人體能量來源：葡萄糖與ATP-ADP能量循環以及CoQ10簡介

第一節 六碳醣、葡萄糖及肝醣簡介

 碳水化合物(carbohydrates)，又稱為醣類，依其組成分子的繁簡，可分成即單醣(mono-saccharides)、雙醣(di-saccharides)、寡醣(oligo-saccharides)和多醣(poly-saccharides)類。單醣以六碳醣(即含六個碳原子者)較為重要，常見如葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖(galactose)及甘露糖(mannose)，後三者在肝中會轉變為葡萄糖，六碳醣皆可在小腸直接被身體吸收。雙醣即二分子單醣結合而成，包括蔗糖(sucrose)、麥芽糖(maltose)、乳糖(lactose)等，蔗糖為精緻糖的主要成份，以甘蔗、甜菜為原料製造，麥芽糖大多在五穀類的幼芽中，米飯在嘴裏多嚼幾下會有甜味，就是澱粉被唾液中的酵素分解產生麥芽糖，乳糖則含於乳品中。寡醣類，則由3-10個單醣分子組合而成；而多醣類則是由十個以上的單醣分子組合而成，多醣類需經過消化成為葡萄糖才方可被身體吸收利用，其中最普遍的有澱粉(starch)、纖維素(cellulose)和肝醣(glycogen)。

 六碳醣

 六碳醣(hexose，又稱己醣)，包括葡萄糖、果糖、半乳糖及甘露糖，其化學通式皆為C₆H₁₂O₆，它們為同分異構物(isomers)。其中萄糖、半乳糖及甘露糖，分子結構中，含有醛基(-CHO)，屬於醛醣(aldose)；而果糖，在分子結構中，含有酮基(-C=O)，因此屬於酮醣(ketose)。醛醣，具有還原性，可和多倫試液，產生銀鏡反應，亦可和斐林試液產生氧化亞銅之紅色沉澱，故有時又稱為還原醣。酮醣，亦具還原性，但比醛醣低得多了。

 葡萄糖

 葡萄糖，是人體中含量最多的單醣。在血液中的醣類，則以葡萄糖為主，稱為血糖(blood sugar)。食物中的碳水化合物，不論是各種醣類或澱粉，都要先分解成葡萄糖，才可以被血液運送到細胞來提供能量。全身各器官包括腦部，隨時都需要能量，以維持生命持續的生理活動，因此若血糖濃度過低可能因腦部缺葡萄糖提供足夠能量，而形成昏迷休克；但若長期血糖濃度過高，易使血管腫脹脆弱，微血管易阻塞，因此易導致視網膜病變或腦中風，高血糖亦易使皮膚失去水分，皮膚因而易乾燥、發癢、龜列，或者高血糖亦易導致神經病變等等。所以，身體血糖維持恆定，對健康維護來說，是非常重要的課題。

 葡萄糖分子結構，是以直鏈狀葡萄糖(D-glucose，又叫右旋葡萄糖)、環狀a-葡萄糖(a-D-glucopyranose)及環狀b-葡萄糖(b-D-glucopyranose)三者共同平衡存在(科學上叫「相平衡存在」)。因為一個葡萄糖分子有五個羥基(-OH)，而由於五個羥基彼此電性相同易產生電性排斥，環狀結構中，五個羥基相距較遠，因此環狀結構葡萄糖分子較直鏈狀葡萄糖分子穩定。直鏈狀葡萄糖分子較不穩定，因此直鏈狀葡萄糖分子在葡萄糖中含量並不高，約1%左右，若溶於水中，直鏈狀葡萄糖分子含量那又更低了，恐低於0.5%。直鏈狀葡萄糖分子一端的羥基(-OH)，攻擊接合另一端的醛基，可形成環狀結構(cyclic compound)葡萄糖。相反的，環狀葡萄糖分子，羥基(-OH)與醛基的結合鍵，亦可打開，而形成直鏈狀葡萄糖。

 直鏈狀葡萄糖分子示意圖如下：

            H  OH   H    H    H

            ½     ½    ½    ½    ½

O=C¾C¾C¾C¾C¾C¾OH

½    ½    ½    ½    ½     ½

     H  OH   H  OH  OH   H

 

環狀a-葡萄糖分子示意圖如下：

         CH₂OH

         ½

   H   C ¾ O       H

   ½ ¤   ½        \    ¤

   CHO H   H  C

   ½ \ ½      ½  /    \

 HO  C ¾ C      OH

         ½      ½

         H   OH

 環狀b-葡萄糖分子示意圖如下：

           CH₂OH

           ½

   H     C ¾ O      OH

   ½ ¤   ½          \       ¤

   C HO H   H   C

   ½ \ ½       ½  /    \

 HO  C ¾ C       H

         ½      ½

         H    OH

 環狀a-葡萄糖分子與環狀b-葡萄糖分子之差別，僅在於一號碳原子上的氫原子和羥基(-OH)接合的方向不同而已。

 果糖

 果糖分子中，含一個酮基及五個羥基，可與水形成氫鍵，易溶於水，屬於酮醣。果糖的甜度，是所有的天然糖中最高的，如果把蔗糖的甜度定為100，果糖的甜度可達140-170。與葡萄糖相似，果糖亦有鏈狀果糖(D-fructose，又叫右旋果糖)、環狀a-果糖(a-D-fructofuranose)及環狀b-果糖(b-D-fructofuranose)三者共同平衡存在。分子結構示意圖如下：

             OH    H     H

               ½     ½      ½

O=C ¾ C ¾ C ¾ C ¾ CH₂OH           (直鏈狀)

      ½       ½     ½      ½

CH₂OH   H   OH   OH

 

 CH₂OH   O      CH₂OH

       ½   ¤          \   ½

        C   H  HO  C                                   (環狀a-果糖)

       ½ \  ½   ½   ¤  ½

      H  C ¾ C     OH

            ½     ½

           OH   H

 

CH₂OH    O      OH

       ½  ¤            \  ½

       C   H  HO   C                                     (環狀b-果糖)

       ½ \ ½      ½  ¤  ½

       H  C ¾ C     CH₂OH

           ½       ½

         OH      H

 

多醣類 – 肝醣

 由於我們每餐皆含有大量碳水化合物(即醣類)，如麵、米飯、馬鈴薯等，因此人體用完餐後，這些碳水化合物會經人體消化轉變成葡萄糖後釋放到血液中，使血糖升高，過多的血糖會被肌肉或肝臟吸收，在肌肉或肝臟中，形成肝醣(glycogen)，而使血糖降低。肝醣為由數千個葡萄糖分子所結合而成具支鏈的巨大分子(branch polymer)，在細胞內的肝醣一般被視為是血糖的儲存形式。肝醣的分子結構，可參考如下網站http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen，很像澱粉(starch)，因此又別稱為動物澱粉(animal starch)。當長久未進食，血糖降低時，肝醣可以水解，釋放出葡萄糖進入血液中，而使血糖升高。因此利用肝醣形成及肝醣分解，可幫助讓血糖保持穩定。

 肝醣是運動時的主要能量來源之一，存在於肌肉和肝臟中。肌肉中的肝醣只能供給肌肉細胞所用，而肝臟中的肝醣可以以葡萄糖的形式釋放到血液中(調整血糖)，供給肌肉以及身體其他器官所需。體內肝醣存量不足以應付運動所需是造成疲勞、運動表現降低、無法持續運動的原因之一，運動後體內的肝醣存量顯著的降低，若是沒有積極的補充，下次運動時的表現就會受到肝醣不足的影響而降低。研究顯示，在運動後的兩小時內，身體合成肝醣的效率最高，兩小時後則恢復到平常的水準，因此如果在運動後迅速補充醣類，就可以利用這段自然的高效率時段，迅速的補充體內消耗的肝醣。

 醣類在體內的分佈如下：

分佈器官	儲存形式	重量
肝臟	肝醣	約100公克
肌肉	肝醣	約200-700公克
血液	葡萄糖	約15公克

 肝醣平日儲存在肝臟及肌肉中，一個60公斤體重的人，身體肝醣儲存量約為300至500公克，常運動的人，可以將肝醣儲存量增加到700公克。不論是運動選手或是一般人，要想增加體力、耐力，訣竅不是在蛋白質吃的多少，而是要設法在平日以運動訓練和飲食方法來增加體內肝醣儲存。

第二節 ATP-ADP能量循環簡介

 

ATP、ADP及AMP之分子結構

 

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)，也可被稱作腺苷三磷酸或腺嘌呤核苷三磷酸，化學通式為C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃，分子式為C₁₀H₈N₄O₂NH₂(OH)₂(PO₃H)₃H。分子結構示意圖如下：

                                                                           NH₂

                                                                            ½

                                                                            C

                                                                        ¤       \\

                                                               N¾ C       N

                                                               ¤¤        \\          \

         O          O          O                        C       C          C

         ║          ║           ║                         \    ¤      \     ¤¤

_O¾P¾O¾P¾O¾P¾O¾C      O    N          N

         ½          ½           ½            ½  ¤       \  ½

        O_        O_         O_         C            C

                                                    \           ¤

                                                    C ¾ C          

                                                     ½      ½

                                                    OH   OH

 二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)，也可被稱作腺苷二磷酸或腺嘌呤核苷二磷酸，化學通式為C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂，分子式為C₁₀H₈N₄O₂NH₂(OH)₂(PO₃H)₂H。分子結構示意圖如下：

                                                                   NH₂

                                                                   ½

                                                                   C

                                                                ¤       \\

                                                     N¾ C          N

                                                    ¤¤         \\            \

         O          O                         C          C           C

         ║          ║                           \       ¤     \        ¤¤

_O¾P¾O¾P¾O¾C       O      N            N

         ½          ½            ½  ¤          \  ½

         O_       O_          C              C

                                      \             ¤     

                                        C ¾ C

                                        ½      ½

                                       OH   OH

 一磷酸腺苷(adenosine monophosphate，AMP)，也可被稱作腺苷酸或5'-腺嘌呤核苷酸，化學通式為C₁₀H₁₄N₅O₇P，分子式為C₁₀H₈N₄O₂NH₂(OH)₂(PO₃H)H。分子結構示意圖如下：

                                                        NH₂

                                                        ½

                                                        C

                                                   ¤         \\

                                        N¾ C           N

                                       ¤¤         \\             \

         O                          C         C           C

         ║                            \       ¤     \       ¤¤

_O¾P¾O¾C       O       N            N

         ½           ½   ¤          \  ½

         O_         C               C

                          \             ¤

                            C ¾ C

                             ½     ½

                          OH   OH

 ATP、ADP及AMP之能量釋放與儲存

 從以上ATP、ADP及AMP的分子結構來看，ATP的三個磷酸根少掉其中一個，變成只有兩個磷酸根，那即是變成ADP了。相同的，ADP若少掉一個磷酸根，就變成AMP了。其反應式可示意如下：

釋放能量

ATP à ADP + Pi + Er     Er = 7.3 Kcal/mol

ADP à AMP + Pi + Er    Er = 7.3 Kcal/mol

上式，表示每莫耳(mol)ATP轉化為一莫耳ADP時，會釋放一莫耳磷酸根(Pi)，及同時釋放7.3仟卡(Kcal)的能量。而每莫耳ADP轉化為一莫耳AMP時，會釋放一莫耳磷酸根(Pi)，及同時亦會釋放7.3仟卡(Kcal)的能量。

儲存能量

ADP + Pi + Es à ATP     Es = 7.3 Kcal/mol

AMP + Pi + Es à ADP     Es = 7.3 Kcal/mol

上式，表示每莫耳ADP轉換回一莫耳ATP時，會吸收一莫耳磷酸根，及同時須吸收7.3仟卡(Kcal)的能量。而每莫耳AMP轉換回一莫耳ADP時，會吸收一莫耳磷酸根，及同時亦會吸收7.3仟卡(Kcal)的能量。

 由以上反應式，我們可以如此想像，ATP就像充飽電的電池，ADP為充一半電的電池，AMP則為電耗盡的電池。

 人體的生理活動，例如肌肉的收縮以提起重物、產生體溫、酵素活化反應、細胞分裂(成長)或神經訊息傳導等等，都需要能量，才能完成，那誰來提供能量呢？就是ATP！

 正常情況，人體生理活動時，係針對需要能量的目標，進行磷酸化，亦即把作用的目標磷酸化(phosphorylate)，此時ATP分子便不斷對作用的目標，釋放磷酸根，轉化為ADP，並釋放能量提供給作用的目標。那麼人體再透過每天攝取養分(如醣類、脂肪及蛋白質)，特別是葡萄糖，在細胞內的粒線體(mitochondrion)中進行分解，葡萄糖分解產生的能量，就可提供給ADP，而可將ADP轉換回ATP了。此即所謂的ATP-ADP能量循環。亦即，我們活動，消耗ATP，將ATP變成ADP，然後我們靠每天吃食物，提供給粒線體能源，再將ADP轉換回ATP。

 ADP轉化為AMP，亦會釋放出能量，但此反應，人體平常並不使用。除非，人體遇到大災難或饑荒，三天三夜未進食，人體內ATP全數耗盡而形成ADP，並且由於長期未進食，已無法將ADP轉換回ATP，此時，人體才會開始利用ADP轉化為AMP之反應，提供給人體基本生理活動所需能量，如呼吸、心跳等，以維繫生命，若再不提供食物(如打點滴方式，從血管輸入葡萄糖)，則待ADP全數耗盡形成AMP後，身體無能量來源，將極易死亡。

 ATP分解成ADP所釋放出的能量是生物體內的立即能量來源，舉凡生物體的活動、行動、運動、體內的生物合成和訊息放大等，都需要仰賴這個ATP能量。這個ATP能量必須能夠源源不斷的供應；為達成這個目的，ADP必須再回收(和一個磷酸結合)轉換成ATP，然後ATP才能再分解成ADP釋放出能量，造成一個ATP-ADP的能量製造循環。其實說白了，ATP和ADP這對分子就是搬運工，而且還是免費的搬運工，他們不會消失，只是會從一種轉化成另一種，將能量搬了來，又搬了去‧‧‧

 生物體的ATP能量消耗量是十分大的，尤其在做劇烈運動時。例如一個呈休息狀態的人，在24小時所消耗的ATP約有40公斤 -- 也就是消耗率每分鐘約0.028公斤 (kg/min)；而在劇烈運動時，ATP的消耗率可以增加將近20倍，高達每分鐘0.5公斤 (kg/min)。這時侯如果ATP的供應不夠，當然就無法有良好的運動表現。

 在休息狀態時，ATP的濃度高於ADP濃度；但開始劇烈運動後，肌肉內的ATP分子數目急速下降，10-15秒內，身體ATP會被全數耗盡，並且起動葡萄糖分解以提供能量，但葡萄糖有氧分解所提供的能量，需60-80秒後，才有辦法開始將ADP轉換回ATP；因此劇烈運動後的15秒至60秒間，需使用無氧系統(anaerobic system)來提供能量，可先由儲存於肌肉內的磷酸肌酸(phosphocreatine)快速提供給ADP磷酸，將ADP轉換回ATP，但僅能維持8-10秒能量供應，接著再由葡萄糖無氧分解成乳酸，來提供能量，成為供應能量的主力，直至劇烈運動60-80秒後，葡萄糖能以有氧分解提供能量為止。在劇烈運動的期間，葡萄糖有氧分解一有中斷，葡萄糖無氧分解成乳酸就會立刻補充幫忙，乳酸的累積，會使肌肉pH值下降，造成某些酵素活性下降，而使肌肉感到疲乏，進而使肌肉無力再繼續工作。

 有氧系統(aerobic system)提供能量，需在運動開始的60-80秒後，才能有效提供能量，此時心跳與呼吸都必須加快，才能運輸足夠的氧氣到肌肉細胞，由於在葡萄糖分解過程，無乳酸產生，可使人從事較長時間的工作。只要工作期間，不要太過激烈，有氧系統可單獨供應能量，無氧系統不須參與，而無乳酸產生，因此可長時間工作而不覺疲乏。一般來說，長跑比較傾向為有氧運動，快速短跑則較傾向為無氧運動。

 約運動開始的前面5-10分鐘，有氧系統所需的葡萄糖，都是由肌肉所儲存的肝醣提供，待肝醣耗盡後，約運動開始後的10-40分鐘，能量的來源，則為血液中的血糖及血液中的脂肪。約運動開始的40分鐘後，能量的供應，則主要由血液中的脂肪提供。

 對於「醣類之代謝」與「運動」之關聯，更多的內容，可參考「運動生理學」的資訊。

第三節 ADP-ATP能量循環與醣類、脂肪、蛋白質供應能量之生化反應及CoQ₁₀簡介

 葡萄糖能量供應之生化反應

 (1) 葡萄糖之無氧糖解(anerobic glycolysis)反應

一分子葡萄糖(血糖)在無氧的情況下，分解成兩分子乳酸(lactic acid，C₃H₆O₃)，並可將兩分子ADP轉換回兩分子ATP，其反應如下所示：

C₆H₁₂O₆ + 2 ATP + 2 ADP + 2 Pi à 2 C₃H₆O₃ + 4ATP

但由肝醣所分解的葡萄糖，其一分子葡萄糖在無氧的情況下，分解成兩分子乳酸(lactic acid，C₃H₆O₃)，並可將三分子ADP轉換回三分子ATP，其反應如下所示：

C₆H₁₂O₆ + 1 ATP + 3 ADP + 3 Pi à 2 C₃H₆O₃ + 4ATP

糖解反應 (glycolysis) 的第一個階段中，葡萄糖 (glucose) 會磷酸化 (phosphorylation)，形成葡萄糖-6-磷酸 (glucose-6-phosphate)，並消耗一個ATP。而多單位的肝醣 (glycogen) 分解成一個單位的單醣，其磷酸化是以葡萄糖-1-磷酸 (glucose-1-phosphate) 的形式存在，且不須消耗ATP，此為葡萄糖-6-磷酸的異構物 (isomer)，進入醣解作用前，會經由一種轉化酶 phosphoglucomutase 的催化，而形成葡萄糖-6-磷酸，此轉化過程不消耗能量。故以糖解作用到電子傳遞鏈(electron transfer chain)總反應所產生的淨能量而言，由葡萄糖開始的反應會比由肝醣葡萄糖單元開始的反應多消耗一個ATP。

 (2) 葡萄糖之有氧反應(即所謂燃燒葡萄糖)

葡萄糖的燃燒，包含三個步驟，依序為糖解反應、克氏循環(Krebs cycle)及電子傳遞磷酸化作用(electron transport phosphorylation)。

(i) 糖解反應

糖解反應，即一分子葡萄糖進行糖解，生成兩分子丙酮酸(pyruvate，C₃H₄O₃)及兩分子煙醯胺腺嘌呤二核酸(NADH)，並可將兩分子ADP轉換回兩分子ATP，其反應如下所示：

C₆H₁₂O₆ +O₂ + 2ATP + 2ADP + 2Pi +2NAD⁺+2H⁺à 2C₃H₄O₃ + 2H₂O + 2NADH+ 4ATP

此反應，通常於肌肉及腦細胞中發生，屬於glycerol phosphate shuttle。

另一糖解反應，通常發生於肝、心、肺細胞中，屬於malate-aspartate shuttle，即一分子葡萄糖進行糖解，生成兩分子丙酮酸(pyruvate，C₃H₄O₃)及兩分子NADH，並可將四分子ADP轉換回四分子ATP，其反應如下所示：

C₆H₁₂O₆ + O₂ + 2ATP + 4ADP + 4Pi +2NAD⁺+2H⁺à2C₃H₄O₃ + 2H₂O + 2NADH + 6ATP

 (ii)克氏循環

在進入克氏循環前，一分子丙酮酸，在去氫脢及羧化脢等催化下，與輔脢A(coenzyme A，或CoASH)及氧化態煙醯胺腺嘌呤二核酸(NAD⁺，或nicotinamide adenine dinucleotide)一起反應，會先氧化反應生成一分子的乙醯基輔脢(acetyl-CoA，或Acetyl coenzyme A)及煙醯胺腺嘌呤二核酸(NADH)並釋放出一分子二氧化碳，其反應如下所示：

Pyruvate + NAD⁺ + CoASH  à Acetyl-CoA + NADH + CO₂

產生Acetyl-CoA後，Acetyl-CoA進入克氏循環，生成檸檬酸(citric acid)。克氏循環，又叫檸檬酸循環(citric acid cycle)，或叫三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle，或TCA cycle)，此反應主要在細胞中的粒腺體進行。其整個循環，所包含的所有反應說明，可參考如下網站http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%BE%A7%E9%85%B8%E5%BE%AA%E7%8E%AF。但總反應(overall reaction)可被說明如下，係一分子Acetyl-CoA，與NAD+、黃素腺嘌呤二核酸(flavin adenine dinucleotide，或FAD)及水一起反應，可生成三分子NADH、一分子FDH₂及一分子CoASH，並釋放出兩分子二氧化碳，且將一分子ADP轉換回一分子ATP，其反應如下所示：

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2 H₂O

à 3 NADH + FADH₂ + 2H⁺ + CoASH + 2 CO₂ + ATP

 (iii)電子傳遞磷酸化作用

簡單來說吧，葡萄糖經過糖解反應及克氏循環，亦即歷經許多繁複反應，利用氧化還原的方法，將能量儲存於NADH及FADH₂的身上，然後再利用一種特殊氧化還原的方法，即電子傳遞磷酸化作用，將能量釋放出來，把ADP分子轉換回ATP。在電子傳遞磷酸化作用的過程，參與最多的就是輔脢Q₁₀(或叫輔助酵素Q₁₀，或coenzyme Q₁₀，或CoQ₁₀，或CoQ)，透過CoQ₁₀的作用，NADH及FADH₂可以把氫離子打出來(pumping H⁺)。對電子傳遞磷酸化作用有興趣的讀者可參考如下網站http://en.wikipedia.org/wiki/Oxidative_phosphorylation。根據生化學的資料，一個分子NADH可將3個分子ADP轉換回ATP，而一分子FADH₂則可將2個分子ADP轉換回ATP。

 葡萄糖氧化反應所供應能量計算

反應產物依序簡述如下：

1分子葡萄糖 à 2分子丙酮酸 + (2分子NADH) à 2分子Acetyl-CoA + 2分子

NADH + (2分子NADH)à 8分子NADH + 2分子FADH2 +(2分子NADH)à24ATP(=8´3，NADH電子傳遞作用) + 4ATP(=2´2，FADH₂電子傳遞作用) + 4ATP (=2´2，糖解之NADH電子傳遞作用)

-----------------------------------------------------------------------------------------

 糖解反應：釋出 2ATP (肌肉及腦細胞) 或 4A TP (肝、心、肺細胞)

克氏循環：釋出 2ATP

電子傳遞磷酸化作用：釋出 32ATP

----------------------------------------------------------------------------------------

糖解反應所生成2分子NADH(須消耗1ATP以進入粒線體)：2´2= 4A TP

    8分子NADH：8´3=24ATP

    2分子FADH2：2´2=4ATP

    電子傳遞磷酸化作用總共產生：4+24+4=32ATP

----------------------------------------------------------------------------------------

因此對肌肉細胞來說，一分子葡萄糖氧化(在體內肌肉燃燒)可將36分子轉換回ATP，亦即2+2+32=36。

 完全有氧燃燒一莫耳葡萄糖，可釋放出686仟卡的能量，其反應式如下所示：

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ à 6 CO₂ + 6H₂O     Er = 686 Kcal/mol

但一莫耳ADP轉換回ATP，則需耗費7.3仟卡的能量，反應式如下：

ADP + Pi + Es à ATP              Es = 7.3 Kcal/mol

在人體肌肉細胞內一莫耳葡萄糖只能將36莫耳ADP轉換回ATP，因此葡萄糖在人體肌肉內的能源使用效率(efficiency)可被計算如下：

Efficiency = (36´7.3/686) ´ 100% = 38.3%

因此，葡萄糖的能量，人體肌肉僅能使用其中的38.3%，其餘的61.7%，則以熱量形式流失。

 脂肪、蛋白質之燃燒(氧化)能量供應

 在血液中的游離脂肪酸，透過醯基輔酶A合成脢(acyl CoA synthetase)的作用，形成醯基輔酶(acyl CoA)，再進入粒線體，進行b氧化反應，每次氧化切掉末端兩個碳原子，最後形成Acetyl-CoA(乙醯基輔脢)，正常生理情況下，Acetyl-CoA能進入克氏循環及電子傳遞磷酸化作用，如葡萄糖般，釋出大量能量。

 蛋白質為胺基酸組成，經分組成為胺基酸後，可分別經由不同途徑代謝成Acetyl-CoA、Pyruvate、α-Ketoglutarate或Succinyl-CoA。而Pyruvate、α-Ketoglutarate、Succinyl-CoA可經粒線體內的克氏循環生成葡萄糖。Acetyl-CoA為合成脂肪酸的原料，脂肪酸再和甘油(glycerol)酯化即形成脂肪。當然Acetyl-CoA，亦可直接進入克氏循環及電子傳遞磷酸化作用，如葡萄糖般，釋出大量能量。

 胰島素的缺乏，對能量代謝的調節是很嚴重的現象。嚴重缺乏胰島素更會引起糖尿病(insulin-dependent diabets or type I diabetes)。一般來說，在胰島素缺乏的情況下，會造成葡萄糖代謝的不正常現象，也就是會有過少的葡萄糖進入細胞中，使得血中葡萄糖持續在極高的水準。由於，糖解作用被抑制，使得能量的來源轉而以脂肪與蛋白質為主。Acetyl CoA要進入克氏循環前，需先與草醯醋酸(Oxaloacetate，OAA)結合形成檸檬酸，而OAA源自醣類(由丙酮酸羧化而來)，糖尿病患者，因醣類代謝不正常，會短缺OAA，因此脂肪所形成的Acetyl CoA不易進入克氏循環，Acetyl CoA，透過thiolase及HMG-CoA synthase，被迫形成HMG-CoA(b-hydroxy-b-methylglutaryl-CoA)，而後被轉化成乙醯醋酸(acetoacetate)、β-羥基丁酸(D-b-hydroxybutyrate)及丙酮(acetone)，以上三種合稱酮體(ketone bodies)，因此糖尿病患者在脂肪代謝後易產生大量酮體，這些物質改變了血液酸鹼度造成酮酸中毒(ketoacidosis)，同時由於酮類隨著尿液排出時也夾帶了大量的水分及電解質，病患會處於脫水的狀態，另一方面代謝酮類及酮酸會產生大量的二氧化碳，必須由肺部加速排出，於是患者呼吸很快，會感到很喘。若血糖持續過高，加重酮酸中毒病情，加上腎功能不佳(降低酮體經尿液之排泄能力)，則很容易因嚴重酮酸中毒，昏迷而死亡。

 因此，糖尿病患，應非常注意血糖控制，若血糖過高，會增加肝臟葡萄糖生成，增加脂肪分解，因而增加酮體產生，而易導致酮酸中毒。

 輔脢Q₁₀略述

 輔助酵素CoQ₁₀，是存在於人體全身每個細胞粒線體內的一種酵素，參與能量製造過程，也負責吸收氧化反應中產生的自由基，具抗氧化性，可以保護粒線體減少自由基的傷害。

 CoQ₁₀之分子結構，可參考如下網站http://en.wikipedia.org/wiki/CoQ10

 人在40歲以後，人體製造CoQ₁₀的能力下降，體內CoQ₁₀的含量隨年紀增加而下降，導致身體新陳代謝速率減退，身體活動力減弱，若有這些情況發生，則食用CoQ₁₀營養品或許可以得到改善。我們的身體可以自行合成CoQ₁₀，到20歲左右，體內CoQ₁₀含量達到最高峰，然後隨著年紀增加逐漸遞減，尤其在年過40歲以後，身體合成CoQ₁₀的能力下降到了使身體體能有明顯減弱的現象出現了，此外，不良的飲食習慣、生活上的各種壓力、生病、偏食等，也都會影響CoQ₁₀的製造能力。CoQ₁₀在各年紀的含量(假設20歲時為100%)為，20歲：100%，40歲：75%，80歲：35%。

 CoQ₁₀可以經由食用肉類、魚類、大豆、綠色蔬菜等食物而取得，但是若要獲得足夠的CoQ₁₀，就必須要攝取大量食物(如肉類)，這些食物中有些含過量的熱量或油脂，可能對人體帶來更多的壞處，因此食用CoQ₁₀濃縮的營養品，是一個較好的選擇。CoQ₁₀目前是無須醫生處方箋的健康補充品。CoQ₁₀為親油性物質，所以最好在餐後(且用餐中需有油脂性食料)食用。據報導，日本已有一千多萬人(約佔人口十分之一)已遵照營養師或醫師的處方，食用CoQ₁₀營養品了，在數千人的臨床實驗中，並未發現有不良的副作用，是屬於安全性的營養品。

 依據加州大學聖地牙哥分校Clifford Shults所進行的三年先導型研究顯示，CoQ₁₀也許能延遲帕金森氏症患者腦神經細胞的衰退。依照Shults的實驗，服用1200毫克CoQ₁₀的病患症狀較服用安慰劑的病患減輕40%，比對是根據帕金森氏症患者症狀嚴重性的測量。不過有專家認為對腦細胞的損害而言，症狀的檢視僅是一種間接式的測量，CoQ₁₀僅僅能緩和症狀而非阻止帕金森氏症，Shults的實驗並未能實際的延緩病人需要醫生診斷的時程。

 心臟若缺乏CoQ₁₀，就會造成心臟功能不足，無力促進有效的血液循環，自然會百病叢生。美國心臟科學雜誌(American Journal of Cardiology)做了一項調查，發現心臟病患者食用CoQ₁₀營養品，疼痛會減輕，發作次數也會減少，而且心肌也會較強韌起來。對於心臟衰竭的病人，食用CoQ₁₀營養品，亦可改善臨床症狀。

 已有許多研究顯示，CoQ10也是一種強力抗氧化劑，可消滅自由基，維持細胞的完整與穩定，所以對減緩細胞老化有幫助，並減緩壞膽固醇(LDL)的氧化，心血管病患若在藥物之外，同時補充CoQ10，發病、中風的機會可降低。

 美國暢銷書除皺美膚聖經The Wrinkle Cure作者，亨利福特醫學中心 皮膚科 醫師尼可拉斯‧斐禮康(Nicholas Perricone)，研究指出每天食用30毫克CoQ10營養品數週後，可以使肌膚年輕化，看起來容光煥發。

 不過，這種在國外相當風行的保健食品，在台灣卻是最近才開始熱門起來，但並非用於心臟、胃腸或腦神經的保健上，卻是皮膚的保養上，包括保養霜、精華液、緊膚乳、甚至美白面膜等多種產品，都可見宣稱添加了CoQ₁₀成分。有業者指出，市售的CoQ10產品未必是純的，可能含其他雜質，且因其為油溶性，不溶於水，加入保養品後，塗抹在皮膚上，能否穿透細胞膜、發揮抗老除皺的效用，實令人疑問。