કૅલરી (Calorie) : શારીરિક ક્રિયાઓ વખતે વપરાતી ઊર્જાનો એકમ. 1 ગ્રામ પાણીનું તાપમાન 1° સે. જેટલું વધારવા માટે વપરાતી ઊર્જાને એક કૅલરી કહે છે. તેની જોડણી અંગ્રેજી નાના મૂળાક્ષર cથી દર્શાવવામાં આવે છે. તેને લઘુ કૅલરી, પ્રમાણભૂત કૅલરી અથવા ગ્રામ-કૅલરી કહે છે. શરીરમાં વપરાતી ઊર્જા માટે આ ઘણો જ નાનો એકમ છે. શરીરક્રિયાશાસ્ત્રમાં વપરાતો કૅલરીનો એકમ મોટા અંગ્રેજી મૂળાક્ષર Cથી દર્શાવાય છે. શરીરક્રિયાશાસ્ત્રમાં વપરાતા કૅલરી એકમને કિલોકૅલરી અથવા ગુરુ કૅલરી પણ કહી શકાય. 1 ગુરુ કૅલરી (કિલોકૅલરી) બરાબર 1000 લઘુ કૅલરી (ગ્રામ-કૅલરી) થાય એટલે કે 1 કિલોગ્રામ પાણીનું તાપમાન 1° સે. જેટલું વધારવા માટે વપરાતી ઊર્જાને 1 કિલોકૅલરી કહે છે.
આહારમાં લેવાતા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી અને પ્રોટીનમાંથી ઊર્જા મેળવવા માટે તેમના દહન દ્વારા એડિનોસાઇન ટ્રાયફૉસ્ફેટ (ATP) ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. કોષનાં કાર્યો માટે વપરાતી ઊર્જા મેળવવા માટે કોષ ATPમાં સંગૃહીત ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. આમ શરીરમાં કોષનાં કાર્યો કરવા માટે ઊર્જા ચલણ (energy currency) તરીકે ATP વપરાય છે. જરૂર પડયે એક ATPના અણુમાંથી 7600 ગ્રામકૅલરી ઊર્જા મુક્ત થાય છે. અને તેમાંથી એડિનોસાઇન ડાયફૉસ્ફેટ(ADP)નો એક અણુ બને છે. ગ્લુકોઝ અને અન્ય આહારદ્રવ્યોની કોષીય શ્વસન(cellular respiration)ની પ્રક્રિયા દ્વારા ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય છે, જે ADPના ATPમાં રૂપાંતર સમયે બે ઊર્જા-બંધ(energy bonds)ના રૂપે ATPમાં સંગ્રહાય છે (જુઓ આકૃતિ 1).
આકૃતિ 1 : (અ) આહારનાં દ્રવ્યોમાંથી મળતી ઊર્જાનો શારીરિક ક્રિયાઓ માટે ઉપયોગ, (આ) ખોરાકના ઘટકોના અપચયથી ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ તથા ઉષ્ણતા(ગરમી)નું ઉત્પાદન
સામાન્ય રીતે ATPમાંથી 8000 ગ્રામ-કૅલરી/મોલ પ્રમાણે ઊર્જા છૂટી પડે છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં, કોષના વિવિધ ભાગોના સંશ્લેષણ(synthesis)માં, સ્નાયુઓના સંકોચનમાં, કેટલાંક દ્રવ્યોના કોષનાં પટલોમાંથી થતા સક્રિય વહનમાં વગેરે વિવિધ ક્રિયાઓમાં ATPમાં સંગૃહીત ઊર્જા વપરાય છે. આ ઉપરાંત આ ઊર્જાની મદદથી ગ્રંથિઓમાંથી સ્રવણ (secretion) થાય છે તથા ચેતાઓમાં આવેગોનું વહન પણ થાય છે. શરીરમાં ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવા ક્રિયેટિન ફૉસ્ફેટના ઊર્જાબંધનો ઉપયોગ કરાય છે. તેના એક અણુમાં 8500(સામાન્ય તાપમાને)થી 9500 (38° સે. તાપમાને) ગ્રામકૅલરીનો સંગ્રહ થાય છે. ક્રિયેટિન ફૉસ્ફેટ (CP) ATPની જેમ સહેલાઈથી ઊર્જા આપી શકતું નથી. જરૂર પડયે CPમાંની ઊર્જાની મદદથી ADPમાંથી ATPનું સંશ્લેષણ કરાય છે. ત્યારબાદ ATPમાંની ઊર્જા કોષકાર્યો માટે વપરાય છે.
સામાન્ય રીતે ખોરાકનાં દ્રવ્યોના ચયાપચય(metabolism)ને અંતે ATPનું સંશ્લેષણ થાય છે ત્યારે 55 % ઊર્જા, ઉષ્ણતા(ગરમી) રૂપે જતી રહે છે. વળી જ્યારે ATPમાંથી ઊર્જા મેળવવામાં આવે ત્યારે પણ ઘણી ઊર્જા ગરમી રૂપે જતી રહે છે. આમ કોષનાં કાર્યો માટે આહારના દ્રવ્યની 25 % કૅલરી જેટલી જ ઊર્જા ઉપયોગી રહે છે. તેમાંથી પણ ઘણી ઊર્જા કોષકાર્યો થતાં હોય ત્યારે ગરમી રૂપે ગુમાવવી પડે છે.
કૅલરીમાપન (calorimetry) : શરીરની બધી જ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને ચયાપચય કહે છે અને તેમાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્ણતાના દરને ચયાપચયદર કહે છે. તેનો એકમ કૅલરી છે. કૅલરી માપવાના સાધનને કૅલરીમાપક કહે છે અને તે પ્રક્રિયાને કૅલરીમાપન કહે છે. કૅલરીમાપન બે રીતે થાય છે : (1) સીધી કે પ્રત્યક્ષ રીત અને (2) પરોક્ષ રીત. જ્યારે વ્યક્તિ કોઈ કાર્ય ન કરતી હોય ત્યારે તેના શરીરમાં ઉત્પન્ન થતી ગરમી તેનો તલીય (basal) ચયાપચયદર સૂચવે છે. આવી ઉષ્ણતાને માપવાની પ્રક્રિયાને પ્રત્યક્ષ કૅલરીમાપન કહે છે. તે માટે વ્યક્તિને ઉષ્ણતા-અવાહક દીવાલવાળા મોટા ઓરડામાં રાખવામાં આવે છે. તેને કારણે ઓરડાની હવાનું તાપમાન વધે છે. હવાને ઠંડા પાણીમાં ધકેલવામાં આવે છે જેથી હવાનું તાપમાન એકસરખું રહે, પણ પાણીનું તાપમાન વધે, જે માપી લેવામાં આવે છે. સમગ્ર પ્રયોગ વખતે વ્યક્તિ જો કોઈ કાર્ય કરે તો સ્નાયુના કાર્યમાં યાંત્રિક ઉષ્ણતા પણ ઉત્પન્ન થાય અને પ્રયોગનું પરિણામ ક્ષતિપૂર્ણ બની જાય. સામાન્ય રીતે પ્રત્યક્ષ કૅલરીમાપન પ્રયોગશાળામાં શક્ય બને છે.
આકૃતિ 2 : ચયાપચયક (metabolator) અથવા પરોક્ષ કૅલરીમાપક : (1) મોઢા તરફનો છેડો, (2) ઑક્સિજન લાવતી નળી, (3) ઉચ્છવાસ લઈ જતી નળી, (4) ઑક્સિજન, (5) બહારના ભાગમાં પાણી અને અંદર સોડાલાઇમ ભરેલો નળાકાર, (6) સરકતો ઊંધો નળાકાર, (7) અંકિત કરતો કાંટો, (8) ગોળ ફરતો નળાકાર જેના પર આલેખ દોરાય, (9) વાલ્વ, (10) સોડાલાઇમ
શરીરમાં ઉત્પન્ન થતી ઊર્જામાંથી 95 % ઊર્જા ખોરાકનાં દ્રવ્યોના ઑક્સિજનની હાજરીમાં થતા અપચય(catabolism)થી થાય છે. તેથી ઑક્સિજનના વપરાશને માપવાથી ચયાપચયદર મળી રહે છે. આને પરોક્ષ કૅલરીમાપન કહે છે. સામાન્ય રીતે 1 લિટર ઑક્સિજનના વપરાશ દ્વારા 4.825 કિલોકૅલરી ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય છે. 1 ગ્રામ ગ્લુકોઝમાંથી 4.1 કિલોકૅલરી, 1 ગ્રામ પ્રોટીનમાંથી 4.1 કિલોકૅલરી, 1 ગ્રામ ચરબીમાંથી 9.3 કિલોકૅલરી મળે છે. પરોક્ષ કૅલરીમાપન માટેના યંત્રને ચયાપચયક (metabolator) કહે છે.
વ્યક્તિ દિવસ દરમિયાન વિવિધ કાર્યો કરે ત્યારે વપરાતી કૅલરીના આંકડા ઉપલબ્ધ છે (જુઓ સારણી). ખોરાકનાં દ્રવ્યો દ્વારા મળતી ઊર્જા(કિલોકૅલરી)નો યોગ્ય ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિ તેનું સ્વાસ્થ્ય જાળવી શકે છે.
સારણી : શારીરિક ક્રિયાઓમાં વપરાતી ઊર્જા (કિલોકૅલરી) દર કલાકે
| શારીરિક ક્રિયા | કિલોકૅલરી | શારીરિક ક્રિયા | કિલોકૅલરી |
| ઊંઘતાં | 65 | ચાલતાં (4 કિમી./કલાક) | 200 |
| જાગતાં સૂઈ રહેતાં | 77 | સક્રિય કસરત કરતાં | 290 |
| આરામથી બેસતાં | 100 | ભારે શ્રમવાળી કસરત કરતાં | 450 |
| આરામથી ઊભા રહેતાં | 105 | તરતાં | 500 |
| કપડાં બદલતાં | 118 | 8.5 કિમી. કલાકે દોડતાં | 570 |
| હળવી કસરત કરતાં | 170 | દાદરો ચડતાં | 1100 |
શિલીન નં. શુક્લ
કનુભાઈ જોશી