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史仍飞:人体能源物质是怎样使用的? (转载)
发布时间:2021-05-09 00:01
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本文摘要:史仍飞:人体能源物质是怎样使用的? (转载)2020-8-31 22:16 |系统分类:科普集锦http://blog.sciencenet.cn/blog-374215-1248718.html人体能源物质是怎样使用的?史仍飞/文 今天我们关注运动、营养、减肥和康健时,总是躲不开的关键词是能量(卡路里)。能量对于我们是那么重要,可又是那么遥远。遥远的是不知道人体各器官是如何储存和消耗能源物质?不知道在运动时,是先使用糖,还是脂肪作为燃料。

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史仍飞:人体能源物质是怎样使用的? (转载)2020-8-31 22:16 |系统分类:科普集锦http://blog.sciencenet.cn/blog-374215-1248718.html人体能源物质是怎样使用的?史仍飞/文 今天我们关注运动、营养、减肥和康健时,总是躲不开的关键词是能量(卡路里)。能量对于我们是那么重要,可又是那么遥远。遥远的是不知道人体各器官是如何储存和消耗能源物质?不知道在运动时,是先使用糖,还是脂肪作为燃料。嗯,这也不能怪我们,究竟生物细胞已经存在几十亿岁了,而我们的科学认知才只有有限的年月,甚至可以忽略。

人同其它灵活车辆一样,只要事情就要消耗能源物质;人又差别于灵活车,所需的能源不是单一的品种,而是从天天的差别食物中罗致内里的糖、脂肪、卵白质等能源物质,然后由这些能源物质再转变合成ATP(三磷酸腺苷),从而满足一切生理运动的需要。人体能源物质如何储存的?人体生命历程所需要的能量主要来自天天所吃的食物,经由一系列的代谢储存在人体内满足生命运动的需要。划分是磷酸肌酸、糖原、脂肪、氨基酸等能源物质。

其中磷酸肌酸主要储存在肌细胞中,相对含量很少,仅能维持极短的时间。储存量相对较多的是糖,主要以肌糖原、肝糖原的形式,包罗循环系统中的葡萄糖 ,合计在一起也只有500g左右。就是这部门储存的糖对于我们的康健很是重要,它是最有效的能源物质,缺氧的时间咱们可以使用它供能,在有氧的时间我们也可以使用它提供能量。唯一倒霉的是储量仍不是太多,这可能造物主就是这样设计的。

就像磷酸肌酸一样,若储存多了就会增加肌肉质量;当积累较多的糖原时,机体会进一步集聚更多的水分,最终都市导致体重的增加,倒霉于运动的速度等素质。储存最多的能源物质是脂肪,主要漫衍于皮下脂肪组织、内脏周围,脂肪储存的多寡受个体遗传、生活方式、体力运动、膳食营养等因素的影响。但脂肪只能在有氧情况下提供能量。卵白质可以提供能量,但人体内并没有多余的以能源物质形式储存的卵白质。

卡路里究竟是何物?卡路里(calorie),简称卡,缩写为cal,由英文音译而来,是一种热量单元。其界说为在1个大气压下,将1克水提升1摄氏度所需要的热量;卡路里被广泛使用在营养计量和健身手册上,国际尺度的能量单元是焦耳(joule)。

关于能量及能源物质,我们公共最熟悉的观点就是卡路里。能源物质糖、脂肪、卵白质在氧化剖析生成的能量(卡路里),其中一部门能量在体内转酿成高能化合物三磷酸腺苷(ATP),是生物释放,储存和使用能量的前言,是生物界直接的供能物质;另一部门能量以热量的形式散失(维持体温、或是通过差别途径散失掉,如汗液)。

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如果这部门不做功的能量能用于转化成电能该多好呀,好比发现一小我私家体生化充电电池之类,其价值可能是不行估量的。差别生活状况下能量是如何使用的?平静状态下,人类进化到今天,机体主要是以有氧代谢的方式提供能量,但由于差别器官及功效的适应,有些组织细胞仍然通过无氧代谢方式维持供能,好比红细胞。

差别器官使用的能源物质略有差异。正常情况下,人体大脑占基础代谢率的20%;这一代谢系统险些完全依赖葡萄糖的有氧代谢,但在饥饿缺糖的情况下,也会使用脂肪酸代谢的酮体作能源物质。

而心脏优先燃烧脂肪酸、乳酸和葡萄糖,甚至可以使用一些氨基酸。哺乳动物快肌纤维主要以葡萄糖(或糖原)为能源物质,以无氧糖酵解供能,有氧氧化代谢率相对较低;相反,氧化型慢肌纤维则优先代谢脂肪酸,但也可以使用葡萄糖。

运动状况下,机体的代谢围绕骨骼肌的供能发生适应性变化,此阶段代谢率凭据运动负荷的可提高至20倍左右,而消化系统及内脏器官代谢率也会相对下降。下表数据为猛烈运动与平静状态下,差别器官相对氧消耗率。

作为主要能源物质的糖和脂肪能用多久?糖原似乎是高强度有氧运动的最佳燃料,但由于储量有限,这一历程的连续时间也有限,研究认为体内的肌糖原只能满足高强度有氧运动的时间为20~30分钟,理论上体内的糖可满足有氧运动1.5小时左右;而脂肪作为能源物质,还没有发现运动中脂肪被消耗殆尽的情况,也就是说可以连续无限长的时间(在脂肪没有耗尽之前,人可能早已经因为脱水、体温升高等因素而力竭了)。而在连续两到三个小时或更长时间的运动中,如何调治糖和脂肪的供能比例,对于提高运动能力尤其重要。好比马拉松角逐项目。如何知晓机体供能的物质泉源,需要相识一个观点,呼吸商(指生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比)。

对于运动中使用能源物质有重要的意义,当糖剖析时,呼吸商为1,当脂肪剖析时,呼吸商为0.7。如何最大水平提高结果,就要充实使用糖原,并调动脂肪的供能。当呼吸商(RQ)值约为0.9,讲明约65%的O2消耗是由糖原氧化引起的,而其余的主要是脂肪酸代谢。

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事实上,这一比率可能会随着运动时间的延长而不停下降,讲明有氧事情时间越长,脂肪代谢对整体能量生产的孝敬就越大。肌肉选择何种能源物质,主要依赖于机体的供氧情况,当氧供应富足时,骨骼肌(慢肌)主要使用脂肪酸提供能量,而氧相对缺乏时,糖使用会增加。

在运动减脂的历程中,机体不是先把糖消耗完,再使用脂肪的,而是看差别器官的代谢特点,以及相对的供氧情况。在前述也讲到,人体的细胞比我们人自己要智慧的多,它知道该如何更经济地选择能源物质,也会随着我们机体运动能力的改善而调整能源物质的使用。

如当身体熟悉了一种运动,便会适应,运动所需的体能消耗也会逐渐淘汰。这样的情况下,消耗少了减肥效果自然降低。经常转换运动类型,可制止身体因习惯而“偷懒”,以到达最佳的运动效果。

在减肥眼前,我们另有希望吗?现今的生活中,食品工业化仍在无限的扩张,获取高热能的食物比以往任何年月都容易的多;另一方面,高科技、人工智能等在连续性剥夺我们的体力运动。更为天真的是,我们总是高估了运动中的能量消耗,而低估了食物中的卡路里。

今天想抗拒舌尖上的美食、饕餮大餐的诱惑并不那么容易,另有普遍少动、静态的事情生活方式又让肥胖问题雪上加霜。主要参考文献1. PETER W. HOCHACHKA,GEORGE N. SOMERO. Biochemical Adaptation. Princeton University Press,Princeton, New Jersey 1984.2. 史仍飞,孙鹏,冯钰主编,人体代谢与运动营养[M] 人民体育出书社,北京,2018.。


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