ヒトが食べる食物には、糖質、脂質、タンパク質といった三大栄養素が含まれています。この三大栄養素は、エネルギーの元となりますが、人体は、三大栄養素のエネルギーを直接利用して活動してはいません。
ヒトにとってのエネルギーは、アデノシン三リン酸（ATP）です。ATPは、アデノシンにリン酸が3個くっついた物質で、リン酸が1個外れるとエネルギーが放出されます。その放出されたエネルギーを使って、ヒトは、手を動かしたり、歩いたりしています。
このATPの合成のために三大栄養素に含まれているエネルギーは使われます。
ADPにリン酸をくっつけるのにエネルギーが必要
ATPからリン酸が1個外れてエネルギーが放出されると、リン酸が2個くっついたアデノシン二リン酸（ADP）になります。
ADPは、再びリン酸をくっつけてATPにできます。ADPにリン酸がくっつくとATPになってエネルギーが蓄えられます。
ここで、ADPにリン酸をくっつける時にエネルギーが必要となります。そのエネルギーをどこから持ってくるかというと、食物に含まれる三大栄養素からです。
三大栄養素のうち、主に脂質と糖質がエネルギー源となります。脂質には様々なものが含まれますが、その中の脂肪酸がエネルギーに利用されます。また、糖質にもさまざまな種類がありますが、エネルギーに使われる代表的な糖質がグルコース（ブドウ糖）です。
この脂肪酸とグルコースに含まれるエネルギーを利用してATPが合成されます。決して、脂肪酸やグルコースを燃やしたときに発生するエネルギーを直接利用して活動しているわけではありません。もちろん、ヒトの体内で脂肪酸やグルコースを燃やすような反応は起こっていないので、「脂肪を燃焼する」といった表現は誤りです。
クエン酸回路で電子が取り出される
ヒトの細胞内には、ミトコンドリアがあります。
ミトコンドリアは、人にとってのエネルギー工場です。ミトコンドリアでは、グルコースや脂肪酸から合成されたアセチルCoAにオキサロ酢酸をくっつけてクエン酸を作ります。そして、クエン酸が持っている電子を取り出す反応が進むと再びオキサロ酢酸になります。
オキサロ酢酸は再びアセチルCoAとくっついてクエン酸となり、電子が取り出されオキサロ酢酸になります。この反応がミトコンドリアの中でグルグルと繰り返されています。これをクエン酸回路といいます。
グルコースや脂肪酸には、水素（H）が含まれています。クエン酸回路は、この水素を取り出しているんですね。そして、取り出された水素は、水素イオン（H⁺）と電子（e⁻）となって、ミトコンドリア内の電子伝達系に運ばれていきます。
ミトコンドリアの内膜には、ⅠからⅣまでの複合体が埋め込まれており、電子はこれらを通過してミトコンドリアの内部（マトリックス）に入ります。この時、電子は、マトリックス中にある水素イオンとともに酸素（O）とくっつき水（H₂O）となります。
水素と酸素が反応して水になる時、大きなエネルギーが発生します。このエネルギーを使って、マトリックス内にある水素イオンをミトコンドリアの外膜と内膜の間にある膜間腔に押し出します。すると、膜間腔には、どんどん水素イオンが増えていき、ぎゅうぎゅう詰めの状態になります。
膜間腔で水素イオンが押し合いへし合いしていると、やがて辛抱できなくなった水素イオンが、内膜にあるATPシンターゼというゲートをくぐってマトリックスに流れ込んできます。この水素イオンが流れ込んでくる時に発生したエネルギーを使ってADPにリン酸がくっつけられATPが合成されます。
あとは、ATPからリン酸を外してエネルギーを放出し、歩いたり走ったりするなどの様々な活動にそのエネルギーを使います。
この三大栄養素に含まれる水素を取り出し、水素イオンと電子を電子伝達系に運び、酸素と反応させたときに発生するエネルギーを使って、ATPを合成する過程を知ると、食べ物のカロリー計算って何なんだろうという疑問がわいてきませんか？
現在使われているカロリー計算は、体内でエネルギーが作られる仕組みが解明される前に考え出されたものです。仕組みもわからずに提唱された理論なんて怪しいですよね？