能量ATP的那些事儿

上一篇说到为了证明"亚健康其实就是人体能量供应不充分的表现"这一假设成立,我开始研究能量,在查阅了一些现代医学的相关书籍后,我发现现代医学体系下人体能量主要来源于有机物在细胞内氧化生成的ATP(腺嘌呤核苷三磷酸,简称"三磷酸腺苷"),ATP在水解时其中的高能磷酸键断裂会释放大量能量直接供应人体的各项生命活动。

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遗憾的是这些能量具体是怎么供应给人体,又是怎么做各种生命活动的,目前为止我还没有找到答案,也就是说能量研究到这里进行不下去了,怎么办呢?我转而开始研究ATP,因为人体能量主要来自ATP,抓住了ATP就抓住了能量。

于是,我了解到人体通过呼吸吸入氧气,氧气和腹中食物分解成的有机物化合生成水、二氧化碳和ATP,这个过程叫"有氧呼吸",是人体中ATP生成的主要方式。

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所以,理论上多吃饭、多呼吸就可以产出更多的能量,如果能量越多身体越健康,那多吃饭、多呼吸就可以使身体更健康。果真如此吗?具体问题具体分析。

先说多吃饭。食物经口腔、食道进入胃,在胃中初步分解、消化,接着进入小肠再次分解、消化、吸收,有机物指的就是小肠吸收的由食物一步步分解成的葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质,这些物质被小肠吸收后最终和氧气化合反应生成水、二氧化碳和ATP。

因此,能不能多生成ATP取决于小肠吸收的有机物的多少而不在于吃饭多少,而小肠吸收有机物的效率取决于胃肠蠕动的质量,也就是说胃肠蠕动得越快,每蠕动一次分解、吸收的有机物越多就越能产生更多的ATP,从而生成更多的能量,或许这就是运动可以使身体更健康的原因之一,因为它可以提高胃肠的蠕动效率。所以多吃饭在一定条件下可以使身体更健康。

再说多呼吸。人体的呼吸从整体来说是吸入氧气、排出二氧化碳的过程。吸气时空气通过鼻(或口)、咽、喉、气管、支气管进入肺的肺泡里,肺泡表面是密密麻麻的毛细血管,肺泡和毛细血管间有非常细小的小孔,肺泡好比气球,突然被吹胀后其中的空气会迅速地通过小孔跑到毛细血管中,其中的氧气会与毛细血管中的血红蛋白结合被运送到全身的组织细胞里与有机物结合生成水、二氧化碳和ATP,而生成的二氧化碳又沿着组织细胞→毛细血管→肺泡→支气管→气管→喉→咽→鼻(或口)的道路原路返回被呼出体外。从这个过程来看,生成ATP的多少取决于最终进入组织细胞中氧气的多少。

但氧气从肺泡进入毛细血管后的过程不再能被主动控制,好比多吃饭,吃多吃少可以控制,但吃进去以后就管不着了。氧气也是这样,可以控制每次吸气时多吸一点、少吸一点,但从肺泡出去就管不着了。

因此,从呼吸的角度来看,为了生成更多的ATP,应该在吸气的时候让尽可能多的氧气进入肺泡里,这个过程是可以主动控制的。就在研究这个推论的过程中,我有了一个以前从未想到的重大发现,那就是"无效腔气量"。

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其实,"无效腔气量"的原理很简单,空气从口鼻进入肺泡,只有肺泡里的氧气才能通过毛细血管最终进入组织细胞生成ATP,而口鼻、咽、喉、气管、支气管这些呼吸道里的氧气是没法通过肺泡外面的毛细血管进入组织细胞生成ATP的,所以呼吸道中的这些氧气是被浪费了的、无效的,这就是"无效腔气量"。

有多少呢?一般成年人约为31.5ml,而成年人每次吸入的氧气约105ml,以此计算,1/3被浪费了。

成年人每分钟呼吸12~18次,以15次为准,吸入氧气总量约1.575L,其中472.5ml为无效腔气量;

每年吸入氧气约827820L,其中248346L为无效腔气量;

一辈子(按平均年龄75岁、成年18岁计算)吸入氧气约47185740L,其中14155722L为无效腔气量。

如果无效腔气量一点都不浪费,我们都可以多活17(14155722/827820L =17.1)年,都可以活到92岁。

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当然,这仅仅是理论上如此,因为谁也不可能一辈子只呼吸一次——前半辈子吸气,后半辈子呼气。但尽量减少无效腔气量的浪费还是有可能的,怎么减少呢?我的答案是"减少呼吸次数、延长呼吸时间"。具体解释如下:

设呼吸时吸气的平均速率为v,鼻腔(或口腔)的横截面积为s,则单位时间内吸入的气体体积为vs;

设单位时间内的呼吸次数为a,吸入肺泡内气体体积为c1,无效腔气量为c2,则vs=(c1+ c2)a;

因此单位时间内吸入肺泡内的气体体积c1 a=vs- c2 a,因为单位时间内吸入的气体体积vs为固定值、无效腔气量c2为固定值,所以单位时间内,呼吸次数a越小则吸入肺泡内的气体体积c1 a越大,而单位时间内的呼吸次数a越小,则每次呼吸的时间自然越长。

所以,呼吸越慢,吸入肺泡内的氧气越多,生成的ATP也越多。这就是多呼吸的含义,或许也是深呼吸的奥秘。

有了以上结论,我就有了一个想法,如何在尽量不改变现有生活节奏的前提下通过多吃饭、多呼吸的方式生成更多ATP、改善亚健康呢?

仔细一想我发现多吃饭的方式并不适合我,且不说需要运动提高胃肠蠕动的质量,只是多吃就需要多花时间、多花钱,这会严重影响我现有的生活节奏,所以两相权衡,我选择多呼吸来改善亚健康。

具体效果如何,请看下一篇——尝试深呼吸,改善亚健康

第一篇:30岁与亚健康

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