分享

脂肪是生物体储备能源的最佳选择

 lcy1971 2019-06-14

在自然界中,生物体经常面临能源获取不足的情况,所以需要在能源充足的时候将多余的能源储存起来,以备急需。多数动物将三酰甘油(甘油三酯)作为主要的能源储备,主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓等处的脂肪组织中。生物体经过严酷的自然选择过程,将三酰甘油作为能源储备,是因为它具有很多优点:

白色脂肪细胞(HE染色

第一,三酰甘油可以大量储存。在三大类能源物质中,只有三酰甘油能大量储备。一般来说,蛋白质是结构和功能分子,很少做为燃料使用,因为氨基酸分解会产生氨,需要额外花费能量处理。正常情况下,糖是主要的能量来源,但不适于大量储存。人体糖原的储量少,不到体重的1%。而且糖原是用于血糖浓度的短期调控的,在餐后血糖上升时合成糖原以降低血糖,饥饿时血糖降低,再分解糖原以升高血糖。所以糖原的储存期也很短,通常不到半天。人体绝食24小时后糖原基本就消耗完毕,所以糖原是一种短期储存能量的物质。而三酰甘油储量可达到体重的20%以上,并可长期储存,所以三酰甘油是战略储备。

第二,三酰甘油的供能效率比其他分子更高。有机物靠氧化提供能量,所以从分子的还原程度可以看出其供能价值。葡萄糖的每一个碳原子上都连接着氧原子,而脂肪酸的烃链上只有碳和氢,所以脂肪酸的还原态远高于其他燃料分子,更适于储存能量。体内氧化三酰甘油的供能价值可高达37Kj/g,而氧化糖和蛋白质分别只有17和16Kj/g。所以三酰甘油是一种压缩能源,供能效率更高。

第三,三酰甘油所占空间更少。三酰甘油是脂溶性分子,是以无水状态存在的。而糖和蛋白质都是水溶性分子,是要存在于水溶液中的。在细胞中,1克糖原大约需要结合2克水。所以综合起来,在细胞内部,1克无水的脂肪储存的能量是1克水合糖原的6倍。

此外,除了储存能量,脂肪同时还具有绝缘保温、缓冲压力、减轻摩擦振动等保护功能。

举例一个例子,有一种陆生候鸟,每年需要从美国东北部的新英格兰迁飞到西印度群岛,中间要连续飞越2400公里海洋。这需要以40公里的时速持续飞行60小时。在这个过程中,其体内的蛋白质几乎不分解,完全由脂肪氧化提供能量和水。对鸟类来说,为了飞行,需要尽量减少体重。留鸟一般都很瘦,脂肪率(脂肪干重/非脂肪部分干重)约为0.3,而候鸟在迁飞前脂肪率可达到3左右。假设其体重为4克,则脂肪为3克,如用糖原来储存这部分能量,则需增加体重15克,那么它就永远也飞不起来了。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多