| 主講人:邱顯峯老師 | 整理:孫曉陽 彭昱玨 |
| 前言 | |
| 在介紹過蛋白質、脂質和醣類等三大營養素後,接著我們來看看此三者的代謝及其相互間的關係。其中較值得一提的是,蛋白質、脂質和醣類在代謝的三羧酸循環中,彼此是可以相互換的,不要誤解蛋白質、脂質和醣類是絕對的獨立。三羧酸循環讓我們一方面知道,攝取過多的醣類會轉成脂肪、攝取過多的蛋白質並不會形成蛋白質,而可能形成脂肪,另一方面讓我們知道人體是如此的奧妙。此單元,學理較深,讀者若是不感興趣,可以擇己所好閱讀之。 | |
| 蛋白質脂質醣類的代謝及其相互間的關係 | |
| 一、營養素的代謝 | |
| 代謝作用可以定義為:發生在細胞或任何生命體內的所有化學反應。就營養學而言,代謝作用可以說是食物被吸收利用的全部過程。 | |
| (一) | 代謝作用的分類 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 代謝作用包括: 消化作用 (Digestion)、吸收作用 (Absorption)、運輸 (Transport)、及細胞氧化作用 (Cellular oxidation)。然而,通常代謝作用是指發生在細胞內的物理和化學反應。 代謝作用包含兩種共存的反應過程: 同化作用 (Anabolism)、和異化作用 (Catabolism)。 |
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| (二) | 基本的代謝途徑 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 食物的性質決定了組織內代謝的基本型式。哺乳動物,如人類,必須將膳食中的醣類、脂肪和蛋白質經消化後的產物吸收入體內,做進一步的加工。這些產物主要是葡萄糖、三酸甘油 (Triglyceride)以及胺基酸。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| (三) | 胺基酸代謝 (見圖四) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 胺基酸為合成蛋白質所必須的物質。有些胺基酸是組織所不能合成的,必須由食物中攝取,稱為必需氨基酸 (essential amino-acid)。其餘的則稱為非必需胺基酸 (non-essential amino-acid),它們亦可由食物中攝取,或者由過剩的胺基酸經轉胺作用(transamination),將胺基氮 (amino nitrogen) 轉移至某些中間產物而形成。脫胺作用(deamination)之後,多餘的胺基酸則以尿素型式排除; 而轉胺作用後剩下的碳骨架部份,則 (1)經由檸檬酸循環而氧化成CO2,(2)合成葡萄糖〔糖質新生作用 (gluconeogenesis)〕,或者 (3)形成一體。 除了做為蛋白質合成所需外,胺基酸也是其他重要化合物的先驅物質,如普林 (purines)、嘧啶 (pyrimidines) 、及某些激素如甲狀腺素 (thyroxine) 和腎上腺素 (epinephrine)。 |
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| 圖四 胺基酸代謝之概觀,以其主要的終產物表示之。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 二、蛋白質脂質醣類的代謝及其相互關係 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 碳水化合物、脂肪和蛋白質的代謝作用,彼此互相依賴。葡萄糖、脂肪酸、甘油和胺基酸,都可以進入一個共同途徑,產生能量。 由於醣類、脂肪、蛋白質三類營養素可經由代謝中間物互相轉換,因此過量的攝取都可能造成能量的積蓄。有關食物營養素代謝路徑,請見圖五 |
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| 這三大類提供熱量的營養素之關係如下: (註: 同類營養素間之作用以實線表示,其他則以虛線表示) |
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| 圖五 食物營養素代謝路徑之關係 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 補充說明 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 三羧酸循環(Tricarboxylic acid cycle;TCA cycle)又檸檬酸循環(Citric acid cycle),是需氧生物體內普遍存在的代謝途徑,因為在這個循環中幾個主要的中間代謝物是含有三個羧基的檸檬酸,因此得名;或者以發現者漢斯•阿道夫•克雷伯命名為克雷伯氏循環,簡稱克氏循環(Krebs cycle)。三羧酸循環是三大營養素(糖類、脂類、胺基酸)的最終代謝通路,又是糖類、脂類、胺基酸代謝聯繫的樞紐。 在三羧酸循環中,反應物葡萄糖或者脂肪酸會變成乙醯輔酶A。這種「活化醋酸」(一分子輔酶和一個乙醯基相連),會在循環中分解生成最終產物二氧化碳並脫氫,質子將傳遞給輔酶煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和黃素腺嘌呤(FAD),使之成為NADH + H+和FADH2。NADH + H+和FADH2會繼續在呼吸鏈中被氧化成NAD+和FAD,並生成水。這種受調節的「燃燒」會生成ATP,提供能量。 |
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