营养与结石（5）：宏量营养素（碳水化合物、蛋白质和脂肪）

所谓的宏量营养素包括蛋白质、碳水化合物及脂肪；因为这些营养素需要摄取量较大，故称宏量营养素。它们在体内经过复杂的氧化分解反应，释放出一定量的热量，以保证人体活动的正常需要。碳水化合物是多羟基醇的醛或酮衍生物。一些碳水化合物含有氮，磷和硫。碳水化合物由单糖或游离糖（单糖和双糖）和复合碳水化合物（低聚糖和多糖）组成。葡聚糖、菊粉、洋地黄苷和纤维素是临床上重要的碳水化合物。

脂质是非均质化合物，其特征在于相对不溶于水，但在醚，氯仿，丙酮等有机溶剂中游溶性。膳食脂质主要由甘油三酯（约90%）组成。其余的膳食脂质由胆固醇，胆固醇酯，磷脂和游离脂肪酸组成。脂质以脂蛋白的形式通过血浆运输。脂蛋白是质膜和线粒体膜的重要成分。生理生化的重要脂质是类固醇，前列腺素，脂溶性维生素，类胡萝卜素等。脂质是能量燃料的主要来源。身体约80%的能量燃料来自脂质。蛋白质是氨基酸的聚合物。蛋白质与碳水化合物和脂肪的不同之处在于含有氮，硫，偶尔含有磷。氨基酸参与神经递质，激素和消化酶的形成，并维持每个细胞的酶系统的内容。必需氨基酸不能由人类合成，必须在饮食中提供。而非必需氨基酸是通过代谢途径在体内合成的。

碳水化合物的分解高效、直接，是人体供能的主力；脂肪的能量密集，是储能的主力。而蛋白质呢，它既不是供能主力，也不是储能主力，用它来提供能量特别不划算。蛋白质的功能涉及生命活动的方方面面，除了提供能量，它还有更多更重要的事情要做。

碳水必须吃，是因为它的主要作用是提供能量，维持生命体运转。让碳水化合物提供能量，性价比高。总的原则是：吃多少不是跟你的欲望匹配，而是跟你的需求匹配。我们喜欢碳水，不仅因为过去重体力劳动需要高效供能，更是因为碳水的口感和味道，满足了我们对食物的享受型需求。《中国居民膳食指南》明确提出，每个人每天需要摄入谷薯类食物250克到400克。咱们就看最低的数值，250克，那也是足足半斤的粮食。而且，《指南》里提到的食物重量都是生重。也就是说，这250克谷薯类食物，如果是生米的话，煮成熟饭大概是625克，比一斤还要多。能提供能量的不只有碳水化合物，蛋白质和脂肪也都可以。不过，如果主要依靠脂肪和蛋白质提供能量，身体都要付出相应的代价。让脂肪主要负责供能是什么情况呢？ “生酮饮食”就是这个思路。生酮饮食大大增加了食物里脂肪的比例，只吃特别少的碳水，提供能量的任务主要交给了脂肪。很多人在实行生酮饮食一段时间后，体重确实降低了。但是，脂肪供能的代谢产物——酮体，在身体里聚积多了之后，会提高血液的酸性，会让人浑身乏力。从这个角度说，生酮饮食并不适合长期执行，短期执行也需要密切关注身体里的酮体含量。让蛋白质来提供能量呢？很多人健身的人会吃蛋白粉，就是因为蛋白质是肌肉的重要组成部分。让这些本来存在于肌肉当中的蛋白质来提供能量，那就必然会以消耗肌肉为代价，导致免疫力降低。而且，要把损失的肌肉补回来，需要很长的时间。

碳水化合物是一种“清洁能源”。供能的时候，碳水化合物会被优先代谢成身体能直接使用的葡萄糖。葡萄糖完全燃烧之后，彻底氧化成二氧化碳和水，基本不会给身体造成代谢负担。而且，碳水化合物的存储调用很灵活。以葡萄糖形式存在的血糖，就像一个缓冲地带：你吃的碳水太多，血糖太高了，血液中的糖就会合成糖原，储存在肌肉和肝脏中；如果你吃的碳水太少，血糖过低，身体就会动员糖原分解，重新进入血液。碳水化合物、蛋白质和脂肪，虽然都能提供能量，但在权衡之下，碳水是一种“清洁能源”，代谢产物简单，代谢负担少，用来提供能量的性价比最高。所以，要想获得能量，还是应该吃碳水化合物。

“低碳水饮食”其实并不“低”。在“低碳水饮食”的食谱里，虽然主食很少，但依然有水果、蔬菜、乳制品，这些食物里的碳水化合物的含量也并不少。全谷物就是“好”碳水。谷粒从外面到里面，大致有三层：谷皮、糊粉层、胚芽和胚乳。咱们从最外层开始依次说一说。最外层是谷皮，主要成分是不能被人体消化的糖——膳食纤维。这种物质对我们的胃肠道健康非常重要。然后是糊粉层，营养素特别多，有膳食纤维、植物蛋白、脂肪、维生素和矿物质。最里面就是胚乳和胚芽了。胚芽是谷物的生命根源，是营养成分最集中的地方。而胚乳呢，碳水化合物最多。一般在加工谷粒的时候，谷皮被去掉了，糊粉层磨没了，胚芽丢了，最终就剩下含有碳水化合物最多的胚乳了。这么加工出来的，就是我们吃的精米精面。现在大部分中国人的碳水摄入，都以精制碳水化合物为主，像米饭、馒头、面条、稀饭都是由精细加工的大米和面粉制作而成的。

添加糖是指在加工食物的过程中，人为添加的糖类。普通牛奶里面含有乳糖，是牛奶天然自带的糖，是我们更喜欢的碳水来源。而有的牛奶里，都加了额外的糖，比如白砂糖或者各种糖浆，来增加甜味。配料表上能看到的带“糖”字的成分，基本都是添加糖，是要尽量避免的。如果把全天的碳水量集中在一顿或者两顿饭里吃掉，大量的葡萄糖一下子吸收入血，身体需要分泌胰岛素来平衡血糖，让葡萄糖进入细胞来工作。如果速度太快，身体系统会来不及保持这种平衡状态，造成餐后血糖的大波动，这是目前科学家确认的健康危险因素之一。

蛋白质参与人体生命活动的有10万种蛋白质，但组成这些蛋白质的，只有大概20种氨基酸。在这20种氨基酸中，有近一半是人体没办法合成的，一定要从食物中获取，它们被叫作“必需氨基酸”。如果有一种食物，它的蛋白质必需氨基酸种类齐全、数量充足，就叫它“优质蛋白”。普通的鱼肉蛋奶和大豆类制品，都是优质蛋白的来源。要补充蛋白质，“吃什么”没那么重要，重要的是“吃足量”。一个60公斤重的成年人，每天要摄入60克左右的蛋白质。要注意蛋白质和碳水化合物、脂肪的搭配。蛋白质当中必需氨基酸的种类齐全、数量充足，才是优质蛋白。虽然鱼肉蛋奶都是优质蛋白的来源，但总有一些食物，含有的蛋白不那么“优质”。比如面包、米饭里含有的谷物蛋白，猪蹄、鸡爪里的胶原蛋白，氨基酸组成和比例都有缺陷，就没那么优质。但这不是说，这些东西就最好不吃，“多元组合”就是个出路。

蛋白质在人体的几乎所有功能中都起着关键作用。

1.所有的酶都是蛋白质。几乎所有的化学反应都是由酶催化的。蛋白质最终决定了细胞中各种化学转化的模式。

2.氨基酸是蛋白质的基本结构单位。所有蛋白质都由氨基酸组成。氨基酸参与神经递质，激素和消化酶的形成，并参与各种生理功能。氨基酸是生长和怀孕期间形成新组织所必需的。氨基酸维持每个组织的结构，并保持每个细胞的酶系统的含量。 3.血红蛋白将氧气输送到细胞，将二氧化碳输送到肺部。血红蛋白的四个血红素基团的每个铁原子与氧分子结合并将氧气输送到细胞。二氧化碳与蛋白质的氨基结合，主要与血红蛋白结合，与血浆蛋白略微结合，形成氨基化合物。卡氨基化合物被输送到肺部以呼出二氧化碳。肌红蛋白将氧气储存在肌肉中，当剧烈运动期间的氧气需求增加时，这种储存的氧气将被利用（Chakrabarty和Chakrabarty 2006 ）。

4.免疫球蛋白、细胞因子和趋化因子是参与各种免疫功能的特定蛋白质。

5.各种肽生长因子参与细胞生长和分化的控制。

6.肌肉收缩是由蛋白质肌动蛋白，薄丝，蛋白质肌球蛋白，厚丝滑动引起的。肌钙蛋白- 肌球蛋白构成一种松弛蛋白，导致肌动蛋白和肌球蛋白之间相互作用的终止。肌球蛋白含有氨基酸6-N-甲基赖氨酸。

7.纤维蛋白负责皮肤的拉伸强度。纤维蛋白，例如，胶原蛋白含有氨基酸（4-羟脯氨酸衍生自脯氨酸，5-羟赖氨酸衍生自赖氨酸）。

8.受体，特定的蛋白质，在各种激素，神经递质和其他各种配体的作用中起着至关重要的作用。受体电位是产生各种细胞动作电位的发生器电位。传播的动作电位参与各种功能的发生，例如视觉，听觉，嗅觉，味觉和突触传递。

十种必需氨基酸是

a只有糖异源

b糖异源和生酮

c只有生酮

非必需氨基酸是

酪氨酸是唯一同时具有糖异源性和生酮作用的氨基酸。其余九个只是糖异源。

吃太多脂肪而发胖，并不全是因为脂肪能量高，而是因为脂肪会让我们吃更多的东西，总能量摄入太多了；营养科学有了新研究，围绕着营养科学认识脂肪的三个方面来说，分别是脂肪的功能、代谢和构成。最直观的感受，就是吃下去的脂肪太多，就会在身体里堆积，人就胖了。身体内的激素合成需要脂肪，这对女人来说尤其重要，因为不吃脂肪导致激素合成不足，有可能就会影响月经周期。还有些营养素，比如维生素E，是需要有脂肪才能吸收的。脂肪摄入不足，还会导致这些营养素的缺乏。这些任务都是必须要由脂肪来完成的。

有脂肪肝、高血脂是因为脂肪吃太多了吗？有这个困惑，是因为我们对脂肪的代谢了解得不全面。有些人因为害怕脂肪肝、高血脂这些疾病，大鱼大肉都不吃了，连牛奶都换成脱脂的，但还是没能改善血脂的情况。还有些人，本来就很瘦，吃得也很清淡，体检时却发现了脂肪肝。这是为什么呢？这与身体里的脂类代谢有关。在动植物体内，脂类是个总称，95%以上都是我们熟悉的脂肪。剩下那5%叫“类脂”，它们的物理性质或结构类似脂肪，胆固醇、磷脂、糖脂都属于类脂。身体里的类脂量虽然少得多，但对健康影响很大。

脂类的代谢通路分成了“出”和“入”两部分。第一部分是脂类被吸收，通过血管运到肝脏，这是“摄入”的过程。第二部分是肝脏重新合成脂类，再通过血管运输到各个组织加以利用，这是“输出”的过程。两部分的交叠，是血管通道和肝脏“中间站”。那如果脂类在血液中含量过高，就会导致高血脂；如果脂类堆积在肝脏里，就会导致脂肪肝。想避免脂类堆积，光限制“摄入”不一定管用，还得看看“输出”有没有问题。“脂蛋白”在身体里负责脂类输出。极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白，专门负责把脂肪和胆固醇从肝脏派送到身体各处。而高密度脂蛋白专门收集胆固醇带回肝脏。如果极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白出问题，脂肪和胆固醇堆积在肝脏，脂肪肝就来了。如果高密度脂蛋白少，不能回收胆固醇进入肝脏，血脂就高了。“输出”代谢通路出问题的时候，即使你在“输入”上吃得再低脂也没用。

动物来源的油脂里面“饱和脂肪酸”含量相对更高。饱和脂肪酸摄入超标，会增加冠心病和糖尿病的风险。植物油里的饱和脂肪酸少，但是不饱和脂肪酸多。高压、反复煎炸等加工技术和手段，会让不饱和脂肪酸发生变化，变成反式脂肪酸。和饱和脂肪酸相比，反式脂肪酸才是头号问题，对健康威胁更大，增加冠心病和肿瘤的患病风险更高。亚麻籽油富含人体必需的多不饱和脂肪酸，但是它的热稳定性不好，最好别炒菜用，可以在凉拌菜或水煮菜的时候淋上。猪油热稳定性好。花生油和低芥酸菜籽油，它们的各类脂肪酸含量比较均衡，而且也比较稳定，很适合平时炒菜用。油是动物的还是植物的并不重要，重要的是给每种油匹配恰当的烹饪方式。身体里像胆固醇这样的类脂，对健康很重要，但要注意的是，身体里的胆固醇，和食物里的胆固醇是不一样的。我们说，高胆固醇会增加冠心病的风险。这里的“高胆固醇”，指的并不是食物里的含量，而是血液里的含量。有什么区别呢？食物里的脂类吃下去之后到了身体里，会被分解，等待身体重新统筹分配。血液里的胆固醇并不一定来自你吃下去的胆固醇。所以，关注食物里的类脂没那么重要，摄入脂肪会发胖的背后原因，其实是食物总热量超标，控制好了总热量，吃脂肪并不会引起肥胖。

总结

柠檬酸循环涉及糖异生，转氨，脱氨和脂肪酸合成。水溶性维生素在柠檬酸循环（羧化和脱氢）中起着至关重要的作用。碳水化合物被认为是蛋白质保留的，因为当摄入足够数量的碳水化合物时，氨基酸将用于维持组织蛋白质。碳水化合物是抗生酮的，可以防止脂肪酸的分解。心肌糖酵解活性差，冠状动脉血流量不足时存活率差。来自脂肪库的中性脂质（例如甘油三酯）会经历分解和再合成。压力和糖尿病会增加脂肪的分解代谢。心肌广泛氧化FFA以获取能量。脂质是能量燃料的主要来源。运动增强脂肪分解。脂肪分解在循环中动员脂肪酸进行氧化。氨基酸是蛋白质的基本结构单位。必需氨基酸必须在饮食中提供，而非必需氨基酸则在体内合成。当所有氨基酸（必需和非必需）都可供组织使用时，最大生长是可能的。蛋白质不断被合成和降解。蛋白质合成受到胰岛素、雄激素和生长激素的刺激。蛋白质分解代谢因马拉斯姆斯、饥饿和压力而增强。