人体为维持生命和健康,每天都需要从食物中摄取各种营养素和能量。人体所需的营养素,从营养学上分为六大类:蛋白质,脂类(脂肪),碳水化合物(糖原),维生素,矿物质和水。它们以不同形式存在于各种食物中,营养素的主要生理功能是提供能量,维持体温,构成机体成分和修复组织,维持生理调节功能等。
其中,人体对蛋白质,脂类,碳水化合物和水的需要量较大,称为宏量营养素,同时蛋白质,脂类,碳水化合物在体内经过氧化分解释放能量,满足机体能量的需要,又称为三大产能营养素。
它们以不同的方式贮存在机体中,又以各自的特性行使着不同的工作。
机体的三大能源贮备——糖原,脂肪和蛋白质,这三种能源贮备各有利弊。
脂肪细胞
对于脂肪来说,其优点是贮能效率高,在细胞内的合成不会影响到细胞的渗透压,因此,在理论上它可以无限地贮存。但它的缺点是动员起来较慢,故只适合长期的能源贮备。另外,脂肪酸的氧化必须在有氧的条件下才能进行,因而,如果肌细胞使用脂肪作为唯一的储能物质,那当细胞出现氧债的时候,就会面临能源的短缺。由此可见,当机体在做并不激烈的运动的时候(如慢跑和长跑),脂肪才是一种不错的能源。
对于糖原来说,其优点有三点:首先,糖原动员起来很容易。糖原是高度分支的分子,其磷酸解反应可以在各非还原端同时展开,故当需要在短时间内消耗较多能量的时候(如做剧烈运动),糖原无疑是最好的能源。有的中跑和自行车运动员在比赛之前,会摄入大量的糖类,这样做的目的就是让机体贮备尽可能多的糖原供运动中使用。其次,糖原分解以及随后的糖酵解在有氧和无氧条件下都可以进行。选择糖原的最后一个好处是体内脂肪(其中甘油和奇数脂肪酸除外)无法转化为葡萄糖,但红细胞,脑细胞和其他神经组织严重依赖葡萄杨的氧化功能。当饥饿的时候,肝糖原可以迅速分解并转化为血糖,为脑组织等提供燃料。使用糖原的缺点是,贮能的效率要低于脂肪,在细胞内合成的时候,会影响下不好的渗透压,因此在细胞内积累有限,只适合充当短期能源贮备。人在饥饿一天一夜以后,糖原即被耗尽,无法功能。
富含蛋白质的食物
对于蛋白质而言,它是机体最后的能源贮备,一般不会轻易动用。只有当机体长时间处于饥饿的状态时,蛋白质才会分解。分解产生的氨基酸主要是提供糖异生的原料,用来稳定血糖,并为脑细胞功能。蛋白质作为能源最大的缺点是,释放出来的氨基酸在分解的时候,会产生有毒的氨,机体需要对其解毒。而对氨的解毒耗能又耗水源。
取材自教材《生物化学原理》