血糖是人生命保障的最基礎元素,是身體細胞的主要能量來源。
血糖七大功能
葡萄糖在人體中最重要的功能是供應能量——心跳需要能量,體溫維持需要能量,細胞工作需要能量,沒有能量就沒有生命。
和脂肪、蛋白質產生能量的方式相比,葡萄糖在細胞中代謝產生能量(ATP)、二氧化碳(CO2)、水(H2O),且不產生代謝廢物。CO2通過呼吸釋放到空氣中,水還可以被身體再利用。
除了為人體供應能量外,葡萄糖還有其他六大功效。
第一,是構成組織的重要生命物質。
細胞中有2%~10%的碳水化合物以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在,分布在細胞膜、細胞器膜、細胞質以及細胞間質中。
第二,節約蛋白質。
如果攝取的食物中碳水化合物不足,人體就不得不動用體內蛋白質來滿足機體活動所需的能量,這會導致肌肉和其他組織中的蛋白質被分解,影響組織細胞的更新。
第三,抗生酮。
當葡萄糖不足時,人體還會利用脂肪產能。脂肪被分解利用時會產生酮體,如果酮體生成過多,就會引起酮症酸中毒,嚴重時會破壞機體的酸堿平衡,導致生命危險。而攝入足夠的碳水化合物可預防體內酮體生成過多,起到抗生酮作用。
第四,維持腦細胞的正常功能。
大腦內不能儲存葡萄糖,但大腦又依賴葡萄糖供能,當人體血糖濃度低於正常時,腦組織可因缺乏能源而出現頭暈、心悸、出冷汗甚至昏迷的現象。
第五,解毒功能。
葡萄糖代謝過程中會產生葡萄糖醛酸,葡萄糖醛酸與人體內的毒素結合,轉化為其他無害物質,具有解毒效果。
第六,可以協助合成生物大分子物質的前體,如嘌呤、嘧啶、膽固醇等。
血糖這麽重要,它的來源大致有三個:一是隨食物攝入的糖類,二是肝髒分解出的肝糖原,三是通過糖異生轉化而來。
首先我們來說一下,從食物中攝入的部分。
血糖來源1:食物
從營養學的角度講,糖類食物也被稱作“碳水化合物”。它含有三種元素:碳、氫、氧。其中氫、氧的比例為2∶1,很像水分子的比例,所以這類物質被統稱為碳水化合物。
嚴格地說,碳水化合物包括糖類和膳食纖維,其不同在於糖類是供應人體能量的,而膳食纖維是供應細菌能量或者僅僅是從腸道通過,幫助我們通便,減肥,降低餐後血糖。膳食纖維從腸道通過,不轉化為血液中的血糖,但對腸道菌群的繁殖和促進人體的腸道蠕動起到關鍵作用,近些年逐漸受到人們的重視,被獨立出來,成為一大類營養素,又被稱為第七營養素。
現在大家一說碳水化合物,大多是指糖類,它跟“碳水化合物”基本上就是一回事,隻是叫法不同。
那日常食物中究竟哪些屬於碳水化合物呢?
營養學上根據碳水化合物的分子數的多少,將糖類分為單糖、雙糖、寡糖和多糖。我們一一來了解一下。
◆單糖
單糖有三種:葡萄糖、果糖和半乳糖。它們的分子式都是C6H12O6。
第一,葡萄糖。
它可以被細胞直接利用,當它在血液裏流動的時候,我們就稱為血糖。一般情況下,很少有人直接吃葡萄糖或者喝葡萄糖水,隻有在醫院輸液時才會用到葡萄糖。另外,在給糖尿病或者疑似糖尿病的患者做葡萄糖耐量試驗(OGTT)時,會讓患者喝葡萄糖粉。葡萄糖進入肝髒後走了三條通路:一部分直接進入血液成為血糖;一部分成為肝糖原;還有一部分成為脂肪被肝髒儲存起來。
第二,果糖。
果糖比葡萄糖甜很多,主要存在於水果當中。
第三,半乳糖。
食物中的半乳糖主要來自奶類中的乳糖。
所有的單糖都要通過空腸的黏膜吸收,通過門靜脈到達肝髒,之後再到血液循環中去,成為血糖。
空腹抽血化驗,隻能驗出葡萄糖,那麽果糖和半乳糖到哪裏去了?
果糖和半乳糖不是葡萄糖,而是葡萄糖的同分異構體,被空腸吸收後,通過門靜脈到了肝髒,要麽被肝髒轉化為葡萄糖,進入血液,要麽直接成為肝糖原或肝髒的脂肪組織。
由於果糖真正以葡萄糖形式從肝髒釋放出去的並不多,所以蘋果、獼猴桃等水果的升糖指數(GI值)並不高。
半乳糖跟果糖一樣,也需要經過肝髒轉化為葡萄糖,所以也不容易升血糖。人體肝髒將半乳糖轉化為葡萄糖的能力很強,攝入半乳糖後,在半小時內即有50%被轉化為葡萄糖。
◆雙糖
雙糖是兩個單糖組成的糖類,常見的有三種:麥芽糖、蔗糖和乳糖。
第一,麥芽糖。
一個麥芽糖分子由兩個葡萄糖分子組成,在小腸裏遇到麥芽糖酶,分解成兩個葡萄糖分子,所以麥芽糖的甜度隻有蔗糖的1/3,但是它的升血糖能力巨強,甚至超過了直接口服葡萄糖升血糖的效果。
在自然界中,麥芽糖主要存在於發芽的穀粒中,特別是麥芽中,有些民間傳統飲食中經常可以見到它的身影。在這裏提醒一下,麥芽糖很容易升血糖,嚐一嚐可以,但一次不要吃多。
第二,蔗糖。
蔗糖指的是咱們平時做糕點或者炒菜放的糖,由一個葡萄糖分子和一個果糖分子組合而成。蔗糖在胃、腸道中,被分解為一半葡萄糖和一半果糖。由於它有一半分子是果糖,所以口感會很甜,但是也因為這一半果糖,它的升血糖能力減弱很多。
第三,乳糖。
乳糖進入小腸後,在乳糖酶作用下會被水解成半乳糖和葡萄糖,在空腸黏膜被吸收,經過門靜脈到達肝髒。如果小腸黏膜上缺乏乳糖酶,這個分解過程不能完成,就會出現腹脹腹瀉的現象,在醫學上,這個現象被稱作乳糖不耐受。對於幼兒,半乳糖在肝髒代謝的時候有一部分以原形的方式釋放到血液中,在血液中可以查出很少的半乳糖,這對幼兒大腦的發育非常重要。乳糖主要在乳製品中存在。
◆寡糖
寡糖指3~9個分子聚合成的碳水化合物,多指麥芽糊精,它是澱粉分解的中間產物,主要存在於米粥和麵糊糊中。這類寡糖已經接近雙糖和單糖,吃進去後基本上不需要多少消化過程,所以感覺消化道很舒服,升血糖的速度也會很快。因此我們在對糖尿病患者進行宣傳教育的時候總是講“不能喝粥,不要吃爛麵條”。
◆多糖
多糖,顧名思義,就是由很多葡萄糖組成的大分子糖類,又叫大分子碳水化合物,包括澱粉和糖原。
第一,澱粉。
澱粉是指10個分子以上的葡萄糖聚集在一起的大分子碳水化合物,在很多糧食類、根莖類食物中存在,例如,大米、小麥、土豆、藕等。它在澱粉酶的作用下逐漸分解,在腸道中最終分解成葡萄糖。食物中澱粉含量越高,升血糖的可能性就越大。
第二,糖原。
糖原在動物肝髒和肌肉裏麵有少量存在,比如,100克瘦牛肉中有1.2克的碳水化合物,100克豬肝裏有5克碳水化合物。
下麵,我用一張表來總結一下碳水化合物吸收過程的相關要點(表17)。
表17 碳水化合物吸收過程
大家關注一下表17中的升糖指數,它代表了食物對血糖的影響。用左邊的食物與右邊的升糖指數去對照,你會發現,不是甜的食物升血糖就快。升血糖的食物有多種來源。不甜的食物說不定升血糖很快,比如,米飯、饅頭;而原味牛奶的GI值是很低的;還有果糖,盡管很甜很甜,但是GI值卻非常低。(1)
血糖來源2:肝糖原
除了食物轉化之外,人體還有兩個葡萄糖的儲存庫,一個是肌糖原,一個是肝糖原。糖原作為葡萄糖儲備的生物學意義在於,當機體需要葡萄糖的時候,它可以迅速被轉化為葡萄糖。
血糖的調節主要靠肝糖原,而肌糖原主要供應肌肉收縮的能量,與血糖調節關係不大。
肝糖原怎麽調節呢?舉個具體例子:假如一個人中午沒有吃飯,到下午血糖平穩靠什麽維持呢?
答案是:靠肝糖原釋放的血糖。
血糖來源3:糖異生
如果這一天一直沒有吃東西,第二天血糖依然在正常範圍,這是怎麽回事呢?正常成年人每小時可以由肝髒釋放出葡萄糖210克/千克,如果沒有及時從食物中補充一些進來,十幾小時左右肝糖原就會被耗盡,之後人體會通過糖異生途徑獲得葡萄糖。
糖異生,就是把非碳水化合物類的物質轉化為葡萄糖的過程,這種轉化主要靠肝髒完成。肝是進行糖異生的主要器官,正常情況下,腎的糖異生能力隻有肝的1/10,長期饑餓時腎髒的糖異生能力則大為增強。
當身體中葡萄糖不足時,胰高血糖素分泌增加,它會一方麵促進脂肪組織分解脂肪,另一方麵促進肌肉組織分解蛋白質(氨基酸),同時促進肝髒將脂肪、氨基酸轉化為能量。所以我們會看到長期饑餓的人皮下脂肪慢慢地減少,肌肉變薄,神誌還清醒,血糖依然正常。這時肌肉裏麵的肌糖原被分解產生乳酸,乳酸進入血液進入肝髒,然後肝髒把乳酸轉化為葡萄糖。
總體來說,大家可以看出,血糖的主要來源還是通過進食獲得碳水化合物,後兩條途徑(肝髒釋放糖原、糖異生)都是“權宜之計”,是身體調節血糖水平的暫時性手段。
血糖的三個出口
血糖的消耗大致也有三條途徑,我們前麵講過了,這裏再總結一下。
第一,進入細胞內供應能量;第二,轉變為肝糖原;第三,轉化為脂肪。
第一點不多解釋,重點來說一下後兩點。肝髒儲存的糖原是用於調節血糖的,因為人不可能時時在吃東西,當不吃食物時,肝髒就會分解儲存的糖原來補充血糖。所以當肝髒功能下降時,比如,出現肝炎、肝硬化、重度脂肪肝等情況,肝髒調節血糖的能力受限,患者就很容易出現低血糖現象。
葡萄糖轉化為脂肪儲存起來,也是為了人體在“大饑荒”時使用。人不能時時刻刻進食,肝髒和肌肉儲存糖原的能力也有限,所以人需要一個大的儲存能量的空間,那就是脂肪(皮下脂肪和內髒脂肪)。這個過程涉及葡萄糖和脂肪的轉化問題。現在患脂肪肝的人很多,很多人非常疑惑:自己很少吃肉,也很少吃油,怎麽還會有脂肪肝?而且腹部的遊泳圈總也消除不了,其實這主要是因為飲食上攝入過多碳水化合物或者大量飲酒所致,又不注意運動,體內消耗不掉的糖類就會轉化為脂類,一部分儲存在肝細胞中導致脂肪肝,另一部分附著在內髒周圍,引起腹型肥胖。
通過血糖的消耗路徑可以看出,隻有第一條葡萄糖是徹底被消耗掉了,後兩條途徑隻不過是血糖改頭換麵了而已,其實仍存留在我們的身體裏。