人体内的糖代谢基础（二）：糖酵解与糖异生 原创 LeoGeoYo 小小王的思维角落  2025年08月11日 21:22 广东     前一篇文章主要介绍了生活中常见的糖和一些有关糖的问题，这篇文章主要聚集于糖在人体内最重要的一种代谢变化：糖酵解。事实上，在对糖的了解还不够深入的时候，人们一度认为糖在体内不过就是一种燃料，“燃烧”释放能量。然而，后来人们发现，糖吃多了居然会发胖，而且还是造成过度肥胖的元凶。看起来它绝不仅仅只是一种燃料，显然在过于富裕的时候还能变成脂肪，说明糖还存在转化为其他物质的途径。实际上，无论是糖氧化释放能量，还是转化为脂肪等其他物质，都与“糖酵解”及其后续变化有着密切关系，可以说糖在体内的代谢总是始于糖酵解。     一、糖酵解的反应     糖酵解（glucolysis），通常以人体内最常用的底物葡萄糖来定义，即是将一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，同时生成2分子的ATP（三磷酸腺苷）和两分子NADH（还原型辅酶I，即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原型）的反应，总体可以写成：1葡萄糖→2丙酮酸+2ATP+2NADH。     这个反应最终产生的三种物质在人体内各有其重要作用：第一个是丙酮酸，一种重要的中间物质，如同枢纽一般连接有氧代谢和无氧代谢，也连接着糖、氨基酸、脂肪之间的相互转化。第二个是ATP，虽然糖被认为是体内主要的供能物质，但是真正能在细胞内直接提供能量的物质却是ATP，所谓的供能物质都要通过一系列反应“兑换”成ATP才能提供能量，所以ATP又有着“能量货币”的称呼。第三个是NADH，这是一种接受了电子的辅酶I，因为处于还原形态，又称为“还原型辅酶I”，NADH与其氧化形态的NAD⁺是体内氧化还原过程的电子载体。因为体内的氧化还原反应本质上是不同物质间电子的传递，但是电子不能游离着传递，必须依赖一类容易接受电子又容易释放电子的物质来做运载工具，NAD⁺/NADH就是其中一种重要的载体。     简单地说，糖酵解的反应能够利用葡萄糖，释放些许能量，产生一系列中间体，以及释放一些电子交给NADH。     从反应来看，1分子葡萄糖经过糖酵解仅仅生成2分子ATP，这个效率在能量供应层面来说确实上不了台面，但是糖酵解最大的特点是不依赖氧气和线粒体，这是其具有的独特优势，也让产能效率极低的糖酵解的地位有了很高的提升。首先，在人体内承担着运输氧气功能的成熟红细胞是一种没有细胞核也没有线粒体的细胞，如果没有糖酵解，成熟红细胞将无法获得ATP；其次，在氧气供应不足的情况下，糖酵解途径仍能进行，虽然杯水车薪，但多少能够生成一些ATP紧急供能。     二、糖酵解产物的后续变化     1.无氧代谢：如果在氧气供应不充足的情况下，身体会进行无氧代谢。这种情况下，丙酮酸会直接与NADH发生反应，丙酮酸接受电子被还原为乳酸，同时将NADH变为氧化型的NAD⁺，不会再产生ATP，反应为：1丙酮酸+1NADH→1乳酸+1NAD⁺。这是在进行无氧运动后会出现肌肉酸痛的原因之一，所谓无氧运动也就是指让肌肉进行无氧代谢的运动，这些运动多是短时间爆发、剧烈的运动，需要在短时间内消耗大量能量，来不及进入有氧代谢。最终，整个无氧代谢下来，1份葡萄糖只能产生2份ATP，效率极低，只能作为一种紧急情况下的备选代谢途径。     2.有氧代谢：如果氧气供应充足，丙酮酸会进入线粒体基质中，经过脱羧氧化形成另一种重要的物质——乙酰辅酶A。乙酰辅酶A随后进入三羧酸循环，并被彻底氧化成为CO2，同时产生大量还原型辅酶。这些还原型辅酶在一个称为“氧化磷酸化”的过程中传递电子，推动大量ATP的合成。整个有氧代谢的情况下，1份葡萄糖能产生30-32份ATP，能够得到最大化利用，释放出足够的能量。因此，有氧代谢是人类最主要的代谢方式，效率很高。     3.过于充裕的糖摄入导致脂质合成：由糖转化为脂质的过程发生在肝脏，因此肥胖人群往往也会出现脂肪肝。如果摄入糖过量，但是身体对能量的需求又不大，那么会有ATP富余的情况，它们会激活乙酰辅酶A羧化酶，让大量的乙酰辅酶A转变为丙二酸单酰辅酶A，再进一步合成脂肪酸。这些脂肪酸与甘油形成“甘油三酯”，后从肝脏转运到脂肪组织沉积下来。因此，大量摄入糖，而又消耗不足的情况下，人类基因中储蓄的本能会被激发，用脂肪的形式将过剩的能量存起来。     三、糖异生     最后简单介绍一下糖异生（gluconeogenesis），所谓糖异生就是指利用非糖类物质合成葡萄糖的过程，这个过程主要也发生在肝脏。人体内能够合成葡萄糖的非糖物质主要有：乳酸、丙酮酸、甘油、氨基酸等。糖异生对人体最大的作用在于，当血糖浓度降低、肝脏储备的糖原又已经耗尽的时候，能够将其他物质转化成葡萄糖，以此来维持血糖稳定。     血糖稳定之所以重要，是因为人的大脑几乎只能利用葡萄糖供能，它不能利用脂肪酸和氨基酸供能，因此需要有源源不断的葡萄糖经过血液提供给大脑，否则大脑细胞陷入低能量状态，会引起头晕、恶心、晕厥等低血糖反应，严重时可以导致死亡。所以，即使在饮食中不摄入任何的糖，身体同样会通过代谢产生糖。但是，如果不摄入糖的同时，糖异生的过程又受到激素等因素干扰而减缓（比如胰岛素分泌增多），就很容易出现低血糖。因此，适度的糖摄入仍是有必要的。