營養101: 熱量與代謝

之前與大家簡介了宏量營養素(碳水化合物、脂肪、蛋白質)和微量營養素(維他命、礦物質)，今次和大家探討由宏量營養素產生並維持身體活動的重要物質 – 熱量。

熱量的國際單位是焦耳 (Joule)，不過我們對卡路里 (calories) 比較熟悉，基本上1大卡 (1 kcal) 相等於4.184 的千焦耳 (kJ)，而食物經消化後所產生的能量亦有所不同：每克碳水化合物和蛋白質能提供4 kcal、每克脂肪能提供 9 kcal、每克酒精能提供 7 kcal。

一般成年人每日消耗的熱量大約是2000 kcal，那我們每日的熱量都消耗到那裡呢? 大約60-70%的總熱量消耗在基礎代謝 (Basal Metabolic Rate, BMR) 上面，是生存的必須的熱量，包括維持體溫、器官功能、肌肉收縮、新陳代謝等等生理功能，其次是非運動性生熱反應 (Non Exercise activity thermogenesis, NEAT)，主要關乎職業、休閒活動 (例如打掃)、日常生活的基本活動 (例如行路和上落樓梯) 以及無意識/自發活動 (例如打冷震) ，約佔15-50%的總熱量消耗，另外是運動消耗 (Exercise activity thermogenesis, EAT)，根據不同的運動強度，佔15-30%的總熱量消耗，最後是食物生熱效應 (Thermic effect of food, TEF)，佔8-15%的總熱量消耗，然而，並不是每一種營養素的效應都一樣，蛋白質為攝取量的25-30%，碳水化合物為6-8%，脂肪為2-3%。

身體要使用從食物所產生的熱量，必須要透過代謝，轉換為體內共通的能量”貨幣”，即是大家耳熟能詳的三磷酸腺苷 (adenosine triphosphate, ATP)，而宏量營養素透過代謝提供能量的途徑亦有所不同。

碳水化合物經消化後，成為葡萄糖 (glucose)，然後經過糖解作用 (glycolysis) ，進入檸檬酸循環 (TCA Cycle) 產生能量或者在無氧環境下 (例如骨骼肌) 產生乳酸 (Lactate)。脂肪經消化後，拆解成為脂肪酸 (fatty acid)，然後透過 β-oxidation，進入檸檬酸循環產生能量或者因某些原因 (例如禁食、未經妥善控制的1型糖尿病) 而產生酮體 (Ketone bodies)。蛋白質經消化後，成為胺基酸 (amino acid) ，一般不會成為能量使用，而是用來製造肌肉、內臟、抗體和酶等等，只有當身體碳水化合物攝取不足 (例如低碳節食減肥) ，體內儲存量亦不足的情況下，除了燃燒脂肪提供能量外，身體亦會優先將蛋白質轉為葡萄糖提供能量。因此，不恰當的節食減肥不但會減少體脂肪，同時亦會減少肌肉量，導致新陳代謝減慢，最終體重迅速反彈，稱為溜溜球效應 (yo-yo effect)。