Le fonctionnement des cellules nécessite de l'énergie. L'énergie est extraite de la matière organique apportée par l'alimentation par deux voies métaboliques : la respiration cellulaire et la fermentation.
La respiration conduit à une reminéralisation totale de la matière organique (équation-bilan inverse de la photosynthèse) et permet la production d'une grande quantité d'énergie
La fermentation conduit à une reminéralisation partielle de la matière organique et ne produit que peu d'énergie
Lors de la réalisation d'un effort physique, l'augmentation du métabolisme conduit donc à une dépense énergétique accrue.
On appelle balance énergétique la différence entre la dépense et les apports énergétiques. Dans une alimentation équilibrée, la dépense énergétique est compensée les apports énergétiques provenant de l'alimentation.
Un bon équilibre alimentaire nécessite aussi que l'alimentation fournisse les différents types de nutriments en quantités suffisantes (glucide, lipides, protéine, sels minéraux, vitamines,...).
Un problème de quantité
Lorsque les apports nutritionnels sont supérieurs à la dépense énergétique, l'individu se trouve en situation de sur-nutrition, qui conduit au surpoids puis à l'obésité. Cette maladie est associée à de nombreuses autres pathologies : diabète, maladies cardiaques, perturbations hormonales , stérilité, risque accru de cancer...
Lorsque les apports sont inférieurs à la dépense énergétique, l'individu se trouve en situation de sous-nutrition, qui conduit à la maigreur ou insuffisance pondérale. Cette maladie est elle aussi associée à de nombreuses autres pathologies : ostéoporose, perturbations hormonales, immunodépression (fréquence accrue des infections)...
Un problème de qualité
Un régime alimentaire qui n'est pas équilibré entre les différents types de nutriments conduit des carences, qui une fois encore sont responsables de maladies. Par exemple, une carence en vitamine C conduit au scorbut (fatigue, saignement des gencives, puis perte des dents, puis ✝ ...).