В результате непрерывно текущих процессов биологического окисления углеводов, жиров и в меньшей мере белков в организме освобождается энергия. Эти вещества в большей своей части окисляются до углекислого газа и воды, а энергия сосредотачивается в соединениях, богатых фосфором, в частности в так называемой аденозинтрифосфорной кислоте. В дальнейшем эта кислота используется как основной источник энергии во время физической работы.
Потребность человека в энергии зависит от индивидуальных особенностей организма, пола, возраста, роста, веса, уровня обменных процессов, а также от физической нагрузки, характера психической деятельности, занятий спортом, условий жизни, климатических условий. Даже при относительном покое (сон, отдых) для поддерживания основных физиологических функций – работы сердца, легких, температуры тела – необходим приток энергии. Суточная потребность в энергии зависит от суточных энергетических затрат, которые складываются из расхода энергии на основной обмен, усвоения пищи и физической нервно-мышечной деятельности.
Энергозатраты и энергетическую ценность (калорийность) пищи выражают в килокалориях (ккал); 1 ккал – это количество тепла, необходимое для нагревания 1 л воды на 1 °C. Основной обмен – это энергозатраты организма в состоянии полного покоя, обеспечивающие функции всех органов и систем и поддержание температуры тела. У взрослых людей основной обмен примерно равен 1 ккал на 1 кг массы тела в час. Для мужчин с массой тела 70 кг он составляет 1700–1800 ккал, у женщин он ниже на 5—10 %, а у пожилых – на 10–15 %. Расход энергии на физическую деятельность (всего 25–35 % от общих суточных энергозатрат) зависит от характера деятельности и особенностей отдыха.
Витамины, минералы и микроэлементы – это незаменимые компоненты пищи, регулирующие процессы обмена веществ и необходимые организму в минимальных количествах. Первопроходцем в изучении витаминов был наш соотечественник Н.И. Лукин. Он впервые в опытах на животных обнаружил в пище наличие веществ, которые по своим свойствам, биологической ценности отличаются от белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. Витамины почти не синтезируются организмом и поступают с пищей. Только некоторые витамины могут образовываться в кишечнике в результате жизнедеятельности обитающих в нем микроорганизмов.