科普——三大營養物質及其在體內的代謝轉化

三大營養物質

三大營養物質是指糖類、脂肪、蛋白質是人和動物體的營養物質。這三類物質都可以在食物中獲取,但不是儲存在同一個身體器官裡面。

糖類

糖類分為單糖,二糖,和多糖。也可分為還原糖和非還原糖。

糖又稱碳水化合物,包括蔗糖(紅糖、白糖、砂糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖、澱粉、糊精和糖原等。在這些糖中,除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人體直接吸收外,其餘的糖都要在體內轉化為葡萄糖后,才能被吸收利用。

糖的主要功能是提供熱能。每克葡萄糖在人體內氧化產生4千卡能量,人體所需要的70%左右的能量由糖提供。此外,糖還是構成組織和保護肝臟功能的重要物質。

蛋白質

人體通過攝入的植物和動物食品補充蛋白質。植物蛋白質主要由糧食提供,一般糧食中含有4%,稻米含8%—9%,麵粉含10%—11%左右。在植物中含蛋白質最豐富的食物是黃豆,100克黃豆含蛋白質35克,豆製品含蛋白質也都比較豐富。在動物食品中一般瘦肉類食品蛋白質含量在15%—20%左右,魚蝦類及軟體動物類食品中蛋白質含量在15%—20%左右,牛奶蛋白質含量是2.3%,雞蛋是12.8%。蔬菜、水果中蛋白質含量一般不高,大約在3%以下。

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生理功能

1、構造人的身體:蛋白質是一切生命的物質基礎,是肌體細胞的重要組成部分,是人體組織更新和修補的主要原料。人體的每個組織:毛髮、皮膚、肌肉、骨骼、內臟、大腦、血液、神經、內分泌等都是由蛋白質組成,所以說飲食造就人本身。蛋白質對人的生長發育非常重要。 比如大腦發育的特點是一次性完成細胞增殖,人的大腦細胞的增長有二個高峰期。第一個是胎兒三個月的時候;第二個是出生後到一歲,特別是0——6個月的嬰兒是大腦細胞猛烈增長的時期。到一歲大腦細胞增殖基本完成,其數量已達成人的9/10。所以0到1歲兒童對蛋白質的攝入要求很有特色,對兒童的智力發展尤關重要。

2、修補人體組織:人的身體由百兆億個細胞組成,細胞可以說是生命的最小單位,它們處於永不停息的衰老、死亡、新生的新陳代謝過程中。例如年輕人的表皮28天更新一次,而胃黏膜兩三天就要全部更新。所以一個人如果蛋白質的攝入、吸收、利用都很好,那麼皮膚就是光澤而又有彈性的。反之,人則經常處於亞健康狀態。組織受損后,包括外傷,不能得到及時和高質量的修補,便會加速機體衰退。

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3、維持機體正常的新陳代謝和各類物質在體內的輸送。載體蛋白對維持人體的正常生命活動是至關重要的。可以在體內運載各種物質。比如血紅蛋白——輸送氧(紅血球更新速率250萬/秒)、脂蛋白——輸送脂肪、細胞膜上的受體還有轉運蛋白等。

脂類

人類的膳食脂肪來源主要是動物性脂肪和植物性脂肪。

動物性脂肪富含飽和脂肪酸(40%~60%),但不飽和脂肪酸含量約為30%~50%。

植物性脂肪富含不飽和脂肪酸(80%~90%),飽和脂肪酸的含量僅為10%~20%。深海魚則是EPA和DHA的良好來源。含磷脂較多的食物為蛋黃、肝臟、大豆、花生、麥胚。富含膽固醇的食物是動物內臟、蛋類。

脂肪對人體的作用主要有四個方面:

供給人體熱量作用。脂肪在人體內氧化后變成二氧化碳和水,放出熱量。由脂肪所產生的熱量約為等量的蛋白質或碳水化合物的2.2倍。由此可見脂肪是身體內熱量的重要來源。

構成身體組織和生物活性物質的作用。脂肪是構成身體細胞的重要成分之一,尤其是腦神經,肝臟、腎臟等重要器官中含有很多脂肪。脂肪在體內還構成身體組織和生物活性物質,如細胞膜的主要成分,形成磷脂、糖脂等。

調節生理機能的作用。因為脂肪不是良好的導熱體,所以皮下的脂肪組織構成是保護身體的隔離層,能防止體溫的放散。所以脂肪有保持體溫的作用。脂肪還可以為身體儲存「燃料」作為備用,吃進脂肪以後,一時消耗不完的部分可以存在體內,等身體需要熱量時再利用。

此外,脂肪還有保護內臟器官,滋潤皮膚,防震,溶解營養素的作用。有些不溶於水而只溶於脂類的維生素,只有在脂肪存在時才能被人體吸收利用。


相同點:

1)來源相同

三大營養物質的來源都有三條途徑:食物中消化吸收、其他物質轉化、自身物質的分解。

2)都可以作為能源物質

三大營養物質在體內都可以進行氧化分解,作為能源物質使用。但它們供能有著先後順序,它們按照糖類、脂質、蛋白質的順序供能。

3)在動物體內可以轉化

糖類可以直接轉化成蛋白質和脂肪,蛋白質也可以直接轉化成糖類和脂肪,但脂肪不能直接轉化成蛋白質。

4)代謝終產物

二氧化碳和水是三大營養物質相同的代謝終產物。

不同點:

1)能否在體內儲存

糖類和脂肪都可以在體內儲存,但蛋白質不能在體內儲存。

2)代謝終產物不完全相同

糖類和脂肪的代謝終產物都是二氧化碳和水,但是蛋白質的代謝終產物除了它們外還有尿素。

3)在體內的主要用途不同

糖類主要是氧化分解提供生命活動所需的能量,脂肪主要是在體內再次合成為脂肪儲存起來,蛋白質被消化分解成氨基酸之後,主要用來合成生物體內各種組織蛋白以及酶和某些激素等。

相互關係

糖類代謝與脂類代謝之間的關係

應該清楚,糖類與脂肪之間的轉化是雙向的,但它們之間的轉化程度不同,糖類可以大量形成脂肪,例如酵母菌放在含糖培養基中培養,細胞內就能夠生成脂類,個別種類的酵母菌合成的脂肪可以高在這酵母菌乾重的40%;然而脂肪卻不能大量轉化為糖類,例如某些動物在冬眠的時候,脂肪可以轉變成糖類。

糖類代謝與蛋白質代謝的關係

首先使明確必需氨基酸和非必需氨基酸的概念:所謂非必需氨基酸是指在人體細胞中可能合成的氨基酸;所謂必需氨基酸是指在人體細胞中不能合成的氨基酸,人體的必需氨基酸共有8種,它們是賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸。

然後應指出糖類與蛋白質之間的轉化也可以是雙向的:糖類代謝的中間產物可以轉變成非必需氨基酸,但糖類不能轉化為必需氨基酸,因此糖類轉變蛋白質的過程是不全面的;然而幾乎所有組成蛋白質的天然氨基酸通過脫氨基作用后,產生的不含氮部分都可以轉變為糖類,例如,用蛋白質飼養患人工糖尿病的狗,則有50%以上的食物蛋白質可以轉變成葡萄糖。

蛋白質代謝與脂類代謝的關係

蛋白質與脂類之間的轉化依不同的生物而有差異,例如人和動物不容易利用脂肪合成氨基酸,然而植物和微生物則可由脂肪酸和氮源生成氨基酸;某些氨基酸通過不同的途徑也可轉變成甘油和脂肪酸,例如用只含蛋白質的食物飼養動物,動物也能在體內存積脂肪。

糖類、蛋白質和脂類的代謝之間相互制約

糖類可以大量轉化成脂肪,而脂肪卻不可以大量轉化成糖類。只有當糖類代謝發生障礙時才由脂肪和蛋白質來供能,當糖類和脂肪攝入量都不足時,蛋白質的分解才會增加。例如糖尿病患者糖代謝發生障礙時,就由脂肪和蛋白質來完成分解功能,因此患者表現出消瘦。

註:本文引自《百度百科——三大營養物質

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