre deosebire de un ciclist profesionist cu un aport maxim de oxigen de peste 6 litri pe minut. În timpul performanței sportive, poate folosi aproximativ 5 litri de oxigen pe minut, ceea ce reprezintă până la 80% din aportul maxim de oxigen. Poate arde până la 25 de calorii pe minut, sau 1500 de calorii pe oră.
- Termogeneza alimentelor
Termogeneza alimentară este de fapt producția de căldură cauzată de alimente. Aceasta înseamnă că este valoarea producției de energie pe care corpul trebuie să o cheltuiască doar pentru a procesa alimentele pe care le primește. Orice aport alimentar este urmat de descompunerea și reconstrucția substanțelor primite, ceea ce determină o creștere a cheltuielilor de energie. Această performanță variază în funcție de tipul de mâncare. Pentru a descompune proteinele, trebuie să consumăm 18% până la 25% din valoarea lor nutritivă, care este cel mai mult dintre toate ingredientele alimentare. Unele tipuri de diete folosesc această proprietate a proteinelor. Pentru zaharuri, această valoare este de la 4% la 7%, pentru grăsimi de la 2% la 4%. Cu o dietă normală, pierderile de calorii datorate consumului și procesării alimentelor sunt calculate de la 10% la 15%.
- Pierderi în timpul procesului digestiv
Ultima componentă calculată la valoarea energetică a unui individ este eficiența sistemului digestiv. Această eficacitate este aproximativ aceeași la toți indivizii. Aproximativ 10% din valoarea nutritivă a alimentelor se pierde în timpul digestiei, deoarece organismul nu o poate prelucra.