體內的能量來自哪些食物?

能量來自三大營養素包含 1) 碳水化合物 (可分為纖維素、醣類及澱粉三種) 2)蛋白質 3)脂肪,建議比例以「碳水化合物:脂肪:蛋白質」為 65%20%15%最適合。

1) 含碳水化合物食物

乳製品: 牛奶,酸奶和冰淇淋。

水果: 新鮮水果和果汁。

穀物: 麵包,米飯,餅乾和麥片。

豆類: 豆類和其他植物蛋白質。

蔬菜: 馬鈴薯和玉米。

含糖甜: 糖果,餅乾和其他甜點

2) 含蛋白質食物

肉類: 動物瘦肉

海鮮: 魚類及貝類

植物性蛋白質: 豆類食品和花生、藜麥、花椰菜、甘藍菜

乳製品: 牛奶

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3)含脂肪食物

乳製品: 奶油牛奶

動物性脂肪: 來自魚豬及羊脂肪組織及其油製品

植物性脂肪: 酪梨起士黑巧克力杏仁、核桃、夏威夷果等堅果類橄欖油椰子油優格

 

食物在小腸形成的最小單元物質是什麼?

1) 碳水化合物分解成葡萄糖(單醣)

2) 蛋白質分解成胺基酸

3) 脂肪分解成甘油及脂肪酸

營養素在體內如何轉換能量?

葡萄糖(單糖)

碳水化合物(多糖)脂肪會在小腸被酵素分解成葡萄糖(單醣)及脂肪酸,然後進入細胞核的粒腺體的基質中,在正常需氧條件下,葡萄糖通過糖酵解脂肪酸透過β-氧化代謝成乙醯輔酶A (acetyl CoA)乙醯輔酶A (acetyl CoA)乙醯輔酶A (acetyl CoA)是產生能量的過程中第一個形成的物質,它是檸檬酸循環中的起點,在檸檬酸循環反應的過程中會消耗氧氣、生成能量並產生二氧化碳和水(如下圖)

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檸檬酸循環是三大營養素(糖、脂肪、蛋白質)的共同代謝途徑,它是由乙醯輔酶A (acetyl CoA)開始進行一連串生化循環反應,在反應的過程中會消耗氧氣、生成能量(36~38ATP)並產生二氧化碳(6)和水(6)

 

游離脂肪酸

游離脂肪酸通過脂解作用釋放到循環中,並通過β-氧化分解成乙醯輔酶A (acetyl CoA)。在葡萄糖可用性過低的條件下,在肝臟中會產生三個酮體包含3-羥基丁酸酯(3-hydroxybutyrate),乙酰乙酸酯(acetoacetate)和丙酮(acetone)丙酮不能用作能源,丙酮通過乙酰乙酸酯的非酶脫羧(non-enzymic decarboxylation)形成。乙酰乙酸(acetoacetate)3-羥基丁酸(3-hydroxybutyrate)從肝臟傳遞到大循環並被非肝組織吸收,在那裡它們可以進行檸檬酸循環提供細胞的能量。

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圖片引用來自: https://www.diapedia.org/metabolism-and-hormones/51040851169/ketone-body-metabolism

 

胺基酸

蛋白質會被分解成氨基酸,不同的氨基酸將被分流到葡萄糖分解代謝的特定路徑中,以便產生能源供身體活動所需(如下圖)

 

各種胺基酸可在多種位置進入檸檬酸循環中進行分解代謝

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圖片引用來自: https://courses.lumenlearning.com/boundless-biology/chapter/connections-of-carbohydrate-protein-and-lipid-metabolic-pathways/

 

如何將碳水化合物(carbohydrate)轉換成葡萄糖?

碳水化合物(carbohydrate)與葡萄糖相同是由碳、氫和氧三种元素组成,來自不同種類食物的碳水化合物,其對人體的營養價值也會不同。有碳水化合物的食物可以用以下三種方式來分類:1)纖維素2)醣類及3)澱粉等三種。其在消化道被分解的過程如下圖所示

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因為單醣可以從胃或腸直接吸收而進入血液中,至於澱粉(多醣)和蔗糖(雙醣)都需要體內的酵素將其分解成單醣後才能吸收。因此當食物進入消化道之後,澱粉會被消化酵素分解為多糖及雙糖的分子,然後形成單糖 (如葡萄糖)之後才能被體內吸收進入血液循環,過多的糖分會形成肝糖並儲存於肝臟之內。人體只有能吸收糖類和澱粉,對於纖維素無法消化分解及吸收,但纖維素可以增加飽足感並促進消化,幫助食物移動並可清除腸壁上的物質,對於人體健康十分重要。

 

如何將蛋白質(protein)轉換成胺基酸?

氨基酸是蛋白質的基本組成部分,因此蛋白質被分解成所有身體組織使用的氨基酸。氨基酸佔運動過程中燃燒的燃料的約5-15%。

蛋白質被細胞中的各種酶水解形成氨基酸,之後被再循環到合成新的蛋白質。但是,如果身體處於飢餓狀態,則一些氨基酸將被分流到葡萄糖分解代謝的途徑中,以便產生能源供身體活動所需。

蛋白質消化和吸收

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圖片引用來自:Joseph Feher, in Quantitative Human Physiology (Second Edition), 2017

上圖彩色圓圈表示一個個別單位的氨基酸。在胃階段,胃蛋白酶將蛋白質分解成多肽(polypeptides)和一些氨基酸(amino acid)。在腸道中,胰蛋白水解酶(pancreatic proteolytic enzymes)被腸激酶(enterokinase)激活並進一步將蛋白質分解成較小的寡肽(oligopeptides)和氨基酸。腸道絨毛刷狀緣(brush border)中的許多蛋白酶(proteases)完全消化蛋白質並將氨基酸釋放到運輸機制中,所謂的運輸機制是將氨基酸和一些二胜肽(di-peptides)和三胜肽(tri-peptides)送入腸細胞內。

如何將脂肪(fat)轉換成脂肪酸?

進餐後,膳食脂肪會在消化道分解成甘油三酯(triglycerise,TG),之後再會被脂肪酶水解,產生脂肪酸(fatty acid, FA)和單酰甘油(monoacylglycerol, MAG),然後被吸收進入腸細胞。在腸上皮細胞吸收後,脂肪酸會經由淋巴系統被送到肝臟進行合成脂蛋白(包覆脂肪酸)的反應,以便讓親水性的脂蛋白(包覆脂肪酸)進入血液循環,將被包覆的脂肪酸運送到身體需要的地方,過多的脂蛋白(包覆脂肪酸)會被儲存在肌肉脂肪組織以作為能量儲備之用。

 

參考文獻

 

 

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