【生理篇】我们平常吃的白饭到底都发挥些了什么作用呢？全面解析醣类的一生。带您一窥醣类在人体能量系统中的代谢机转！

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作者为经过认证的体适能指导员，本文中提及的任何营养内容仅限于介绍，不包含个性化饮食规划。在考虑采用本文所述的任何饮食方式之前，请先咨询医生或营养师的意见。本专栏不承担任何法律责任。

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碳水化合物代谢途径：

葡萄糖代谢的完整途径包括：

糖酵解作用、柠檬酸循环和电子传递链共同作用，最终实现葡萄糖的完全氧化。

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葡萄糖被吸收进入细胞后，通过糖解作用分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体并转化为乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸结合生成柠檬酸，随后进入柠檬酸循环。柠檬酸循环中产生的电子通过电子传递链生成ATP。

蛋白质消化产生的氨基酸和脂肪分解产生的脂肪酸及甘油，进入细胞后可被代谢为乙酰辅酶A。通过柠檬酸循环代谢途径，乙酰辅酶A被氧化以产生能量，并形成ATP。乙酰辅酶A被称为营养素代谢的关键中心角色，这部分内容将在后文详述。

人体的三大能量系统

磷酸肌酸系统（ATP-磷酸肌酸系统）

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②无氧乳酸系统（快速糖酵解系统）

③ 有氧系统（柠檬酸循环和电子传递链）

这三个系统不是独立运行的，而是持续不断地协同作用着。然而，随着运动强度和持续时间的变化，三个能量系统的贡献比例会发生变化。

磷化物系统是身体在高强度、短时间（通常在10秒以内）运动中主要使用的能量系统。例如，100米短跑、棒球挥棒、掷铅球等运动中，所需的能量主要由肌肉细胞中的ATP提供。此时，肌肉细胞内的磷酸肌酸（PC）分解所释放的能量帮助ADP重新合成ATP，而此时糖类并未参与能量供应。在三大能量系统中，糖类的作用在后两个系统中才会显现，通过糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链来生成能量。因此，接下来我们将讨论糖类在无氧乳酸系统和有氧系统中的代谢过程。

快速糖解系统（无氧乳酸系统）

指的是持续高强度运动在60秒以内，例如300至600米的冲刺。当磷酸系统耗尽后，如果运动继续进行，乳酸系统便会接替，迅速生成ATP。

无氧乳酸系统，也叫快速糖酵解系统。在这一阶段，糖酵解是核心过程，它将葡萄糖分解为两个三碳糖（丙酮酸）。之后，丙酮酸在无氧和有氧环境下会分别经历不同的代谢路径。

在缺氧的条件下

丙酮酸在被还原为乳酸时会产生少量ATP。剧烈运动后的酸痛和肿胀感正是由于乳酸的大量堆积所致（但乳酸堆积引起的酸痛只会在运动当时发生，隔天不会再有感觉。隔天或两天后的酸痛是由器械训练导致的肌纤维损伤，与乳酸堆积无关）。这些乳酸随后会被送回肝脏重新合成葡萄糖，这一过程称为无氧乳酸系统。

❷在充满氧气的条件下

丙酮酸将被输送到线粒体，参与能量系统的下一个阶段——有氧系统中的柠檬酸循环。在这个过程中，丙酮酸会被彻底氧化成二氧化碳和水，并产生大量热量，通过氧化磷酸化作用生成ATP以供使用。因此，糖酵解的主要功能是提供丙酮酸，以便后续的有氧系统中的柠檬酸循环能完全氧化葡萄糖并产生大量ATP。

有氧系统（包括柠檬酸循环和电子传递链）

当运动时间延长（约超过两分钟）且运动强度降低时，氧气开始参与能量代谢，有氧系统逐渐占据主导地位。在有氧条件下，丙酮酸能够穿过线粒体膜，进入线粒体，通过氧化脱羧反应形成二碳的乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸结合生成柠檬酸，进而进入柠檬酸循环。柠檬酸循环产生的大量热量需通过线粒体的电子传递链和随后的氧化磷酸化过程才能形成ATP。有氧系统产生的能量远远多于无氧系统，但由于其产生速度较慢，主要在低强度、长时间的运动中起作用。

柠檬酸循环：是一个在有氧呼吸中发生的重要代谢过程，也称为三羧酸循环或克雷布斯循环。这个循环发生在线粒体内，它通过一系列的化学反应将碳水化合物、脂肪和蛋白质分解为二氧化碳和水，同时产生能量。这些反应生成的高能电子被转移到电子传递链，进一步产生ATP，为细胞提供能量。柠檬酸循环在生物体的新陈代谢中起着至关重要的作用，维持生命活动所需的能量平衡。

柠檬酸循环是营养素最终的共同分解途径。葡萄糖在进入柠檬酸循环后会被彻底氧化为二氧化碳和水，并释放出所有的能量。食物中约90%的热量都是通过柠檬酸循环的氧化作用释放的。