作者:張寶盈(原北京中醫(yī)藥大學(xué)《中華養(yǎng)生保健》雜志編輯,署真名以示負責(zé)) 本書尚未正式出版,轉(zhuǎn)載請注明出處。 (接上篇) 二、碳水化合物才是人體能量的源泉 人體的各種生理活動,如細胞的新陳代謝、神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮、心臟跳動、腺體分泌、體溫維持、生長繁殖等,以及人的各種體力和腦力活動,無論是行路說話,唱歌跳舞,還是喜怒哀樂,七情六欲,都需要消耗能量,這些能量主要是通過飲食獲得的。 那么人體需要的能量究竟是什么能量?是熱能嗎?營養(yǎng)學(xué)中對蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物這些營養(yǎng)素的分析計量總是計算它們具有多少大卡的熱能,仿佛人體需要的能量就是熱能。但是,如果你肚子餓了,你烤一烤火(吸收熱能)是不是肚子就不餓了,身體就有能量了呢?不會的。這說明身體需要的能量不是熱能。那么人體需要的是什么能量呢?其實人體生理學(xué)的研究早已闡明了,人體需要的能量是由有機物主要是碳水化合物氧化分解產(chǎn)生的三磷腺苷(ATP),ATP才是能直接為人體使用的能量物質(zhì)。 雖然人體攝入的營養(yǎng)素最終都以熱能的形式釋放出來,但人體的生理、心理機能直接利用的能量卻并不是熱能,而是ATP能量。 人體生理學(xué)把人體能量的運動稱作“能量代謝”,那么能量代謝在人體內(nèi)是怎樣進行的呢? 機體的能量來源于體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)等能源物質(zhì)的氧化分解,從中獲取其分子結(jié)構(gòu)中所蘊藏的化學(xué)能。體內(nèi)的能源物質(zhì)不斷地被機體消耗利用,同時也不斷地從攝入體內(nèi)的糖、脂肪和蛋白質(zhì)等食物中得到補充。 糖(碳水化合物)是機體最主要和最基本的能源。機體所需能量的50%~70%是由食物中糖類物質(zhì)氧化分解提供的。在消化系統(tǒng)中,食物中的糖類物質(zhì)被消化水解為葡萄糖、半乳糖等單糖,并被吸收進入血液循環(huán),一部分成為血糖直接供全身細胞利用,另一部分經(jīng)合成代謝以肝糖原和肌糖原的形式儲存在肝臟和肌肉內(nèi),還有少部分轉(zhuǎn)化為脂防或蛋白質(zhì)。葡萄糖在體內(nèi)的代謝途徑可因供氧情況的不同分為有氧氧化和無氧酵解兩條途徑,以有氧氧化供能為主。 在這個過程中,體內(nèi)三磷腺苷的合成和分解是機體能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵。 盡管機體所需的能量主要來源于食物,然而組織細胞井不能直接利用食物的能量從事各種生理活動,只有三磷腺苷(ATP)才是機體能量的直接提供者。ATP是在人體細胞的線粒體中合成的一種高能化合物,分子中蘊藏著大量的能量,裂解后成為二磷腺苷(ADP),在這個過程中,三磷腺苷中的三個化學(xué)鍵中的一個斷裂掉了,斷裂過程釋放出能量,為人體所利用。因此,ATP既是體內(nèi)重要的儲能物質(zhì),又是直接的供能物質(zhì),它釋放的能量可供機體進行各種生理活動。人體在生命活動中所消耗的ATP,由營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解所釋放的能量不斷地使ADP氧化磷酸化重新生成ATP而得以補充。 體內(nèi)除了ATP供能外,還有其他的高能化合物,如磷酸肌酸(CP),CP由肌酸和磷酸合成,當(dāng)物質(zhì)氧化釋放的能量過剩時,可通過ATP轉(zhuǎn)給肌酸,合成CP(磷酸肌酸)而儲存。當(dāng)需要時,CP又可將儲存的能量轉(zhuǎn)給ADP,生成ATP,以補充ATP的消耗。由此可見,在能量代謝的整個過程中,ATP的合成與分解是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換和利用的關(guān)鍵。 葡萄糖轉(zhuǎn)化供能的主要方式也是產(chǎn)生ATP,1摩爾葡萄糖完全氧化所釋放的能量,可供合成38摩爾ATP。 脂肪則是體內(nèi)最主要的儲能和供能物質(zhì),人體所需的能量30%~50%來自脂肪。脂肪經(jīng)消化分解后變?yōu)閱熙8视秃椭舅幔饕匀槊游⒘_M入血液。脂肪在體內(nèi)儲存量大,氧化時單位重量釋放的能量多,1摩爾脂肪釋放的能量約為糖有氧氧化時釋放能量的2倍。當(dāng)機體需要時,儲存的脂肪在酶的催化下,可迅速分解為甘油和脂肪酸。甘油主要在肝內(nèi)被利用,長鏈脂肪酸經(jīng)話化和β-氧化逐步分解為乙酰輔酶A而進入糖的氧化途徑,同時釋放能量。 蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞的基本物質(zhì),是機體生長及修補受損組織的主要原料。不論是腸道吸收的氨基酸還是由機體自身蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生的氨基酸,大多主要用于重新合成蛋白質(zhì),用于組織的自我更新,或用于合成酶激素等生物活性物質(zhì)。為機體提供能量,則是氨基酸的次要功能。但在某些特殊情況下,如長期不能進食或體力極度消耗時,糖類和脂肪供應(yīng)不足,機體將依靠組織蛋白的分解所產(chǎn)生的氨基酸取得能量,以維持必要的生理活動。(孫紅等,2016) 可見,當(dāng)?shù)搅艘呀?jīng)需要蛋白質(zhì)來供能的地步,人體已經(jīng)危乎殆哉了。所以,碳水化合物才是人體最重要、最優(yōu)質(zhì)的能量來源。 碳水化合物不僅是人體的優(yōu)質(zhì)能源,而且碳水化合物的消化吸收所消耗的能量也遠低于蛋白質(zhì)。研究表明,消化吸收蛋白質(zhì)消耗的能量是其自身產(chǎn)熱的30%;糖類為自身產(chǎn)熱的5%~6%;脂肪約為4%~5%。所以最難消化的就是含蛋白質(zhì)較多的食物。消耗的能量大,需要的時間長。顯然,把蛋白質(zhì)作為人體能量的供應(yīng)源是得不償失的,而脂肪同樣不是理想的能量來源,因為稍有不慎,脂肪攝入超量就會成為高脂血癥的罪魁禍?zhǔn)住?/p> 糖、脂肪等物質(zhì)在體內(nèi)氧化的最終產(chǎn)物和在體外燃燒時相同,釋放出的總能量也相同。例如葡萄糖在細胞內(nèi)氧化和在體外燃燒時都生成二氧化碳和水,并釋放同等的能量。 無論糖、脂肪或蛋白質(zhì),在體內(nèi)的氧化放能,都是在各種酶的催化下,經(jīng)過一系列的加氧脫氫等氧化過程,轉(zhuǎn)化成ATP,然后通過ATP分解為ADP釋放能量。人體生理活動所需要的能量都直接或間接來源于ATP。所以,ATP被稱為“細胞的能量通貨”。 在必要的時候,蛋白質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化為能量,但它不是理想的能量來源,蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生許多有害物質(zhì)。 一般而言,我們每日用的ATP U>10%左右是由蛋白質(zhì)而來的。氨基酸有二十多種,在制造ATP時先將氨基去掉,才能加入碳水化合物的代謝機器制造ATP。20多種氨基酸各有不同,因而在加入碳水化合物的代謝功能之前,也要做不同的修改,主要是要把氨基拿掉??傮w來說,氨基酸每生成1個二氧化碳只能產(chǎn)生5個ATP,這比碳水化合物的6.3個ATP更低,因為要把氨基拿掉,就要用掉ATP。其實燃燒氨基酸,除了二氧化碳之外還會產(chǎn)生氨,這是另一個毒素,需要由血液送到肝臟去與二氧化碳結(jié)合變成尿素,再由血送到腎臟過濾出來,由小便排走。這比起燃燒油脂或是碳水化合物,只有二氧化碳是廢氣,由血液送到肺臟就能排出身體,可麻煩多了。 人體之所以需要不間斷地呼吸,正是因為人體必須不斷地使有機物在體內(nèi)氧化釋放能量供給人體。一般情況下,在人的身體上割去一部分肌肉或抽去幾磅血,甚至去掉人的四肢器官,并不能導(dǎo)致疾病或危及生命。但如果使人體停止呼吸數(shù)分鐘甚至數(shù)十秒就會導(dǎo)致死亡或患病。如著涼會使人感冒,過度低溫會把人凍死等。由此可見能量在人體生理心理活動中的核心地位。 碳水化合物(糖)是人體能量的主要來源,那么,糖在體內(nèi)是怎樣氧化放能的呢? 糖在體內(nèi)的氧化過程主要有三種:(1)在有氧情況下進行糖的有氧氧化;(2)在氧供應(yīng)不足的情況下,進行的無氧分解(糖酵解);(3)磷酸戊糖通路。 葡萄糖或糖元在氧供應(yīng)充足的條件下,徹底氧化生成水和二氧化碳,同時釋放大量能量的過程叫糖的有氧氧化。有氧氧化是糖分解代謝中最重要的過程。 糖的有氧氧化是由許多相互銜接的鏈鎖反應(yīng)組成的,每一步反應(yīng)都有特異的酶催化。糖元或葡萄糖先經(jīng)過磷酸化轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖,依次轉(zhuǎn)化為1,6二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,丙酮酸。丙酮酸經(jīng)過氧化脫羧,產(chǎn)生乙酰輔酶A,進一步經(jīng)過三羥酸循環(huán)生成ATP,ATP分解為ADP,放出大量能量。糖的有氧氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳、水和大量ATP。如每克分子葡萄糖徹底氧化可生成6CO2、6H2O和36-38ATP。 糖的有氧氧化是體內(nèi)進行的最廣泛的代謝通路,除不含線粒體的成熟紅細胞外,幾乎一切組織都能進行有氧氧化,因而糖的有氧氧化是機體最重要的供能機制。 在這一過程中,三羧酸是一個重要環(huán)節(jié),它是糖、脂肪和蛋白質(zhì)氧化供能的最終途徑。不論糖、脂肪或蛋白質(zhì),在代謝過程中都能生成輔酶A,因而可以參加循環(huán)徹底氧化成二氧化碳、水并放出能量。 在氧供應(yīng)不足時,糖分解為乳酸的過程叫糖的無氧氧化,又叫糖酵解。 糖酵解從供能角度來看,僅為輔助途徑,因為在糖酵解過程中,每克分子葡萄糖只能凈生成2ATP,比有氧氧化相差18~19倍。但在機體氧供應(yīng)不足的情況下,糖酵解可以成為某些組織獲得能量的重要方式。例如,當(dāng)肌肉劇烈活動(體力勞動、鍛煉等)時,血液供氧相對不足,此時糖酵解作用增強,產(chǎn)生ATP以供急需。 在機體內(nèi)糖的主要存在形式是葡葡糖與糖原。血液中的葡萄糖被稱為血糖,是糖在血液中的運輸形式。正常情況下,機體的血糖濃度是相對恒定的,由葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖正常值為3.9~6.1毫摩爾/升。糖原是葡萄糖的多聚體,是糖在體內(nèi)的貯存形式,主要有肌糖原和肝糖原。機體以糖原形式貯存的能量只占體內(nèi)貯存能量的1%左右,當(dāng)機體處于饑餓狀態(tài)時,糖的貯備迅速減少。這部分能源對于維持神經(jīng)系統(tǒng)的代謝及短時間爆發(fā)式的劇烈運動極為重要。肌糖原是貯存在骨骼肌中隨時可以被骨骼肌舒縮活動利用的貯備能源,貯存量較大(180~300g)。因為肌肉組織中不含葡萄糖-6磷酸酶,所以,肌糖原分解后不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)檠恰5?,肌糖原分解產(chǎn)生的6-磷酸葡萄糖可在有氧的條件下經(jīng)有氧氧化,為骨骼肌運動提供所需能量;在無氧的條件下經(jīng)糖酵解生成乳酸,乳酸經(jīng)血液循環(huán)運輸?shù)礁闻K進行糖異生,重新合成葡萄糖或糖原,用來滿足機體的代謝需要。 肝糖原是機體的重要貯備能源,盡管肝糖原的貯存量不大(70-100g),在饑餓24小時后將被機體消耗殆盡,然而,肝糖原的合成與分解在維持機體血糖濃度的相對穩(wěn)定中起重要作用。在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)下,正常機體的肝糖原貯備量與血糖含量保持動態(tài)平衡。當(dāng)空腹血糖濃度降低時,因為肝臟中含有葡萄糖6-磷酸酶,所以,肝糖原可分解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?,使血糖濃度升高到正常水平?/p> 另外,肝臟具有糖異生作用,即能夠?qū)⒏视?、乳酸、丙酮酸和某些生糖氨基酸等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?,使血糖濃度升高,補充肝糖原含量。反之,當(dāng)血糖濃度升高時,血糖則在肝臟合成肝糖原貯存起來,使血糖濃度降低到正常水平。另外,血糖還可轉(zhuǎn)變?yōu)楹颂?、氨基糖和糖醛酸等其他糖及其衍生物,也可轉(zhuǎn)變?yōu)橹尽⒎潜匦璋被岬确翘俏镔|(zhì),使機體血糖濃度維持在相對恒定的水平。 體內(nèi)其他組織細胞糖原的貯存量很少,它們完成各種功能活動需要經(jīng)常從血液中攝取葡萄糖。葡萄糖主要通過載體介導(dǎo)的易化擴散的方式進入這些組織細胞,以滿足它們代謝的能量需要。因此,這些組織細胞功能活動的完成對血糖水平有較大的依賴性。如果機體的血糖濃度太低,組織細胞得不到充足的血糖供應(yīng),將不能完成正常的功能活動。例如,腦組織細胞代謝消耗能量較多,但是,腦組織細胞中糖原的貯存量卻極少,其代謝活動需要消耗的糖主要來自血糖,因此,血糖濃度過低將引起腦功能失常,出現(xiàn)低血糖癥。病人會出現(xiàn)四肢無力、面色蒼白、心慌、多汗等癥狀。如果血糖繼續(xù)下降到4.0毫摩爾/升以下時,依賴葡萄糖氧化供能的中樞神經(jīng)因為能量不足而出現(xiàn)功能障礙,可發(fā)生驚厥和昏迷,甚至造成死亡。(姚泰等,2015) 糖在人體中分解供能的主要途徑是有氧氧化,這是人體為什么一刻也離不開氧氣,一刻也不能停止呼吸的原因所在:停止呼吸,機體得不到氧氣供應(yīng),沒有氧氣就不能氧化糖類和脂肪為人體供能,人體失去能量來源,一切生理、心理功能都會喪失,生命也就終止了。 能量是人體的天與日,是讓人體活起來、動起來的根本保證。 另外,在人體生理學(xué)中談到能量代謝時,能量物質(zhì)的排列順序是:糖、脂肪、蛋白質(zhì)。糖(碳水化合物)被理所當(dāng)然地排在了第一位。因為它是人體能量的主要供應(yīng)者。 足量的碳水化合物的充分供應(yīng)是必不可少的,因為只有充足的能量,才能保證人體各器官生理功能的正常發(fā)揮,保證免疫系統(tǒng)的正常工作,使人體健康不生病。 其實,“飯”的本意即指主食,“百科”中對“飯”的釋義是:“(1).能充饑的主要食物,相對菜而言。南方以大米制作;北方以小麥制作。(2).煮熟的谷類食物,多指北方面食。”《汲冢周書》中說:“黃帝始炊谷為飯。”是黃帝發(fā)明了把谷物做熟為“飯”的方法。所以吃主食才是“吃飯”,不吃主食只吃魚肉菜蔬就等于沒有吃飯。 可是,我們現(xiàn)在卻都不好好“吃飯”,甚至嫌棄“吃飯”了,認為那些“飯”是“沒營養(yǎng)”、不值錢、只能使人長胖的東西,這是一種徹頭徹尾的錯誤觀念! 碳水化合物是我們生命中最重要的“護法使者”,它就像一股清泉澆灌著我們的生命之花,讓我們贊美它吧。 什么是主食?主食就是用糧食、谷物制作的各種食物。多含淀粉,多含碳水化合物(糖)。我們吃的面條、饅頭、面餅、窩頭、米飯、米粥、紅薯等等,用糧食制作的各種糕點(一般被稱作副食品,但在本書中把它們也作為主食看待)、蛋糕、糖果、巧克力等等甜食。只要是含碳水化合物多的食品,我們都可以把它們當(dāng)作主食來吃。一些蔬菜如土豆、山藥,由于它們含有較多的碳水化合物,也可以把它們當(dāng)作主食看待。北京衛(wèi)視養(yǎng)生堂的節(jié)目主持人悅悅曾自曝從小愛吃土豆,土豆吃得多,能量充足,所以悅悅聰明異常,伶牙俐齒。 糧食里面也并非只含有碳水化合物,也含有蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、各種礦物質(zhì)、微量元素、維生素,所以糧食里面的營養(yǎng)是非常全面的豐富的,這是大地母親賜予我們的精華。 主食、碳水化合物就是我們的“保命飯”,米粥就是我們的“保命湯”。 當(dāng)一個人行將走到了生命的終點,已經(jīng)粒米不進的時候,只要給他注射一點葡萄糖,他就能維持一定時間的生命??梢娞妓衔铩牵褪巧闹е?/p> 我們可以把這種以主食為主的飲食主張稱為“主食健康法”,它適用于任何年齡、任何性別、任何種族、任何民族的人群。無論是幼兒、兒童、少年、青年、中年、老年,只要按照科學(xué)飲食兩原則行事,則弱者強之,病者安之,健者長壽,可保無虞。因為能量對每一個人都一樣重要。 多吃主食以何為度?《中國居民膳食指南》推薦的主食進食量是250~400克/每日,就是說,如果你是一個身材瘦小,飯量較小的人,每天的主食量不能少于250克;如果你是一個身材高大、食量也夠大的人,每天的主食量不能少于400克。按比例來說,主食要占食物總量的大約60%~80%。60%是底限,不可突破這個底限。高蛋白、高脂肪食物只能占5%~10%,10%是上限,不可突破。 事實上,由中國營養(yǎng)學(xué)會編著的《中國居民膳食指南》(2016)一書中擺在首位的推薦意見就是:“食物多樣,谷類為主”。書中(第8頁)指出:谷類食物是中國傳統(tǒng)膳食的主食,是人體能量的最經(jīng)濟、最重要的來源。谷類也是B族維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維的重要食物來源。然而近30年來,我國居民膳食模式中谷類作為傳統(tǒng)主食的地位發(fā)生了變遷,居民的谷類消費量逐年下降,動物性食物和油脂攝入量逐年增多,導(dǎo)致能量攝入過剩(這里仍然是把“能量”概念和“營養(yǎng)”概念混為一談);谷類過度精加工導(dǎo)致B族維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維損失增多。這些都有可能增加心血管疾病、2型糖尿病等慢性病的發(fā)病風(fēng)險。堅持谷類為主,就是為了保持我國膳食的良好傳統(tǒng),避免高能量(實際是指高營養(yǎng))、高脂肪和低碳水化合物膳食對健康的不利影響。人們應(yīng)保持每天適量的谷類食物攝入,尤其要注意增加全谷物攝入。 《中國居民膳食指南》明確指出:“我國居民習(xí)慣把谷類食物作為主食,谷類食物中碳水化合物一般占重量的75%~80%,蛋白質(zhì)含量是8%~10%,脂肪含量1%左右,還含有礦物質(zhì)、B族維生素和膳食纖維。谷物為主的膳食模式,不僅可以提供充足的能量,保障碳水化合物供給能量達到膳食總能量的一半以上,還能夠減少動物性食物和脂肪的攝入,降低心血管疾病和糖尿病等慢性病的發(fā)病風(fēng)險。所以我們一日三餐都要攝入充足的谷類食物?!?/p> 由此也可見,本書的基本觀點非常符合中國營養(yǎng)學(xué)會給出的《中國居民膳食指南》的推薦、指導(dǎo)意見。 (未完待續(xù),接下篇) |
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