现代营养学之碳水化合物
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第二章 碳水化合物
Chapter 2 Carbohydrate
1
2
第一节 碳水化合物简介
说哪种单一物质是最重要的营养素是不可能的，因为营养 素协调工作，每一种营养素都会影响许多其它营养素的功 能。 然而，最理想的是碳水化合物（carbohydrates），它能 满足人体能量需要，适合消化系统，给大脑和神经系统提 供能源，而且，在能量限度范围内，它有助于你保持体型。 不正确的建议使许多人以为碳水化合物会使人发胖，而去 避免碳水化合物，这适得其反。实际上，如果人们想减肥 或保持体形，应当围绕控制能量和选择低脂肪的食物来设 计他们的饮食。
B. 非代谢假说
葡萄糖
信号转导，转录调节
GLUT2
27
28
2）糖利用和糖异生的基因表达 A. 糖的利用与基因表达 高碳水化合物饮食可以诱导糖利用相关的基因表达。
葡萄糖激酶
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 磷酸戊糖途径 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
糖酵解
6-磷酸果糖-1-激酶 6-磷酸果糖-2-激酶
7
食道
8
肝脏 胰腺
4 碳水化合物的消化 胃
大肠 小肠
1.纤维、淀粉、单 糖和双糖一起进入 胃和小肠。一些淀 粉在到达小肠前已 被唾液淀粉酶部分 降解。
小肠内 毛细 壁细胞 血管
2.胰腺分泌的 淀粉酶将大部 分淀粉消化为 麦芽糖
3.小肠壁细胞 表面的麦芽糖 酶将麦芽糖分 解成葡萄糖
4.葡萄糖进 入毛细血管 后经由门静 脉被送入肝 脏
丁酸维持结肠细胞功能，促进正常结肠细胞生长，抑制结肠癌细胞 增殖； 乳酸、丙酸和乙酸进入血液循环，它们对肝脏合成脂肪有很强的抑 制作用，因而可以起到降血脂的效果。
12
13
5 葡萄糖如何进入细胞？
葡萄糖是依靠细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUT）和钠 依赖性葡萄糖转运蛋白（SGLT）进入细胞内部的。 GLUT膜蛋白可以形成底物转运通道，使得葡萄糖等单糖 可以流入细胞和从细胞中流出。
2
3
碳水化合物将太阳的辐射能转化成一种生命能利用的形 式，驱动生命过程。它们形成了食物链中的第一环，支撑 着地球上的所有生命。 富含碳水化合物的食物几乎都是从植物获取的。 牛奶是唯一源于动物而含有大量碳水化合物的食物。
3
4
1 光合作用
在叶绿素和光存 在下绿色植物通过光 合作用制造碳水化合 物。在这个过程中， 水被植物的根部吸收， 提供氢和氧；二氧化 碳被叶片吸收，提供 碳和氧。所以水和二 氧化碳组成最常见的 葡萄糖。
1）调控途径：代谢假说和非代谢假说 代谢假说：
葡萄糖的代谢产物参与基因转录的调控 非代谢假说
葡萄糖自身参与基因转录的调控
26
27
A. 代谢假说 胰岛素
葡萄糖源自文库酶
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
信号转导， 转录调节
糖原合成 糖酵解
磷酸戊糖途径 磷酸戊糖途径中的一种中间产物木酮糖-5-磷酸可能也在信号方面起作用。
葡萄糖、半乳糖 吸收
15
浓度梯度
16
GLUT-2是胰腺β-细胞膜上的转运蛋白，在血糖浓度升高 时，促进GLUT-2对葡萄糖的转运功能，继而刺激胰岛素 释放。
16
17
GLUT-4主要存在于骨骼肌、脂肪细胞的胞浆中，一般情况下，不 能起转运葡萄糖的作用，仅在胰岛素的信号刺激下，才能通过易位 作用转运到细胞膜上，促进饭后葡萄进入上述组织中储存起来。
低糖环境
KRAS突变
肿瘤细胞高表达 GLUT-1
耐受低糖环境
18
19
2）钠依赖性葡萄糖转运蛋白（SGLT）
钠离子
SGLT结构
葡萄糖
SGLT转运葡萄糖 的过程
19
20
SGLT-1
GLUT-2
葡萄糖在小肠上皮细胞中的转运 20
21
SGLT的营养功能
葡萄糖-半乳糖吸收障碍综合征是一种由SGLT-1功能失调引起的遗传 疾病。 肠道SGLT-1的表达受多种激素和肠内因素的影响，因而葡萄糖的转 运也表现出明显的昼夜规律。 SGLT-1可能参与黄酮苷类化合物的肠道吸收和转运。 肾脏中的SGLT转运蛋白从尿液中吸收葡萄糖，每天的吸收量约为 180g。
4
5
2 单糖、二糖、糖原和纤维素
三种主要单糖：葡萄糖、果糖和半乳糖 三种主要二糖：蔗糖、麦芽糖和乳糖
果糖
葡萄糖
半乳糖
其余原子为碳 氧
蔗糖
麦芽糖
乳糖
葡萄糖 简化形式5
6
淀粉是植物贮存葡萄糖的一种形式，分为直链和支链淀粉。糖原是 动物贮存葡萄糖的一种形式，结构与支链淀粉类似，分支更多。
纤维素是植物叶、茎和种子的支撑结构成分，也是由葡萄糖组成的， 但糖苷键与淀粉和糖原不同，不能被人体内酶消化。
葡萄糖
直链淀粉 支链淀粉
糖原
纤维素
6
7
3 碳水化合物的生理功能
人体主要的能量来源：是人们从膳食中取得能量的最经济、 最主要的来源。它在体内可迅速氧化降解，及时供给身体 所需能量。脑组织、骨骼肌和心肌活动主要靠碳水化合物 供给能量。 构成人体的重要物质：细胞膜中的糖蛋白、结缔组织的 粘蛋白、神经组织以及传递遗传信息的核糖核酸和脱氧核 糖核酸中都含有碳水化合物。 节约蛋白质：在碳水化合物供给充足时，它是人体首选 的能量来源，这样便可节约蛋白质。 减少酮体生成：碳水化合物供给不充足，利用脂肪作为 能源，会产生过量酮体(乙酰乙酸、丙酮和β-羟基丁酸)。
糖原
23
24
3）将葡萄糖转化为脂肪
当食物充分时，人们食用食物常会超过需要的量。在满足身体细胞能 量需求和补充贮备糖原外，身体还有处理所吸收的碳水化合物的第三 条路径，即多余的葡萄糖不能被肝脏处理时，先将它们降解成小分子， 然后生成能量贮存更持久的化合物——脂肪。 所合成的脂肪被释放到血液中，进入身体的脂肪组织并存贮在那儿。 与肝细胞（只能贮存4至6小时可利用的糖原）不同，脂肪细胞理论上 能存贮无限的脂肪。
9
10
食物中的蔗糖和乳糖，以及淀粉分解生成的麦芽糖和寡糖 被进一步分解为单糖，然后才被吸收。这个过程是由固定 在小肠壁细胞上的酶完成的。等这些单糖通过细胞进入血 液循环时，这一口面包的消化才算结束。
被吸收的碳水化合物（葡萄糖、半乳糖和果糖等）被送到 肝脏。肝脏将半乳糖、果糖转化为葡萄糖或其它代谢物 （如脂肪）。循环系统将葡萄糖和脂肪送到体内细胞中。 肝细胞和肌细胞能以糖原形式存储葡萄糖，分别称之为肝 糖原和肌糖原；所有细胞都能分解葡萄糖以获得能量。
身体会消耗一部分蛋白质以合成葡萄糖，从而对身体机能，如免 疫系统造成伤害； 缺乏糖时，脂肪无法正常代谢而产生酮体，导致酮病。
22
23
2）将葡萄糖储存为糖原
进餐之后血糖会上升，胰腺β细胞释放胰岛素让身体组织和肝脏吸收 过多的葡萄糖。肌肉和肝脏用这些多余的葡萄糖合成糖原。肌肉含有 身体2/3的糖原并只作己用。肝存有另外1/3的糖原，用于在血糖供应 不足时补充血糖，供给大脑和其他组织。 糖原分子非常适合于用来在需要时释放葡萄糖，糖原有很多支链，每 个分子都有上百个末端。当血糖浓度降低时，胰脏便会向血液分泌胰 高血糖素并作用于肝细胞。肝细胞中的酶会结合糖原的末端，并释放 出一批葡萄糖进入血液，给身体其他的细胞使用。另一种激素肾上腺 素，在身体遭遇危险时起同样的作用以进行防卫。
6.纤维和抗性淀粉不被 消化，一直被送入结肠
5.肝脏将 半乳糖和 果糖转化 为葡萄糖 8
9
大部分淀粉的消化是从口腔开始的，唾液（pH 6.6～7.1） 中的酶与食物混合后将淀粉水解为麦芽糖。当咀嚼一片面 包时，你会发现慢慢有了甜味，如果吃一点咸菜更甜。这 是因为淀粉在淀粉酶的作用下产生了麦芽糖。 当食物被咽下存在胃中时，唾液还会起作用。接着咽下 的每一块食物会慢慢向下与胃酸和其它消化液混合。淀粉 的消化在胃中便停止了，蛋白质会被胃里胃蛋白酶消化分 解（胃液pH 0.9～1.5）。 小肠中有胰脏分泌的淀粉酶，淀粉的水解也又一次达到 速度的顶峰。胰淀粉酶将淀粉彻底水解为单糖或小分子寡 糖。（胰液pH7.8～8.4）
10
11
不同类型的淀粉
有些形式的淀粉容易被消化。例如用精制面粉做的面包会 在小肠中很快被分解为葡萄糖并被吸收。 有些淀粉，如豆类的淀粉，消化则慢得多，在消化过程中 释放葡萄糖也较为缓慢。 另一些淀粉，称为抗性淀粉（resistant starch），不易 被淀粉酶水解，因而不被消化或消化很慢，直到进入大肠 而被细菌分解。
30
31
8 膳食纤维对健康的影响和作用
可能通过延缓碳水化合物的消化和吸收，使得身体能更好的控制葡萄 糖。长期食用含大量精制糖的食物而缺少纤维的话，会增加患糖尿病 的危险。 会减少患结肠癌的危险。食物中不溶纤维会结合或稀释致癌物质并加 速它们通过结肠。 可替换食物中富含能量的脂肪和糖。膳食纤维自身不提供能量，有助 于控制体重。 减少患心血管病的危险。可溶性纤维通过延缓胆固醇在消化道中的吸 收可能降低血液中胆固醇。有些可溶性纤维会被肠道细菌分解成短链 脂肪酸，被身体吸收后能降低低密度脂蛋白（LDL）浓度。纤维能替 代饮食中油腻的、可使胆固醇浓度升高的食物。
11
12
纤维和抗性淀粉的分解
乳酸
大部分纤维和部分抗性淀粉不能被人的消化酶分解，但它 们大多数能被人消化道中的细菌所分解。这些细菌对消化 所起的作用被专家称为“ 参与营养充分吸收的活跃器官”。
肠道细菌在消化可溶性纤维和抗性淀粉时会产生一些代谢 物，主要是丁酸、乳酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸，短链 脂肪酸具有以下功能：
醛缩酶B L-丙酮酸激酶
丙酮酸
乙酰CoA
ATP-柠檬酸裂解酶
乙酰CoA羧化酶 脂肪酸合成 脂肪酸合成酶
28
硬脂酰辅酶A脱饱和酶
29
B. 糖异生与基因表达 高碳水化合物饮食可以抑制糖异生途径的酶类表达。例如，高浓度的葡 萄糖抑制了磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶的基因表达。
乳酸、生糖氨基酸
31
32
胆囊储存 胆汁
肝脏利用血液 中的胆固醇制 造胆汁
胆汁中一小部分 胆固醇被重新吸 收进入血液
小肠中的胆汁 帮助消化，并 与纤维结合
胆汁和纤维随 粪便排出体外
胆囊储存 胆汁
肝脏利用血液 中的胆固醇制 造胆汁
胆汁中大部分胆 固醇被重新吸收 进入血液
小肠中的胆汁 帮助消化，无 纤维与之结合
极少量胆汁被 排出
高纤维食物
低纤维食物
32
33
因为它们吸水膨胀，会使人产生吃饱的感觉（饱腹感）。食物中可溶 性纤维会减慢食物通过消化道上端的速度，使人更耐饿。 能有效防止便秘、痔疮和其它肠道问题，因为纤维能使肠内含物保持 湿润并易于排出。 通过类似的机理能防止阑尾被细菌感染（阑尾炎）。
通道转运
13
14
1）葡萄糖转运蛋白（GLUT） GLUT结构如下
跨膜片段 胞外 细胞膜 胞内
重要的GLUT家族成员有GLUT-2和GLUT-4
14
15
GLUT家族的转运蛋白依 赖浓度梯度介导单糖的转 运
肠腔 果糖吸收
血液
肠上皮 细胞
GLUT-2
GLUT-2 肝细胞
GLUT-5 SGLT-1
葡萄糖、半乳糖、 果糖流出细胞，进 入循环
中间步骤
草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
中间步骤 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖
29
30
3）糖诱导的基因表达与胰岛素的关系
很多糖诱导的基因表达需要有胰岛素的存在。例如，对于肝脏中一些糖 酵解和脂肪合成的基因，在葡萄糖不存在时，胰岛素不能诱导他们的表 达；在胰岛素不存在时，葡萄糖的作用大大减弱。
24
25
“糖”，苗条身材的大敌吗？
含碳水化合物、搭配合理的膳食能控制体重使人保持苗条。碳水化合 物对身体发胖的作用比脂类食物小得多。 如果你用油炸土豆片，而不是含油少的饼干作为看球时的点心，你将 会摄入更多的热量并贮备更多的脂肪。 当然碳水化合物的摄入也要适量。
25
26
7 葡萄糖对基因表达的调控
21
22
6 体内葡萄糖的利用
1）葡萄糖降解供能
被细胞吸收的葡萄糖首先经无氧酵解降解成两个三碳化合物（丙酮 酸），产生少量能量。然后丙酮酸再继续经有氧代谢（柠檬酸循环和 电子传递及氧化磷酸化）降解为二氧化碳，并产生大量能量。 尽管葡萄糖能转化成脂肪，但是脂肪却不能转化成葡萄糖以供应大脑 的需要。这就是高脂肪速食食品和低糖类食品的危害所在。当身体缺 少葡萄糖时会产生两大问题：
17
18
GLUT-1与癌细胞
研究发现，结肠癌和直肠癌细胞常常伴随KRAS或BRAF的突变，深 入分析发现，两个基因变异的过程中伴随GLUT-1的高表达。癌变细 胞对葡萄糖的摄入升高，并且葡萄糖的酵解也加速，这些癌细胞适应 存活在这种低糖环境下。 这些研究数据表明，葡萄糖缺乏是促使KRAS信号通路变异的外在环 境，肿瘤细胞就在这样的环境中滋生 。
Chapter 2 Carbohydrate
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第一节 碳水化合物简介
说哪种单一物质是最重要的营养素是不可能的，因为营养 素协调工作，每一种营养素都会影响许多其它营养素的功 能。 然而，最理想的是碳水化合物（carbohydrates），它能 满足人体能量需要，适合消化系统，给大脑和神经系统提 供能源，而且，在能量限度范围内，它有助于你保持体型。 不正确的建议使许多人以为碳水化合物会使人发胖，而去 避免碳水化合物，这适得其反。实际上，如果人们想减肥 或保持体形，应当围绕控制能量和选择低脂肪的食物来设 计他们的饮食。
B. 非代谢假说
葡萄糖
信号转导，转录调节
GLUT2
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2）糖利用和糖异生的基因表达 A. 糖的利用与基因表达 高碳水化合物饮食可以诱导糖利用相关的基因表达。
葡萄糖激酶
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 磷酸戊糖途径 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
糖酵解
6-磷酸果糖-1-激酶 6-磷酸果糖-2-激酶
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食道
8
肝脏 胰腺
4 碳水化合物的消化 胃
大肠 小肠
1.纤维、淀粉、单 糖和双糖一起进入 胃和小肠。一些淀 粉在到达小肠前已 被唾液淀粉酶部分 降解。
小肠内 毛细 壁细胞 血管
2.胰腺分泌的 淀粉酶将大部 分淀粉消化为 麦芽糖
3.小肠壁细胞 表面的麦芽糖 酶将麦芽糖分 解成葡萄糖
4.葡萄糖进 入毛细血管 后经由门静 脉被送入肝 脏
丁酸维持结肠细胞功能，促进正常结肠细胞生长，抑制结肠癌细胞 增殖； 乳酸、丙酸和乙酸进入血液循环，它们对肝脏合成脂肪有很强的抑 制作用，因而可以起到降血脂的效果。
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5 葡萄糖如何进入细胞？
葡萄糖是依靠细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUT）和钠 依赖性葡萄糖转运蛋白（SGLT）进入细胞内部的。 GLUT膜蛋白可以形成底物转运通道，使得葡萄糖等单糖 可以流入细胞和从细胞中流出。
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碳水化合物将太阳的辐射能转化成一种生命能利用的形 式，驱动生命过程。它们形成了食物链中的第一环，支撑 着地球上的所有生命。 富含碳水化合物的食物几乎都是从植物获取的。 牛奶是唯一源于动物而含有大量碳水化合物的食物。
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1 光合作用
在叶绿素和光存 在下绿色植物通过光 合作用制造碳水化合 物。在这个过程中， 水被植物的根部吸收， 提供氢和氧；二氧化 碳被叶片吸收，提供 碳和氧。所以水和二 氧化碳组成最常见的 葡萄糖。
1）调控途径：代谢假说和非代谢假说 代谢假说：
葡萄糖的代谢产物参与基因转录的调控 非代谢假说
葡萄糖自身参与基因转录的调控
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A. 代谢假说 胰岛素
葡萄糖源自文库酶
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
信号转导， 转录调节
糖原合成 糖酵解
磷酸戊糖途径 磷酸戊糖途径中的一种中间产物木酮糖-5-磷酸可能也在信号方面起作用。
葡萄糖、半乳糖 吸收
15
浓度梯度
16
GLUT-2是胰腺β-细胞膜上的转运蛋白，在血糖浓度升高 时，促进GLUT-2对葡萄糖的转运功能，继而刺激胰岛素 释放。
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17
GLUT-4主要存在于骨骼肌、脂肪细胞的胞浆中，一般情况下，不 能起转运葡萄糖的作用，仅在胰岛素的信号刺激下，才能通过易位 作用转运到细胞膜上，促进饭后葡萄进入上述组织中储存起来。
低糖环境
KRAS突变
肿瘤细胞高表达 GLUT-1
耐受低糖环境
18
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2）钠依赖性葡萄糖转运蛋白（SGLT）
钠离子
SGLT结构
葡萄糖
SGLT转运葡萄糖 的过程
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SGLT-1
GLUT-2
葡萄糖在小肠上皮细胞中的转运 20
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SGLT的营养功能
葡萄糖-半乳糖吸收障碍综合征是一种由SGLT-1功能失调引起的遗传 疾病。 肠道SGLT-1的表达受多种激素和肠内因素的影响，因而葡萄糖的转 运也表现出明显的昼夜规律。 SGLT-1可能参与黄酮苷类化合物的肠道吸收和转运。 肾脏中的SGLT转运蛋白从尿液中吸收葡萄糖，每天的吸收量约为 180g。
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5
2 单糖、二糖、糖原和纤维素
三种主要单糖：葡萄糖、果糖和半乳糖 三种主要二糖：蔗糖、麦芽糖和乳糖
果糖
葡萄糖
半乳糖
其余原子为碳 氧
蔗糖
麦芽糖
乳糖
葡萄糖 简化形式5
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淀粉是植物贮存葡萄糖的一种形式，分为直链和支链淀粉。糖原是 动物贮存葡萄糖的一种形式，结构与支链淀粉类似，分支更多。
纤维素是植物叶、茎和种子的支撑结构成分，也是由葡萄糖组成的， 但糖苷键与淀粉和糖原不同，不能被人体内酶消化。
葡萄糖
直链淀粉 支链淀粉
糖原
纤维素
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3 碳水化合物的生理功能
人体主要的能量来源：是人们从膳食中取得能量的最经济、 最主要的来源。它在体内可迅速氧化降解，及时供给身体 所需能量。脑组织、骨骼肌和心肌活动主要靠碳水化合物 供给能量。 构成人体的重要物质：细胞膜中的糖蛋白、结缔组织的 粘蛋白、神经组织以及传递遗传信息的核糖核酸和脱氧核 糖核酸中都含有碳水化合物。 节约蛋白质：在碳水化合物供给充足时，它是人体首选 的能量来源，这样便可节约蛋白质。 减少酮体生成：碳水化合物供给不充足，利用脂肪作为 能源，会产生过量酮体(乙酰乙酸、丙酮和β-羟基丁酸)。
糖原
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3）将葡萄糖转化为脂肪
当食物充分时，人们食用食物常会超过需要的量。在满足身体细胞能 量需求和补充贮备糖原外，身体还有处理所吸收的碳水化合物的第三 条路径，即多余的葡萄糖不能被肝脏处理时，先将它们降解成小分子， 然后生成能量贮存更持久的化合物——脂肪。 所合成的脂肪被释放到血液中，进入身体的脂肪组织并存贮在那儿。 与肝细胞（只能贮存4至6小时可利用的糖原）不同，脂肪细胞理论上 能存贮无限的脂肪。
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食物中的蔗糖和乳糖，以及淀粉分解生成的麦芽糖和寡糖 被进一步分解为单糖，然后才被吸收。这个过程是由固定 在小肠壁细胞上的酶完成的。等这些单糖通过细胞进入血 液循环时，这一口面包的消化才算结束。
被吸收的碳水化合物（葡萄糖、半乳糖和果糖等）被送到 肝脏。肝脏将半乳糖、果糖转化为葡萄糖或其它代谢物 （如脂肪）。循环系统将葡萄糖和脂肪送到体内细胞中。 肝细胞和肌细胞能以糖原形式存储葡萄糖，分别称之为肝 糖原和肌糖原；所有细胞都能分解葡萄糖以获得能量。
身体会消耗一部分蛋白质以合成葡萄糖，从而对身体机能，如免 疫系统造成伤害； 缺乏糖时，脂肪无法正常代谢而产生酮体，导致酮病。
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2）将葡萄糖储存为糖原
进餐之后血糖会上升，胰腺β细胞释放胰岛素让身体组织和肝脏吸收 过多的葡萄糖。肌肉和肝脏用这些多余的葡萄糖合成糖原。肌肉含有 身体2/3的糖原并只作己用。肝存有另外1/3的糖原，用于在血糖供应 不足时补充血糖，供给大脑和其他组织。 糖原分子非常适合于用来在需要时释放葡萄糖，糖原有很多支链，每 个分子都有上百个末端。当血糖浓度降低时，胰脏便会向血液分泌胰 高血糖素并作用于肝细胞。肝细胞中的酶会结合糖原的末端，并释放 出一批葡萄糖进入血液，给身体其他的细胞使用。另一种激素肾上腺 素，在身体遭遇危险时起同样的作用以进行防卫。
6.纤维和抗性淀粉不被 消化，一直被送入结肠
5.肝脏将 半乳糖和 果糖转化 为葡萄糖 8
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大部分淀粉的消化是从口腔开始的，唾液（pH 6.6～7.1） 中的酶与食物混合后将淀粉水解为麦芽糖。当咀嚼一片面 包时，你会发现慢慢有了甜味，如果吃一点咸菜更甜。这 是因为淀粉在淀粉酶的作用下产生了麦芽糖。 当食物被咽下存在胃中时，唾液还会起作用。接着咽下 的每一块食物会慢慢向下与胃酸和其它消化液混合。淀粉 的消化在胃中便停止了，蛋白质会被胃里胃蛋白酶消化分 解（胃液pH 0.9～1.5）。 小肠中有胰脏分泌的淀粉酶，淀粉的水解也又一次达到 速度的顶峰。胰淀粉酶将淀粉彻底水解为单糖或小分子寡 糖。（胰液pH7.8～8.4）
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不同类型的淀粉
有些形式的淀粉容易被消化。例如用精制面粉做的面包会 在小肠中很快被分解为葡萄糖并被吸收。 有些淀粉，如豆类的淀粉，消化则慢得多，在消化过程中 释放葡萄糖也较为缓慢。 另一些淀粉，称为抗性淀粉（resistant starch），不易 被淀粉酶水解，因而不被消化或消化很慢，直到进入大肠 而被细菌分解。
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8 膳食纤维对健康的影响和作用
可能通过延缓碳水化合物的消化和吸收，使得身体能更好的控制葡萄 糖。长期食用含大量精制糖的食物而缺少纤维的话，会增加患糖尿病 的危险。 会减少患结肠癌的危险。食物中不溶纤维会结合或稀释致癌物质并加 速它们通过结肠。 可替换食物中富含能量的脂肪和糖。膳食纤维自身不提供能量，有助 于控制体重。 减少患心血管病的危险。可溶性纤维通过延缓胆固醇在消化道中的吸 收可能降低血液中胆固醇。有些可溶性纤维会被肠道细菌分解成短链 脂肪酸，被身体吸收后能降低低密度脂蛋白（LDL）浓度。纤维能替 代饮食中油腻的、可使胆固醇浓度升高的食物。
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纤维和抗性淀粉的分解
乳酸
大部分纤维和部分抗性淀粉不能被人的消化酶分解，但它 们大多数能被人消化道中的细菌所分解。这些细菌对消化 所起的作用被专家称为“ 参与营养充分吸收的活跃器官”。
肠道细菌在消化可溶性纤维和抗性淀粉时会产生一些代谢 物，主要是丁酸、乳酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸，短链 脂肪酸具有以下功能：
醛缩酶B L-丙酮酸激酶
丙酮酸
乙酰CoA
ATP-柠檬酸裂解酶
乙酰CoA羧化酶 脂肪酸合成 脂肪酸合成酶
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硬脂酰辅酶A脱饱和酶
29
B. 糖异生与基因表达 高碳水化合物饮食可以抑制糖异生途径的酶类表达。例如，高浓度的葡 萄糖抑制了磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶的基因表达。
乳酸、生糖氨基酸
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胆囊储存 胆汁
肝脏利用血液 中的胆固醇制 造胆汁
胆汁中一小部分 胆固醇被重新吸 收进入血液
小肠中的胆汁 帮助消化，并 与纤维结合
胆汁和纤维随 粪便排出体外
胆囊储存 胆汁
肝脏利用血液 中的胆固醇制 造胆汁
胆汁中大部分胆 固醇被重新吸收 进入血液
小肠中的胆汁 帮助消化，无 纤维与之结合
极少量胆汁被 排出
高纤维食物
低纤维食物
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因为它们吸水膨胀，会使人产生吃饱的感觉（饱腹感）。食物中可溶 性纤维会减慢食物通过消化道上端的速度，使人更耐饿。 能有效防止便秘、痔疮和其它肠道问题，因为纤维能使肠内含物保持 湿润并易于排出。 通过类似的机理能防止阑尾被细菌感染（阑尾炎）。
通道转运
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1）葡萄糖转运蛋白（GLUT） GLUT结构如下
跨膜片段 胞外 细胞膜 胞内
重要的GLUT家族成员有GLUT-2和GLUT-4
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GLUT家族的转运蛋白依 赖浓度梯度介导单糖的转 运
肠腔 果糖吸收
血液
肠上皮 细胞
GLUT-2
GLUT-2 肝细胞
GLUT-5 SGLT-1
葡萄糖、半乳糖、 果糖流出细胞，进 入循环
中间步骤
草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
中间步骤 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖
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3）糖诱导的基因表达与胰岛素的关系
很多糖诱导的基因表达需要有胰岛素的存在。例如，对于肝脏中一些糖 酵解和脂肪合成的基因，在葡萄糖不存在时，胰岛素不能诱导他们的表 达；在胰岛素不存在时，葡萄糖的作用大大减弱。
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“糖”，苗条身材的大敌吗？
含碳水化合物、搭配合理的膳食能控制体重使人保持苗条。碳水化合 物对身体发胖的作用比脂类食物小得多。 如果你用油炸土豆片，而不是含油少的饼干作为看球时的点心，你将 会摄入更多的热量并贮备更多的脂肪。 当然碳水化合物的摄入也要适量。
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7 葡萄糖对基因表达的调控
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6 体内葡萄糖的利用
1）葡萄糖降解供能
被细胞吸收的葡萄糖首先经无氧酵解降解成两个三碳化合物（丙酮 酸），产生少量能量。然后丙酮酸再继续经有氧代谢（柠檬酸循环和 电子传递及氧化磷酸化）降解为二氧化碳，并产生大量能量。 尽管葡萄糖能转化成脂肪，但是脂肪却不能转化成葡萄糖以供应大脑 的需要。这就是高脂肪速食食品和低糖类食品的危害所在。当身体缺 少葡萄糖时会产生两大问题：
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GLUT-1与癌细胞
研究发现，结肠癌和直肠癌细胞常常伴随KRAS或BRAF的突变，深 入分析发现，两个基因变异的过程中伴随GLUT-1的高表达。癌变细 胞对葡萄糖的摄入升高，并且葡萄糖的酵解也加速，这些癌细胞适应 存活在这种低糖环境下。 这些研究数据表明，葡萄糖缺乏是促使KRAS信号通路变异的外在环 境，肿瘤细胞就在这样的环境中滋生 。