血糖的命运
葡萄糖是人体能量的”通用货币”。就像汽车需要汽油,我们的细胞(特别是大脑)时刻需要葡萄糖来运转。血液中的葡萄糖被称为血糖,它的浓度维持在一个狭窄的范围内,这对生存至关重要。
完整状态下,身体血糖能支撑运动的时长
正常状态下,人体大约有100g肝糖原和400g肌糖原储备(总共约2000千卡能量)。同时血糖大概有5g(20千卡)。假设一个人静息代谢率为1500千卡/天,进行中等强度运动时能量消耗可达300-600千卡/小时。那么:
- 血糖(5g)只能支撑几分钟的运动。
- 肝糖原(100g)可以维持约1-2小时的运动。
- 肌糖原(400g)则可以支撑更长时间的运动,大约3-4小时,具体时间取决于运动强度和个人体质。
- 甘油能通过糖异生提供额外的葡萄糖,但效率较低。
- 乳酸也能通过糖异生转化为葡萄糖,但同样效率有限。
- 氨基酸在极端情况下可以提供葡萄糖,但这通常不是主要途径。
因此,假如一个人在进行一个中高强度的运动,比如马拉松,因为体内的糖储备是有限的。
另外肌糖原看起来很多,但是实际上是没法直接直接分解为血糖的
肌肉细胞缺少关键酶:
- 肝细胞有 葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)
- 肌肉细胞没有这个酶
肝糖原的流程分解大概是
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3
4
5
6
7
肝糖原
↓ (糖原磷酸化酶)
葡萄糖-1-磷酸
↓ (磷酸葡萄糖变位酶)
葡萄糖-6-磷酸
↓ (葡萄糖-6-磷酸酶) ✅ 肝脏有此酶!
葡萄糖 → 释放入血 → 血糖
肌糖原的过程大概是
1
2
3
4
5
6
7
8
肌糖原
↓ (糖原磷酸化酶)
葡萄糖-1-磷酸
↓ (磷酸葡萄糖变位酶)
葡萄糖-6-磷酸
↓ ❌ 没有葡萄糖-6-磷酸酶!
↓ 只能进入糖酵解
丙酮酸 → 乳酸或进入线粒体供能
肌糖原可以通过 Cori 循环(科里循环)间接影响血糖
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3
4
5
6
7
肌肉中:
肌糖原 → 葡萄糖-6-磷酸 → 丙酮酸 → 乳酸
↓
释放入血
↓
肝脏中:
乳酸 → 丙酮酸 → 糖异生 → 葡萄糖 → 血糖 ✅
后面的糖异生也主要代谢过程在肝脏中进行,受到限制的因素,比如肝脏的代谢能力和糖异生的效率(这个过程耗糖速度大于补充速度),这个过程不会特别快。所以其实是需要补充糖的。
血糖的来源 (Input)
血糖主要来自三个途径,你可以把它想象成水池的三个进水管:
1. 食物摄入(最直接的来源)
这是最主要的来源,特别是碳水化合物。
- 碳水化合物:大米、面包、水果等,经消化分解为葡萄糖,迅速吸收入血。
- 转化速度:单糖/双糖吸收快(血糖飙升),复杂淀粉吸收慢。
- 其他营养素:蛋白质和脂肪也能转化为糖,但效率低且速度慢,对血糖影响较小。
- 关键点:进食后30分钟-2小时血糖达到峰值。
2. 肝糖原分解(短期储备)
- 肝脏是身体的”糖库”,储存了约100g糖原。
- 当两餐之间血糖下降时,肝糖原会分解成葡萄糖释放入血。
- 这就像钱包里的现金,随取随用,大概能维持12-18小时(比如过夜空腹)。
3. 糖异生(应急机制)
- 如果长期饥饿(如断食)或剧烈运动耗尽了糖原,肝脏会启动”糖异生”。一般这个过程是跟肝糖原分解同时进行的。
- 它将非糖物质(乳酸、甘油、氨基酸)”变身”为葡萄糖。
- 这是身体为了保命(特别是保住大脑供能)的最后手段。
- 这个过程只要有氨基酸和甘油就能持续进行,但效率较低,不能快速补充血糖。
根据之前的碳水的介绍,人体是不能没有糖的
- 大脑细胞:几乎完全依赖葡萄糖供能,不能用脂肪。
- 红细胞:没有线粒体,只能靠葡萄糖生存。
实际的中低强度运动下,一个饮食管理良好且运动习惯稳定的人,其实不必太担心低血糖问题,运动中更多出现的是低血压问题,比如硬拉中血压上升后分泌降低血压的激素,瞬间压力降低后,引起回缩性低血压。
血糖的去路 (Output)
血糖去向哪里?这由胰岛素作为”调度员”来分配:
1. 氧化供能(刚需消耗),进入细胞线粒体
- 大脑:由于有血脑屏障,大脑几乎完全依赖葡萄糖供能。它虽然只占体重的2%,却消耗了20%的血糖(约120g/天)。
- 红细胞:它们没有线粒体,只能靠葡萄糖生存。
- 肌肉:静息时用脂肪,运动时大量”燃烧”葡萄糖。
2. 合成糖原(有限储存),优先转化
如果当下能量够用了,多余的糖会被存起来:
- 肝糖原(~100g):可以变回血糖,调节全身。
- 肌糖原(~400g):只进不出的私房钱。肌糖原不能分解成血糖,只能供肌肉自己收缩使用。
- 缩水:糖原储存时会结合水分,1g糖原大约结合3-4g水。
3. 转化为脂肪(长期储存),在糖原仓库满了之后
- 仓库(糖原)满了怎么办?
- 肝脏会将多余的葡萄糖转化为脂肪酸(De Novo Lipogenesis)。
- 这些脂肪会被运送到脂肪组织储存起来,变成我们会变胖的原因。
- 注意:这个转化过程是不可逆的(脂肪不能直接变回葡萄糖)。
4. 肾脏排出(溢出)
- 正常人的尿液里是不含糖的。
- 只有当血糖过高(超过肾糖阈,约10 mmol/L),肾脏回收不过来,糖才会通过尿液排出。这就是”糖尿病”名字的由来。
5. 衍生糖(特别少)
- 比如糖蛋白和糖脂的合成,这部分消耗的葡萄糖量非常少,可以忽略不计。
因此肌肉不够多的人比较容易得糖尿病,尤其是老年人,肌肉量下降,糖缓冲池变小。
调节系统的阴阳平衡
血糖在管内液中,要进入细胞内才能发挥上述描述的去路作用。为此,身体有一套精密的自动调节系统(Homeostasis):
降糖小分队(胰岛素): 体内唯一能降低血糖的激素。它像一把钥匙,打开细胞的大门,让葡萄糖进去利用或储存。
升糖小分队(拮抗激素): 队伍庞大,包括胰高血糖素、肾上腺素、皮质醇、生长激素。 这反映了进化论的残酷:由于远古人类常处于饥饿中,身体进化出了多条路径来防止低血糖(保命),而只有一条路径降血糖(防富贵病能力弱)。
实践意义
理解了血糖的来龙去脉,我们可以这样优化生活:
- 进食顺序:先吃膳食纤维(蔬菜)和蛋白质,最后吃碳水,可以减缓葡萄糖吸收入血的速度,削峰填谷。
- 利用肌肉仓库:力量训练增加肌肉量 = 增加肌糖原储备空间 = 更大的”糖缓冲池”。
- 饭后百步走:餐后轻度活动能帮助肌肉在不依赖大量胰岛素的情况下摄取葡萄糖。
- 警惕压力:长期压力会升高皮质醇,皮质醇会通过糖异生升高血糖,让你即使没吃糖,血糖也下不来。