Question

为什么葡萄糖能产生能量

Answer 1

我们行走，工作，吃饭，等等都需要有能量的支持，没有能量，我们就没有生存的动力，这些能量从哪里来呢?有一种叫做葡萄糖的的东西可以满足人体运动所需的能量，通过食用富含葡萄糖的食物，人体就能快速的回复能量，保持动力。

人的肌肉为什么会有那么大的力量呢?就像电动机转动需要电，而电又主要是在发电厂中燃烧煤或石油产生出来的一样，人的肌肉发力也需要一种“高能化合物”ATP的驱动。而细胞中产生ATP的“燃料”，主要就是葡萄糖。动物主要靠消化食物中的淀粉(葡萄糖的多聚物)获得葡萄糖。

你也许要问，脂肪的“燃烧值”高达39千焦/克，而葡萄糖只有17千焦/克，为什么不用脂肪做主要“燃料”呢?原因就在于，地球上的生命是在水中产生的，所以地球上所有的生命都以水为化学反应的介质。脂肪含的能量虽多，但是在水中的溶解度却很低，在血液中转运和进入细胞都很麻烦和缓慢，不能满足细胞对能量的迅速需求，所以只能在肌肉不做强力收缩等场合使用。

与此相反，葡萄糖是高度溶于水的`，进入细胞也不需要消耗能量。而且从单细胞生物开始，葡萄糖就成为生物获取能量的主要“燃料”，并且发展出了一套高度有效的氧化葡萄糖的“化学反应链”。通过这条“链”，葡萄糖被氧化成水和二氧化碳，释放出来的能量则用于ATP的合成。它的效率非常高，1个分子的葡萄糖能够产生32个分子的ATP，其能量转换的效率和汽车的发动机旗鼓相当。人的身体也“继承”了这套“反应链”，它就发生于体内的一种叫作“线粒体”的细胞器内，所以线粒体被称为细胞的“动力工厂”。

不过，单靠这种供给机制还不保险。在紧急情况下，人如果需要肌肉较长时间地做强度比较大的活动，血液中的葡萄糖就有可能供应不上。也许有人会说，只要把血液中葡萄糖的浓度提高，对细胞的供给不是就更充分了吗?但是葡萄糖除了“甜甜蜜蜜”地为人体“做好事”以外，它还有一个“坏习惯”，就是和蛋白质分子侧链上的氨基(-NH2)结合，破坏蛋白质的正常功能。葡萄糖在血液中的浓度过高，就会产生一系列不良的后果，糖尿病就是因此而发生的。所以血液中葡萄糖的浓度必须被控制在5毫摩尔左右，也就是每升血液约含90毫克的葡萄糖。

虽然不能提高血液中葡萄糖的浓度，但是人的身体是很“聪明”的，还有好几种“后备手段”。

一是增加肌肉中的血液流量。人在做剧烈运动时，流过肌肉的血液量可以比平时增加20倍以上。虽然血液中葡萄糖的浓度没有提高，但是大量血液的“光顾”可以提供更多的葡萄糖，同时还增加了对肌肉的供氧量，使葡萄糖充分“燃烧”。

二是在平时将葡萄糖变成糖原，作为储备物资储存在肌肉细胞和肝细胞内。在紧急情况下，肝糖原可以变回葡萄糖，进入血液供给肌肉细胞。但是肌肉细胞可没有肝细胞那么“大公无私”。它们对葡萄糖是“只进不出”的，肌糖原只供自己使用。在紧急情况下，对肌糖原需求量较大，那些肌糖原通过“糖酵解”的步骤在合成一些ATP的同时转变成了乳酸。所以，人在做剧烈运动后感觉肌肉酸痛，就是肌糖原变成乳酸累积在肌肉之中的缘故。

三是把ATP换成磷酸肌酸，相当于把人民币换成“外币”存起来，在需要时再换回来。

肌肉细胞“留”了这几“手”，一般就不会出现能量短缺的问题了。