Способността за работа или генериране на топлина може да се определи като енергия. И двата процеса протичат в човешкото тяло, където важи и физическият закон за запазване на енергията, но той е донякъде адаптиран към тази тема: Максималният разход на енергия е равен на енергията, получена от храната и създадените резерви.
Количеството енергия, независимо дали се консумира в човешкото тяло или се съдържа в храната, се изразява в джаули (J), килоджаули (kJ), калории (cal) или - това, което най-често се използва - в килокалории (kcal).
1 kcal = 4,1855 kJ
1 kJ = 0,239 kcal
За да загреем един килограм вода от 14,5 градуса по Целзий до 15,5 градуса по Целзий, използваме количество топлина, равно на една килокалория.
Единицата джаул (J) се определя спрямо калориите въз основа на действителното енергийно съдържание, а не въз основа на количеството отделена топлина.
Макро-веществата (захари, мазнини, протеини) са така наречените енергийни носители и придобиването им става възможно чрез микро-вещества (витамини, минерали, микроелементи). От физиологична гледна точка енергийната стойност на мазнините е два пъти по-висока от тази на захарите или протеините.
Действителни стойности на енергийните разходи в зависимост от възрастта (според DGE):
Дневни енергийни разходи (kcal)
(П. Конопка, стр. 24, 2004)
Можем много лесно да разберем енергийната стойност на храната - в днешно време тази стойност е посочена във всеки продукт. Но определянето на енергийната стойност (нужда) на конкретен индивид е много трудно.
Потребността от енергия зависи от няколко фактора, които основно се определят от четири величини:
- Базален метаболизъм/базален разход = BV (или базален метаболизъм = BM)
Той изразява количеството енергия, необходимо за генериране на топлина - около 60% от основните разходи и 40% за поддържане на основните жизнени функции, като сърце, дихателна система, бъбреци, мозъчна функция, вътрешни органи, необходими за живота на индивида. Базалният метаболизъм зависи също от телесната височина, телесния състав, пола, възрастта, но също така и от климатичните условия.
За да определим енергийния баланс, за нас е достатъчно просто изчисление въз основа на все още задоволителната формула на Фауст:
основен разход = телесно тегло (kg) x 24.
Това означава, че за всеки килограм тегло човек се нуждае от 1 калория на час. При жените тази стойност намалява с около 5 -10% поради повече подкожни мазнини, което причинява по-нисък разход на топлина.
Обаче на практика човек никога няма да живее в условията на базални разходи, защото базалните разходи са равни на пълен мир. Всяка дейност увеличава обмена на вещества и по този начин основните разходи. Ние се фокусираме върху мускулната дейност - пропорционално на мускулната работа, основните разходи също ще се увеличат. Основните разходи са по-ниски в напреднала възраст, недохранване или по време на гладуване.
- Търсене на професионална енергия/Разходи за изпълнение (или енергиен метаболизъм)
Той изразява енергийните разходи, необходими за включване на двигателните умения на човека в заетостта, спорта и свободното време. Разходите за изпълнение са свързани или директно зависят от интензивността и продължителността на натоварването и особено от интензивността на мускулното натоварване. Тези данни вече показват, че потреблението на енергия е наистина различно.
Изходна енергия в kcal/24 часа.
-Седене без ръце, умствена работа, чиновници
-Работете предимно седнали с лека работа на ръцете: шивачи, фини механици, монтажници в електротехниката
- Лесна работа с частично изправени и ходещи ръце: готвачи, лекари, домакини
- По-тежка работа: дърводелци, бояджии, стругове
- Усилен труд: зидари, ковачи, фермери
- Най-трудната работа: миньори, дървосекачи
(F. Žák, стр. 8, 2005)
Потреблението на енергия най-често се изчислява на базата на физически дейности, но количеството необходима енергия зависи и от възрастта (виж таблицата), продължителността на физическата активност и нейната интензивност. Това също зависи от тренировката, максималната консумация на кислород (което е свързано с възрастта и издръжливостта на индивида).
За сравнение: Консумацията на кислород на спортист-рекреатор е между 2-3 литра в минута, той може да работи при 2/3 от тази максимална стойност за дълго време. Може да използва 1,23-2 литра кислород, изгаряйки нещо между 6,5-10 калории в минута (400-600 калории на час). За разлика от професионалния колоездач с максимален прием на кислород над 6 литра в минута. По време на спортни постижения той може да използва около 5 литра кислород в минута, което е до 80% от максималния прием на кислород. Може да изгори до 25 калории в минута или 1500 калории на час.
- Термогенеза на храната
Хранителната термогенеза всъщност е производството на топлина, причинено от храната. Това означава, че стойността на енергията, която организмът трябва да похарчи само за обработката на погълнатата храна. Всеки прием на храна е последван от разлагане и реконструкция на погълнатите вещества, което води до увеличаване на енергийните разходи. Това представяне варира в зависимост от вида на храната. За да разграждаме протеините, трябва да консумираме 18% до 25% от тяхната хранителна стойност, което е най-много от всички хранителни съставки. Някои видове диети използват това свойство на протеина. За захарите тази стойност е от 4% до 7%, за мазнините 2% до 4%. При нормален хранителен режим загубите на калории поради приема и преработката на храната се изчисляват на 10% до 15%.
- Загуби по време на храносмилателния процес
Последният компонент, изчислен при енергийната стойност на индивида, е ефективността на храносмилателната система. Тази ефикасност е приблизително еднаква при всички индивиди. Около 10% от хранителната стойност на храната се губи по време на храносмилането, тъй като тялото не може да я обработи.