为什么说葡萄糖是人体内最重要的能量来源? - 黄鹤楼十万个为什么动漫视频

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发布时间:2018年09月23日

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为什么说葡萄糖是人体内最重要的能量来源? - 黄鹤楼十万个为什么动漫视频 人体类 第1张


  

2008年8月,在北京举行的第29届奥运会上,中国女运动员刘春红在挺举中举起了158千克重的杠铃,刷新了世界纪录。这相当于一只手举起一个中等偏重的男人的重量。

  

人的肌肉为什么会有那么大的力量呢?就像电动机转动需要电,而电又主要是在发电厂中燃烧煤或石油产生出来的一样,人的肌肉发力也需要一种“高能化合物”ATP的驱动。而细胞中产生ATP的“燃料”,主要就是葡萄糖。动物主要靠消化食物中的淀粉(葡萄糖的多聚物)获得葡萄糖。

  

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你也许要问,脂肪的“燃烧值”高达39千焦/克,而葡萄糖只有17千焦/克,为什么不用脂肪做主要“燃料”呢?原因就在于,地球上的生命是在水中产生的,所以地球上所有的生命都以水为化学反应的介质。脂肪含的能量虽多,但是在水中的溶解度却很低,在血液中转运和进入细胞都很麻烦和缓慢,不能满足细胞对能量的迅速需求,所以只能在肌肉不做强力收缩等场合使用。

  

与此相反,葡萄糖是高度溶于水的,进入细胞也不需要消耗能量。而且从单细胞生物开始,葡萄糖就成为生物获取能量的主要“燃料”,并且发展出了一套高度有效的氧化葡萄糖的“化学反应链”。通过这条“链”,葡萄糖被氧化成水和二氧化碳,释放出来的能量则用于ATP的合成。它的效率非常高,1个分子的葡萄糖能够产生32个分子的ATP,其能量转换的效率和汽车的发动机旗鼓相当。人的身体也“继承”了这套“反应链”,它就发生于体内的一种叫作“线粒体”的细胞器内,所以线粒体被称为细胞的“动力工厂”。

  

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不过,单靠这种供给机制还不保险。在紧急情况下,人如果需要肌肉较长时间地做强度比较大的活动,血液中的葡萄糖就有可能供应不上。也许有人会说,只要把血液中葡萄糖的浓度提高,对细胞的供给不是就更充分了吗?但是葡萄糖除了“甜甜蜜蜜”地为人体“做好事”以外,它还有一个“坏习惯”,就是和蛋白质分子侧链上的氨基(-NH2)结合,破坏蛋白质的正常功能。葡萄糖在血液中的浓度过高,就会产生一系列不良的后果,糖尿病就是因此而发生的。所以血液中葡萄糖的浓度必须被控制在5毫摩尔左右,也就是每升血液约含90毫克的葡萄糖。虽然不能提高血液中葡萄糖的浓度,但是人的身体是很“聪明”的,还有好几种“后备手段”。

  

一是增加肌肉中的血液流量。人在做剧烈运动时,流过肌肉的血液量可以比平时增加20倍以上。虽然血液中葡萄糖的浓度没有提高,但是大量血液的“光顾”可以提供更多的葡萄糖,同时还增加了对肌肉的供氧量,使葡萄糖充分“燃烧”。

  

二是在平时将葡萄糖变成糖原,作为储备物资储存在肌肉细胞和肝细胞内。在紧急情况下,肝糖原可以变回葡萄糖,进入血液供给肌肉细胞。但是肌肉细胞可没有肝细胞那么“大公无私”。它们对葡萄糖是“只进不出”的,肌糖原只供自己使用。在紧急情况下,对肌糖原需求量较大,那些肌糖原通过“糖酵解”的步骤在合成一些ATP的同时转变成了乳酸。所以,人在做剧烈运动后感觉肌肉酸痛,就是肌糖原变成乳酸累积在肌肉之中的缘故。

  

三是把ATP换成磷酸肌酸,相当于把人民币换成“外币”存起来,在需要时再换回来。

  

肌肉细胞“留”了这几“手”,一般就不会出现能量短缺的问题了。

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