碳水化合物的消化吸收与代谢
碳水化合物代谢途径
碳水化合物代谢途径碳水化合物代谢途径是指人体内对碳水化合物进行消化、吸收、合成、储存及利用的过程。
碳水化合物是人体主要的能量来源,其代谢途径可以分为糖原代谢和糖酵解代谢两种。
一、糖原代谢糖原是一种多糖,由多个葡萄糖分子连接而成。
糖原主要储存在肝脏和肌肉中,是糖类的主要储备物质。
当血液中的葡萄糖浓度降低时,肝脏中的糖原会被分解成葡萄糖,释放到血液中供身体各器官使用。
同时,肌肉中的糖原也会被分解成葡萄糖,供肌肉使用。
在饮食摄入足够的碳水化合物时,血液中的葡萄糖浓度较高,肝脏会将其转化为糖原储存。
当血液中的葡萄糖浓度下降时,糖原会被分解成葡萄糖,供身体各器官使用。
如果长时间不摄入碳水化合物,糖原储备会逐渐减少,导致低血糖症状。
二、糖酵解代谢糖酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解成乳酸或酒精,产生少量能量的代谢途径。
这种代谢途径主要发生在肌肉中,是肌肉进行短时间高强度运动时的能量来源。
在有氧条件下,葡萄糖可被分解成丰富的能量,并产生CO2和水。
这种代谢途径称为糖有氧氧化,主要发生在心肌和肝脏中。
糖酵解和糖有氧氧化是相互补充的代谢途径。
在高强度运动时,肌肉需要快速产生能量,因此糖酵解是主要的能量来源。
而在长时间低强度运动时,肌肉需要大量的能量,因此糖有氧氧化成为主要的代谢途径。
三、其他代谢途径除了糖原代谢和糖酵解代谢外,碳水化合物还有其他代谢途径。
例如,部分碳水化合物可被转化为脂肪,储存于脂肪组织中。
此外,一些低聚糖和纤维素可被肠道内的微生物分解,产生短链脂肪酸等物质,供肠道细胞使用。
碳水化合物代谢途径是人体内一个复杂的过程,涉及多个器官和代谢途径的协同作用。
了解这些代谢途径的原理和特点,对于保持身体健康和科学饮食有着重要的意义。
简述碳水化合物的消化吸收过程
简述碳水化合物的消化吸收过程碳水化合物是一类由碳、氢和氧原子组成的有机化合物,是人体能量的重要来源之一。
在人体内,碳水化合物经过一系列的消化和吸收过程,才能被有效利用。
碳水化合物的消化过程主要发生在口腔、胃和小肠中。
首先,在口腔中,唾液中的淀粉酶开始分解碳水化合物。
然后,食物经过咀嚼和润湿后,进入胃中。
胃中的酸性环境会抑制淀粉酶的活性,但是唾液中的淀粉酶仍然能够在胃中起到一定的作用。
接下来,食物进入到小肠中。
在小肠中,胰腺会释放胰液,其中含有淀粉酶、蔗糖酶和乳糖酶等消化酶。
淀粉酶可以将淀粉分解为较短的多糖链和一些葡萄糖分子。
蔗糖酶和乳糖酶分别可以将蔗糖和乳糖分解为葡萄糖和其他单糖。
此外,小肠壁上的绒毛也分泌一些酶,如葡萄糖酶和果糖酶,用于进一步分解单糖。
在小肠中,多糖链和单糖被吸收进入肠道上皮细胞。
然后,它们经过肠道上皮细胞内部的转运蛋白转运到细胞内。
在细胞内,多糖链被进一步分解为葡萄糖分子,并通过葡萄糖转运蛋白运出细胞,进入血液循环系统。
葡萄糖是最重要的单糖,它通过血液被运输到各个组织和器官,提供能量供应。
在需要能量的组织和器官,葡萄糖被氧化为二氧化碳和水,释放出大量的能量。
同时,一部分葡萄糖也被肝脏转化为糖原,储存起来以备后续使用。
除了葡萄糖,其他单糖如果糖和半乳糖也需要被吸收和利用。
果糖和半乳糖在肠道上皮细胞内被转化为葡萄糖或其他代谢产物,然后进入血液循环系统。
碳水化合物的消化和吸收过程是一个复杂的过程,涉及口腔、胃和小肠中的消化酶的作用,以及肠道上皮细胞的吸收和转运过程。
葡萄糖是最主要的单糖,提供能量供应,并在肝脏中被储存为糖原。
果糖和半乳糖也需要被转化为葡萄糖或其他代谢产物后才能被有效利用。
对于人体来说,合理消化和吸收碳水化合物是维持身体健康和正常代谢的重要环节。
碳水化合物的分类代谢和重要性
碳水化合物的分类代谢和重要性碳水化合物是生物体内重要的营养物质,它们参与身体各种代谢过程,为人体提供能量和构建组织。
本文将对碳水化合物的分类、代谢途径以及其在人体中的重要性进行探讨。
一、碳水化合物的分类碳水化合物可分为简单碳水化合物和复杂碳水化合物两大类。
1. 简单碳水化合物:由1-2个糖分子组成,如葡萄糖、果糖和蔗糖等。
它们可以迅速被消化吸收,为身体提供即时能量。
然而,摄入过多的简单碳水化合物容易引起血糖波动和肥胖等问题。
2. 复杂碳水化合物:由多个糖分子组成,如淀粉和纤维素等。
复杂碳水化合物需要较长的时间被消化吸收,能够提供持续的能量,并有助于维持血糖稳定。
纤维素在人体中无法被消化吸收,但对肠道健康至关重要。
二、碳水化合物的代谢途径碳水化合物在体内经过一系列代谢途径进行能量转化。
1. 糖原合成:当人体摄入过剩的碳水化合物时,多余的葡萄糖会被转化为糖原,储存在肝脏和肌肉中。
当身体需求能量时,糖原会被分解为葡萄糖,提供给身体各组织和器官使用。
2. 糖解作用:碳水化合物在细胞中经过糖解作用,被分解为葡萄糖分子,并通过糖酵解产生ATP分子,提供细胞所需的能量。
3. 糖异生:当身体缺乏碳水化合物时,肝脏和肾脏能够通过糖异生途径将蛋白质和脂肪转化为葡萄糖,从而满足身体能量需求。
4. 脂肪合成:碳水化合物的剩余能量可以通过脂肪合成作用转化为脂肪,储存于脂肪细胞中。
这是身体对能量过剩的一种适应机制。
三、碳水化合物在人体中的重要性碳水化合物在人体中具有以下重要作用:1. 提供能量:碳水化合物是人体主要的能量来源,葡萄糖是大脑活动所必需的燃料。
适量的碳水化合物摄入可以维持身体正常的生理功能。
2. 肌肉运动:碳水化合物能够提供肌肉运动所需的能量,有助于提高身体的耐力和力量。
3. 维持血糖平衡:复杂碳水化合物的消化吸收速度较慢,能够保持血糖的稳定。
这对于控制血糖水平、预防糖尿病和减少能量波动都非常重要。
4. 肠道健康:纤维素是一种特殊的复杂碳水化合物,它在人体消化系统中不被吸收,但对肠道健康至关重要。
碳水化合物的消化和吸收
碳水化合物的消化和吸收碳水化合物是人体必需的主要能量来源之一,是构成食物三大营养素之一。
它们在人体内被分解成单糖,被肠壁吸收后,被转化成能量供给身体进行生命活动所需的各种代谢过程。
碳水化合物的消化、吸收、利用是机体所必需进行的关键过程,本文将从口腔开始,全方位地介绍碳水化合物的消化与吸收。
1. 口腔消化碳水化合物在口腔内已经开始消化。
当我们咀嚼食物时,唾液腺会将唾液释放到口中,而唾液当中就含有能够降低食物酸度、断裂淀粉质的酶叫唾液淀粉酶。
唾液淀粉酶作用于碳水化合物,把淀粉质断裂成链状分子。
这是碳水化合物消化的第一步。
2. 小肠消化唾液淀粉酶的作用能够在口腔内将淀粉质分解成较短的糖链,但是它对于大的淀粉质分子并不太适合。
当食物通到胃部,唾液淀粉酶的活性会因为胃酸以及胃液酶类的影响而被抑制;同时胃酸与胃液的刺激还导致胃肠系统释放出胰液。
胰液中含有淀粉酶等酶类,能够对碳水化合物的不同分子间的化学键进行分解,进而将分子分解成有机酸和较短的葡萄糖链。
最后,小肠中将各种碳水化合物分解为葡萄糖、果糖、半乳糖及麦芽糖等单糖;同时,一些淀粉类的链状化合物,由于自身在人体的体温下难以降解,它们通常会分泌出去。
3. 吸收吸收是碳水化合物消化过程的最后一步。
当单糖在小肠腔内被释放出来时,再经过小肠上皮层转运通道,被运送到小肠的上皮细胞内。
这些单糖经过过半数的肠道上皮细胞上才将它们向下传递,为的是让肠道系统中的代谢产物循序渐进地向下排泄,让身体能够更好地吸收它们。
当单糖从小肠的上皮细胞运动到血液循环系统当中,它们就成为了血糖,维持人体健康的能量来源之一。
此时,胰岛素作用于血液中的血糖,帮助身体吸收血糖,促进肌肉、肝脏等组织细胞消耗血糖,以维持身体各种代谢过程的需要。
4. 减缓糖的吸收吃高碳水化合物饮食,如果不合适地控制饮食习惯,容易导致糖的快速吸收。
在很短的时间内大量地摄入高糖食品会导致血糖飙升和胰岛素释放量急增。
过高的血糖和胰岛素可能引发高血糖症、肥胖、2型糖尿病等性质疾病。
基础知识了解碳水化合物的代谢途径
基础知识了解碳水化合物的代谢途径碳水化合物(Carbohydrates)是生物体中最重要的能量来源之一,其在人体内的代谢途径主要分为三个阶段:消化吸收、糖酵解和三羧酸循环。
本文将依次讨论碳水化合物在人体内的代谢过程,并探讨其与能量供应的关系。
了解碳水化合物代谢途径对于保持健康的饮食习惯以及调节体重具有重要意义。
一、消化吸收碳水化合物的消化和吸收主要发生在口腔、胃和小肠内。
在口腔中,唾液中的淀粉酶开始分解淀粉为较短的链状多糖。
经过咀嚼和混合后,食物咽下经食管进入胃腔,在胃的酸性环境下,淀粉酶的活性受到抑制。
然而,当食物进入小肠后,胰腺分泌的胰岛素可以中和胃酸,从而创造适宜的pH环境,使淀粉酶重启活动。
在小肠,淀粉酶继续将淀粉分解为葡萄糖、麦芽糖和葡萄糖醛酸。
这些单糖通过肠壁上的毛细血管吸收到血液中,然后经由门静脉进入肝脏。
在肝脏内,小肠吸收的葡萄糖会被进一步代谢或转化为糖原储存起来。
二、糖酵解当血糖水平升高时,胰岛素会被释放到血液中,刺激细胞摄取葡萄糖并进行糖酵解。
糖酵解是一种不需要氧气的代谢过程,通过线粒体内的多个酶的作用,将葡萄糖分解为乙醇、乳酸或二氧化碳等产物。
糖酵解不仅能产生少量能量,还能为细胞提供其他重要的代谢中间产物。
例如,糖酵解可以提供丙酮酸,这是脂肪酸合成和氨基酸代谢所需的物质。
此外,糖酵解还能产生辅酶NADH和FADH2,这些辅酶是三羧酸循环中产生更多能量的必要物质。
三、三羧酸循环三羧酸循环(Citric Acid Cycle),也称为克恩循环或柠檬酸循环,是细胞中能量产生的主要代谢途径之一。
三羧酸循环的前体物质包括葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等,其中葡萄糖起到了重要的供能作用。
在三羧酸循环中,葡萄糖被氧化为二氧化碳和水,并释放出大量的能量。
这些能量主要以化学键的形式储存于辅酶NADH和FADH2中,并在线粒体内进一步进行氧化磷酸化反应,最终形成ATP,提供给细胞进行生物活动所需的能量。
碳水化合物的吸收与代谢机制解析
碳水化合物的吸收与代谢机制解析碳水化合物是人体最主要的能量来源之一,对于人体的健康和正常生理机能发挥着重要的作用。
了解碳水化合物的吸收与代谢机制对于维持身体健康至关重要。
本文将对碳水化合物的吸收与代谢机制进行详细的解析。
一、碳水化合物的吸收机制人体从食物中摄入的碳水化合物主要有单糖、双糖和多糖三种形式。
在消化道中,主要通过酶的作用将多糖分解成单糖,然后单糖再通过细胞膜转运蛋白进入肠道上皮细胞。
1. 单糖吸收机制单糖主要包括葡萄糖、果糖和半乳糖。
葡萄糖和果糖通过不同的转运蛋白进入肠道上皮细胞。
葡萄糖通过钠/葡萄糖共转运蛋白(SGLT1)进入细胞,与钠离子共同转运。
果糖则通过葡萄糖转运蛋白5(GLUT5)进入肠道上皮细胞。
2. 双糖吸收机制双糖主要包括蔗糖、乳糖和麦芽糖。
这些双糖在肠道上皮细胞边缘膜表面酶的作用下分解成单糖,然后通过单糖转运蛋白进入细胞。
蔗糖通过葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)进入肠道上皮细胞,乳糖则通过葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)进入细胞。
3. 多糖吸收机制多糖主要包括淀粉和纤维素。
淀粉在消化过程中首先被淀粉酶分解成麦芽糖,然后通过麦芽糖转运蛋白进入肠道上皮细胞。
纤维素则不能被人体消化酶降解,大部分会在结肠中通过微生物的作用被发酵。
二、碳水化合物的代谢机制吸收进入肠道上皮细胞的碳水化合物,在细胞内经过一系列的代谢反应转化为能量或者存储为糖原。
1. 糖酵解途径糖酵解途径是主要的能量供应途径,将葡萄糖分解产生三磷酸腺苷(ATP)、烯醇丙酮酸以及乳酸。
糖酵解途径主要发生在细胞质中,不需要氧气参与,因此也称为无氧酵解。
2. 糖异生途径在一些特殊情况下,例如长时间空腹或进行高强度运动时,人体需要通过糖异生途径产生新的葡萄糖来提供能量。
糖异生途径主要发生在肝脏中,通过将乳酸、氨基酸等物质转化成葡萄糖。
3. 糖原的合成与分解碳水化合物在体内可以以糖原的形式储存起来,以备不时之需。
当血糖浓度较高时,胰岛素的作用下,糖原合成酶活性增加,将多余的葡萄糖转化成糖原储存起来;当血糖浓度下降时,胰高血糖素的作用下,糖原分解酶活性增加,将储存在肝脏和肌肉中的糖原分解成葡萄糖释放出来。
基础知识了解碳水化合物的代谢过程
基础知识了解碳水化合物的代谢过程碳水化合物的代谢过程是指人体内对碳水化合物进行消化、吸收和利用的过程。
碳水化合物是人体的主要能量来源,了解碳水化合物的代谢过程对于保持身体健康和合理膳食非常重要。
本文将从碳水化合物的消化、吸收和利用三个方面详细介绍碳水化合物的代谢过程。
一、碳水化合物的消化碳水化合物主要存在于食物中,而食物中的碳水化合物主要以淀粉、蔗糖和果糖等形式存在。
碳水化合物的消化过程主要发生在口腔和小肠中。
在口腔中,碳水化合物的消化以淀粉为主。
淀粉被唾液中的淀粉酶开始分解为较短的多糖链,然后进入胃部。
在胃部,淀粉的消化暂时停止,直到进入小肠。
进入小肠后,胰腺分泌的胰腺淀粉酶进一步分解多糖链为葡萄糖分子。
同时,肠壁表面的酶也能将葡萄糖分子分解为单糖。
最终,在小肠内,淀粉和其他碳水化合物被消化为葡萄糖、果糖和蔗糖等单糖。
二、碳水化合物的吸收碳水化合物的吸收主要发生在小肠上皮细胞。
单糖通过小肠上皮细胞上的载体蛋白质进入细胞,并通过细胞质内的其他蛋白质通道跨越到细胞膜对面的间质液中。
从小肠进入间质液的单糖包括葡萄糖、果糖和蔗糖。
在间质液中,葡萄糖和果糖被转运至肝脏。
肝脏能够将果糖转化为葡萄糖,然后将葡萄糖储存为糖原或释放入血液中供全身细胞使用。
同时,一部分葡萄糖也经过肝脏转化为脂肪酸储存起来。
蔗糖的消化和吸收稍有不同。
在小肠细胞内,蔗糖会分解为葡萄糖和果糖,然后被转运至肝脏。
三、碳水化合物的利用葡萄糖是人体代谢碳水化合物的重要物质,它能够通过氧化解酵解为二氧化碳和水释放能量。
这个过程主要发生在细胞质内的线粒体中,被称为糖酵解。
糖酵解产生的能量用于维持生命活动、细胞分裂和运动等。
当能量供应充足时,多余的葡萄糖会被肝脏和肌肉转化为糖原储存起来。
糖原能够在需要能量时迅速分解为葡萄糖释放出来。
除了提供能量外,碳水化合物还可以转化为脂肪酸。
当人体摄入过多的碳水化合物时,肝脏会将葡萄糖转化为脂肪酸储存起来。
这部分脂肪酸会储存在脂肪细胞中,从而形成脂肪。
人体解剖学知识:碳水化合物在人体内的代谢过程
人体解剖学知识:碳水化合物在人体内的代谢过程碳水化合物在人体内的代谢过程碳水化合物是人体必需的营养物质之一,是构成人体生命的重要成分之一。
碳水化合物在人体内的代谢过程十分复杂,涉及到多个生化作用和器官的协作。
本文将详细介绍碳水化合物在人体内的代谢过程。
碳水化合物摄入和消化人们日常摄入的碳水化合物主要来自食物,多为淀粉和单糖。
例如,蔬菜、水果、面包、米饭、面条、糖果、巧克力等都是碳水化合物的来源。
碳水化合物先在口腔中经过唾液淀粉酶的作用,被分解成糖类单元,然后通过食管和胃进入到小肠。
在小肠内,碳水化合物又被迅速分解成单糖,主要是葡萄糖、果糖和半乳糖。
单糖吸收和运输单糖通过小肠上皮细胞的绒毛膜表面吸收到人体内。
这个过程需要依赖多种转运蛋白的协作,例如钠-葡萄糖转运体、钠-果糖转运体等。
这些转运蛋白能帮助单糖在肠道壁通过被动运输和主动转运进入到血液中。
血糖调节在碳水化合物进入血液之后,人体需要维持血糖水平的稳定性。
这需要协调多个机制的作用,包括胰岛素和肝酶的调节等。
胰岛素是一种由胰腺分泌的激素。
当血糖升高时,胰岛素会促进肝脏和肌肉细胞吸收糖分。
同时,通过抑制葡萄糖酶的生成,胰岛素还能够限制肝脏分解糖原产生额外的葡萄糖,从而使血糖水平保持稳定。
能量生产和储存碳水化合物是人体内主要的能量来源,糖分能够通过糖酵解或三羧酸循环的代谢被转化成ATP分子以供人体使用。
糖酵解能够在没有氧气存在的情况下进行,但只能产生少量的ATP,而三羧酸循环则需要氧气的存在,并能够产生更多的ATP。
当人体的能量需求不高时,多余的糖分会被转化成糖原储存在肝脏和肌肉中。
这样的储存能够保证在能量需求增加的时候可以随时被利用。
总结碳水化合物在人体内的代谢过程十分复杂,包括碳水化合物摄入和消化、单糖吸收和运输、血糖调节以及能量生产和储存等多个环节。
理解这些过程对了解人体新陈代谢的整体机制十分重要。
此外,科学地管理饮食,合理消耗碳水化合物,对维持人体健康也起到至关重要的作用。
碳水化合物的消化吸收与代谢
43碳水化合物的消化吸收与代谢碳水化合物的消化吸收与代谢碳水化合物的吸收和代谢有两个重要步骤: 小肠中的消化和细菌帮助下的结肠发酵。
这一认识改变了我们过去几十年对膳食碳水化合物消化吸收的理解。
例如,我们现在知道淀粉并不能完全消化,实际上有些是非常难消化的。
难消化的碳水化合物不仅只提供少量能量,最重要的是其发酵产物对人体有重要的生理价值。
“糖”并不是对健康普遍不利的,而淀粉也不一定对血糖和血脂产生有利影响。
这些研究结果充实和扩展了碳水化合物与人类健康关系的理论,使我们对碳水化合物消化和吸收的认识进入一个崭新的阶段。
碳水化合物的消化和吸收碳水化合物的消化是从口腔开始的,但由于停留时间短,消化有限;胃中由于酸的环境,对碳水化合物几乎不消化。
因此其消化吸收主要有两种形式: 小肠消化吸收和结肠发酵。
消化吸收主要在小肠中完成。
单糖直接在小肠中消化吸收;双糖经酶水解后再吸收;一部分寡糖和多糖水解成葡萄糖后吸收。
在小肠不能消化的部分,到结肠经细菌发酵后再吸收(详见第1章)。
碳水化合物的类型不同,消化吸收率不同,引起的餐后血糖水平也不同。
食物血糖生成指数(GI)表示某种食物升高血糖效应与标准食品(通常为葡萄糖)升高血糖效应之比。
GI值越高,说明这种食物升高血糖的效应越强。
不同的碳水化合物食物在肠胃内消化吸收的速度不同,而消化、吸收的快慢与碳水化合物本身的结构(如支链和直链淀粉)、类型(如淀粉或非淀粉多糖)有关。
此外,食物的化学成分和含量(如膳食纤维、脂肪、蛋白质的多少),加工方式,如颗粒大小、软硬、生熟、稀稠及时间、温度、压力等对GI都有影响。
总之,越是容易消化吸收的食物,GI 值就越高。
高升糖指数的食物对健康不利。
高“升糖指数”的碳水化合物食物则会造成血液中的葡萄糖和胰岛素幅度上下波动。
低“升糖指数”的食品,能大幅减少心脏疾病的风险。
一般果糖含量和直链淀粉含量高的食物,GI值偏低;膳食纤维高,一般GI值低,可溶性纤维也能降低食物GI值(如果胶和瓜尔豆胶),脂肪可延长胃排空和减少淀粉糊化,因此脂肪也有降低GI值作用。
最新整理养猪饲养管理- 碳水化合物的消化、吸收和代谢.docx
最新整理养猪饲养管理- 碳水化合物的消化、吸收和代谢整理一、消化吸收(一)非反刍动物的消化吸收营养性碳水化合物主要在消化道前段(口腔到回肠末端)消化吸收,而结构性碳水化合物主要在消化道后段(回肠末端以后)消化吸收。
总的来看,猪、禽对碳水化合物的消化吸收特点,是以淀粉形成葡萄糖为主,以粗纤维形成VFA为辅,主要消化部位在小肠。
所以,在猪、禽的饲养实践中,其饲粮粗纤维水平不宜过高,对生长育肥猪应控制在8%以下,对母猪可在10-12%。
马、兔对粗纤维则有较强的利用能力,它们对碳水化合物的消化吸收是以粗纤维形成VFA为主,以淀粉形成葡萄糖为辅。
1. 碳水化合物在消化道前段的消化吸收唾液与饲料在口腔中的接触是碳水化合物进入消化道进行化学消化的开始,但不是所有动物的唾液对饲料中碳水化合物都有化学消化作用。
猪、兔、灵长目和人等哺乳动物唾液中含有α-淀粉酶,在微碱性条件下能将淀粉分解成糊精和麦芽糖。
因时间较短,消化很不彻底。
禽类唾液分泌量少,α-淀粉酶的作用甚微。
产蛋鸡嗉囊中存在有淀粉酶的消化作用,但因饲料粒度限制,消化不具明显营养意义。
饲料未与胃液混合之前,唾液含有淀粉酶的动物可继续消化淀粉,唾液不含淀粉酶的动物,胃中碳水化合物的消化甚微。
胃内无淀粉酶,在胃内酸性条件下仅有部分淀粉和部分半纤维素酸解。
非反刍草食动物,如马,由于饲料在胃中停留时间较长,饲料本身所含的碳水化合物酶或细菌产生的酶对淀粉有一定程度的消化。
十二指肠是碳水化合物消化吸收的主要部位。
饲料在十二指肠与胰液、肠液、胆汁混合。
α-淀粉酶继续把尚未消化的淀粉分解成为麦芽糖和糊精。
低聚α-1,6-糖苷酶分解淀粉和糊精中α-1,6-糖苷键。
这样,饲料中营养性多糖基本上都分解成了二糖,然后由肠粘膜产生的二糖酶—麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等彻底分解成单糖被吸收。
小肠吸收的单糖主要是葡萄糖和少量的果糖和半乳糖。
果糖在肠粘膜细胞内可转化为葡萄糖,葡萄糖吸收入血后,供全身组织细胞利用。
碳水化合物吸收
4.3碳水化合物的消化吸收与代谢碳水化合物的吸收和代谢有两个重要步骤:小肠中的消化和细菌帮助下的结肠发酵。
这一认识改变了我们过去几十年对膳食碳水化合物消化吸收的理解。
例如,我们现在知道淀粉并不能完全消化,实际上有些是非常难消化的。
难消化的碳水化合物不仅只提供少量能量,最重要的是其发酵产物对人体有重要的生理价值。
“糖”并不是对健康普遍不利的,而淀粉也不一定对血糖和血脂产生有利影响。
这些研究结果充实和扩展了碳水化合物与人类健康关系的理论,使我们对碳水化合物消化和吸收的认识进入一个崭新的阶段。
4.3.1碳水化合物的消化和吸收碳水化合物的消化是从口腔开始的,但由于停留时间短,消化有限;胃中由于酸的环境,对碳水化合物几乎不消化。
因此其消化吸收主要有两种形式:小肠消化吸收和结肠发酵。
消化吸收主要在小肠中完成。
单糖直接在小肠中消化吸收;双糖经酶水解后再吸收;一部分寡糖和多糖水解成葡萄糖后吸收。
在小肠不能消化的部分,到结肠经细菌发酵后再吸收(详见第1章)。
碳水化合物的类型不同,消化吸收率不同,引起的餐后血糖水平也不同。
食物血糖生成指数(GI)表示某种食物升高血糖效应与标准食品(通常为葡萄糖)升高血糖效应之比。
GI 值越高,说明这种食物升高血糖的效应越强。
不同的碳水化合物食物在肠胃内消化吸收的速度不同,而消化、吸收的快慢与碳水化合物本身的结构(如支链和直链淀粉)、类型(如淀粉或非淀粉多糖)有关。
此外,食物的化学成分和含量(如膳食纤维、脂肪、蛋白质的多少),加工方式,如颗粒大小、软硬、生熟、稀稠及时间、温度、压力等对GI都有影响。
总之,越是容易消化吸收的食物,GI值就越高。
高升糖指数的食物对健康不利。
高“升糖指数”的碳水化合物食物则会造成血液中的葡萄糖和胰岛素幅度上下波动。
低“升糖指数”的食品,能大幅减少心脏疾病的风险。
一般果糖含量和直链淀粉含量高的食物,GI值偏低;膳食纤维高,一般GI值低,可溶性纤维也能降低食物GI值(如果胶和瓜尔豆胶),脂肪可延长胃排空和减少淀粉糊化,因此脂肪也有降低GI值作用。
碳水化合物的代谢
碳水化合物的代谢碳水化合物是人体能量供给的主要来源之一,其代谢过程在维持身体健康和机能运作中扮演着重要角色。
本文将探讨碳水化合物的代谢过程,包括消化、吸收、运输和利用等方面,以及不同类型碳水化合物的代谢特点。
一、消化和吸收碳水化合物的代谢过程始于消化阶段。
当我们进食含有碳水化合物的食物时,口腔中的唾液中的酶开始分解其中的淀粉和糖类物质。
然后,食物通过食道进入胃部,在胃酸的作用下,淀粉的消化暂时中止。
随后,食物通过胃肠道进入小肠,在那里主要发生了碳水化合物的消化和吸收。
在小肠中,胰腺分泌的胰岛素酶和肠道绒毛分泌的酶类进一步分解淀粉和糖类物质。
淀粉被水解为葡萄糖分子,糖类物质则被分解为单糖。
这些单糖分子通过细胞膜转运蛋白进入小肠绒毛细胞,再经过细胞内膜转运蛋白进入体液中。
二、运输和利用经过吸收后,碳水化合物进入血液循环,并通过血液运输到各个细胞中。
葡萄糖是最主要的血糖,其在血液中的浓度受到胰岛素的调节。
胰岛素的主要作用是促进细胞对葡萄糖的摄取和利用,将其转化为能源。
细胞内的碳水化合物代谢主要经过三个途径:糖酵解、糖原合成和糖原分解。
1. 糖酵解糖酵解是指在细胞质中将葡萄糖通过一系列反应转化为ATP能量的过程。
这一过程不需要氧气,因此也称为无氧糖酵解。
糖酵解能够迅速产生能量,适用于高强度、短时间活动。
其代谢产物包括ATP和乳酸。
2. 糖原合成当细胞内的葡萄糖储备超过能量需求时,多余的葡萄糖通过糖原合成形成糖原,储存在肝脏和肌肉中。
糖原是多个葡萄糖分子的聚合物,可在需要时迅速分解为葡萄糖供给细胞能量。
糖原合成是一种能量储存的方式,适用于中低强度、长时间的活动。
3. 糖原分解当细胞能量需求增加时,糖原被分解为葡萄糖供给细胞使用。
胰岛素的作用抑制糖原分解,而肾上腺素和胰高血糖素等激素会促进糖原分解,提供额外的能量。
糖原分解对于高强度、短时间活动的能量供给至关重要。
三、不同类型碳水化合物的代谢特点1. 单糖单糖是最简单的碳水化合物单元,包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。
最新:碳水化合物的消化吸收和代谢(全文)
最新:碳水化合物的消化吸收和代谢(全文)㈠消化消化的目的是将摄入的碳水化合物分解为一种形式,使它们可以通过肠壁转移到血液中,并在血液中分布到细胞中。
碳水化合物的消化发生在口腔和小肠中,包括将更复杂碳水化合物(淀粉和糖原)转化为较简单的碳水化合物(双糖),然后转化为待吸收的单分子糖(单糖)。
少量碳水化合物在口腔中通过唾液淀粉酶(唾液中的一种消化酶)进行消化。
为了体验这种消化,可以将少量富含淀粉的碳水化合物(面包、麦片等)放入口中,不要吞咽。
过一会儿,你就会感觉到食物变得更甜了,因为更为复杂的淀粉被消化成了糖。
胰腺会产生一种主要的碳水化合物消化酶,胰淀粉酶,这种酶通过胰腺和胆囊共享的管道进入小肠前段。
胰腺淀粉酶将剩余的多糖转化为双糖,然后由特异性双糖酶进一步消化。
单糖随后被吸收。
(二)吸收单糖被运送到肠壁,然后进入血液循环。
葡萄糖和半乳糖通过一种特定的转运体(SG1T1)被吸收,而果糖则通过另一种转运体(G1UT5)进行转运。
由于可利用的G1UT5有限,饮食中摄入过多的果糖可能会使转运体不堪重负,将很大一部分果糖留在肠道中而非被吸收。
这些果糖分子产生高水平的渗透压,导致液体进入肠道,从而可能引起腹胀和腹泻。
正是由于这个原因,与含有天然果糖的食物相比,含有添加的游离果糖的食物,如高果糖玉米糖浆,可能不但没有被很好地吸收.还引起更多胃肠不适。
1 .同渗容摩和同渗重摩同渗容摩指溶液浓度,表示每升溶液的溶质粒子总数。
同渗重摩指每单位溶剂(即每千克溶剂或每千克溶液)的渗透浓度。
其实际应用如下:1OOCa1的蔗糖(一种双糖)的分子数量是100Ca1葡萄糖的一半,因此产生的渗透压也是其一半。
流体向最高渗透压的方向移动,所以在相同的热量负荷下游离葡萄糖更有可能将水〃拉〃向它。
运动能量棒旨在提供高热量低渗透压的产品。
他们通过多糖能量棒输送碳水化合物来实现这一目标多糖能量棒中有许多单糖分子聚合在个多糖分子中。
只有单位体积的颗粒数才影响渗透压,因此单个大多糖分子所传递的渗透压远远低于其组分碳水化合物的单个分子。
碳水化合物在生物体中的作用与代谢
碳水化合物在生物体中的作用与代谢在生物体中,碳水化合物是一种重要的有机化合物,它们在维持生命活动和提供能量方面起着极为重要的作用。
本文将从碳水化合物的作用和代谢两个方面进行论述。
一、碳水化合物的作用1. 能量供应:碳水化合物是生物体能量的主要来源。
通过食物摄入的碳水化合物在人体内经过代谢反应,最终分解为能量。
碳水化合物分解产生的葡萄糖可以被细胞吸收利用,通过细胞内呼吸过程,葡萄糖被氧化释放能量。
这些能量可以用于维持体温、肌肉收缩、细胞分裂等生命活动。
2. 能量存储:超过机体能量需求的碳水化合物可以被转化为肝糖原和肌肉糖原。
肝糖原可以维持血糖平衡,供应机体在短时间内的能量需求;肌肉糖原则用于肌肉的能量供应,特别是在进行高强度运动时。
3. 结构和功能:碳水化合物也参与生物体的结构和功能。
例如,组成细胞壁的纤维素就是一种多糖类碳水化合物,它赋予植物细胞结构支持和保护;肝糖原也是多糖类碳水化合物,它在肝脏中起到能量储存和维持血糖平衡的功能。
二、碳水化合物的代谢1. 摄入与消化:人类通过饮食摄入的碳水化合物主要来源于米、面、粮食、蔬菜、水果等食物。
碳水化合物在胃和小肠中经过消化酶的作用,逐步转化为葡萄糖、果糖和半乳糖等单糖。
2. 吸收与转运:单糖在小肠上皮细胞中被吸收,并通过血液循环转运到全身各个组织和器官。
葡萄糖通过胰岛素调节,进入细胞内被利用或转化为糖原进行储存。
3. 分解与合成:在细胞内,葡萄糖经过糖酵解反应分解成乳酸或丙酮酸,释放部分能量;也可以经过糖原合成反应储存为糖原;另外,葡萄糖还参与葡萄糖异生作用,转化为脂肪或蛋白质。
4. 代谢调节:碳水化合物代谢在机体内受到多种调节因子的控制,其中胰岛素是主要的调节激素。
胰岛素能够促进肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用,抑制肝糖原的分解,调节血糖水平。
结论总而言之,碳水化合物在生物体中起着重要的作用。
既是能量的主要供应源,也能够储存为糖原进行能量供给。
此外,碳水化合物还参与生物体的结构和功能。
碳水化合物代谢与能量产生
碳水化合物代谢与能量产生碳水化合物是人体所需的重要营养素之一,是构成人体组织的主要成分,也是人体能量的主要来源。
但是,碳水化合物的摄入过多或过少都会对人体健康产生不良影响。
因此,了解碳水化合物的代谢过程和能量产生机制对维持身体健康非常重要。
碳水化合物代谢过程碳水化合物是由碳、氢、氧3个元素组成的有机物,分为单糖、双糖和多糖三类。
碳水化合物的代谢过程包括消化、吸收和利用三个阶段。
1. 消化碳水化合物消化的主要过程是在口腔和小肠中进行。
在口腔中,唾液中的酶能够分解淀粉质为较小的分子,使得碳水化合物能够更加容易地被消化吸收。
在小肠中,胰腺、肠道、肝脏和胆囊等器官分泌的酶能够将碳水化合物分解为单糖或双糖,这些分子可以被小肠壁细胞吸收进入血液循环,从而为身体提供能量。
2. 吸收在小肠壁细胞内,单糖和双糖被转化为葡萄糖,再通过门静脉运输进入肝脏,其中大部分被储存为肝糖原,少部分被释放到血液循环中供身体其他部位使用。
如果身体利用的能量比摄入的碳水化合物还少,肝脏会将多余的碳水化合物转化为脂肪储存起来。
3. 利用葡萄糖进入细胞后,可以通过糖酵解和细胞呼吸来释放能量。
糖酵解是一种在胞浆中进行的代谢过程,可以转化葡萄糖为ATP能量分子。
细胞呼吸是一种在线粒体内进行的代谢过程,将葡萄糖分解为能量分子并释放出二氧化碳和水。
能量产生机制碳水化合物是人体最主要的能量来源,约有75%以上的能量来自碳水化合物代谢。
在细胞呼吸中,糖酵解可以在没有氧气的情况下产生少量的ATP,而有氧呼吸可以根据身体的需要产生大量的ATP。
有氧呼吸的能量产生机制如下:1. 糖异生当身体运动或其他大量能量消耗的情况下,会消耗掉大量的肝糖原,身体需要另外的碳水化合物来维持生理活动。
肝脏和肌肉组织可以利用脂肪、蛋白质和乳酸等物质通过糖异生合成葡萄糖,供身体使用。
2. Krebs循环葡萄糖在细胞内被分解为丙酮酸和其他化合物,通过Krebs循环进一步分解产生ATP。
营养吸收 碳水化合物的吸收和利用
营养吸收碳水化合物的吸收和利用营养吸收——碳水化合物的吸收和利用碳水化合物是人体获取能量的重要来源之一,被广泛应用于饮食和营养学领域。
本文将介绍碳水化合物的吸收和利用过程,帮助读者更好地了解人体的能量代谢。
一、碳水化合物的分类及结构碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物。
它们可以根据其化学结构和营养价值分为单糖、双糖和多糖三类。
单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖等,双糖有蔗糖、乳糖等,多糖主要有淀粉、纤维素等。
二、碳水化合物的消化和吸收碳水化合物的消化和吸收主要发生在人体的消化系统中。
当我们进食含有碳水化合物的食物时,口腔中的唾液淀粉酶会开始分解滑液中的淀粉,将其转化为麦芽糖。
然后,食物进入胃部,胃酸的作用会停止碳水化合物的消化过程。
随后,食物进入小肠,胰腺会分泌胰酶,进一步将多糖分解为葡萄糖、半乳糖和果糖等单糖。
单糖的吸收主要通过小肠上皮细胞的活动完成。
在小肠上皮细胞表面有许多纤毛,这些纤毛上有涂层特化膜,称为刷状缘。
刷状缘上有大量的载体蛋白,可用于单糖的吸收。
葡萄糖通过特定的载体蛋白进入小肠上皮细胞,然后通过细胞内的通道蛋白进入血液循环。
果糖和半乳糖则通过不同的载体蛋白进入小肠上皮细胞,再经过内吸收以行通道蛋白进入血液。
三、碳水化合物的利用碳水化合物是人体能量代谢的主要燃料。
在摄入足够的碳水化合物后,人体将利用葡萄糖进行能量供应。
血液中的葡萄糖被运送到各个组织和器官中,供给细胞进行呼吸作用,产生能量。
过多的葡萄糖则会通过胰岛素的调控,转化为肝糖和肌醛等形式储存起来,以备不时之需。
此外,一部分葡萄糖也可以转化为甘油三酯,储存于脂肪细胞中。
在能量需求不足时,人体会利用脂肪酸进行代谢,将其转化为能量。
因此,合理摄取碳水化合物能够预防脂肪堆积和肥胖。
四、碳水化合物的摄入建议碳水化合物在人类饮食中的摄入量应适度,并结合个体的健康状况和运动需求进行调整。
一般来说,以复杂碳水化合物为主要摄入方式较为合理,如全谷物、蔬菜和水果等。
简述碳水化合物的消化吸收过程
简述碳水化合物的消化吸收过程碳水化合物是人体主要的能量来源之一,其消化吸收过程是指碳水化合物在消化道中被分解为单糖,并通过肠壁进入血液循环的过程。
本文将从食物摄入到碳水化合物的消化、吸收到代谢利用三个方面进行阐述。
一、食物摄入到碳水化合物的消化人们摄入的碳水化合物主要来自粮食、蔬菜、水果等食物。
进入口腔后,碳水化合物首先与唾液中的淀粉酶开始作用,将淀粉分解为较短的多糖。
然后,食物通过咀嚼和润湿,形成食团,进入食管。
在食管中,碳水化合物并没有发生明显的消化作用。
食物通过食管到达胃,在胃中,碳水化合物的消化主要是由胃液中的胃蛋白酶和胃酸发挥作用。
胃蛋白酶对碳水化合物的作用较弱,而胃酸则能够杀灭大部分细菌,为后续消化作用提供有利条件。
二、碳水化合物的吸收碳水化合物的吸收主要发生在小肠。
当食物从胃进入小肠时,胰腺分泌胰液,其中含有丰富的淀粉酶、葡萄糖酶等酶类。
这些酶能够将碳水化合物分解为单糖,主要是葡萄糖。
葡萄糖是人体最主要的能量来源,它能够通过小肠壁的细胞摄取进入血液循环。
小肠壁上有许多细胞毛细血管,这些血管能够吸收葡萄糖和其他单糖,将其运输至全身各个细胞。
三、碳水化合物的代谢利用葡萄糖进入血液后,一部分直接被各个组织细胞摄取利用,供给能量需求。
另一部分则被肝脏摄取。
肝脏对葡萄糖的摄取和释放起到平衡作用,维持血液中葡萄糖的稳定浓度。
当血液中葡萄糖浓度较高时,肝脏将葡萄糖转化为糖原储存起来,以备不时之需。
而当血液中葡萄糖浓度较低时,肝脏则将储存的糖原分解为葡萄糖释放到血液中。
总结起来,碳水化合物的消化吸收过程可以概括为食物摄入到碳水化合物的消化、碳水化合物的吸收和碳水化合物的代谢利用三个步骤。
这一过程是复杂而精细的,需要多种酶和机制的协同作用。
通过这一过程,人体能够有效地利用碳水化合物提供能量,维持生命活动的正常运转。
碳水化合物供能方式
碳水化合物供能方式
碳水化合物是人体获取能量的重要来源之一。
在身体消化碳水化合物的过程中,它们被分解为葡萄糖等单糖,并通过代谢产生能量。
碳水化合物供能的主要方式包括以下几个步骤:
1. 消化:大部分碳水化合物首先在口腔中由唾液中的酶开始消化,然后在胃和小肠中进一步分解。
最终,碳水化合物被分解成单糖,主要是葡萄糖。
2. 吸收:单糖被吸收到小肠细胞中,然后通过血液进入全身。
3. 运输:葡萄糖通过血液被输送到各个组织和器官,为它们提供能量。
4. 利用:细胞内的线粒体是能量产生的主要场所。
葡萄糖在线粒体中被氧化,产生三磷酸腺苷(ATP)等能量分子。
碳水化合物供能的两种主要方式是有氧呼吸和无氧呼吸:
-有氧呼吸:发生在有足够氧气供应的情况下,产生较多的能量。
主要过程包括糖酵解和线粒体内的氧化磷酸化。
有氧呼吸产生的ATP较多,但过程相对较慢。
-无氧呼吸:发生在氧气供应不足的情况下,产生较少的能量。
主要过程是通过乳酸发酵或乙醛发酵产生ATP。
无氧呼吸的速度相对较快,但产生的能量较少。
总体而言,身体在进行日常活动时,会根据需求选择有氧或无氧呼吸,以满足能量需求。
碳水化合物供能是人体维持正常生理功能和进行各种体力活动的重要途径。
碳水化合物的代谢过程
碳水化合物的代谢过程碳水化合物是一类重要的有机化合物,它们在生物体内起着重要的能量供应和结构支持的作用。
碳水化合物的代谢过程指的是生物体对碳水化合物进行分解、合成和利用的过程,其中包括糖类的消化、吸收、转运、利用以及糖原的合成和分解等步骤。
碳水化合物的代谢过程从口腔开始。
当我们进食含有碳水化合物的食物时,口腔中的唾液中的淀粉酶会开始将淀粉分解成较小的多糖,如麦芽糖和麦芽三糖。
然后,食物通过食道进入胃中,胃酸的作用会使得麦芽糖和麦芽三糖的分解停止。
接下来,食物进入小肠。
小肠是碳水化合物消化和吸收的主要场所。
在小肠中,胰腺分泌的胰岛素可以进一步分解碳水化合物。
胰岛素中的α-淀粉酶会将淀粉分解成麦芽糖,β-淀粉酶则将淀粉分解成麦芽三糖。
麦芽糖和麦芽三糖会通过小肠壁的细胞摄取进入细胞内。
在细胞内,麦芽糖和麦芽三糖会被进一步分解成葡萄糖。
葡萄糖是生物体内主要的能量来源之一。
细胞内的线粒体通过糖酵解将葡萄糖分解成乳酸或丙酮酸,产生能量。
这个过程不需要氧气,被称为无氧糖酵解。
当氧气充足时,细胞内的线粒体会通过细胞呼吸将葡萄糖完全氧化成二氧化碳和水,产生更多的能量。
除了糖酵解,细胞内的葡萄糖还可以通过糖原合成转化成糖原。
糖原是一种多糖,是动物体内的主要能量储备物质。
当血糖浓度较高时,胰岛素会促使葡萄糖转化成糖原存储在肝脏和肌肉中。
而当血糖浓度较低时,胰岛素的作用会逆转,使得肝脏和肌肉中的糖原分解成葡萄糖,释放能量供给全身。
碳水化合物的代谢还与脂肪代谢有着密切的关系。
高血糖状态下,胰岛素会抑制脂肪的分解,促进脂肪合成。
而低血糖状态下,肾上腺素等激素会促进脂肪分解,产生能量维持机体的正常代谢。
碳水化合物的代谢过程是一个复杂而精密的调控系统。
它通过一系列的步骤将碳水化合物分解成葡萄糖,并利用葡萄糖产生能量,同时通过糖原合成和分解来维持血糖的稳定。
这一过程是生物体正常运转所必需的,也为我们提供了充足的能量供应。
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碳水化合物的消化吸收与代谢
碳水化合物的吸收和代谢有两个重要步骤:小肠中的消化和细菌帮助下的结肠发酵。
这一认识改变了我们过去几十年对膳食碳水化合物消化吸收的理解。
例如,我们现在知道淀粉并不能完全消化,实际上有些是非常难消化的。
难消化的碳水化合物不仅只提供少量能量,最重要的是其发酵产物对人体有重要的生理价值。
“糖”并不是对健康普遍不利的,而淀粉也不一定对血糖和血脂产生有利影响。
这些研究结果充实和扩展了碳水化合物与人类健康关系的理论,使我们对碳水化合物消化和吸收的认识进入一个崭新的阶段。
4.3.1碳水化合物的消化和吸收
碳水化合物的消化是从口腔开始的,但由于停留时间短,消化有限;胃中由于酸的环境,对碳水化合物几乎不消化。
因此其消化吸收主要有两种形式:小肠消化吸收和结肠发酵。
消化吸收主要在小肠中完成。
单糖直接在小肠中消化吸收;双糖经酶水解后再吸收;一部分寡糖和多糖水解成葡萄糖后吸收。
在小肠不能消化的部分,到结肠经细菌发酵后再吸收(详见第1章)。
碳水化合物的类型不同,消化吸收率不同,引起的餐后血糖水平也不同。
食物血糖生成指数(GI)表示某种食物升高血糖效应与标准食品(通常为葡萄糖)升高血糖效应之比。
GI 值越高,说明这种食物升高血糖的效应越强。
不同的碳水化合物食物在肠胃内消化吸收的速度不同,而消化、吸收的快慢与碳水化合物本身的结构(如支链和直链淀粉)、类型(如淀粉或非淀粉多糖)有关。
此外,食物的化学成分和含量(如膳食纤维、脂肪、蛋白质的多少),加工方式,如颗粒大小、软硬、生熟、稀稠及时间、温度、压力等对GI都有影响。
总之,越是容易消化吸收的食物,GI值就越高。
高升糖指数的食物对健康不利。
高“升糖指数”的碳水化合物食物则会造成血液中的葡萄糖和胰岛素幅度上下波动。
低“升糖指数”的食品,能大幅减少心脏疾病的风险。
一般果糖含量和直链淀粉含量高的食物,GI值偏低;膳食纤维高,一般GI值低,可溶性纤维也能降低食物GI值(如果胶和瓜尔豆胶),脂肪可延长胃排空和减少淀粉糊化,因此脂肪也有降低GI值作用。
但是,值得注意的是,尽管含脂肪高的个别食物(如冰淇淋)GI值较低,但对糖尿病病人来说仍是应限制的食物。
当血糖生成指数在55以下时,可认为该食物为低GI食物;当血糖生成指数在55~75时,该食物为中等GI食物;当血糖生成指数在75以上时,该食物为高GI食物。
4.3.2碳水化合物的分布和利用
碳水化合物经消化吸收后,在肠壁和肝脏几乎全部转变为葡萄糖,主要合成为肝糖原储存,也可氧化分解供给肝脏本身所需的能量。
另一部分,则经肝静脉进入体循环,由血液运送到各组织细胞,进行代谢或合成糖原储存,或氧化分解供能,或转变成脂肪等。
综上所述,糖的代谢包括氧化分解直接提供能量,合成糖原储存备用,转变成脂肪等,这些过程相互联系和制约,共同组成复杂而有序的糖代谢。
4.3.2.1直接利用
葡萄糖被称为“首要燃料”,可直接被机体组织所利用。
尤其是大脑神经系统需要大量的能量来维持活动,约有1/5的总基础代谢发生在脑中,所以葡萄糖是机体中大脑的主要能源。
在正常环境中,大脑的神经系统并不储存能量,而是直接利用葡萄糖来维持生命活动,所以脑中没有糖原这个中间物。
如果注射过量的胰岛素,会使葡萄糖骤然减少,并很快引起神经系统变化。
当然,饥饿状态下,大脑也可以利用其他形式的燃料来维持生命活动。
4.3.2.2转化成糖原
早在1850年,人类在动物体内第一次证明葡萄糖合成糖原。
目前,人体中的糖代谢也已基本了解,肝脏是糖原最丰富的器官,骨骼肌的浓度比较低。
但是,由于肌肉量多,肌肉仍是储存糖原的主要场所。
正常情况下,人体碳水化合物储存的量是较少的。
例如,如果在不进食情况下,一个成人走2~3h就几乎消耗全部储存。
最后的呼吸商是0.75或更低,表明
走路消耗的能量几乎全部来自脂肪。
在某些情况下,储存可能更多一些,但是“糖原储存过多疾病”是很少的。
从遗传学的起源来看,人类可能缺少糖原代谢酶。
储存在肌肉中的糖原是能量的直接来源,在不需要氧的情况下,能迅速分解,所以乳酸是一个分解产物。
糖酵解是机体普遍存在的代谢途径,但不是主要供能通路。
成熟的红细胞没有线粒体,不能进行有氧氧化,因此酵解是红细胞获取能量的主要途径。
糖酵解从供能角度来看,仅为辅助途径。
因为糖酵解过程中,每一个葡萄糖靠底物水平方式生成4ATP,减去活化时消耗的2 ATP,净生成2 ATP。
与糖的有氧氧化生成36~38 ATP相比,供能意义较小。
但在氧供应不足时,糖酵解是某些组织获取能量的重要方式。
如在剧烈运动时,糖酵解在肌肉中进行,产生的乳酸大部分由血液运送到肝脏,转变为糖原或葡萄糖,葡萄糖再由血液运入肌肉氧化或合成糖原,这一过程即为乳酸循环。
肌糖原不能直接分解为葡萄糖入血,但通过乳酸循环,可以补充血糖,间接维持血糖恒定。
4.3.2.3转化成脂肪
当食物提供的葡萄糖多于组织需要的时候,过量的部分最终转化为脂肪,并且沉积在机体的脂肪组织上。
用重水作为标记显示,碳水化合物含量高的膳食,葡萄糖转化为糖原到脂肪酸的比例比正常组高出10倍。
同位素的研究进一步显示,机体中葡萄糖的转化率比游离脂肪酸要低,游离脂肪酸能够为机体组织提供的能量高出葡萄糖2.5倍。
4.3.3血液中葡萄糖水平的调节
正常人空腹血糖含量约为80~120mg/100mL,饭后血糖浓度暂时轻度升高,饥饿的初期略降低,但不久会恢复正常。
血糖是糖在体内的运输形式,可供各组织细胞摄取利用。
血糖浓度这种相对稳定的特点,是细胞进行正常代谢、维持器官正常功能的重要条件之一。
特别是脑组织,因糖原含量少,又主要靠糖氧化供能,意义更大。
血糖水平的高低,取决于血糖的来源和去路的相对速度。
这些来源和去路实质上都是具体的糖代谢过程,因而血糖水平高低可以综合性的反映体内糖代谢状况。
血糖在激素和中枢神经的调节下,不断建立动态平衡。
胰岛素是胰岛的B细胞分泌到血中的一种蛋白质,碳水化合物的消化和随之而来的血糖上升刺激了胰岛素的分泌。
胰岛素调节血糖的利用,又抑制糖的异生,因而减少血糖来源、增加血糖的去路,结果使血糖浓度降低,胰岛素调节血糖的作用原理主要有:①促进肌肉和脂肪细胞膜对葡萄糖的通透性,使血糖容易进入细胞内,从而使血糖浓度降低。
②胰岛素可激活肝脏葡萄糖激酶,加速葡萄糖的磷酸化,间接促使血糖进入肝细胞生成糖原,使血糖降低。
③胰岛素可以诱导肝脏合成丙酮酸激酶、葡萄糖激酶和磷酸果糖激酶,因而有加速血糖氧化利用的作用。
④胰岛素可活化糖原合成酶,促进血糖合成糖原,或抑制糖异生的关键酶,减少血糖来源,从而降低血糖。
实际上,虽然对胰岛素的研究已有60多年,但我们在帮助葡萄糖从血液进入细胞的化学机理方面仍然是知之甚少,这是今后生物化学和医学研究的一个核心问题。
肾上腺素具有儿茶酚胺的基本结构。
肾上腺皮质激素有许多种,其中对糖代谢影响较大的一类称为糖皮质激素,其主要作用是促进糖异生,抑制糖的氧化,因而使血糖浓度升高。
生长激素是垂体前叶分泌的激素,生长激素对糖代谢的作用和胰岛素相反,能抑制进入细胞的葡萄糖的磷酸化作用,使血糖不易生成糖原,也不易氧化,有升高血糖的作用。
另外对儿童能减少尿氮的排出和促进脂肪的氧化,促进生长发育。
对成人的主要作用是抵抗胰岛素作用。
高血糖和低血糖症则属于糖代谢异常现象。
肝糖原也可以再分解为葡萄糖进入血液,维持血糖相对浓度恒定。
在肝外组织中,肌肉中储存的糖原最多,肌糖原不能直接分解为葡萄糖,主要是氧化分解供给本身活动所需能量。
但肌糖原酵解所产生的乳酸,大部分经血液运到肝脏,又变成肝糖原,所以肌糖原对血糖的恒定也起间接调节作用。