Zat-zat energi utama yang digunakan tubuh untuk memperoleh energi adalah glukosa dan asam lemak. Asam amino digunakan bila tubuh memerlukannya sebagai sumber energi atau terdapat secara berlebihan di dalam tubuh. Untuk memperoleh glukosa, tubuh dapat menggunakan semua karbohidrat dan sebagian besar asam amino. Hanya 5% lemak (gliserol) dapat diubah menjadi glukosa.
Protein tubuh dibuat dari asam amino dan sebagian dari glukosa bila nitrogen tersedia. Lemak tidak dapat diubah menjadi protein. Bila dikonsumsi dalam jumlah berlebihan, ketiga jenis zat energi dapat diubah menjadi simpanan lemak.
Ringkasan metabolisme, transformasi dan interaksi
Pencernaan karbohidrat menghasilkan glukosa. Sebagian dari glukosa disimpan sebagai glikogen, dan sebagian dibawa ke otak dan lain-lain sel. Di dalam sel glukosa mengalami glikolisis, yaitu dipecah menjadi piruvat dan asetil KoA untuk menghasilkan energi. Asetil KoA memasuki siklus TCA dan RTE untuk menghasilkan lebih banyak energi. Glukosa melalui piruvat dapat diubah menjadi gliserol dan melalui asetil KoA menjadi asam lemak. Jadi kelebihan karbohidrat dapat diubah menjadi lemak (lipogenesis).
Pencernaan lemak menghasilkan gliserol dan asam lemak. Sebagian dirakit kembali dan disimpan sebagai lemak di dalam sel-sel lemak. Sebagian dari asam lemak diubah menjadi asetil KoA, memasuki siklus TCA dan RTE untuk menghasilkan energi atau membentuk bahan-bahan keton. Sebagian dari gliserol diubah menjadi piruvat yang dapat diubah menjadi glukosa atau asetil KoA untuk menghasilkan energi.
Pencernaan protein menghasilkan asam amino. Sebagian besar asam amino digunakan untuk pembangunan protein tubuh. Bila ada kelebihan atau bila tidak tersedia cukup karbohidrat dan lemak untuk kebutuhan energi, sebagian dari asam amino dipecah melalui jalur yang sama dengan glukosa untuk menghasilkan energi. Asam amino lain, langsung memasuki siklus TCA untuk menghasilkan energi.
Asetil KoA memegang peranan sentral dalam metabolisme energi. Semua metabolisme energi melalui asetil KoA. Walaupun karbohidrat, lemak, dan protein memasuki siklus TCA melalui jalur yang berbeda, cara menghasilkan energi setelah itu adalah sama untuk ketiga jenis zat gizi pembentuk energi.
Di antara berbagai ikatan mengandung-energi, lemak mengandung energi paling banyak untuk berat yang sama. Lemak mengandung relatif lebih banyak hidrogen yang mudah dioksidasi, sehingga makin banyak kandungan hidrogennya, semakin banyak ATP dibentuk melalui oksidasi. Satu molekul glukosa dengan 12 atom hidrogen akan menghasilkan 38 ATP, sedangkan satu molekul lemak dengan 16 karbon asam lemak akan menghasilkan 129 ATP bila dibakar sempurna.