人体活动需要大量能量。(图片来源:Adobe Stock)
人体由超过六十兆个细胞所组成,细胞一个个集合起来,形成各种组织,例如:覆盖体表的上皮组织、掌管运动的肌肉组织等。这些组织所形成的心脏和肝脏等器官,二十四小时持续运转。人体会产生新的细胞来取代衰老的细胞,以此维持生命,保持健康。大部分的人体活动我们都感觉不到,例如:消化食物、吸收营养素、器官传送饥饿感和饱足感给大脑、脑神经细胞将饱足感的讯息传送给各器官、人体将吸收的营养素送到肝脏和肌肉帮助它们运作,然而进行这些活动都需要能量。我们借由食物获得能量,以营养学的角度来说,即是“透过消化、吸收、代谢营养素,产生ATP(三磷酸腺苷)高能量分子,人体再分解ATP以获得能量”。人体必须不断制造ATP,一旦无法制造就会死亡,因此进食的最大目的即是制造ATP。
能量的四大用途
1、维持体温
我们先来看“维持体温”,人体为了保持一定的体温,当然需要能量。
2、肌肉收缩运动
人体进行走路、跑步、投掷等运动,肌肉会“收缩”,即使是眼、鼻、口、手所做的微小动作,也会消耗能量,甚至是心脏如帮浦般,无意识进行的动作,都会消耗能量。
3、合成与分解体内成分
“合成与分解人体组成成分”是将小分子组合成大分子,将大分子分解成小分子。举例来说,一个葡萄糖(糖类的最小单位)可以结合成肝糖,以储存能量,当人体需要能量,便可将肝糖分解成葡萄糖,产生能量。
4、主动运输分子与离子
一般人可能比较不熟悉“主动运输”(active transport),是指透过细胞膜的“帮浦”,调整细胞内外侧的分子、离子浓度差与进出。细胞内外侧皆是由脂肪所构成的细胞膜来区隔,细胞膜具有小洞,可让固定大小的分子与离子通过。一般来说,分子和离子会从高浓度流向低浓度,使细胞膜内外侧维持相同浓度,但是“主动运输”会使分子和离子从低浓度往高浓度逆向运输(使分子与离子流动的动力是渗透压),因此需要消耗许多能量。
太阳是最根本的能量来源。(图片来源:Adobe Stock)
太阳是能量来源 葡萄糖储存能量
人体获得能量的最简单方法,是利用葡萄糖。葡萄糖属于糖类最小单位“单糖”的一种,对人体的生命活动来说,是最重要的糖类。葡萄糖的英文是glucose,可见葡萄等水果富含葡萄糖。淀粉由许多葡萄糖聚合而成。
人类一直以来都很喜欢吃含淀粉的食物,是因为经由本能与经验得知,摄取淀粉能有效维持生命。世界三大谷物:米、小麦、玉米,以及大麦和荞麦所含的淀粉,都是人类的主食,而粟、稗、黍等稻科杂粮,地瓜和马铃薯等根茎类,欧洲人也会用来当作救灾食物(用以度过饥荒)。我们认为谷类和水果好吃,是因为它们含有葡萄糖。
植物接收阳光,进行光合作用。光合作用利用阳光的光子(pho-ton)所具有的能量,和水(H2O)、二氧化碳(CO2)作用,制造葡萄糖,数万个葡萄糖分子聚合才能形成淀粉,因此可说淀粉充满了太阳的能量。我们吃下含有淀粉的食物,进行消化,分解为葡萄糖,再代谢葡萄糖以获得能量。简而言之,太阳是我们最根本的能量来源。
(本文摘自世茂出版社《图解超实用营养学》,作者:薗田胜。)