爲什麼葡萄糖能產生能量

我們行走，工作，吃飯，等等都需要有能量的支持，沒有能量，我們就沒有生存的動力，這些能量從哪裏來呢?有一種叫做葡萄糖的的東西可以滿足人體運動所需的能量，通過食用富含葡萄糖的食物，人體就能快速的回覆能量，保持動力。

人的肌肉爲什麼會有那麼大的力量呢?就像電動機轉動需要電，而電又主要是在發電廠中燃燒煤或石油產生出來的一樣，人的肌肉發力也需要一種“高能化合物”ATP的驅動。而細胞中產生ATP的“燃料”，主要就是葡萄糖。動物主要靠消化食物中的澱粉(葡萄糖的多聚物)獲得葡萄糖。

你也許要問，脂肪的“燃燒值”高達39千焦/克，而葡萄糖只有17千焦/克，爲什麼不用脂肪做主要“燃料”呢?原因就在於，地球上的生命是在水中產生的，所以地球上所有的生命都以水爲化學反應的介質。脂肪含的能量雖多，但是在水中的溶解度卻很低，在血液中轉運和進入細胞都很麻煩和緩慢，不能滿足細胞對能量的迅速需求，所以只能在肌肉不做強力收縮等場合使用。

與此相反，葡萄糖是高度溶於水的，進入細胞也不需要消耗能量。而且從單細胞生物開始，葡萄糖就成爲生物獲取能量的主要“燃料”，並且發展出了一套高度有效的氧化葡萄糖的“化學反應鏈”。通過這條“鏈”，葡萄糖被氧化成水和二氧化碳，釋放出來的能量則用於ATP的合成。它的效率非常高，1個分子的葡萄糖能夠產生32個分子的ATP，其能量轉換的效率和汽車的發動機旗鼓相當。人的身體也“繼承”了這套“反應鏈”，它就發生於體內的一種叫作“線粒體”的細胞器內，所以線粒體被稱爲細胞的“動力工廠”。

不過，單靠這種供給機制還不保險。在緊急情況下，人如果需要肌肉較長時間地做強度比較大的活動，血液中的葡萄糖就有可能供應不上。也許有人會說，只要把血液中葡萄糖的濃度提高，對細胞的供給不是就更充分了嗎?但是葡萄糖除了“甜甜蜜蜜”地爲人體“做好事”以外，它還有一個“壞習慣”，就是和蛋白質分子側鏈上的氨基(-NH2)結合，破壞蛋白質的正常功能。葡萄糖在血液中的濃度過高，就會產生一系列不良的後果，糖尿病就是因此而發生的。所以血液中葡萄糖的濃度必須被控制在5毫摩爾左右，也就是每升血液約含90毫克的葡萄糖。

雖然不能提高血液中葡萄糖的濃度，但是人的身體是很“聰明”的，還有好幾種“後備手段”。

一是增加肌肉中的血液流量。人在做劇烈運動時，流過肌肉的血液量可以比平時增加20倍以上。雖然血液中葡萄糖的濃度沒有提高，但是大量血液的“光顧”可以提供更多的葡萄糖，同時還增加了對肌肉的供氧量，使葡萄糖充分“燃燒”。

二是在平時將葡萄糖變成糖原，作爲儲備物資儲存在肌肉細胞和肝細胞內。在緊急情況下，肝糖原可以變回葡萄糖，進入血液供給肌肉細胞。但是肌肉細胞可沒有肝細胞那麼“大公無私”。它們對葡萄糖是“只進不出”的，肌糖原只供自己使用。在緊急情況下，對肌糖原需求量較大，那些肌糖原通過“糖酵解”的步驟在合成一些ATP的同時轉變成了乳酸。所以，人在做劇烈運動後感覺肌肉痠痛，就是肌糖原變成乳酸累積在肌肉之中的緣故。

三是把ATP換成磷酸肌酸，相當於把人民幣換成“外幣”存起來，在需要時再換回來。

肌肉細胞“留”了這幾“手”，一般就不會出現能量短缺的問題了。