에너지의 뜻과 체내 에너지 소비
모든 물질은 자유에너지를 가지고 있는데 에너지 자체를 측정하는 것은 불가능하지만 물질이 변형될 때 에너지의 변화 값을 측정할 수는 있습니다. 물질은 원자와 분자의 화학적 결합으로 이루어지는데 이것이 분해될 때 방출되는 에너지를 화학에너지라고 하고, 화학적 결합을 이룰 때도 에너지의 공급이 필요합니다. 이렇게 화학적 결합이 분해되는 것을 에너지방출 반응이라고 하며 이때의 에너지 값은 음이 됩니다. 새롭게 화학적 결합을 하는 반응은 에너지흡수반응이라 하며 이때의 에너지 값은 양이 됩니다. 모든 에너지는 태양에너지를 근본으로 하는데, 녹색 식물이 광합성을 통해 태양에너지를 탄수화물, 단백질, 지방 등의 화학에너지로 바꾸어 저장하고, 이를 우리가 섭취하게 되는 것입니다. 이렇게 섭취한 잠재 에너지는 체내에 저장되어 있다가 필요할 때 사용됩니다. 에너지(energy)는 그리스어의 en과 ergon에서 유래된 말로 en은 in, ergon은 work, 즉 일을 할 수 있는 능력을 의미합니다. 체내에서는 쉬지 않고 물질대사와 에너지 대사가 일어나는데, 이것이 끊임없이 정상적으로 이루어져야 인간이 제대로 활동할 수 있습니다. 에너지의 양적 표현 단위는 칼로리인데, 1칼로리란 물 1g을 14.5도에서 15.5도로 올리는데 필요한 열량을 뜻합니다. 하지만 칼로리 단위는 체내에서 일어나는 에너지를 표현하기에는 단위가 커서 킬로칼로리로 표시하게 되었습니다. 1kg의 물체를 400m 이상 들 수 있는 에너지양이 1kcal라고 합니다. 우리가 음식을 섭취하면 체내에서 소화 흡수되며 열량 영양소는 에너지를 내기 위해 산화분해됩니다. 식품이 가진 총열량은 식품이 완전히 연소했을 때 내는 열량이라고 할 수 있습니다. 식품의 종류에 따라 영양소의 소화흡수율이 다른데 특히 섬유질이 많은 음식은 소화흡수율이 낮습니다. 물이나 채소, 과일은 수분 위주이거나 섬유질이 많은 식품으로 많이 먹어도 열량이 낮은 저열량 식품이고, 곡류, 생선, 고기 등은 중간 상태이며, 견과류, 버터 등은 지방 함량이 높고 물이 거의 없는 상태로 고열량 식품에 속합니다. 음식물 섭취 시 음식물에 포함된 모든 에너지가 사용되는 것은 아니고, 소화 과정에서 소변, 대변, 가스 등으로 손실되는 양과 대사 과정에서 쓰이는 대사에너지를 제외하면 체내에서 사용되는 에너지(net energy)가 남습니다. 사람은 다른 동물에 비해 대사에너지로 쓰이는 비율이 85~90% 정도로 높습니다.
에너지소비량의 구성과 필요 에너지 소요량
사람이 생명 유지를 위해서는 에너지가 필요한데 체내의 여러 기능을 유지하는데 필요한 최소 에너지를 기초 대사량이라고 합니다. 기초대사량은 보통 간접열량측정 방법으로 측정하는데 호흡계수 또는 체표면적을 이용하여 산출합니다. 체표면적으로 기초대사량 산출하면 키가 165cm이고 몸무게가 50kg인 19세의 여성의 기초대사량은 1357.9kcal 정도입니다. 기초대사량은 보통 일정한 편이지만 사람에 따라 나이, 성별, 호르몬, 정신상태, 영양상태, 기온, 인종, 운동, 수면 등 다양한 요인의 영향을 받아 달라질 수 있습니다. 신생아에서 2세까지는 기초대사량이 증가했다가 다시 20세까지 줄어든 후 20세 이후에는 일정하게 유지됩니다. 여성은 남성보다 몸집이 작고 지방조직이 더 많아 기초대사량이 남자의 80~90%에 불과합니다. 호르몬은 직접적 또는 간접적으로 기초대사를 증가시키는데, 갑상선 호르몬의 경우 무려 50%나 상승시킬 수 있습니다. 정신적으로 불안한 상태는 기초대사를 높이고 안정된 상태에서는 기초대사가 낮아집니다. 영양상태가 좋지 않아 몸무게가 12% 줄어들면 기초대사는 18% 정도 낮아지는데, 이는 몸에서 에너지 소비를 줄이려 적응하는 현상입니다. 기온에 따라서도 기초대사는 영향을 받는데 보통 10도 정도의 차이에 기초대사가 3~5% 정도 달라진다고 합니다. 기온이 높은 봄과 여름에는 대사기능이 낮아지고, 기온이 낮은 가을과 겨울에는 체온을 높이기 위해 몸이 열 생산을 높이기 때문에 기초대사도 높아집니다. 그리고 강도 높은 근력운동을 하는 사람은 운동하지 않는 사람보다 기초대사가 5% 이상 높고, 수면 중에는 기초대사량이 약 10% 정도 낮아집니다. 우리 몸은 음식물을 소화하는 데에도 에너지가 있어야 하는데 이것을 ‘식품 이용을 위한 에너지 소모량(thermic effect of food)’이라 하며 영양소 중 단백질을 섭취했을 때의 에너지 소모량이 가장 높습니다. 사람에게 필요한 에너지필요량은 에너지소비량에 따라 결정되는데 체격, 나이, 건강 상태, 활동량 등에 따라 달라집니다. 중간 정도의 노동을 하는 성인 남자의 경우 하루 2,500kcal, 성인 여자는 2,000kcal의 에너지를 권장하고, 성장기나 임산부의 경우 에너지권장량이 더 높아집니다. 다이어트 등으로 음식물 섭취를 제한하다가 에너지 결핍 상태가 되면 인내력과 노동력이 떨어지고 병에 대한 면역력도 낮아지게 됩니다. 반대로 에너지를 과잉 섭취하면 영양이 충분해지는 것이 아니라 오히려 영양불량 상태가 되어 비만이 될 수 있습니다. 비만 상태의 여성은 요부와 대퇴부에 지방이 축적되고, 남성은 주로 흉부, 복부, 팔에 축적되는 경우가 많습니다. 비만은 식이, 운동, 외과 수술, 약물 등으로 치료할 수 있는데, 식사와 운동을 통해 치유하는 것이 가장 바람직합니다.
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