混合食物摄入后,碳水化合物在肠道内分解成单糖而被吸收,很快进入门静脉系统,在肝脏一些特殊酶的作用下转化成肝葡萄糖代谢的介质。吸收的葡萄糖通过循环分布到全身,被一些特异的组织摄取。首先要维持大脑的代谢,每天需100~125 g葡萄糖。此时,葡萄糖进入循环的速度要超过大脑摄取葡萄糖的恒定速度,其次是肝糖原的再补充。肝糖原的作用不仅是碳水化合物的储存处,而且可作为大量葡萄糖进入体内时的缓冲池。
食物中的蛋白质水解成为氨基酸而被吸收。首先,它用于补充作为肝脏、肌肉等的结构蛋白,代替被分解的蛋白质。在哺乳动物类,无储存可供利用的蛋白质,多余的氨基酸(主要是非必需氨基酸)在肝脏脱氨基或在碳水化合物的残基上作为肝脏的能源、脂肪合成或糖异生的原料。支链氨基酸首先在外周代谢,被脂肪组织用作脂肪合成的原料,或被肌肉脱氨基而氧化。
食物中的脂肪以三酰甘油的形式摄入,与内源性脂肪和一些蛋白质结合形成脂蛋白,通过淋巴系统进入循环。在进食后,它首先被脂肪组织摄取并结合成脂肪小滴作为主要能源储存起来。
在进食后阶段,如果混合食物中含过量的三大产能营养物质,机体继续处于合成代谢状态。此时,机体维持较高的血糖和胰岛素水平,使整个机体利用葡萄糖。胰岛素在调节进食后的代谢中起着十分重要的作用,其作用具有组织特异性,尤其是对骨骼肌和脂肪组织。胰岛素在肌肉组织有3个作用:①加快葡萄糖转运入细胞内;②增加糖原合成;③增加肌肉蛋白质合成。胰岛素在进食后阶段的真正作用是向肌肉组织提供葡萄糖作为其收缩时的能源,提供以后可以利用的储存燃料。胰岛素在脂肪组织的作用是:①增强细胞膜转运葡萄糖;②刺激葡萄糖磷酸化;③抑制脂肪分解;④增加组织中脂蛋白脂酶的活性。胰岛素促进葡萄糖转运的作用在骨骼肌中远比脂肪组织中强。实验研究表明,大部分非氧化的葡萄糖存在于肌肉中。
食物最终被胃肠道消化,各种营养成分运输至循环,血浆胰岛素水平下降,这是葡萄糖被脂肪组织和肌肉组织利用的信号。最后,当葡萄糖从消化道进入循环的速度和被大脑、脂肪组织、肌肉和肝脏清除的速度相等时,这是机体不能再摄取葡萄糖的信号。(www.xing528.com)
吸收后阶段开始于进食后8~12小时,前餐的食物都已吸收,血浆葡萄糖浓度下降。此时,大脑仍主要消耗葡萄糖,但其他组织特别是骨骼肌的能源仅1/4~1/3来自葡萄糖。游离脂肪酸开始从脂肪组织中动员出来,以提供其余2/3~3/4能量,肌肉和血中游离脂肪酸浓度升高,肝糖原开始下降。肝脏葡萄糖可来自肝糖原的分解,也可来自糖异生作用。随着禁食时间的延长,糖异生作用变得越来越重要。禁食24小时后,糖异生作用是肝脏葡萄糖的主要来源。
禁食早期最主要的特点是胰岛素水平的下降和胰高糖素浓度的增高。胰高糖素的根本作用是通过刺激肝糖原转化为葡萄糖以防止低血糖。胰高糖素增加肝细胞内的环磷酸腺苷(cAMP)浓度,使糖原分解增强。骨骼肌细胞缺乏6-磷酸-葡萄糖激酶,这可解释来自肌糖原的葡萄糖为什么不能进入循环。此外,胰高糖素还可促使肌肉释放氨基酸和乳酸来协助肝脏的糖异生。胰高糖素还可增加脂肪分解和脂肪利用,主要是脂肪的氧化。由此可见,胰高糖素起着双重作用,一方面增加向需要葡萄糖作为能源的组织提供葡萄糖;另一方面增加向可以利用脂肪作为能源的组织提供游离脂肪酸。
在进食/禁食循环中,胰岛素与胰高糖素之间的平衡在决定物质应用上十分重要。在肝脏,胰岛素是胰高糖素直接的拮抗剂。因此,胰岛素/胰高糖素比率对最终代谢行为起决定性作用。
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