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碳水化合物、脂肪和蛋白质的能量代谢
阿列克謝·克雷文科 ，醫學編輯
最近審查：04.07.2025
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含能量营养物质——碳水化合物（葡萄糖）、蛋白质（氨基酸）和脂肪（脂肪酸）——的积累是一个单一过程。过量的这些物质会以脂肪的形式积累。葡萄糖可以用来合成氨基酸，而一些氨基酸也可以合成葡萄糖。然而，这些过程会消耗能量，例如，当葡萄糖以糖原的形式储存在肌肉中而不是直接用于产生ATP时，会损失5%的能量。当葡萄糖转化为脂肪酸储存时，这一数字会上升到28%。
利用这些营养物质的能量系统并不是一个接一个地运作（首先是ATP-CrP系统，然后是无氧糖酵解系统，最后是有氧代谢），而是同时被激活，并且它们的贡献根据积累水平、氧气的可用性和运动活动水平而变化。
例如，氧气的可用性会影响能量产生的底物。脂肪酸的每个碳原子都会产生8.2个ATP分子，而葡萄糖分子的每个碳原子仅产生6.2个ATP分子。当氧气不足时，葡萄糖是有氧代谢的首选来源，也是无氧氧化的唯一来源。饮食和运动引起的激素变化会显著影响能量流动。脂肪酸通过有氧系统产生能量。然而，脂肪酸的利用依赖于碳水化合物同时流入能量通路，以再生克雷布斯循环中的中间体。
如果膳食中缺乏足够的碳水化合物，脂肪酸就会转向不同的代谢途径。因此，脂肪酸不会促进ATP的生成，而是会产生酮体。只有某些组织，例如大脑，才能利用酮体获取能量。如果碳水化合物储备不足，酮体水平就会升高，导致疲劳和代谢失衡。
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