3　家庭事务　葡萄糖是如何进入血液的

从恐龙到海豚再到老鼠，植物发明的葡萄糖燃烧系统对所有的生物来说都相当重要。在第一株植物出现四亿四千九百万年后，人类出现了，而人类也需要靠燃烧葡萄糖获得能量。

我们的细胞，就像所有的动物和植物的细胞一样，都需要能量来维持生命——葡萄糖是细胞最佳的能量来源。虽然每一种细胞功能不同，但都需要葡萄糖的支持。心脏细胞需要能量来进行收缩，脑细胞需要能量来激发神经元，听觉细胞需要能量来听，视觉细胞需要能量来看，胃细胞需要能量来消化，皮肤细胞需要能量来修复伤口，红细胞需要能量让我们获得充足的氧气、整夜蹦迪。

每一秒，我们的身体要燃烧8×10 ¹⁸ 个葡萄糖分子。换个角度来看，如果一个葡萄糖分子是一粒沙子，我们每10分钟就会把地球上所有海滩上的沙子燃烧一次。

总而言之，人体需要大量的能量。但是，我们遇到了一个小问题：人类不是植物。即使有了最先进的技术，我们也不能利用太阳将空气转化成葡萄糖（我曾经尝试在海滩上进行“光合作用”，但是没有任何效果）。对我们来说，获取所需葡萄糖的最常规的方式（但不是唯一方式）就是吃。

淀粉

至今，我都记得11岁时在生物课上做的一个实验。当时我们正准备上第二节课。每个学生都被分到了一片白面包。

就在我们都困惑不解的时候，老师宣布了上课内容：每个人把整片面包放到嘴里，然后持续咀嚼整整一分钟，其间不能吞咽下去。虽然这是一个奇怪的要求，但是貌似比平时的课堂内容更好玩，所以我们都按照要求做了。大约嚼了30次后，令人惊讶的事情发生了：面包的味道开始变甜了！

大多数面包都是由面粉制成的，而面粉由小麦粒研磨而成。我们都知道，小麦粒里面含有很多淀粉。任何由面粉制成的食物都含有淀粉，如馅饼皮、饼干、糕点、意面——所有这些都是由面粉制作的。我们进食时，也会使用和植物一样的酶——α-淀粉酶，来把淀粉分解成葡萄糖。

淀粉在体内转化为葡萄糖的速度非常快。这个过程通常发生在肠道，所以我们很少注意到它。α-淀粉酶将淀粉分解，葡萄糖分子被释放出来。然后，这些葡萄糖分子又像下课的孩子们一样在操场上疯跑。

完成这项重要工作的α-淀粉酶也存在于我们的唾液之中。如果咀嚼淀粉的时间足够长，我们就给了α-淀粉酶工作所需要的时间。这个分解过程发生在口腔，被我们尝了出来。这就是这项实验的神奇之处。

水果

和面包不同，水果一开始尝起来就是甜的。这是因为水果已经含有一些没有被连接起来的甜甜的葡萄糖分子。另外，水果中还含有果糖，果糖比葡萄糖更甜。水果中还有蔗糖——葡萄糖和果糖的组合糖，蔗糖虽然没有果糖甜，但是比葡萄糖要稍甜一些。

水果中的葡萄糖可以被身体直接吸收利用，不需要再次分解。蔗糖确实需要被分解，有一种酶可以将蔗糖分解成葡萄糖和果糖，但是所需的时间极短，只要1纳秒（十亿分之一秒）。

果糖的情况则要复杂一些。我们吃下果糖后，其中的一部分会在小肠被再次转化成葡萄糖，另一部分则继续以果糖的形式存在。果糖和葡萄糖都能够通过肠壁细胞进入我们的血液。在之后的章节中我会进行讲解，现在我希望大家记住的是，葡萄糖是我们身体所需要的燃料，但果糖不是。现在的状况是，我们吃了很多不必要的果糖，因为我们吃了太多的蔗糖（一份蔗糖中的一半是葡萄糖，另外一半是果糖）。

那么纤维呢？纤维有着特殊的命运。

纤维

酶的作用是断开淀粉和蔗糖中的连接，但是，没有任何酶可以断开纤维中的连接。也就是说，纤维不能重新变回葡萄糖。这就是为什么我们吃了纤维之后，纤维仍然是纤维。

纤维会从胃到小肠，再到大肠。这很好。尽管纤维不能转化为葡萄糖，不能为细胞提供能量，但是，纤维是我们饮食中必不可少的物质，在帮助消化、保持健康的肠道运动、维持微生物健康等方面发挥着非常重要的作用（见图1-7）。

同一个父母，四个兄弟姐妹

淀粉、纤维、果糖和蔗糖就像四个性格不同的兄弟姐妹。不管它们怎样争吵，也不管它们看起来差异多大，我们都无法忽视它们是相关的这一事实，因为它们有着共同的父母——葡萄糖。

哪怕给它们一个家族名字，都很合理。1969年，几位科学家联名发表了一篇长达20页的论文《碳水化合物命名法的暂定规则》（ Tentative Rules for Carbohydrate Nomenclature ），并将论文呈交给了科学界。在那之后，人们接受了这个家族的名字——碳水化合物。那么，为什么称它们为碳水化合物呢？因为它们是由碳（含碳化合物）和水（水合物）结合而成的，这也是在光合作用中发生的事情。

碳水化合物 = 淀粉 + 纤维 + 糖类（葡萄糖、果糖、蔗糖）

在碳水化合物家族（包括淀粉、纤维、葡萄糖、果糖和蔗糖等）中，科学家将其中最小的分子——葡萄糖、果糖和蔗糖，组成了一个亚组。我们称这个亚组为糖类。这里的糖类与我们常说的食用糖是不一样的，尽管它确实包含构成食用糖的分子，如蔗糖。“糖类”在这里是一个科学术语。

碳水化合物家族的成员在植物中以不同的比例存在。例如，西蓝花中有大量的纤维和少量淀粉，土豆中有大量的淀粉和少量纤维，而桃子中大部分都是糖类，只有少量纤维（我们可以注意到每种植物中至少会有少量纤维）。

但是，令人困惑的是，当人们谈论营养时，总是用“碳水化合物”或者“碳水”来描述淀粉和糖类，而不包括纤维。这是因为纤维不能像它的兄弟姐妹一样被人体吸收。我们可能听过一些说法，如“西蓝花中碳水化合物很少，大部分都是纤维”。根据科学命名法，正确的说法应该是“西蓝花含有大量的碳水化合物，其中大部分都是纤维”。

在本书中，我会继续按照惯例来叙述，因为这是我们在生活中最可能听到的说法。但是同时，我还是一如既往地希望大家能够了解科学！

当我说到“碳水化合物”或者“碳水”时，我指的是淀粉类食物（土豆、面食、米饭等）和含糖食物（水果、派和蛋糕等），而不是指蔬菜，因为蔬菜的成分大部分是纤维，只有少量是淀粉。并且，当我说到“糖”时，就像我们大多数人一样，我指的就是食用糖。

如果我们的饮食中没有葡萄糖会怎样

既然葡萄糖对生命如此重要，那么肉食动物又是如何生存的呢？毕竟，许多动物并不吃植物，如海豚，它们以鱼类、鱿鱼和水母等为食。还有一些人也不吃植物，因为他们生活的环境里没有水果和蔬菜，如俄罗斯冻原地带的人。

葡萄糖对我们的身体细胞特别重要，当确实无法从外界摄入葡萄糖时，身体还可以自己生成葡萄糖。

虽然人不能进行光合作用，不能通过空气、水和阳光生成葡萄糖，但是，身体可以通过食物来生成葡萄糖，如通过脂肪或蛋白质产生葡萄糖。肝脏则通过一种被称为糖原异生 的过程，来完成这一目标。

我们的身体甚至还能进一步地自我调节：当葡萄糖很少时，身体的很多细胞能够在必要时将脂肪作为能量。这就是代谢灵活性。（只能依赖葡萄糖的细胞是红细胞。）

事实上，一些饮食方法，如阿特金斯饮食法 和生酮饮食法 就是通过刻意限制碳水化合物的摄入量，让人体内的葡萄糖处于一个极低的水平，来刺激身体通过燃烧脂肪来提供能量。这种方法被称为营养酮症，也是代谢灵活性在实践中的应用。

所以，可以确认的是，碳水化合物在生物学上并不是必要的（我们不需要通过吃糖来维持生存）。但是，它们确实是快速获得能量的途径，也是人类饮食中的一道美味，并且已经被食用了数百万年。研究发现，人类的史前食谱中既包括动物，也包括植物：有植物时就吃植物，吃什么取决于他们在哪里生活。人类的饮食方式与周围的食物供给相适应。然而今天，我们的饮食方式似乎彻底脱离了大自然原来的计划。 n0UDoR3EL4WFQufi9VUe9Li3QxIPwE3ZCgJ1JAYPrsWstjj1OcFVZUzYj0CHQaXD