糖在人体中的作用

1、糖在人体的作用众所周知，生命在于运动，然而，最明显、最常见的应该是肌 肉运动。肌肉是人体最大的组织，占轻壮年体重的40%。脊椎动物 包括人类在内，具有骨骼肌、平滑肌、心肌等三种不同的组织。它 们分别在肢体运动、心脏搏动、肠胃蠕动、血管运动，以及人体几 乎所有一切其他宏观运动中，起着最根本的作用。肌肉是人体将化 学能转变为机械能的主要组织，也是生物化学工作者研究、了解比 较清楚的生物化学换能器。那么，肌肉运动收缩时的能量从何而来? 一般说来，肌肉活动时的能量直接来源于三磷酸腺苷ATP，从 ATP裂解成ADP和磷酸同时释放能量，就是肌肉收缩的能量来源。 ATP在肌肉中的储存和连续再合成成为维持肌肉

2、收缩，保证肌肉运 动进行的重要条件。然而，ATP又是怎样产生的呢?能量供应是人体 生命的基础，所以列宁说“把能量理解为物质的运动”。人的机体内一切能量都是通过一定的物质形态变化而实现的。这些 物质主要是糖类、脂类。糖类是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛多羟酮及其衍 生物或多聚物。糖类是自然界最丰富的物质之一，广泛分布于几手 所有生物体内，其中以植物中含量最多，约为80%95%。糖在生 命活动中的主要作用是提供能量和碳源。人体所需能量的50%70%来自于糖。食物中的糖类主要是淀粉。淀粉被消化成基本组成 单位葡萄糖后，以主动方式被消化入血。在机体的糖代谢中，葡萄 糖居于主要地位，它的多聚体糖原

3、是糖在体内的储存形式，血液运 输的也是葡萄糖。lmol葡萄糖彻底氧化成二氧化碳和水可释放 2840KJ的能量。其中约40%转化为ATP，以供机体生理活动所需 的 能量。现在让我们看看葡萄糖产能的基本过程：葡萄糖入血后，在体 内首先需进细胞。这是依赖葡萄糖转运体实现的。现已发现有五种 葡萄糖转运体(GLUTl5)，它们分别在不同的细胞中起作用。如 GLUTl主要在红细胞中起作用，GLUT4主要在脂肪和肌组织起作 用。糖代谢主要是指葡萄糖在体内的一系列化学反应。它在不同类 细胞中的代谢途径有所不同，其分解代谢方式还在很大程度上受氧 供状态的影响。在缺氧时，葡萄糖进入无氧代谢也称糖酵解。基本 反应过

4、程：第一阶段是由葡萄糖分解成丙酮酸；第二阶段丙酮酸转 化为乳酸。全部过程产生两个ATP，这对肌肉收缩更重要。因为， 肌肉中的能量ATP含量很低，仅57Mmol/L新鲜组织，只要肌肉 收缩几秒钟即耗尽。这时，即使氧不缺乏，但因葡萄糖有氧氧化的 反应过程比无氧氧化(糖酵解)长，来不及满足需要，而通过糖酵解则可迅速得到能量。人在安静时，肌肉的能量消耗率小，ATP分解 率低，只需维持正常的代谢需要。由于人体的最大摄氧量一般为每 分钟2-4升，故人在安静时，ATP来源或合成反应完全来自有氧代 谢，当人体进入大强度的肌肉活动时，以及人体由安静转入活动状 态时，或由活动较慢状态转入活动更快的状态时，糖的分解

5、率显著 提高。由于内脏器官的惰性较大，氧气供应不可能立即达到最高的 水平，即使达到最高的供氧水平，由于有氧代谢生成ATP的速率较 慢也不可能满足大强度的活动需要。如：优秀的运动员最大摄氧量 每分钟可达46升，而短跑时每分钟40升。即使是短跑一开始组 织得到的氧气数量就达到46升（实际不可能），也远远不能满足短 跑的需要。在这种情况下，糖酵解产生ATP太重要了。肌肉有了无 氧代谢这一重要能源途径，才能进行各种极限强度的活动。由此可 见，糖无氧代谢的生理意义在于迅速为肌肉提供能量。这一功能是 脂肪、蛋白质无法代替的。无氧代谢是生物发展史上一条十分古老的代谢途径，在 进化道路上经历了漫长的岁月一直保

6、留到今天，但是，人体肌肉获 得能量的主要方式是有氧代谢。有氧代谢大致分三个阶段。第一阶 段：一分子葡萄糖分解成丙酮酸。第二阶段：进入线粒体，氧化脱 羧生成乙酰辅酶人。第三阶段：乙酰辅酶A进入三羧酸循环及氧化 磷酸化。全部阶段共产能量38个ATP。人体安静时，ATP的代谢 率低，磷酸肌酸(CP，它是一种高能化合物，来自于ATP),乳酸也 不堆积，有氧代谢就可以满足要求，故有氧代谢是人体安静时产生 能源的方式。当人们由静到动，由慢到快时，ATP的代谢率高，动用磷酸肌 酸，糖酵解发生，由于糖酵解和磷酸肌酸的供能有限，只能满足持 续工作时间较短的工作项日的需要，持续时间较长的运动项日的 ATP再合成，

7、就主要依靠有氧代谢，故有氧代谢是持久工作产能的 主要反应。运动停止后，人体便处于恢复阶段，其中包括糖元和CP 的恢复，以及乳酸的消除。由于CP为肌肉大强度的工作和应急时 的能源，故CP的恢复不仅发生在运动停止后，一旦运动过程中 ATP的有氧合成率大于分解率时，也可发生CP的恢复(ATP+C- CP+ADP)，以保证肌肉再次大强度工作和应急时的需要，恢复过程 要消耗能量，所耗之能皆直接或间接来自有氧代谢生成的ATP，故 有氧代谢还是人体运动时和运动后恢复过程的能源。有氧代谢能力 强，则恢复快，反之则恢复慢。所谓有氧代谢是无氧代谢或运动的 基础，就是指的恢复过程。由于有氧代谢能力主要取决于内脏器官

8、的功能水平，而 内脏器官的功能水平又是健康的主要标志，故有氧代谢与人体的健康水平相关。由此可见，在身体运动中，除了长时间运动项 日必须主要发展有氧代谢能力外，以无氧代谢为主的短时运动项日 对有氧代谢也有一定的要求，这样才能使无氧代谢运动后的恢复过 程既快又好，从而把无氧代谢能力提高到更高水平。此外，为了健 康，也应保证一定的有氧代谢训练人体内糖储备主要有肌糖原、肝糖原和血糖三种形式。总量约 为300-400g，高水平训练个体通过运动与高糖膳食结合，可增加糖 原储量。虽然糖在体内储量很少，但作用却很大。2.补充糖类物质的日的运动员膳食中糖是最重要的营养素。由于其储备量小，更需不 断从外界摄取以保

9、证体内糖原池的充足。研究表明：运动个体由于 消耗或糖摄入不足导致肝、肌糖原亏空时只能达到最大运动能力的 50%。然而当通过饮食达到肌糖原、肝糖原增加时，运动员能够完 成更长时间的高强度运动。可见，糖原池的大小是耐力的限制因素 之一。运动中通过补充糖来供应血液和肌肉，可进一步减少糖储备的 利用率，还可增加血糖，减少蛋白质的动用。然而，未发现摄入糖 减少运动肌糖原的分解，所以有学者提出：通过补充糖类物质导致 内源性糖的节省极可能是肝脏或非运动肌的糖原分解减少。运动前补充糖可优化和增加肌肉、肝脏糖储备，运动中能源的利用 更经济，更高效。运动前肌糖原储备低下，运动中则会较多利用脂肪供能，这必将使肌肉作功能力