第四章讲人体是如何从糖供能切换至酮供能的？酮体又是如何为身体和大脑供能的？
这就都要从人体的供能系统说起。我们按照一个人首次从糖供能系统切换为酮供能系统的时间线，逐步讲述供能系统的切换和酮体的生成过程。
第一部分 传统饮食下人体的糖供能系统
假设我们的主角是王同学，王同学目前用的还是传统饮食下人体的糖供能系统。由于决心今晚开始生酮，王同学刚刚午饭吃完了一大碗兰州牛肉拉面，算过了一把最后的碳水瘾。面的主要成分是碳水化合物，碳水化合物进入消化系统以后分解为葡萄糖。体内的葡萄糖充足。在胰岛素的作用下，多余的葡萄糖存储为糖原，糖原以外的多余葡萄糖被合成为脂肪酸。
传统糖供能模式下，人体内有三大能量产生系统，磷酸原系统、糖酵解系统、有氧氧化系统。其中磷酸原系统、糖酵解系统两者属于无氧供能系统，仅在需要瞬时爆发力的运动上才会用到。日常生活中，我们绝大部分情况下都是依赖有氧氧化系统，氧化供能系统的核心是三羧酸循环，英文是Krebs cycle或TCA Cycle，发生于细胞核中的线粒体，线粒体是人体有氧氧化供能的能量生产工厂。
一敲黑板，重点来了，碳水化合物、蛋白质、脂肪都可以参与三羧酸循环，他们分别是如何参与的呢？
碳水化合物消化吸收分解为葡萄糖，葡萄糖被胰岛素搬运至身体各细胞中。葡萄糖经过糖酵解生成丙酮酸。丙酮酸脱氢酶系催化后，生成乙酰辅酶A。同时丙酮酸在羧化酶的作用下生成草酰乙酸。乙酰辅酶和草酰乙酸进入该体细胞的线粒体内参与三羧酸循环，生成ATP给该细胞供能，同时产生水和二氧化碳从呼吸中排出。多余用不掉的葡萄糖储存为糖原，如果还有多余就存储为脂肪。
蛋白质消化吸收分解为氨基酸，氨基酸优先合成身体所需的各种蛋白，包括肌肉骨骼软骨皮肤头发都需要蛋白质构成。如果这时候，还有多余的蛋白质没用掉，而此时体内的葡萄糖又不够用，这时候肝脏会通过转氨作用，在肝脏内把氨基酸转化成葡萄糖，葡萄糖经过糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸脱氢酶系催化后，生成乙酰辅酶A。同时丙酮酸在羧化酶的作用下生成草酰乙酸。乙酰辅酶和草酰乙酸进入肝脏细胞的线粒体内参与三羧酸循环，生成ATP传递给体细胞供能，同时产生水和二氧化碳从呼吸中排出。多余用不掉的葡萄糖储存为糖原，如果还有多余就存储为脂肪。
脂肪消化吸收分解为脂肪酸和甘油。如果之前摄入的碳水化合物分解的葡萄糖，再外加蛋白质分解为氨基酸经过转氨作用生成的葡萄糖都不够用，这是脂肪酸会被直接用作为燃料，经过β氧化过程生成乙酰辅酶A，借着之前肝脏内三羧酸循环剩余的草酰乙酸，两者进入肝脏细胞的线粒体参与三羧酸循环，产生ATP为身体细胞供能。
王同学由于一大碗兰州牛肉拉面吃下去，摄入了远远多于身体能量消耗的葡萄糖，因此多余的葡萄糖存成了糖原，还有一部分多余的葡萄糖合成为脂肪存储起来，而牛肉中包含的蛋白质，在满足身体必须要素的合成和使用后，一部分在转氨作用下形成了葡萄糖而在胰岛素的帮助下，最终又合成了脂肪，另一部分蛋白质分解为氨基酸，经过肾脏代谢后通过尿液排出。牛肉中包含的脂肪，由于身体葡萄糖已经够用，在胰岛素的作用下，这也直接被存储起来，成为了身体脂肪的一部分。
胰岛素一大波猛烈的攻势后，葡萄糖基本被从血液中清理完毕。血糖水平迅速下降，于是胰岛素也收工了。王同学也因为血糖水平的迅速下降产生了阵阵的困意。于是去睡午觉了。
第二部分 从糖原开始逐步用尽存量葡萄糖
王同学一觉醒来的时候已经下午三点了，趁金秋时节天气好，王同学外出散了一小时的步。此时王同学血糖水平较低，为了供给身体所需的能量，同样是由胰腺分泌的胰高血糖素开始把糖原转化成葡萄糖，糖原开始逐步消耗。
这里插一句，胰高血糖素是胰岛素的欢喜冤家，跟胰岛素呈现一种此消彼长的关系，已形成血糖水平的动态平衡。胰高血糖素具有把糖原转化为葡萄糖，把蛋白质转化为葡萄糖，把脂肪酸转化为酮体的功能，大家可自行利用搜索引擎。
由于王同学铁了心的要生酮，因此他也再也没有给自己补充过糖。当糖原全部耗尽时，肝脏开始试图把血液和消化系统中所剩的蛋白质、甘油、肝脏内三羧酸循环剩余的草酰乙酸，全部转化成葡萄糖，顶替上来，为身体供能。
到了晚上八点的时候，王同学已经很饿了。此时体内的葡萄糖基本耗尽。脂肪酸经过β氧化过程生成乙酰辅酶A，与肝脏内极少存量的草酰乙酸共同维持着三羧酸循环。可是绝大部分的草酰乙酸已经转化为葡萄糖了，三羧酸循环无法维持。很快肝脏内三羧酸循环就中断了。
这时候身体不得不启动另外一套供能系统了。
第三部分 葡萄糖彻底穷尽，身体启动酮体供能系统
现在的肝脏内只有乙酰辅酶a了，由于缺少草酰乙酸，肝脏只能采用b计划，把乙酰辅酶a转化成酮体，这种酮体颗粒包括三样物质：乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮。酮体离开肝脏后进入血液循环，进入到各个身体部位的体细胞中，重新合成乙酰辅酶a，进入体细胞的三羧酸循环，产生ATP，供给体细胞能量。
我们回顾一下。这里的酮体供能的三羧酸循环与葡萄糖供能的三羧酸循环很像，都发生于体细胞的线粒体。因为葡萄糖和酮体，分子结构够小，可以穿越体细胞膜进入体细胞，直接在体细胞内的线粒体中参与三羧酸循环为体细胞供能。
对脑细胞也是同理，葡萄糖和酮体都可以穿过脑细胞膜，在脑细胞内产生能量为脑细胞供能。氨基酸和脂肪酸，则由于分子结构较大，性质也比较特殊，无法直接进入体细胞作为燃料参与三羧酸循环，因此必须先进入肝脏，由肝脏将其转化为乙酰辅酶A，并在肝脏细胞内发生三羧酸循环。
二敲黑板，大家一定要记住，生酮模式下的脂肪产生能量是不同于传统模式下的脂肪产生能量的。
至此，王同学的供能系统，就从燃糖模式变成了燃脂模式，从糖供能变成了酮供能。
好了，总结一下第四章，我们学习了人体氧化产能过程三羧酸循环，学习了葡萄糖作为燃料是如何参与人体供能的，学习了糖供能状态下蛋白质和脂肪又是如何作为供能的替补队员供能的，学习了体内葡萄糖极其备用储备是如何全部耗尽的，还学习了酮体是怎么产生的以及如何为人提供能量的。下一章我们将要用一整章的时间，为大家深度讲解生酮饮食要遵循的原则。我们下章见！
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