主編： 何更生 復旦大學公共衛生學院副院長，教育部公共衛生安全重點實驗室副主任，教授，博士生導師。中國營養學會肥胖防控分會副主任委員、中國營養學會海洋食品營養與健康分會常務委員。 陳 波 復旦大學公共衛生學院營養與食品衛生暨衛生化學教研室教授、博士生導師。 承擔并已完成包括國家自然科學基金在內的多個項目。

文章來源書籍：《你用的上的營養學》，上海科學技術出版社

已授權《臨床營養網》發布

（圖片來自微信公眾平臺公共圖片庫）

提到“碳水化合物”，你可能會覺得陌生，但是如果提到“糖”，那可是再熟悉不過了。其實，糖的分子式一般為 Cx(H2O)y，初中化學老師曾告訴我們，C是碳，H2O就是水，因此，它便被叫作碳水化合物。

大家熟悉的糖，在中國已經有幾千年的歷史了。傳說灶王爺也愛吃糖，送灶神的供品一般都用一些又甜又黏的東西，如糖瓜、湯圓、麥芽糖， 灶王爺也會帶些糖回天上給玉帝吃，順便為百姓們說些“甜言蜜語”。

盡管舊時候“糖”主要以甜蜜的正面形象出現，但如今，當人們的煩惱早已從吃不飽飯轉變成需要減肥、保持苗條身材時，碳水化合物便成了一種甜蜜的負擔。一些糖尿病患者或者想要減肥的人了解到，需要控制碳水化合物的攝入，那就盡量少吃大米飯，杜絕甜食，可往往收效甚微。碳水化合物究竟是什么？如何科學合理地控制碳水化合物攝入？能否不吃米飯等主食？下面就讓我們一起來全面認識一下碳水化合物吧。

01

認識“碳水化合物”

從谷物種植歷史講起 要了解“碳水化合物”，就不得不從谷物的種植歷史講起。谷物是人獲取碳水化合物的最主要方式。中華民族是歷史悠久的農耕民族，似乎從史料記載起就開始以谷物為主食，《黃帝內經》中就記載有“五谷為養”。但事實上，在人類漫長的200萬年歷史中，絕大多數時間都是衣不蔽體、食不果腹。

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谷物種植的起源目前并未完全探究清楚，但在熟練種植谷物之前，人類依靠著狩獵動物和收集野果艱難求生，還可能被更為兇猛的動物吃掉。因此，人類不斷遷徙以尋求更為宜居的環境，這個時代被稱為狩獵采集時代。漸漸地，人們發現野外的一些植物也能當成食物，填飽肚子，于是進入了“馴服”植物的時代。一般野生植物的種子在成熟之后，會從植株上 自然脫落而掉落到地上，在來年生根發芽。但人類發現了一些“變異”植物的種子不會輕易落地，方便收集，于是便將它們帶回自己的領地種植生 長，收獲種子在來年再進行播種。經過不斷的挑選與變異，最終剩下了一 些好養殖、產量高、能養活族人的農作物，《人類簡史——從動物到上帝》 書中記載，公元前9500年至公元前3500年間，人類逐漸馴化了小麥、水稻、玉米、馬鈴薯、小米和大麥。同時，一些禽畜類動物也逐漸被人類馴化，至此人們不用再顛沛流離，正式進入了農耕時代。

農業生產對于人類的發展至關重要，英國考古學家柴爾德 Childe 認為它是作為區分新石器時代與舊石器時代的標準，并將農業的誕生稱為新石器革命，認為其在人類歷史上的重要性完全可以與近代的工業革命相比。

與人類發展關系緊密 人類早期的飲食結構一直以肉類為主，也就是以脂肪和動物蛋白作為主要能量來源。進入農耕時代，人類的食譜中開始出現大量的谷物。碳水化合物在飲食結構中的占比達到60%，而脂肪的占比則大幅度下降到20%。盡管獲得能量變得簡單了，但這并非都是好事，多素少肉，加上熟食烹飪，使得人類牙齒的咬合力明顯下降。隨著碳水化合物攝入的增多，容易在酸性環境中生存的致齲細菌在口腔中“安營扎寨”，導致蛀牙易于發生。

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相同的作物在不同的地區、經過不同人的種植，收獲的結果也不盡相同。人和作物在不同的地區相互選擇，人“馴服”谷物的同時，谷物也在“馴服”人類，文明就從適宜谷物生長的地方繁衍綿延數千年。不同地區 的人種植不同品性的作物，一定程度上也反映了當地人民的文化與價值觀。例如，亞洲主要種植水稻，水田是一個需要精細灌溉的龐大的水利工程，需要各戶人家互相配合，共同努力完成修建。水稻種植后，水從上游的田地流向下游的田地，農民之間需要就水流的管理達成一致，需要更多地關 注別人，學會妥協，這促進了亞洲的集體主義價值觀形成。

碳水化合物“家族” 碳水化合物是一個大家族，一般依據碳鏈的長度分類，主要可分為單糖、 雙糖、寡糖和多糖。單糖是指不能再被簡單水解成更小的糖類的分子，常見的有葡萄糖、果糖和半乳糖；兩個單糖縮合而成的就是雙糖，包括常見的蔗糖、乳糖和麥芽糖；由 3 ~ 9個單糖聚合起來的叫做寡糖，又叫低聚糖，如 棉籽糖、低聚果糖等；10 個及以上的單糖組成的就是多糖，可分為三類， 即糖原、淀粉和非淀粉多糖。

概括起來，碳水化合物在人體中主要有5大功能。

能量供給。 相信大家都有餓著肚子導致乏力或者頭暈眼花的經歷， 其主要原因便是缺乏碳水化合物供給能量。1克葡萄糖可為人體提供約4千卡的能量。 相比蛋白質和脂肪，碳水化合物更易消化吸收，產熱快、 耗氧少，在無氧條件下也能分解供能，因此有利于長時間、大強度的運動。

作為身體重要的組成成分。碳水化合物幾乎在一切細胞中存在。例如，糖蛋白是構成細胞膜的主要成分，糖脂構成神經組織和細胞膜，而糖蛋白和糖脂均含有糖基配體（即碳水化合物）。又如，人體遺傳物質核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)中也有大量的核糖，在生物遺傳中起重要作用。

“節約蛋白質”作用。 若碳水化合物供能不足，當人體需要能量時就會選擇脂肪或者蛋白質產生能量， 充足的碳水化合物有利于節約蛋白質。 此外，膳食蛋白質以氨基酸的形式被吸收，并在體內合成組織蛋白和其他代謝 物，這些過程均需要能量，碳水和蛋白質同時攝入有利于對蛋白質的吸收。

抗生酮作用。 脂肪的完全代謝分解需要葡萄糖的幫助。 這里需要插入一個知識點，三大營養素（碳水化合物、脂肪、蛋白質）在人體內經過代謝而產能或發揮其他生理作用，其關鍵的代謝通路叫三羧酸循環。脂肪分解產生的乙酰基需要與草酰乙酸結合進入三羧酸循環，碳水化合物攝入不足會導致草酰乙酸生成不足，結果會導致脂肪酸不能徹底被氧化而產生酮體，后者在人體內過多聚集則容易出現酮癥酸中毒。因此，碳水化合物 具有抗生酮作用。

解毒作用。 碳水化合物代謝可產生葡萄醛酸，其在肝臟中可與多種 有害物質，如四氯化碳、酒精、致病微生物等結合，減輕或消除這些物質的生物活性或有害效應，從而起到解毒的作用。但這一切的前提是必須具備充足的肝糖原，否則解毒能力會大打折扣。

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小 貼 士：具有特殊生理意義的單糖 1. 葡萄糖，它的特殊意義在于，人類大腦的功能完全依賴葡萄糖供能，不論人體血液中的葡萄糖濃度如何，大腦在一定時間內都需要攝取葡萄糖。因此，日常生活中不能過度減少碳水化合物的攝入，否則會影響大腦功能。 2. 乳糖，即乳類及其制品中的乳糖，它對嬰幼兒營養十分重要。除了供能和促進發育，乳糖在腸道內可以促進雙歧乳酸桿菌的生長，有利于菌群平衡、促進健康。此外，乳糖還可促進鈣、鎂等礦物質的吸收。母乳中乳糖量較高，母乳喂養的嬰兒較少腹瀉，這是營養學界推崇母乳喂養的原因之一。

02

碳水化合物與慢病

現代社會的人們從吃不飽飯的煩惱轉為慢性非傳染性疾病(簡稱慢病)高發的煩惱，而“三高”(高血糖、高血脂和高血壓)的發生都與碳水化合物的攝入密切相關。

關系錯綜復雜 如果我們從膳食中攝入過多碳水化合物，消耗不掉的碳水化合物會被身體轉化為脂肪儲存起來，影響血脂水平；肝臟能利用游離脂肪酸和碳水化合物合成極低密度脂蛋白(VLDL)，同樣會使血液中甘油三酯增高。長期血脂指標不正常，容易導致動脈粥樣硬化等疾病發生。碳水化合物攝入過多導致的肥胖也是高脂血癥的誘發因素。

20世紀70年代以來，一些學者提出碳水化合物的攝入是冠心病的主要原因。盡管后續的主流研究更多地強調過量的飽和脂肪酸的作用，但是把人們食譜中的飽和脂肪酸轉變為碳水化合物并不能降低血液中總膽固醇與高密度脂蛋白膽固醇的比例，也不能預防冠心病的發生。相反，在減少飽和脂肪酸攝入代之以增加多不飽和脂肪酸攝入的同時，減少碳水化合物的攝入，有利于降低總膽固醇與高密度脂蛋白的比例，進而降低冠心病的發生風險。

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對于糖尿病，盡管碳水化合物攝入與糖尿病之間無直接聯系，但是碳水化合物相比于脂肪和蛋白質具有更強的升血糖作用，當因攝入較多碳水化合物而導致血糖水平長期處于較高狀態時，或伴有肥胖等因素導致人體對胰島素不敏感時，人體均需要分泌大量的胰島素來維持血糖的正常水平，長此以往，胰腺負擔過重便容易出現病理變化和功能障礙，造成胰島素分泌不足，最終出現糖尿病。

在慢病風險方面，碳水化合物的供能占比（能量供應占膳食能量的百分比）其實不如其類型重要。 精制谷物和含糖飲料可能會增加患病風險，而低加工谷物、豆類和水果則會降低患病風險。 這種區別部分是由于特定碳水化合物對餐后血糖和胰島素的影響不同，這與2型糖尿病、冠心病，甚至肥胖癥的發生發展有因果關系。

認識一個新朋 友——升糖指數 眾所周知，碳水化合物種類繁多，每個人的飲食習慣又千差萬別，但都想通過有效的飲食管理來預防慢病，這里就介紹一個有用的知識，那就是升糖指數（血糖指數）。

碳水化合物對血糖和胰島素的影響與食物的血糖指數（glycemic index，GI）有關，GI 是在1981年由詹金斯和他的同事在多倫多大學研究何種食物最適合糖尿病患者時提出的。它是指某種食物升高血糖效應與標準食品（通常為葡萄糖）升高血糖效應之比，簡單說，就是吃50克的食物與50克的葡萄糖在2個小時內導致體內血糖反應的水平比值。高GI食物：GI > 70，指那些進入胃腸道后消化快、吸收完全，葡萄糖迅速進入血液，血糖峰值高的食物。低GI食物：GI < 55，指那些在胃腸道中停留時間長，吸收率低，葡萄糖釋放緩慢，血糖峰值低、下降速度也慢的食物。也就是說，攝入了低GI的食物，能帶來更長時間的飽腹感，不會囤積過多脂肪，有利于控制血糖和體重。然而，GI只能代表食物中碳水化合物轉換成葡萄糖的速率和能力，

而我們具體能吃多少，還和食物中碳水化合物的含量有關，即血糖生成負荷(glycemic load，GL)。GL等于食物GI值乘以攝入食物的碳水化合物的量，其數值代表實際攝入的食物對血糖的影響。以西瓜為例，西瓜的GI為72，是一種高GI食物，但事實上，一塊 100克的西瓜，可利用碳水化合物只有5.5克，其GL=72%×5.5 = 3.96 < 5，屬于低 GL 食物，哪怕減肥人士也可以少量食用。

當然，低 GI 食物并不等于健康食物，也不等于低能量食物。GI 相對低也可能是油脂、果糖等的“功勞”，例如，薯片的GI比蒸土豆低，曲奇餅干的GI比白面包低等。低GI食物如果是因為含有過多脂肪而導致，則不僅意味著更高的能量，也可能會降低胰島素的敏感性，減肥人士和“糖 友”都應該避免。

下期預告：

1. “好碳水”——膳食纖維；

2.擺脫這些甜蜜的“負擔”；

3.這樣吃就對了。

《臨床營養網》編輯部

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