Energiomsättning
Kroppens celler kräver syre- och energitillförsel för den förbränningsreaktion som ständigt pågår. Syreförsörjningen regleras via andnings- och cirkulationssystemet och som bränsle utnyttjas framför allt kolhydrater, men också fetter och proteiner. Tillförda kolhydrater spjälkas av enzymer i tarmarna och tas upp i blodet i form av glukos (druvsocker) – kolhydraters minsta beståndsdel – för vidare transport till cellerna. Blodsockerupptagningen kräver medverkan av insulin för kroppens alla celler utom hjärnans, som kan ta upp blodsockret direkt. Normalhalten blodsocker är cirka ett gram per liter blod. Överskott av glukos lagras i musklerna eller levern som glykogen (stärkelseliknande polysackarid) med cirka 400 respektive 100 gram. Totalt finns således 500 gram glykogen, motsvarande 2 000 kcal, vilket utan tillskott räcker upp till ett dygn vid låg fysisk aktivitet.
Fett är en energireserv och utnyttjas i andra hand som energikälla. Det lagras i fettdepåer på normalt 10–15 kg, motsvarande knappt 100 000 kcal eller 3–4 veckors energibehov. Ett gram fett binder 9,3 kcal, mer än dubbelt så mycket som motsvarande mängd kolhydrat eller protein. Vid hårt arbete kan en alltför snabb nedbrytning och omsättning av fettsyrorna ske, vilket ger en ofullständig förbränning och bildande av ketonkroppar som snabbt kan öka i mängd i blodet. Ketonutsöndring via urinen ger salt- och energiförluster. Ketonkroppar (bland annat aceton) är nedbrytningsprodukter som ökar blodets surhetsgrad och kan ge illamående och kräkningar.
Protein kan omvandlas till glukos och utnyttjas i sista hand som energikälla sedan övriga källor sinat eller vid svält innan kroppen har hunnit ställa om till fettomvandling. Proteinnedbrytning är ineffektivt och innebär att egna vävnader förbränns till förfång för andra behov i kroppen, med nedsatt arbetsförmåga som följd.
Utnyttjade energikällor är en funktion av arbetsinsats, tid och energitillskott. Vid måttliga arbetsinsatser utnyttjas både kolhydrater och fett som energikälla, vid intensiva prestationer företrädesvis kolhydrater och vid långvarigt, monotont arbete företrädesvis fett. Problem uppstår när kolhydratreserverna sinar, vilket sker redan efter tre fyra timmar vid hårt arbete, och inte räcker för fullständig fettförbränning (något som kräver kolhydrattillskott). Följden blir ketonproduktion samt nedsatt prestationsförmåga och omdöme. Tillskott av kolhydrater tillsammans med en lugn arbetstakt ger således en minskad och samtidigt effektivare fettförbränning utan ketonbildande.
Energibehovet är vid skilda aktiviteter (kcal per dag):
Ytterligare 500–1 000 kcal krävs vintertid på grund av större energibehov. Förbränning av 1 gram kolhydrat eller protein ger 4 kcal energi, förbränning av fettvävnad eller fett 8 respektive 9 kcal. (1 cal = 4,19 joule = energiåtgång vid uppvärmning av 1 gram vatten 1 grad.)