Quá trình phản ứng sinh nhiệt từ các chất dinh dưỡng trong Bom calorie được biểu diễn bằng cơ chế phản ứng sau:
Quá trình này cũng tương tự trong cơ thể người, quá trình đó khá giống ở cơ và gan. Trong cơ thể người năng lượng tạo ra từ cùng một lượng thức ăn so với ở Bom calorie thì thấp hơn. Do trong cơ thể một lượng thức ăn không được tiêu hóa hấp thu hết thải ra theo phân, lý do thứ hai là trong cơ thể một số chất không được đốt cháy hoàn toàn và thải ra theo nước tiểu như protein, urê, acid uric...
Năng lượng sinh ra do phản ứng ôxi hóa của mỗi chất là: - 1gam chất Protein cung cấp 4kcal hay 16,7472 kJ; - 1gam chất Lipit cung cấp 9kcal hay 37,6812 kJ; - 1gam chất Gluxit cung cấp 4kcal hay 16,7472 kJ.
Theo định nghĩa, 1 kilocalo là lượng nhiệt cần thiết để nâng 1 lít nước lên 10C.
(1kcal = 4,1868 kJ; 1kJ = 0,238846 kcal)
Chất
Năng lượng sinh ra Ở Bom calorie Ở cơ thể
kcal kcal kJ
Protein 5,65 4 17
Carbohydrate 4,1 4 17
Lipit 9,45 9 38
Rượu 7,1 7 29
Bảng 2.1: Giá trị sinh nhiệt của các chất
2.1.2. Năng lượng cần thiết cho chuyển hóa cơ bản
Chuyển hóa cơ bản là năng lượng cơ thể tiêu hao trong điều kiện nghỉ ngơi, nhịn đói và ở nhiệt độ môi trường thích hợp. Đó là năng lượng cần thiết để duy trì các chức phận sống của cơ thể như tuần hoàn, hô hấp, bài tiết, tiêu
hóa, duy trì tính ổn định các thành phần của dịch thể bên trong và bên ngoài tế bào.
Người ta biết rằng hoạt động của gan cần đến 27% năng lượng của chuyển hoá cơ bản, não 19%, tim 10%, thận 10%, cơ 18%, và các bộ phận còn lại chỉ 16%. Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa cơ bản: Tình trạng hệ thống thần kinh trung ương, cường độ hoạt động các hệ thống nội tiết và men. Chức phận một số hệ thống nội tiết làm chuyển hóa cơ bản tăng (ví dụ giáp trạng) trong khi đó hoạt động một số tuyến nốt tiết khác làm giảm chuyển hóa cơ bản (ví dụ tuyến yên). Chuyển hóa cơ bản của trẻ em cao hơn ở người lớn, tuổi càng nhỏ chuyển hóa cơ bản càng cao. Ở người đứng tuổi và người già chuyển hoá cơ sở thấp dần song song với sự giảm khối nạc và tăng khối mỡ. Ở người trưởng thành, năng lượng cho chuyển hóa cơ bản vào khoảng 1kcal/kg cân nặng/1 giờ.
Ở người phụ nữ có thai chuyển hóa tăng trong thời kì mang thai, và cao nhất ở những tháng cuối, trung bình ở phụ nữ mang thai chuyển hóa cơ bản tăng 20%. Khi một người bị thiếu dinh dưỡng hay bị đói, chuyển hóa cơ bản cũng giảm, hiện tượng đó sẽ mất đi khi nào cơ thề được đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng. Cấu trúc cơ thể của một người có ảnh hưởng đến chuyển hóa cơ bản, so sánh người có cùng trọng lượng, người có khối mỡ nhiều chuyển hóa cơ bản thấp hơn so với người có khối nạc nhiều.
Nhiệt độ cơ thể liên quan với chuyển hóa cơ bản, khi cơ thể bị sốt tăng lên 10C thì chuyển hóa cơ bản tăng 7%. Nhiệt độ môi trường cũng có ảnh hưởng tới chuyển hóa cơ bản song không lớn lắm, thường khi nhiệt độ môi trường tăng thì chuyển hóa cơ bản cũng tăng lên và ngược lại nhiệt độ môi trường giam chuyển hóa cơ bản cũng giảm.
Sau một bữa ăn chuyển hóa cơ bản tăng lên từ 5% đến 30%, người ta gọi đó là tác dụng động lực đặc hiệu, trong đó Protein tăng tới 40%, Lipit 14%, Gluxit 6%.
2.1.3. Nhu cầu năng lượng hàng ngày
Nhu cầu năng lượng cả ngày là tổng số năng lượng cần thiết tiêu hao trong ngày của cơ thể. Nhu cầu năng lượng thay đổi theo nhiều yếu tố: tuổi, giới tính, nghề nghiệp, khí hậu, ...
- Tuổi: nếu tính nhu cầu năng lượng theo kg thể trọng thì cao nhất ở trẻ sơ sinh, giảm dần theo tuổi, từ 20 - 39 tuổi thì giữ không thay đổi, sau đó từ 40 tuổi lại giảm dần đi, vì trẻ em là cơ thể đang lớn và phát triển nên có nhu cầu cao về năng lượng.
- Giới tính: từ 10 tuổi trở đi, nhu cầu năng lượng bắt đầu khác nhau giữa hai giới: nam cao hơn nữ cùng tuổi. Nhu cầu năng lượng của nữ còn thay đổi rất nhiều theo hoạt động sinh sản.
- Nghề nghiệp: với người trưởng thành, người ta thường chia thành 4 nhóm lao động. Mức lao động khác nhau thì nhu cầu năng lượng của cơ thể cũng khác nhau.
Ví dụ: nhu cầu năng lượng của nam, tuổi từ 18 - 30 tuổi trong ngày là:
+ Lao động nhẹ cần: 2300kcal + Lao động vừa cần: 2700kcal + Lao động nặng cần: 3200kcal
+ Lao động cực nặng cần: 3500 - 4000kcal
- Khí hậu: trong môi trường lạnh, tiêu hao năng lượng tăng thêm 5%. Do những phương tiện cải tạo vi khí hậu được sử dụng rộng rãi hơn, nên ảnh hưởng khí hậu đối với nhu cầu năng lượng ngày càng giảm rõ rệt.
Lứa tuổi Thể trọng (kg)
Nhu cầu năng lượng (kcal/ngày)
Dưới 1 tuổi (cả 2 giới) 9,0 820
1 - 3 tuổi (cả 2 giới) 13,4 1360 4 - 6 tuổi (cả 2 giới) 20,2 1830 7 - 9 tuổi (cả 2 giới) 28,1 2190 10 - 12 tuổi (nam) 36,9 2600 10 - 12 tuổi (nữ) 38,0 2350 13 - 15 tuổi (nam) 51,3 2900 13 - 15 tuổi (nữ) 49,0 2490 16 - 19 tuổi (nam) 62,9 3070 16 - 19 tuổi (nữ) 54,4 2310
20 - 39 tuổi lao động vừa (nam) 65,0 3000 20 - 39 tuổi lao động vừa (nữ) 55,0 2200
Bảng 2.2: Nhu cầu năng lượng (tính theo kcal/ngày)
2.1.4. Cách tính nhu cầu năng lượng cho một ngày
Để xác định nhu cầu năng lượng, người ta cần biết nhu cầu năng lượng cho chuyển hóa cơ bản và thời gian, tính chất các hoạt động, thể lực trong ngày. Theo Tổ chức Y tế thế giới, có thể tính nhu cầu năng lượng cả ngày từ nhu cầu chuyển hóa cơ bản theo các hệ số ở bảng sau (bảng 2.3 và 2.4):
Nhóm tuổi (năm)
Chuyển hóa cơ bản (kcal/ngày)
Nam Nữ 0 - 3 60,9 * cân nặng (kg) - 54 61,0 * cân nặng (kg) - 51 3 - 10 22,7 * cân nặng (kg) + 495 22,5 * cân nặng (kg) + 499 10 - 18 17,5 * cân nặng (kg) + 651 12,2 * cân nặng (kg) + 746 18 - 30 15,3 * cân nặng (kg) + 679 14,7 * cân nặng (kg) + 496 30 - 60 11,6 * cân nặng (kg) + 879 8,7 * cân nặng (kg) + 829 > 60 13,5 * cân nặng (kg) + 487 10,5 * cân nặng (kg) + 596
Bảng 2.3: Công thức tính chuyển hóa năng lượng cơ bản dựa theo cân nặng
Tính chất lao động Nam Nữ
Lao động nhẹ 1,55 1,56
Lao động vừa 1,78 1,61
Lao động nặng 2,10 1,82
Bảng 2.4: Hệ số nhu cầu năng lượng theo tính chất lao động
Ví dụ: Muốn tính nhu cầu năng lượng của một nhóm bé trai, lứa tuổi từ
3 - 10, cân nặng trung bình 22kg, loại lao động nhẹ ta tính như sau: Tra bảng 2.3, ta tính được nhu cầu chuyển hóa cơ bản:
22, 7*22 495 994, 4(kcal)
Tra tiếp bảng 2.4, ta tính được năng lượng cả ngày như sau:
2.2. Nhu cầu các chất dinh dưỡng cần thiết đối với cơ thể
Thức ăn cung cấp năng lượng cho cơ thể dưới dạng Protein, Lipit, Gluxit. Thức ăn còn cung cấp các axit min, axit béo, vitamin và các chất khoáng cần thiết cho cơ thể phát triển và duy trì: các hoạt động của tế bào và tổ chức. Người ta thấy rằng sự thiếu hoặc thừa các chất dinh dưỡng trên so với nhu cầu đều dẫn đến ảnh hưởng bất lợi tới sức khỏe và có thể dẫn đến bệnh tật.
2.2.1. Protein
Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất. Chất Protein ở cơ thể người chỉ có thể hình thành từ Protein của thức ăn. Chất Protein không thể tạo thành từ chất Lipit và Gluxit.
Protein là thành phần cơ bản của các vật chất sống. Nó tham gia vào mỗi một tế bào và là yếu tố tạo hình.
Cơ thể sử dụng Protein của thức ăn, chuyển hóa chúng và đồng thời tổng hợp chúng như sau: