生命活动的能量源泉

 

    机体不断地进行各种生命活动，包括肌肉收缩、神经冲动的传导、一些分子和离子转运以及生长发育、繁殖等。这些生命活动都要消耗能量，而能量最终来自食物。

    成年人保持恒定的体重及正常活动，每年约需消耗6～7倍于其体重的食物。食物中有糖类、脂类、蛋白质、无机盐及维生素等营养物质。糖及脂类主要作为生物体的能源，它们在体内氧化，释放出存在于这些化合物中的能量，每克糖、脂类及蛋白质所供给的能量分别为17、38、17焦尔（4、9、4千卡），并把这些能量转变为生命活动中能直接被利用的能源――三磷酸腺苷（ATP）。

    生物体不同于非生物体，最重要的一点是必需与外环境交换物质，在体内进行各种合成与分解代谢，才能获得生命，维持生命，成为真正有生命的生物体。

    生物体凭借各种化学反应，将环境中的物质及能量加以转变、吸收和利用，使机体能够生长、发育、修补、繁殖。在分解反应中，作为能源的物质，经生物氧化作用，放出能量，供生命活动的需要，同时产生废物，通过排泄途径排出体外，交回环境。这就是生物体与其外环境的物质交换过程，一般称之为新陈代谢，据估计一个人在其一生中（按60岁计算），通过物质代谢与其体外环境交换的物质，约相当于60000公斤水，10000公斤糖，1600公斤蛋白质及1000公斤脂类。欲求人类生长健康，发育正常，体力充沛，繁衍不息，益寿延年，就必须注意对食物摄入的研究。

     1.ATP

    糖、脂肪和蛋白质通过消化、吸收进入体内后，在体内降解释放能量。在这些能量中有一部分是可以作功的，这部分可以作功的能量称为自由能。它可使二磷酸腺苷（ADP）和无机磷酸（Pi）合成三磷酸腺苷（ATP），把能量储存在ATP分子内部。凡是机体需要提供能量的代谢反应或生理过程均直接或间接由分裂ATP提供。所以ATP是体内各种生命活动的能量的直接供给者，是食物中蕴藏的能量和机体利用的能量之间的纽带；是一切产能反应和耗能反应或生理过程之间共同的“能中间产物”或共同联系环节。

    细胞内有一种称为线粒体的结构，大部分ATP在这里产生。有人把工作的线粒体比拟作总动力厂，将其不断地释放自由能比拟为总动力厂输送的电流。于是产生的每一分子ATP就如同一个充过电的蓄电池，消耗ATP来推动各项耗能反应的进行，也就类似蓄电池推动各种仪器的运转。因此，ATP可看作是万能的“生物蓄电池”。

    2.糖

    经测定糖仅占人体组成的1％～2％，而正常饮食中糖占70％～80％。根据这一事实，糖类并非人体主要构成成分，那么为什么我们每日要吃进这么多糖呢？糖对人体有什么用途？

    一个正常的人，必须维持正常的生理活动，如人需要呼吸、心脏要跳动、血液要循环，机体内还进行着许许多多的化学反应。又如：吃进的氨基酸要合成蛋白质；进入体内的糖一时用不完，要转变成能储存的形式；人体需从事各种劳动、运动、社会活动。上述的活动都和能量有不可分割的关系。也就是说人体需要不断从外界获得能量。绿色植物通过光合作用可以利用能；并把太阳能转变为化学能储存在它所合成的糖、脂、蛋白质中。人体不能直接利用太阳能，但是人体有更巧妙的方法获取能量，那就是吃植物制造好的营养物质，如淀粉、脂肪、蛋白质。这些物质进入人体后，经历一系列的变化，逐步释放出能量，提供人体需要。每天人吃进那么多的糖，主要是用来提供人体活动所需能量。所以，有人提出糖是人体的能量源泉，这个比喻是十分恰当的。

    3.脂类

    脂类包括脂肪、磷脂、胆固醇、脂肪酸等物质。

    脂肪是膳食中的能量来源之一，同样重量的糖类和蛋白质所供给的能量还不及脂肪的一半。膳食中多余的脂肪可以在体内储存，而且其储存量似乎是无限的，所以脂肪是体内最重要的储存能源，但储存量过多，就会导致肥胖症。膳食中的脂肪可以提供脂溶性维生素，而且有助于脂溶性维生素的吸收，如鱼肝油及多种动物肝脏的油含维生素A、D，麦胚油含维生素E，以及多种种子油含维生素K。除此以外，膳食还可提供人们所必需的脂肪酸。

    膳食中的磷脂、胆固醇是构成人体各种生物膜如细胞膜、线粒体膜的重要材料。

    脂类是一类重要的、具有很高营养价值的物质，而且膳食中的脂类有助于增进食欲。但是，人过中年不宜贪食，更不宜食用脂肪丰富膳食，以免过于肥胖。肥胖症本身虽然不是一致命的疾病，但可以说与缩短寿命有关，且是引起 糖尿病 、 高血压 、骨关节炎、胆石症及多种心血管病的危险因素。这是值得注意的。

   4.生物活性物质

    在人体内含量极少，但作用极大，它们是维持人类生长发育、生命活动及繁衍后代不可缺少的物质，故称为生物活体性物质。一般是指酶、维生素、激素、微量元素等。

    生物活性物质是个奇妙的东西，它们在人体内少了、多了都不行，没有更不行。少了可引起缺乏病，严重缺乏则危及生命；多了不但无益，反而有害。有些父母为了使自己的孩子健壮、聪慧，认为维生素A、维生素D多吃无害。维生素A、维生素D是一种脂溶性维生素，过多的补充，储存体内的维生素A、维生素D就可引起中毒。所以，凡是维生素缺乏症患者，切记不能自作主张，认为多吃无害。而应在医生的指导下，进行治疗。

    维生素是一些小分子的有机营养物质。尽管人体对它们的需要量不大，但必须有足够的量才能维持人体的生命和健康。一般来说它们不能由人体合成或合成量不足，必须从食物中摄取。所以它们是食物中对维持人体生命活动有重要作用的营养素。

维生素刚被发现的时候，只知道它们是食物中的一必需的营养成分，对它们的化学结构一无所知。划归维生素家族，并不是根据它们的化学特性，而是根据它们的生物功能。故对维生素采用了按发现先后为序的字母命名系统，如最早发现的维生素A和B。维生素的基本分类也是根据其溶解特性，而与其化学性质无关。凡能溶于脂的称为脂溶性维生素，包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K；能溶于水的则称为水溶性维生素，有维生素B族和维生素C。维生素B活性原以为是由单一化合物所致，后来发现它是由多种化合物所产生，于是将这些化合物统称为B族维生素。目前公认的B族维生素有维生素B1、维生素B2、泛酸、烟酸、维生素B6，生物素、叶酸、维生素B12。还有一些人提出将一些有益于人体健康的食物成分也归入维生素，但还未被世界学者所公认。

    5.肝脏

    人们常把肝脏比喻是一座重要的“化学工厂”，因为在肝脏中进行着许许多多复杂的化学反应。那怕是其中任何一种化学反应出了问题，都会引起疾病，甚至是严重的疾病。肝脏复杂而又有重要的作用，大致有这么几个方面：

    第一，肝脏有代谢营养物质的作用。食物中含有糖、脂肪、蛋白质、维生素、无机物和水等物质。这些营养物质除了水和无机物外，都要在肝内经过分解、合成、改造等复杂的化学过程；有的是合成反应，如合成糖原、脂肪、蛋白质、凝血物质、抗体、尿素等。有的是分解反应，如将脂肪酸分解成二氧化碳和水、产生能量。有的是改造反应，如将氨基酸转变成糖原等。

    第二，肝脏清除毒性物质的作用。从空气、食物、水源等途径进入体内的毒物，还有体内自身产生的毒物，很多都要经过肝脏加以处理，主要是经过氧化、还原、水解、结合等化学反应，从体内清除出去，以保护人体免受毒物的毒害。

    第三，肝脏具有分泌胆汁的功能。胆汁，大家都比较熟悉。当人们呕吐剧烈，吐出的黄绿色苦水，这就是胆汁。肝脏每天可分泌700～1000毫升胆汁，它的主要成分是水、胆汁酸盐、胆色素、碳酸氢钠、粘蛋白和其它物质。胆汁酸盐对脂肪的消化和吸收有很大促进作用。

    人类生存的环境经常受到污染，工厂中冒出的浓烟和废气，流出的废水，都含有许多毒物，使江河湖水和空气受到污染；大量使用农药等杀虫剂，使粮食、蔬菜和水果受到污染。人类生存在这样的环境中，必然有许多毒物会通过空气、水源、食物等途径进入人体。此外，人体在代谢中也会产生一些毒物，如在肠道中，蛋白质的腐败作用会生成酚、胺、吲哚等有毒物质。人们吃的药物既有治疗作用，也有毒性作用，俗话说，是药三分毒。

    肝脏是清除这些毒物的主要器官。肝脏的解毒作用主要是通过氧化、还原、水解和结合四种方式进行的。

    （1）氧化：酒中的乙醇，在过量时就表现出毒性，对中枢神经系统有麻痹作用。人饮酒过量时，会产生兴奋、多话、精神恍惚等症状。更大量时，还会昏迷、呼吸中枢麻痹引起死亡，这就是酒醉致死。乙醇在肝内经过氧化可分解成水和二氧化碳，消除了毒性，还有些苯胺类等毒物可经氧化解除毒性。

   （2）还原反应：如水合氯醛是一种催眠镇静药，可经肝脏还原反应消除药物作用，再从体内清除。

    （3）水解反应：有些退热药，农药等可在肝脏进行水解反应，使其失去毒性。

    （4）结合反应：这是肝脏最重要的解毒方式。很多毒物在肝内同另一种物质结合，使毒物易溶于水，加快毒物从体内排出。如体内生成的胆红素对人体有毒，肝脏从血中摄取胆红素后，与葡萄糖醛酸结合形成结合胆红素，加快了它从胆汁排出，也就使机体不再受此毒物的威胁了。

    倘若肝脏有病变，人体清除毒物的能力降低了，就不能过多使用化学药品，以免人体中毒。