这篇文章是《关于能量代谢的粗略科普》的第一部分，后面还会有第二、第三、第四五六七八部分，主要介绍了糖类参与能量代谢的过程。一边看书一边写可能不是很有条理，而且这种基础知识比较枯燥，大家能看得下去就看，看不下去稍微了解一下就好。

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这两天破站因为某个【娱乐】UP发的【健（mai）身（fen）】视频的事情被搞得乌烟瘴气的，连带着文章区的生酮佬又在兴风作浪，想了想还是应该把里面的门道和诸位细讲一讲，顺便也复习一下营养学的知识点，到时候真的和人对起线来有理有据，大家看得也开心。

我自己的营养学教科书不知道被我扔哪里去了，不过好在家中高堂也是这方面的，回老家顺便找了本《实用临床营养治疗学》（吴肇汉主编，上海科学技术出版社2001年第一版）作为参考。比较前沿的东西谈不上，学习点基础知识是不会有大问题的。

至于我自己，挺不学无术的，虽然是医科毕业但是成绩不怎么样，有幸在某市儿童医院工作数年，现在已经离职，没啥好炫耀的，只能做到尽量把书上的知识和我自己的浅薄经验讲一点给大家听，有疏漏的地方还请路过的大佬点拨两句。

进正文。

一．糖代谢

糖类，或者按照更常见的说法，碳水化合物，不论在哪一本营养学相关的书里都会首先介绍，那么这个在所谓的减脂健身健康饮食圈里被视作洪水猛兽的营养物质到底何德何能，足以承担开篇的重任呢？

简单来说，糖类是普通人类摄取最多的供能物质（一般占每日摄入能量总量的50-70%），同时也是能量供应的主要组成部分以及核心通路所在。

有点听不明白对吧？下面我们稍稍细讲一点。

1. 糖类的摄取与吸收

我们一般说的膳食糖类包括单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）、双糖（乳糖、麦芽糖等）、多糖（淀粉等），其中葡萄糖是人体利用糖的最主要方式，但是食物中的糖类一般是多糖和双糖，比如我们举一个栗子，这个栗子里面的糖就以淀粉作为主要存在形式；比如我们把这个栗子吃下去结果噎住了，喝了杯牛奶冲下去，这个牛奶里面的糖就以乳糖作为主要存在形式。

那么我们现在吃了一个栗子，喝了一杯牛奶，这些糖又是怎么转化成机体所需要的葡萄糖的呢？答案就存在于我们漫长的消化系统中。

从口腔中的唾液淀粉酶（将淀粉水解为麦芽糖等），到肠道的乳糖酶（将一分子乳糖水解为一分子半乳糖和一分子葡萄糖），再到肠粘膜细胞内的α葡萄糖苷酶（将一分子麦芽糖分解为两分子葡萄糖），最终我们的栗子和牛奶里的糖分会被一步步分解成单糖（葡萄糖和少量乳糖），并被小肠上皮细胞吸收，转运至血液中，等待下一步的处理。

从这个过程中我们可以发现，糖类的吸收实际上是一个非常简单的过程，大分子分解成小分子，小分子经过肠道上皮细胞入血，干净利落，是营养物质中的翘楚。那么接下来我们暂且不提那一小部分半乳糖（半乳糖除了供能之外还有一些其它作用，说起来比较复杂），单说糖类的带头大哥葡萄糖在体内的工作。

2. 葡萄糖的分解代谢

作为人体供能物质的王中王，葡萄糖主要有两个分解代谢途径，其一是有氧氧化，其二是无氧酵解，这两者共享了一部分反应，而这部分反应（一般称作糖酵解途径）将引出我们在糖类代谢甚至整个能量代谢中都至关重要的一个中间产物——丙酮酸，以及细胞能够直接利用的供能物质，机体内能量的搬运工——ATP。

（糖酵解途径示意图）

这是糖酵解途径的简单流程图，具体其中有什么酶，怎么反应，每一步的速度受什么因素调控之类的太过于枯燥，我也没自信说得有趣，暂且不表，咱们说一说它的意义吧。

首先，大家可以看到在这个流程图里会有ADP和ATP不停地互相转换，大家可以把ATP想象成一个ADP Plus，是ADP获得能量之后的形态，所以但凡出现ADP→ATP的步骤都是需要吸收能量的，而出现ATP→ADP的步骤都是释放能量的，而这个反应进行到最后，如果我们还有多余的ATP，那么这个反应本身就是供能反应，而相反，如果我们还倒贴了几个ATP，那么这个反应就是耗能反应。这一点虽然有点枯燥，但我希望大家能够理解，之后会考的。

回到糖酵解途径上来。这个反应是供能反应还是耗能反应呢？答案是显而易见的，从一分子的葡萄糖一直到两分子的丙酮酸，我们总共盈余两分子的ATP。

那么我们流程走到了丙酮酸这个部分，接下来我们存个档，因为前面就是分支路线了。我们面临的选择是：这个时候我们的氧气供应够不够？

秉承作死原则，我们先选择无氧状态。在这个状态下后续的反应非常简单，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转化成乳酸，乳酸在肌肉中堆积然后你就会感觉到升天般的肌肉痛，继续堆积会引发乳酸血症，机体进入严重的代谢性酸中毒状态，BAD END，游戏结束。

垃圾游戏读档读档。

选择有氧条件。那么这个时候我们就进入了《糖分解代谢》这部垃圾游戏的唯一好结局路线，有氧氧化路线。首先，丙酮酸会在丙酮酸脱氢酶复合体的催化下转化为乙酰辅酶A（乙酰CoA），这个名字最好也记一下，它也是能量代谢的中枢之一，而且它很快就会消失在我们的视野里。
至于它要怎么消失嘛……

（三羧酸循环示意图）

这是我们一般叫作三羧酸循环的一个神奇代谢途径。乙酰辅酶A和草酰乙酸汇合，在柠檬酸合成酶的作用下生成柠檬酸，然后经历了一系列复杂反应之后，你看，延胡索酸→苹果酸→草酰乙酸，嗯？这孙子怎么又回来了？刚才和他一起的乙酰辅酶A去哪了？

答案是变成H₂O和CO₂丢掉了。而负心汉草酰乙酸通过一整套操作洗白自己之后又可以去霍霍下一个乙酰辅酶A了——这就是所谓的三羧酸循环，其意义就在于在不消耗除了氧气以外的物质的情况下，使乙酰辅酶A完全氧化生成水和二氧化碳，并且释放能量。

好了现在问题来了，我们知道一分子葡萄糖经过糖酵解途径产生的能量为两分子ATP，那么如果完全走完整个有氧氧化过程，我们能产生多少能量呢？10ATP？20ATP？

答案是根据某些条件的不同，我们能总共产生30-32分子的ATP，其中绝大部分都是由三羧酸循环产生的。

在供能方面，我愿称你（三羧酸循环）为最强！

3. 糖原的合成、储存与分解

通过上面的知识我们可以知道，葡萄糖可谓是供能王中王，一节更比六节强，但是这玩意是属香港记者的，突出一个来去如风，再加上其主要储存方式是溶解在血液中，这就产生了一个问题：血糖不能无限升高，高了要出人命的，那么靠血液溶解的葡萄糖够我们干点啥？

我们来做个计算吧。

人体的血液量一般占体重的7-8%，假设一名60kg的成年男性，体内血液总量大约4200-4800ml，我们取其中值，4500ml，也就是4.5L。

血糖控制我们一般说餐后俩小时7.8mmol/L算是顶天了，计算下来7.8×4.5=35.1mmol。注意一下单位是mmol（毫摩尔）。

葡萄糖氧化供能我们按1:32算吧，也就是说这些糖我们能生成的ATP总量是35.1×32=1123.2mmol≈1.12mol。

查阅资料，每摩尔的ATP能产生能量12.5kJ，那么我们体内储存的能量总量为1.12×12.5=14kJ≈3.35Kcal。

不对吧？敢情我体内就只能存这么一点能量啊？那我还锻什么炼呐？我还怎么一天消耗2000Kcal啊？跑两步我就该低血糖了吧？

（笔记本只有Windows画图，我已经尽力打码了）

这个时候我们就需要一个靠谱的能量储存方式了。我们对这个储存方式至少有以下几点要求：

1. 能够稳定储存比较大量的能量。

2. 储存过程和取出过程都比较方便快捷。

3. 有明确的调控机制。

而满足以上几点要求的呢，则是名为糖原的储存方法。

糖原是由葡萄糖组成的长链，其合成一般在肝脏和肌肉细胞中。大家可以把葡萄糖想象成一个个小铁圈，在仓库里到处都是，不好管理，而合成糖原的过程就是把这些铁圈穿成了铁链堆在一起，到时候需要用的时候一拎一大把，方便得很。

刚刚说过，糖原的合成在肝脏和肌肉细胞内，由肝脏合成的糖原叫肝糖原，一般储量70-100g，而肌肉细胞合成的我们叫它肌糖原，储量在180-300g左右。一般来说，肌糖原主要是自产自销，供给运动所需的能量，而肝糖原在血糖降低的时候可以迅速在肝脏、肾脏分解为葡萄糖以补充血糖，这样一来我们机体的糖储备就达到了350g左右，按照1g糖氧化生成15.9kJ来计算，我们储备的能量大约有350×15.9=5565kJ≈1330Kcal。

好了这就不慌了。至少我们储存的能量够踢一场90分钟的足球赛（大约消耗1000Kcal），还剩下一点点以备我们踢完球赛还要开开新闻发布会喊喊教练下课之类的。

至于储存和利用的过程，相比之后我们要说到的另外两个储能手段来说，糖原的合成和分解异常快速，但凡有个风吹草动都可以立刻进行响应，作为充电宝可以说非常尽职尽责了。
此外，糖原的调控也非常简单。肝糖原主要受血糖-胰岛素水平调节，在摄入食物之后，血糖会很快开始飙升，此时胰岛B细胞迅速响应分泌胰岛素，而肝脏在接收到胰岛素后也会马力全开合成糖原以减缓血糖上升；血糖降低时则反之，肝脏细胞在胰高血糖素的刺激下加快糖原分解，从而补充血糖。肌糖原则干脆直接受肌肉内部能量的调节，比肝糖原还要简单粗暴一些。

（糖原分解利用示意图）

所以这里大家可以有这样一个印象：糖原是人类机体短期储存能量的最主要方式，其作用主要在于为剧烈波动的能量摄入与消耗进行缓冲，维持机体环境的稳态。

4.糖异生

解决了糖的供能方式（氧化、酵解）以及糖的储存方式（糖原）之后，我们再来看下一个问题：即便加上糖原这个充电宝，我体内储存的糖也不够我连续30天高强度运动又吃得少啊？

这个时候，糖异生作为唯一一种将非糖物质转化为糖类的机制，就登上了历史舞台。

不知道大家记不记得之前我们说的那个名叫《糖分解代谢》的垃圾游戏？我们说到在酵解途径结束后的选择肢，如果在无氧环境下继续反应的话就会生成乳酸，而乳酸堆积则是肌肉酸痛的罪魁祸首，对吧？

那么我们推完好结局之后再次读档，选择无氧条件，这个时候您猜怎么着，通关后开启的真结局路线“糖异生”出现了！
事实上，乳酸就是糖异生的原料之一，我们平时运动或多或少都会产生乳酸，而这些乳酸几乎都会被血液运送到肝脏和肾脏参与糖异生过程，再次转化为葡萄糖，准备进行下一轮氧化分解。

（糖异生途径示意图）

如果把这张图和我们一开始看的糖酵解图相比较，我们会发现糖异生几乎就是把酵解途径倒过来走一遍，所以理所当然地，糖异生是一个耗能的反应。

那么这样一个耗能的反应对人体又有什么意义呢？

首先是葡萄糖的内源性生成。就像我们之前提出的问题，我们身体的糖类储量就算把葡萄糖和糖原都算上，还是不太够我们长期消耗的，而为了维持我们的血糖，以及供给一些不能直接利用氨基酸、脂肪酸（这两者后面会提到）的组织器官，糖类又是必须的，所以才会有这样一个过程，可以利用乳酸（糖类代谢中间产物）、甘油（脂肪代谢产物）、氨基酸（蛋白质的组成单位以及代谢产物）来生成糖类，而这些糖呢，会补充我们消耗掉的糖原，并且如果机体处于长期饥饿状态，也可以用来维持血糖浓度。

好了，到这里，我们就把糖类的能量代谢途径简单介绍了一下。我们了解了外源性糖的摄取、吸收过程，知道了糖类的供能、储能方式，并且学习了一下糖异生这一内源性糖类来源。事实上糖类代谢还有很多知识没讲到，比如说磷酸戊糖途径，比如说半乳糖的生理作用，但这次我想尽量聚焦于能量代谢方面，更深入更全面的内容尽在《生物化学》、《生理学》、《营养学》三本书里，诸位有兴趣的话不妨去图书馆找找，下面我们进入基础知识的第二部分，脂质代谢。

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Word的格式好像和html的有点冲突，不影响理解所以就不改了。

之后预计继续整理完脂质代谢、蛋白质代谢之后，开始向大家解释为什么我们不支持那些所谓的“健康饮食方式”，不过这部分内容是需要大家了解前面这些基础内容之后才能真正理解的，请诸位稍稍耐心一点，多懂一点东西才不会被2000大卡骗嘛。

【微科普】关于能量代谢的粗略科普（一）糖类的能量代谢途径