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第16章 血糖胰岛素的“糖胰炮战” (1)

瘦素和饥饿素的平衡是“饿——饱”这场拉锯战的一个重要战场,在这个战场上,肠子分泌的瘦素和胃分泌的饥饿素打得不可开交,算是一场“肠胃”之战了。这场“饿饱大战”还有另外两个主要战场,其中一个在血液里进行,这就是胰岛素和血糖的“糖胰炮战”。

胰岛素是蛋白质家族里最耀眼的明星。至少两个诺贝尔奖和胰岛素有关系。胰岛素是由加拿大班廷爵士(SirFrederick Grant Banting)率领的研究小组发现的,班廷爵士因此获得了1923年的诺贝尔奖。弗雷德里克?弗雷德里克?桑格因为完成了对胰岛素的测序,于1958年获得了他的第一个诺贝尔化学奖(1980年他梅开二度)。

1923年的诺贝尔医学奖的争议比奥巴马获得和平奖还大,苏格兰的约翰?约翰?麦克劳德作为班廷的主要助手和班廷分享了诺奖。但是包括班廷爵士在内的很多人认为,其助手查尔斯?查尔斯?贝斯特(Charles Best)才是主要贡献者,愤怒的班廷把自己一半的奖金和自己在多伦多大学教授的位置让给了贝斯特。胰岛素除了制造了这一争议外,还制造了关于中国科学家该不该得奖的话题,。1965年,中国科学家邹承鲁、钮经义、杜雨苍、汪猷、邢其毅、龚岳亭等成功合成了胰岛素,在生物学史上写下了重重的一笔。让我们记住这些中国科学家的名字,他们是老一代科学家的卓越代表,也是新一代科学家们的楷模。获不获诺奖并不重要,重要的是他们踏踏实实地把中国生物科学带到了一个崭新的高度。别忘了,邓稼先先生和钱学森先生都没被诺奖提名过,但是他们和无数默默无闻的科技人员一起支撑起了中国人的脊梁。

胰岛素的作用

胰岛是由胰腺分泌的,胰腺位于人体上腹部,是个不显眼的器官。虽然不显眼,但从功能和行政角度来讲,胰腺就是人体能源部的部长,它通过分泌胰岛素控制着人体代谢。胰岛素通过刺激细胞膜里葡萄糖载体的活性使血糖进入细胞,血糖在细胞中被氧化释放出人体所需的能量。胰岛素体现了人性中存储的本能,是人体内的保守力量,见了东西就存起来。胰岛素能刺激人体将食物转化为脂肪和肌肉,这部分相当于定期存款和国债。胰岛素还能通过增强磷酸二酯酶的活性来促进人体(主要是肝脏和肌肉细胞)将血糖转化为糖原,储存在肝脏和肌肉里,随时可以拿出来转换成人体可用的能量。低浓度的胰岛素会导致糖原转化成糖以及肌肉脂肪的分解。

具体到脂肪的代谢,胰岛素的作用是通过影响和脂肪相关的一些酶的活性来实现的。高浓度的胰岛素会抑制脂肪酶的活性,从而降低脂肪的分解。不仅如此,胰岛素还能够诱导乙酰CoA羧化酶和脂肪酸合成酶的合成,从而促进脂肪酸的形成,胰岛素会进一步促进脂肪酸的酯化形成脂肪,堆积在你身体的某个地方。由此可见,血液里的胰岛素水平如果持续过高,就会增加人体的脂肪含量。胰岛素对蛋白质代谢的调节和对脂肪的调节非常相似,它既能够促进细胞对氨基酸的摄取(氨基酸是合成蛋白质的基本物质),同时它又能抑制蛋白质的分解。

读到这儿,你发现减肥已经变得非常容易,只要降低体内胰岛素水平就行了。最简单的降低胰岛素浓度的方法就是“不吃”,没有糖分进入血液,人体胰岛素水平就会降低。这对于“减肥”的确有好处,因为低水平的胰岛素降低了脂肪的合成,同时增加了脂肪的分解。但是,低水平的胰岛素也会加快蛋白质的分解,由于从而造成肌肉的减少,进而大大降低了人体内水分的比例,你的确会快速减重,但这不是减肥,你减掉的更多是水分。这就是种所谓的“快速减肥”其实就是“快速失水”。这种快速减肥非常有害,肌肉的迅速减少会大大降低你的新陈代谢,你必须要越吃越少来适应不断降低的代谢水平,这种方法很难持久。上文提到过,用“低碳水化合物减肥法”的人群中,90%以上的人会在1~5年后体重反弹,这非常糟糕,因为在减肥过程中,大部分人会失去一部分肌肉,而你“增”回来的基本都是脂肪,虽然重量相同,你其实比以前更胖了。这种减肥比不减肥更危害健康。不仅如此,这种减肥方法对减肥者的心理也会产生极坏影响,使得减肥者产生一种“恐减症”,再加上大部分人没有中国男足多年来立志消除“恐韩症”的决心和毅力,大部分人就此放弃,这是非常糟糕的。

胰岛素长期分泌不足就会导致高血糖,这就是糖尿病。糖尿病患者发病初期一般体重都有不同程度的降低,这是因为低胰岛素水平加速了脂肪和肌肉的分解。

脂肪分解时会生成酮体,酮体通过尿液和分泌液(唾液等)排出体外,人体有过量的酮体会导致酮症酸中毒,这非常危险。从这个角度讲,每天减掉一斤脂肪不仅是不可能的,也是致命的。无论如何,减肥时大量饮水是非常必要的,饮水可以加强酮的排泄,还可以清理口腔中的酮体导致的异(酮)味。

胰岛素的另一个作用是促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。提到DNA,很多人会想到亲子鉴定或者基因,其实基因只是DNA中具有遗传信息的一个片断,DNA没有遗传信息的部分引导着生物体发育和生命机能的运作。RNA的主要作用是参与蛋白质的合成。

人体的DNA和RNA不是一成不变的,很多因素会导致DNA和RNA的损伤,所以人体需要不停地对它们进行修补。胰岛素会加速这一修补的进程,“新三年,,旧三年,,缝缝补补又三年”说的就是胰岛素。最常见的损伤来自于阳光,紫外线不仅对皮肤有直接损伤,而且会损伤皮层细胞的DNA,如果不及时修复,被损伤的DNA会对细胞发出错误指令从而导致癌变,这就是阳光暴晒容易引发皮肤癌的原因。除了紫外线以外,其他环境因素也会导致DNA的损伤,比如尼古丁就是导致肺部细胞癌变的主要环境因素。现在医学界流行的说法是肥胖是一种炎症,这种炎症不仅消弱人体免疫系统,也会损伤DNA,所以说不合理饮食对DNA的损伤就跟尼古丁对于肺和以及暴晒对于皮肤一样。不管DNA是如何被损伤的,有着任劳任怨光荣传统的胰岛素都会加速人体对DNA的修补,这一点对维持人体的长期健康至关重要。

三磷酸腺苷(ATP)是个对减肥很重要的东西,理解了ATP的作用,就能明白“有氧运动利于减肥”的说法是非常片面的。下面,就让我们来了解这是为什么吧。

胰岛素和运动

人体有两种运动方式:有氧运动和无氧运动。有氧运动说白了就是你能喘过气儿的运动,跟结婚十年的妻子逛商场是一种典型的有氧运动。无氧运动是喘不过气儿的运动,15年前你第一次遇到你未来妻子的时候,你心跳加速,血压升高,憋了8分钟,挤出8个字:“嘿,那什么,你吃了吗?”?这就是,典型的无氧运动。玩笑归玩笑,一般来讲,有氧运动通常被定义为能达到你最大心率的60%的运动,很多人认为有氧运动是减肥的最佳运动。

其实,无论是有氧运动还是无氧运动,细胞中的一个糖分子(C6H12O6)都会先被酵解成两个丙酮酸(C3H4O3)并释放两个三磷酸腺苷(ATP)。ATP是细胞唯一可以利用的能量,是人体能量最基本的形式,正是因为如此,科研人员才将ATP定义为细胞水平上的一个基本能量单位。糖的这个酵解过程需要有烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(H3PO4)这三种物质参与,反应中除了释放ATP以外,还释放出两个NADH、两个水分子和两个氢离子,以下就是这一反应的方程式:

C6H12O6+2NAD++2ADP+2H3PO4→2NADH+2C3H4O3+2ATP+2H2O+2H+

在有氧环境下,丙酮酸会被进一步分解为乙酰辅酶A和二氧化碳,而乙酰辅酶A会再次被分解为二氧化碳和氢,氢会进一步与黄素腺嘌呤(FAD)结合生成NADH和FADH2。NADH和FADH2进一步氧化后生成ATP。经过这一系列的折腾,有氧运动消耗一个糖分子后会释放出36个ATP的能量。