功能医学科普——人体的能量供应方式

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作者 | 黄圆媛
文章首发于 | 黄圆媛医师

 

​​人体就像一台庞大而精密的机器,人体内各级器官,组织,细胞,就像组成这机器的各个零部件,紧密协同,忙碌而有序的工作,维持人体的各种正常的行为活动。


而任何机器的运转,都离不开能量的供应,人体也是,即使处于完全不活动的睡眠状态下,心脏的跳动,肺部的扩张和收缩,肠道的蠕动,也在每时每刻消耗着能量。

 


而能量的利用,不仅仅是摄入那么简单。就像不同的车辆需要不同类型的燃料,汽油车不能加柴油,否则不仅不能燃烧供能,还会导致机械损坏。


人体也是如此,为了获得足够,适宜的能量,人体内有一整套能量代谢系统,将自然界中蕴含能量的物质加以消化分解,提取其中含有的能量物质,并处理成人体可以利用的形式,通过血液循环输送到各个细胞。再将能量燃烧后产生的各种废料(如同煤燃烧后产生的煤渣)收集起来,通过大小便或呼吸系统排出体外,完成整个能量代谢的内容。


人体能利用的能量,主要来自于三种物质 —— 蛋白质,脂肪,碳水化合物,这三种物质统称为“三大供能营养素”。这三种物质中蕴含的能量是一种化学能,存在于分子结构中。当这些供能物质被摄入人体后,经过氧化分解,生成二氧化碳和水,在这个过程中,碳氢键断裂,同时释放出能量,完成供能。

 


我们来看一下这三大供能营养的异同,首先从最常见的碳水化合物开始。


碳水化合物,就是我们俗称的糖类(不仅指带甜味的糖),它是最重要的一种供能营养素,人体所需的能量,有大约50%~70%来自于糖。


除能量以外,糖类还是人体碳元素的主要的来源。在完全氧化分解状态下,1mol葡萄糖可以释放2840kJ能量,其中约有1/3转化为ATP(三磷酸腺苷),直接供应给组织细胞,支持每天的生理活动。


在氧气充足的条件下,葡萄糖可以通过糖酵解,氧化脱羧和三羧酸循环彻底分解为二氧化碳和水,这个过程称为葡萄糖的有氧氧化,在这个过程中产生大量的能量(36~38个ATP)。


而在氧气不足的条件下,葡萄糖会由丙酮酸还原为乳酸,由于氧化不完全,只能产生少量的能量(2个ATP),这个过程,称为葡萄糖的无氧氧化。

 

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