우리 인체의 에너지 사용량과 이에 따른 일일 섭취량은 다음과 같습니다.
인체의 에너지 사용량
호흡을 통해 실제로 얻을 수 있는 식품에너지는 인체가 다양한 장기와 조직의 기초대사, 체내 체온유지, 근육력 행사 등 광범위한 목적으로 사용하여 자세유지와 운동을 합니다. 약 20%가 뇌 대사에 사용되고 있습니다.
호흡에서 에너지를 물리적인 근육 힘으로의 변환 효율은 음식의 종류와 물리적 에너지 사용 유형에 따라 다릅니다. 이는, 예를 들어, 근육이 호기성으로 사용되고 있는지 또는 혐기성으로 사용되고 있는지에 관련이 있습니다. 일반적으로 근육 효율은 상당히 낮다면, 호흡에서 얻을 수 있는 에너지의 18~26%만이 기계 에너지로 변환됩니다. 이러한 저효율은 음식물 호흡에 의한 ATP 생성 효율이 약 40%에 달하며 ATP에서 발생하는 에너지를 근육 내 기계적 작업으로 변환하는 과정에서 손실이 발생하고 체내 기계적 손실이 발생한 결과입니다. 후자의 두 가지 손실은 운동 유형과 사용되는 근육 섬유 유형에 따라 빨리 돌리거나 느리게 돌립니다. 전체적인 효율이 20%인 경우 1와트의 기계전력은 4.3kcal/h에 해당합니다.
예를 들어 조정 설비의 제조업자는, 연소한 식품으로부터 방출되는 칼로리를 실제 기계 작업의 4배로서 나타내고, 여기에 시간당 300kcal를 더해 250와트의 기계 출력으로 약 20%의 효율에 이릅니다. 4,000kcal 이상의 물리적인 출력을 다 태우기에는, 최대 20시간 걸릴 수 있습니다. 참고로 체지방의 각 킬로그램은 식품 에너지의 1파운드당 3,500 킬로칼로리 또는 7,700 킬로칼로리와 거의 같습니다.
1일 권장섭취량
많은 국가와 보건 기관이 하루 식품 에너지 섭취량의 건강 수준에 관한 권고를 공표하고 있습니다. 예를 들어 미국 정부는 26~45세 사이에 여성과 남성이 각각 2,000kcal과 2,600kcal가 필요하며, 그 총 신체활동은 앉아서 생활하는 활동에 더해 하루 2.5~5km를 걷는 것에 해당한다고 추정하고 있습니다. 이들 추정치는 키 163cm, 몸무게 57kg의 기준 여성과 키 178cm, 몸무게 70kg의 기준 남성에 해당한다. 칼로리 요건은 키, 활동성, 나이, 임신 상황 등의 요인에 따라 다르기 때문에 USDA는 개별 칼로리 요구를 판단하기 위해 의료 전문가를 위한 DRI 계산 도구를 만들었습니다.
유엔 식량농업기구에 따르면 1인당 하루 최저 에너지 소요량은 약 1800kcal입니다. 미국은 인구 증가와 함께 시간이 지남에 따라 변화해 왔지만, 현재 미국인은 구세대와 거의 같은 칼로리를 섭취하고 있습니다.
고령자나 앉아서 생활하는 사람은 에너지를 필요로 하지 않습니다. 어린이나 신체적으로 활동적인 사람은 더 많은 에너지를 필요로 합니다. 이러한 요인을 인식하여 호주 국립보건의료연구위원회는 연령 및 성별 그룹별로 다른 매일 에너지 섭취를 권장하고 있습니다. 그러나 호주 식품의 영양 라벨에서는 하루 평균 2,100 kcal의 에너지 섭취를 권장하고 있습니다.
또한 최소한의 식량 에너지 섭취량은 추운 환경에서도 높습니다. 정신 활동의 증가는 뇌의 에너지 소비가 적당히 증가한 것과 관련이 있습니다.
다음은 해당계 세포와 미토콘드리아계 세포의 호흡 종류와 해당 및 발효에 대한 차이점을 알아보겠습니다.
호기성 호흡
호기성 대사는 글루코스를 생성하는 혐기성 대사보다 상당히 능률적입니다. 일부 혐기성 유기체는 산소의 도움 없이 생존할 수 있도록 혐기성 호흡을 계속할 수 있으며, 산소 이외의 무기 분자를 최종 전자 수용체로서 전자 전달 사슬에 사용함으로써 더 풍부한 ATP를 생산합니다. 이것들은 당 분해의 초기 경로를 공유하고 있지만, 호기성 대사는 산화를 시작합니다.
당 분해 후 반응은 진핵세포인 미토콘드리아와 원핵세포의 세포질에서 일어납니다. 식물은 이산화탄소의 완전한 소비자이며 광합성을 통한 산소 생산자이지만 식물 호흡은 지구 생태계가 매년 발생하는 CO2의 약 절반을 차지합니다.
혐기성 호흡
혐기성 세포 호흡과 발효는 ATP를 매우 다른 방법으로 생성하며 동의어로 취급해서는 안됩니다. 호기성 및 혐기성 양쪽 모두의 세포호흡은 당 분해와 구연산 사이클 중에 생성되는 고도로 환원된 화합물을 사용하여 막 전체에 전기화학적 변화도를 확립합니다. 이로 인해 막 전체에 전위 또는 이온 농도의 차이가 생깁니다. 환원된 화학화합물은 결국 단백질에 의해 산화되며 최종적인 전자수용체는 호기성 호흡할 경우의 산소 또는 혐기성 호흡할 경우의 다른 화학물질입니다.
해당
당 분해는 모든 생물의 세포 내에서 일어나는 대사 경로입니다. 당 분해는 말 그대로 당 분해라고 번역되어 산소의 유무에 관계없이 일어납니다. 호기성 조건 하에서 이 해당 과정은 글루코스와 피루브산의 화학작용으로 인하여 ATP형태로 새로운 에너지를 생성합니다. 실제로는 글루코스당 4개 분자의가 생성되지만 2개의 분자는 준비단계의 일부로 소비됩니다. 글루코스의 초기 인산화는 분자가 효소 안 들라지에 의해 2개의 피루브산염 분자로 분할되기 때문에 반응성을 높이기 위해 필요합니다.
발효
피부르산은 산소가 없을 경우, 세포호흡을 하여 대사활동을 하는 것이 아니고 발효 과정을 하게 됩니다.
발효는 글루코스로부터의 에너지를 사용할 때 효율이 낮습니다. 그러나 당분해 ATP는 호기성 호흡에 의해 생성되는 ATP보다 더 빠르게 생성됩니다. 원핵생물이 호기성 환경에서 혐기성 환경으로 이행해도 급속한 성장을 계속하기 위해서는 당 분해 반응의 속도를 높일 필요가 있습니다.
짧은 시간의 격렬한 활동을 행한 다세포 생물의 근육 세포는 발효를 사용하여 느린 호기심 호흡에서 ATP 생성을 보충하기 위해 사용합니다. 따라서 단거리 달리기 등의 운동선수가 스스로 페이스를 잡을 필요가 없도록 산소 수준이 고갈되기 전에도 발효는 세포에 의해 사용될 수 있습니다.
오늘은 식품 섭취에 따른 인체의 에너지에 대한 사용량 및 일일소비량에 대해 알아보았습니다.
