為何人體不是酸性體質(zhì)而是堿性體質(zhì)
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在描述人體酸堿平衡或食物酸堿性質(zhì)的生物化學(xué)、病理生理學(xué)、食品生化學(xué)等教科書中，都把人類的主要食物糖、脂肪、蛋白質(zhì)劃定為酸性食物。既然人體攝入的主要食物是酸性食物，為何人體不是酸性體質(zhì)而是堿性體質(zhì)?教科書認(rèn)為蔬菜水果是堿性食物，人體通過蔬菜水果補(bǔ)充堿。然而，生活中很多人長期不吃蔬菜水果，或者攝入蔬菜水果的量與酸性主食不平衡，為何沒有發(fā)生酸堿平衡紊亂?為何沒有發(fā)生酸中毒?
1 食物酸堿性劃分的依據(jù)值得商榷
把人類的食物劃分為"成酸食物"或"成堿食物",其依據(jù)是食物燃燒后的灰分用酸或堿來滴定，能被酸中和的是"成堿食物",能被堿中和的是"成酸食物"[1-2].按照上述分類方法，各種教科書[3-6]普遍認(rèn)為：糖、脂肪和蛋白質(zhì)是成酸食物，并認(rèn)為這些食物在人體內(nèi)代謝產(chǎn)生的"酸"遠(yuǎn)比"堿"多。
食物在體外燃燒和在體內(nèi)分解代謝的終產(chǎn)物都是CO2和H2O,兩條途徑的終產(chǎn)物雖然相同，但去路卻不同。食物燃燒生成的CO2直接溶解在水中生成碳酸，因此是酸性物質(zhì)。食物在體內(nèi)分解生成的CO2溶解進(jìn)入血液并與H2O結(jié)合成H2CO3,但生成H2CO3的能力很差，濃度僅有1.2 mmol;絕大多數(shù)CO2在血液中轉(zhuǎn)變成了堿性物質(zhì)HCO3-,濃度達(dá)到24 mmol,導(dǎo)致血液中的堿性物質(zhì)多于酸性物質(zhì)20倍。血液中堿與酸的濃度比維持20∶1.教科書認(rèn)為這是由機(jī)體的排酸保堿作用實(shí)現(xiàn)的[3-6].實(shí)際上血液中的堿性物質(zhì)"HCO3-"的濃度是由CO2維持的，因此CO2在人體內(nèi)是呈堿性物質(zhì)[7].
三大營養(yǎng)物質(zhì)中的糖和脂肪是提供CO2的主要食物(筆者參考文獻(xiàn)[8]數(shù)據(jù)計(jì)算：100 g"均值肥瘦牛肉"在人體內(nèi)代謝，可以產(chǎn)生CO21 069 mmol;100g"標(biāo)準(zhǔn)秈米"則產(chǎn)生CO23 217 mmol,是牛肉的3倍)，是血液中HCO3-的主要來源和補(bǔ)充途徑，在維持血液HCO3-濃度恒定中發(fā)揮主導(dǎo)作用，應(yīng)該屬于成堿食物。而各種教科書[3-6]把它們劃分為成酸食物，值得商榷。
2 對人體食物酸堿性的重新認(rèn)識(shí)
2.1 對糖和脂肪酸堿性的認(rèn)識(shí)
血液中的糖主要來自淀粉分解的葡萄糖。葡萄糖是近中性物質(zhì)，在18℃時(shí)的解離常數(shù)為6.6×10-13(與純水十分接近)[1],不會(huì)對血液的pH值產(chǎn)生影響(人體即使只攝入淀粉食物，餐后血糖濃度無論多高都不會(huì)發(fā)生酸中毒)。食物中的脂肪水解生成脂肪酸，主要是軟脂酸和硬脂酸。以18碳的硬脂酸為例：在18個(gè)碳原子中只有一個(gè)羧基是酸性基團(tuán)，其"羧羥基"受鄰位和間位"亞甲基"共軛效應(yīng)的影響(筆者的解釋)，使"羧羥基"上H+的活潑性降低，因此脂肪酸的酸性很弱，對血液的酸堿性幾乎不產(chǎn)生影響(大量脂肪動(dòng)員發(fā)生的酸中毒不是脂肪酸引起的，而是酮體導(dǎo)致的)。糖和脂肪對人體酸堿性的影響主要是它們的代謝產(chǎn)物。
2.1.1 糖在人體內(nèi)代謝的特點(diǎn)按照教科書[3-4,6]上的說法：糖在代謝過程中可以產(chǎn)生丙酮酸、乳酸等，這些都是固定酸(固定酸是指不能從呼吸道排出、只能從尿液排出的酸)，因此認(rèn)為糖是成酸食物。但這樣的判斷值得商榷。
如果糖因?yàn)楫a(chǎn)生固定酸而確定為酸性食物，則糖代謝產(chǎn)生的固定酸應(yīng)該有相當(dāng)大的量，而且是持續(xù)產(chǎn)生的，否則就不足以對人體產(chǎn)生酸性影響。如此就可能出現(xiàn)兩種后果：①固定酸越積越多導(dǎo)致人體發(fā)生酸中毒;②及時(shí)從尿液中排出固定酸而消除對人體pH值的影響。但事實(shí)上這兩種情況都沒有發(fā)生。人體不會(huì)因?yàn)橹怀缘矸凼澄锘蛱嵌l(fā)生酸中毒;另外在正常成人尿成分表[6]中沒有丙酮酸和乳酸，或者因?yàn)楹可跷⒈缓雎圆挥?jì)。尿中含有微量檸檬酸(0.3 g/24 h)，應(yīng)該是直接來自食物，因?yàn)榉治鋈笪镔|(zhì)代謝特點(diǎn)，能夠停頓的中間產(chǎn)物都沒有檸檬酸。在三羧酸循環(huán)中見到的檸檬酸是在循環(huán)中合成、在循環(huán)中代謝，代謝停止則生成停止，而且它所處的位置是線粒體內(nèi)，不容易溢出到尿液中。至于尿液中還測出其他有機(jī)酸[6],已經(jīng)與糖代謝沒有關(guān)系了。關(guān)于乳酸，對運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后了解乳酸的產(chǎn)生和代謝情況時(shí)，只測定血液乳酸而不測尿中乳酸，即使是血液乳酸也很快"糖異生"成葡萄糖或氧化分解成CO2和H2O,不會(huì)積累導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員發(fā)生乳酸中毒，也很少會(huì)從尿中排出[9].可見，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后尿液中都難以排出乳酸，正常代謝的健康人體就更難從尿液中測出乳酸了。
丙酮酸、乳酸等都只是糖代謝的中間產(chǎn)物，一邊產(chǎn)生一邊被代謝分解，即使殘留微量的酸也不足以對人體血液的pH值產(chǎn)生酸性影響。例如，葡萄糖在健康人體內(nèi)代謝后，血液中僅存在丙酮酸0.05~0.1 mmol/L、乳酸0.5~4 mmol/L(血液中乳酸含量達(dá)到4 mmol是運(yùn)動(dòng)后的結(jié)果而非普通代謝時(shí)的含量[9])。
上述微量的固定酸，機(jī)體不會(huì)讓它們在血液中積累而影響血液pH值，也不會(huì)從尿液中排出造成能源浪費(fèi)，其最終代謝途徑仍然是氧化供能之后分解成CO2和H2O(1 mol丙酮酸可產(chǎn)生12.5 mol ATP,1 mol乳酸可產(chǎn)生14~15 mol ATP)。如果以糖代謝會(huì)產(chǎn)生大量CO2,因此會(huì)生成大量揮發(fā)酸(H2CO3)來確定糖是酸性食物[3-6],則立論基礎(chǔ)就值得商榷。因?yàn)�，以CO2在健康人體內(nèi)發(fā)揮的實(shí)際作用分析，CO2是堿不是酸[7].
結(jié)論：健康人體內(nèi)糖代謝產(chǎn)生的固定酸含量甚微，不需要經(jīng)尿液排泄來進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此24 h尿液中也就不含相應(yīng)的固定酸。以糖代謝能夠產(chǎn)生固定酸來確定糖是成酸性食物，這樣的依據(jù)不能成立。相反，糖的分解代謝產(chǎn)生大量CO2,并轉(zhuǎn)化成大量的堿性物質(zhì)HCO3-,因此糖應(yīng)該確定為成堿食物。
2.1.2 脂肪在人體內(nèi)代謝的特點(diǎn)按照教科書[3-4,6]上的說法：脂肪在代謝過程中可以產(chǎn)生固定酸乙酰乙酸、β-羥丁酸;因此脂肪是成酸食物。
正常人體內(nèi)的脂肪酸分解可以產(chǎn)生少量酮體，酮體包括三種物質(zhì)，即乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮。作為酸性物質(zhì)的乙酰乙酸和β-羥丁酸是肝臟為肝外組織加工的能源物質(zhì)。這些能源物質(zhì)的最終代謝去路是進(jìn)行β-氧化后生成CO2、H2O和能量，丙酮?jiǎng)t不能被分解，經(jīng)尿液排出體外。尿液中能測定出的微量酮體[6]應(yīng)該主要是丙酮。丙酮不僅是近中性物質(zhì)，且生成量極少。酮體(總量)在血液中的含量僅有0.04~0.17 mmol/L,24 h尿液中也僅有0.01 g(0.11 mmol/24 h)[6].可見，脂肪代謝產(chǎn)生的固定酸在尿液中的含量甚微(機(jī)體不需要從尿液排出它來消除對酸堿平衡的影響)，證明這些固定酸在血液中僅僅作為中間產(chǎn)物臨時(shí)存在，CO2才是它們代謝的最終產(chǎn)物;而CO2在人體內(nèi)代謝是堿不是酸。
2.1.3 糖和脂肪是成酸食物的矛盾按照教科書[3-4,6]的介紹： 糖和脂肪代謝產(chǎn)生酸多于產(chǎn)生堿，上述固定酸被血液中的碳酸氫鈉中和，生成有機(jī)酸鹽，然后通過腎臟的排酸保堿作用排出體外，從而消除對血液pH的影響。從物質(zhì)代謝的生化原理可知，有機(jī)酸被堿中和生成有機(jī)酸鹽，后者不能被人體分解，它只能從尿液排出;如此，尿液中應(yīng)該出現(xiàn)大量的有機(jī)酸鹽，然而"正常成人尿液成分表[6]"中幾乎沒有他們的身影。那么，這些有機(jī)酸鹽是否重新結(jié)合氫離子返回有機(jī)酸?按照教科書的介紹，這些氫離子經(jīng)腎臟排酸作用排出了體外[3-4,6];此時(shí)已經(jīng)沒有氫離子可用，有機(jī)酸鹽已經(jīng)失去了氧化分解的條件[7].可見教科書上的說法存在缺陷。
另外，人體是堿性體質(zhì)，如果攝入的主要食物均是酸性食物，則需要額外消耗大量能量用于消除酸性影響，以維持弱堿性體質(zhì)，這不符合生命能耗最小化的原則，也不符合物質(zhì)的能量趨向于最小化的原則。反之，人體攝入的`三大營養(yǎng)素是成堿食物，這能很好地解釋人體是弱堿性體質(zhì)的根本原因;也能很好地解釋人體即使不攝入蔬菜水果，也不會(huì)發(fā)生酸中毒的情況;同時(shí)還能很好地解釋人體攝入了這么多酸性食物，為什么找不到它們被堿中和后的身影(腎臟排出的酸主要與食物中磷酸有關(guān))。更本質(zhì)的原因是，經(jīng)對三大物質(zhì)代謝產(chǎn)物的研究(蛋白質(zhì)另文討論)，產(chǎn)生的堿比酸多。
2.2 對淀粉類成酸食物成酸作用的重新考量教科書[1]對淀粉類食物的酸堿性質(zhì)按測定做了一個(gè)排隊(duì)，成酸食物酸度大小依次為：糙米>大麥>蠶豆>面粉。上述酸度排隊(duì)如果不按灰分考量，而按照糖(碳水化合物)和脂肪在人體內(nèi)的代謝情況來重新考量的話(淀粉類食物的蛋白質(zhì)含量很低，因此暫時(shí)不考慮所含蛋白質(zhì)對酸堿性的影響，蛋白質(zhì)將另文討論)，它們的"成酸性"作用是否會(huì)發(fā)生改變?鑒于糖和脂肪代謝幾乎不產(chǎn)生固定酸(對其固定酸的生成量往往忽略不計(jì)，因此也沒有固定標(biāo)準(zhǔn)和參考標(biāo)準(zhǔn))，主要產(chǎn)物是CO2,故對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的依據(jù)也只有CO2(表1)。
從表1數(shù)據(jù)可見，所謂最能產(chǎn)生酸的食物，其中的糖和脂肪產(chǎn)生的酸卻微乎其微;相反，卻產(chǎn)生了大量的堿。如果把揮發(fā)堿與揮發(fā)酸的總量作比較，兩者就形成了20∶1的差值。所以說淀粉類食物、糖和脂肪都是成堿食物。
3 結(jié)語
以糖和脂肪代謝產(chǎn)生的微量中間產(chǎn)物(固定酸)或微量排泄物(酮體等)來確定它們是成酸食物，理由不充分。如果一定要判斷糖和脂肪的酸堿性，也應(yīng)該從它們產(chǎn)生的大量終產(chǎn)物CO2來判斷。
1 mol葡萄糖徹底氧化分解可產(chǎn)生6 mol CO2,1 mol脂肪(以三軟脂酰甘油計(jì)算)徹底氧化分解可產(chǎn)生51 mol CO2.以人體的食物組成中每天需要從碳水化合物獲得能量60%、從脂肪獲得能量25%、從蛋白質(zhì)獲得能量15%計(jì)算，體重60 kg成人(辦公室工作)每天需要碳水化合物360 g、脂肪67 g,它們徹底氧化分解后，分別產(chǎn)生CO212 000 mmol和4 177 mmol;這些CO2中的69.5%轉(zhuǎn)化為HCO3-,3.5%轉(zhuǎn)化為H2CO3(剩余CO2是與Hb結(jié)合成HbNHCOOH而運(yùn)輸，因與pH值計(jì)算無關(guān)，故不做討論)，則分別產(chǎn)生HCO3-8 340 mmol和2 903 mmol(合計(jì)11 243 mmol)，分別產(chǎn)生H2CO3420 mmol和146 mmol(合計(jì)566 mmol)，可見產(chǎn)生堿11 243 mmol遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酸566 mmol(兩者的比例為20∶1)。因此，糖和脂肪均是成堿食物。
確認(rèn)糖和脂肪屬于成堿食物有助于糾正社會(huì)上關(guān)于"酸性食物是百病之源、米飯糧食是毒藥"的荒謬認(rèn)識(shí);有助于理解人體是堿性體質(zhì)的本質(zhì)原因，糾正對生物化學(xué)、病理生理學(xué)、醫(yī)學(xué)營養(yǎng)學(xué)等教科書中相關(guān)內(nèi)容的誤讀;有助于指導(dǎo)教學(xué)備課和臨床實(shí)踐。
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