说起来你可能不会相信，每天挣扎着从床上爬起的你，或者熬夜玩手机一直刷屏至夜深2点的你，其实这个时候的你已经是充满能量的了，这里不是指你的心理上的积极或热情，我说的可是物理意义上的能量，我们习惯将能量理解为广义的概念，能量可以使我们支配身体运作，这一点没错，但是细胞同样也需要能量调动自身来产生新的蛋白质以及化学反应，微小级别下的能量，这就是本文的探讨主题——食物微粒是如何转变成为有用能量的。

能量的重要性

人体一些生命活动需要能量来推动反应物到生成物的变化，也就是化学反应的起始物到最终产物，我们的身体可以通过一些方式来做到这一点，例如从吃的食物中提取富含能量的粒子转变成为能量，这里就要说到一种称为腺苷三磷酸（简称ATP）的分子了，从名称可以得知，这种分子拥有三个磷酸基因，但值得关注的是它们之间的化学键，连接着这些磷酸基因的键蕴含着大量的能量，当其中一个磷酸基因脱落ATP就转化成了ADP，或者说腺苷二磷酸加上一个游离磷酸基因，ATP到ADP的转换产生了可用的能量，细胞以此推动其生物过程。

ATP是如何产生的

当一个腺苷和一个三磷酸盐产生反应时，我们的身体产生ATP的主要途径是通过糖类，尤其是葡萄糖这种简单但又很重要的分子，碳水化合物可不是悬浮在细胞里的小颗粒，实际上它们是由碳、氢、氧这三种元素构成的，因此称为碳水化合物。产生ATP的过程是一个非常复杂的化学反应过程，产生ATP的步骤一共分为四个阶段：

第一阶段：

将葡萄糖分子进行糖酵解，“GLYCO”代表糖，“LYSIS”代表要分解的物质，葡萄糖分子被分解成丙酮酸分子和一种“NADH”的分子，糖酵解会消耗少量ATP，直至剩下两个ATP，整个反应过程没有氧气的参与，这是一个无氧反应，但我们体内还有另一种方式能够获得更多的ATP，那就是有氧反应，也就是说我们的身体确实是需要氧气的，有些简单生物，比如肉毒细菌，只需要糖酵解，不需要氧气就足以维持生存，但在我们体内糖酵解只是我们获得大量ATP的第一步，糖酵解最后只留下了两个丙酮酸分子（ATP）和两个“NADH”分子，我们不能从NADH中获取能量，但它可以作为其他反应的原料来加以利用，糖酵解发生在细胞溶质里，也就是细胞内部的液体中。

第二阶段：

糖酵解之后，丙酮酸分子和“NADH”分子进入了“线粒体”内，在这里可以产生更多的ATP，在这个细胞体内至少可以产生30个ATP，“线粒体”利用了一种叫做“酶”的物质，酶的存在可以减少反应中能量的消耗，这就意味着拥有了酶就可以以同等量的能量消耗，就可以获得大量的ATP。

第三阶段：

克雷布斯循环（ 三羧酸循环）由一系列酶促进反应，在这个循环中一旦氧气参与了反应，就可以制造更多的ATP，丙酮酸本身含有三个碳原子，经过丙酮酸的氧化脱氢反应后会脱落其中一个，生成仅含两个碳原子的新分子，这种新产物就是乙酰辅酶A，它可是克雷布斯循环里的重要角色，它让一个四碳化物与乙酰辅酶A脱水缩合，形成碳化合物——柠檬酸，所以克雷布斯循环也叫柠檬酸循环的原因就是因为这个分子，在这个化学反应过程中可以得到4个ATP，其中有两个是来自克雷布斯循环。

第四阶段：

在产生ATP的过程中，产生的新产物还含有10个NADH及最新产生的2个FADH2分子。利用这些剩余产物将会产生大量的ATP，这个过程叫做“氧化磷酸化”。借助氧气和磷酸反应，NADH和FADH2分子通过一系列步骤转移传递电子，这个过程叫做“电子传递链”，电子穿过线粒体内膜，电子传递链将它们带入线粒体内部，过程中释放出一些能量，使得线粒体膜内外产生稳定的氢离子梯度力，这种梯度可以推动ATP合酶，催化磷酸和ADP合成ATP。

供应站

通过上面的四种阶段所产生的ATP，2个ATP直接从糖酵解（第一阶段）中获得，另外2个从克雷布斯循环（第三阶段）中获得，十个NADH每个各产生3个ATP（也就是30个ATP），两个FADH2每个各产生2个ATP（也就是4个ATP），这样一共就产生了38个ATP。

每个葡萄糖分子在基本条件下，最后还有产生代谢物——水和二氧化碳，这是一个很有趣的过程，因为ATP由最初的2个演变成了38个，从中不需要其它因素，只需要一点氧气和一点酶，就能产生这么多的ATP了。

葡萄糖本身只是一种单糖，但是我们也可以利用更多复杂的糖类，把它们分解成更简单的糖类，然后它们就可以通过上面类似的过程——糖酵解，克雷布斯循环，氧化磷酸化来获取更多的ATP。

我们的血液中就溶解着一些葡萄糖，以备细胞所需，但是葡萄糖成分的多少取决于食物、运动、时间以及有没有糖尿病，低血糖也会很危险的，尤其是如果大脑供糖不足，而血糖是其唯一的能量来源。以应不时之需，我们的身体会将多余的葡萄糖转换成——糖原，这种含淀粉类的物质通常存于肝脏和骨骼肌中，当身体急需能量的时候即可调用，当肝脏察觉到全身血糖低时，会分解一些糖原来作为燃料，运动的时候肌肉也会利用这些糖。

黄姤结语·脂肪是一种比葡萄糖更多能量的分子

虽然说脂肪是能量分子，但是脂肪不只是一个能量仓库，它本身也是一种组织，当身体需要使用贮存的脂肪时，首先会把它分解成脂肪酸和甘油，通过上述所探讨的反应最后会得到熟悉的物质：乙酰辅酶A、NADH及FADH2，接着乙酰辅酶A进入克雷布斯循环，就像葡萄糖分子一样的流程。

而脂肪与葡萄糖的真正区别在于ATP的利润，通常一个脂肪分的子有16个碳原子，反应最后会有21个ATP来自NADH，14个ATP来自FADH2，96个ATP来自乙酰辅酶A，合计起来共有131个ATP。

这些数字不是一定的，因为这是多种碳的组合而成的，不管怎么样，这可是数量很多的ATP，脂肪分子的确比葡萄糖分子更大，但1克脂肪净获得的ATP是1克葡萄糖的2.5倍，这正是以脂肪贮存能量的原因。