健康杂谈之糖代谢

葡萄糖是几乎所有生物的能量代谢底物，也是能量代谢的基础。本文试图阐释糖代谢的特点及它与健康的关系。

葡萄糖在细胞内的代谢有两步。第一步发生在线粒体外，葡萄糖经过一系列被称为糖酵解的步骤，被转化为丙酮酸盐(pyruvate)。这个步骤产生2个ATP的净能量。之后丙酮酸进入线粒体经反应变成乙酰辅酶A参与三羧酸循环，最终产生大约30个ATP的净能量。这是基本的糖代谢方式，原理已经非常清楚。

糖代谢的第一步，即糖酵解不需要氧气参与。而第二步则需要氧气。这就是无氧代谢和有氧代谢的区别。简单地说，无氧代谢每次产生的ATP少得多，但其代谢速度比有氧快得多。这就意味着，葡萄糖可以作为一种应急燃料使用。当人经过剧烈运动或长距离冲剌之后往往会觉得肌肉酸痛，这是因为由于氧气不足肌肉组织进入了无氧代谢，其代谢产物乳酸的积累和其后的代谢导致肌肉的酸痛感。

在人体中一些细胞(如红血球和某些中枢神经细胞)由于缺乏线粒体，只能利用葡萄糖进行糖酵解获取ATP能量。因此它们的唯一的能量底物就只能是葡萄糖。

由于葡萄糖对于人体能量代谢的不可或缺，人体有各种机制来保证葡萄糖的供应，使得即使在没有外源性葡萄糖的环境下，人体也有足够的葡萄糖以供使用。肝脏是人体主要的生糖器官。葡萄糖在人体内的储存形式是糖元，又称动物淀粉。这些动物淀粉与植物淀粉类似，简单地水解作用就可以快速释放。但是糖元储备非常有限。人体只有两种组织储备糖元: 肌肉组织和肝脏组织。肌肉组织里的葡萄糖只能供应肌肉细胞自身，因为肌肉细胞缺乏把葡萄糖转运出来的蛋白，故此虽然肌肉组织能储存较多的糖元，却对其它细胞的糖代谢没什么帮助。肝脏组织只能存大约200克左右的糖元，这些糖元假使供应全身，也只够全天代谢的三分之一。除了现成的葡萄糖储备，肝脏存在着强大的糖异生功能，即从其它的能量底物如乳酸，草酰乙酸，氨基酸和甘油分子转化为葡萄糖的能力。肝脏的生糖作用主要受两种激素的调节: 胰岛素抑制肝的生糖作用，胰高血糖素则激励其作用。还有其它一些激素可以激励肝脏的生糖作用，如肾上腺素，去甲肾上腺素，生长激素等。这些激励生糖作用的激素有个统一的名称，叫(逆)反调节激素。

糖代谢是如此地基础和重要，以至于某些人产生了一种错觉，认为人体应该优先使用糖代谢。糖代谢在生理中的局部优先地位并不能保证其在全身代谢中的优先地位。全身代谢是否应该使用糖代谢是由糖代谢的生理意义和生物的生存策略决定的。人类和其它灵长类动物有一个巨大的区别，就是肌肉/脂肪的比例不同。一只普通的猩猩，其脂肪含量就远小于最精英的人类健美运动员。而一个体重60公斤脂肪含量10%的人类男性，算是相当瘦了，其脂肪储备的能量也足够他至少撑三个星期。人类在能量储备上以脂肪为主的生理特点暗示了，人类已经进化出了一套适应脂肪代谢的能量代谢系统，这也暗示着人类进化史上一直是在发展脂肪代谢的。另外为了发展脂肪代谢，人类在进化上选择了弱化肌肉能力的方面，这与人类大脑容量的扩张不谋而合。是的，糖代谢是生物能量代谢的基础，可它并非完美。脂肪代谢能提供更高密度的能量储备，并在同等ATP产量的情况下较糖代谢显著减少氧化压力。这些代谢特点暗示着，人在应付紧张和压力的时候应偏重于糖代谢，而休息放松的时候应偏重于脂肪代谢。这些原则反过来看也成立: 当人以糖代谢为主要的能量代谢时，容易紧张难以放松; 而当人处于以脂肪代谢为主的能量代谢方式时，比较容易放松。糖代谢是人体在压力下的能量代谢方式，它的主要作用是短期内帮助主体渡过难关，不管这是逃命还是与病原体斗争(发烧)。它的代价也是显而易见的。它会抑制身体其它方面的生理功能。

所以任何时候，全身范围的糖代谢都应视为能量代谢的一种权宜之计。它应该是间歇进行，而不应长期维持。人应该经常维持脂肪代谢为主的能量代谢方式。