Здатність виконувати роботу або виробляти тепло можна визначити як енергію. Обидва ці процеси відбуваються в організмі людини, де також застосовується фізичний закон збереження енергії, але він певною мірою пристосований до цієї теми: максимальні витрати енергії дорівнюють енергії, отриманій з їжею та створеними запасами.
Кількість енергії, споживаної в організмі людини або міститься в їжі, виражається в джоулях (Дж), кілоджоулях (кДж), калоріях (кал) або - що найчастіше використовується - в кілокалоріях (ккал).
1 ккал = 4,1855 кДж
1 кДж = 0,239 ккал
Для нагрівання одного кілограма води від 14,5 градусів Цельсія до 15,5 градусів Цельсія ми використовуємо кількість тепла, що дорівнює одній кілокалорії.
Одиниця джоуля (J) визначається відносно калорій на основі фактичного вмісту енергії, а не на основі кількості виділеного тепла.
Макроречовини (цукри, жири, білки) є так званими енергоносіями, і їх придбання стає можливим завдяки мікро речовинам (вітаміни, мінерали, мікроелементи). З фізіологічної точки зору енергетична цінність жирів удвічі перевищує енергетичну цінність цукрів або білків.
Фактичні значення енерговитрат залежно від віку (згідно DGE):
Щоденні витрати енергії (ккал)
(П. Конопка, с. 24, 2004)
Дізнатися енергетичну цінність їжі ми можемо дуже просто - сьогодні це значення вказано на кожному продукті. Але визначити енергетичну цінність (потребу) конкретного індивіда дуже важко.
Потреба в енергії залежить від кількох факторів, які в основному визначаються чотирма величинами:
- Базальний метаболізм/базальний витрата = BV (або базальний метаболізм = BM)
Він виражає кількість енергії, необхідної для виробництва тепла - близько 60% від основних витрат і 40% для підтримки основних життєвих функцій, таких як серце, дихальна система, нирки, робота мозку, внутрішні органи, необхідні для життя людини. Базальний обмін речовин також залежить від зросту тіла, складу тіла, статі, віку, а також від кліматичних умов.
Для визначення енергетичного балансу нам достатньо простого розрахунку на основі все ще задовільної формули Фауста:
основні витрати = маса тіла (кг) x 24.
Це означає, що на кожен кілограм ваги людині потрібно 1 калорія на годину. У жінок це значення зменшується приблизно на 5-10% через більшу кількість підшкірного жиру, що спричинює менші витрати тепла.
Однак практично ніколи не буде жити в умовах базальних витрат, оскільки базальні витрати дорівнюють повному миру. Будь-яка діяльність збільшує обмін речовин, а отже, і основні витрати. Ми орієнтуємося на м’язову активність - прямо пропорційно м’язовій роботі базові витрати також збільшаться. Основні витрати нижчі у літньому віці, недоїданні або під час посту.
- Потреба у професійній енергії/Витрати на продуктивність (або метаболізм енергії)
Він виражає витрати енергії, необхідні для залучення моторики людини до занять, спорту та відпочинку. Витрати на продуктивність пов’язані або безпосередньо залежать від інтенсивності та тривалості навантаження, і особливо від інтенсивності м’язового навантаження. Ці дані вже показують, що споживання енергії насправді відрізняється.
Вихід енергії в ккал/24 години.
-Сидіння без рук, розумова робота, чиновники
-Працюйте переважно сидячи з легкою рукою: кравці, дрібний механік, монтажники в електротехніці
- Легка робота з частково стоячими та ходячими руками: кухарі, лікарі, домогосподарки
- Більш важка робота: теслярі, малярі, токарні верстати
- Важка праця: муляри, ковалі, хлібороби
- Найважча робота: шахтарі, лісоруби
(Ф. Жак, стор. 8, 2005)
Споживання енергії найчастіше оцінюється на основі фізичних навантажень, але кількість необхідної енергії також залежить від віку (див. Таблицю), тривалості фізичної активності та її інтенсивності. Це також залежить від тренувань, максимального споживання кисню (що пов'язано з віком та витривалістю людини).
Для порівняння: споживання кисню спортсменом-рекреатором становить 2-3 літри на хвилину, він може тривалий час працювати при 2/3 від цього максимального значення. Він може використовувати 1,23-2 літри кисню, спалюючи приблизно 6,5-10 калорій на хвилину (400-600 калорій на годину). На відміну від професійного велосипедиста з максимальним споживанням кисню понад 6 літрів на хвилину. Під час спортивної діяльності він може витрачати близько 5 літрів кисню на хвилину, що становить до 80% від максимального споживання кисню. Він може спалити до 25 калорій на хвилину або 1500 калорій на годину.
- Термогенез їжі
Харчовий термогенез насправді є виробництвом тепла, спричиненого їжею. Це означає, що це величина виробленої енергії, яку організм повинен витратити лише на переробку їжі, яку отримує. Будь-яке споживання їжі супроводжується розкладанням і реконструкцією отриманих речовин, що спричиняє збільшення енергетичних витрат. Цей показник залежить від типу їжі. Щоб розщепити білки, ми повинні споживати від 18% до 25% їх харчової цінності, що є найбільшою частиною всіх харчових інгредієнтів. Деякі типи дієт використовують цю властивість білка. Для цукру це значення становить від 4% до 7%, для жирів від 2% до 4%. При нормальному харчуванні втрати калорій через вживання їжі та переробку обчислюються від 10 до 15%.
- Втрати в процесі травлення
Останній компонент, розрахований за енергетичною цінністю людини, - це ефективність роботи травної системи. Ця ефективність приблизно однакова у всіх людей. Близько 10% харчової цінності їжі втрачається під час травлення, оскільки організм не може її переробити.