能量物质的来源和在体内的运动及变化
糖、脂肪和蛋白质既是构成机体组织细胞的成分，又是生命活动过程中必需的能量物质。三大能量物质被机体从外界以食物的形式摄入后，通过机械性和化学性的消化被分解成小分子物，由肠黏膜上皮细胞吸收入血（或淋巴）后；随血液循环运输至肝和体内其他的组织细胞。这些物质随之被合成为细胞的成分、转变为其他的物质或被氧化分解释出所蕴藏的能量以供细胞代谢利用等。在整个过程中，都可观察到能量物质的运动和变化。
（一）三大能量物质在体内的作用和变化
1．糖（glucose）
（1）作为能量物质在体内的运动和变化：糖是机体最重要和最基本的能源。在生命活动中所需能量60%～70%由糖提供。体内的糖绝大部分是由小肠吸收入血的葡萄糖、半乳糖和果糖等，极少部分来自糖异生（gluconeogenesis）。
吸收入血的糖，部分以葡萄糖的形式分解供能，部分入肝和肌合成糖原贮存备用，部分则转化为脂肪。体内的糖不断被氧化分解供能，伴随消耗，肝糖原不断分解成葡萄糖以补充，进而维持血糖浓度的相对稳定。饥饿或禁食48h后，体内的糖原已分解耗竭，此时，肝和肾可利用乳酸、丙酮酸、甘油和成糖氨基酸等通过糖异生途径转变为葡萄糖或糖原，该作用有助于血糖水平的恒定。血糖水平的稳定对于脑组织而言尤其重要，因为脑组织糖原贮量极少，且主要利用糖作为能源，故代谢中消耗的葡萄糖需不断由血糖进行补充。肌糖原是骨骼肌中随时可动用的贮备能源，用以满足在紧急状况下的需要。
在机体氧供充足时，糖可完全氧化分解并释放大量的能量。有氧氧化是糖分解供能的主要形式，在氧供不足时，则可通过无氧酵解，酵解释放的能量虽然很少，但在机体缺氧时极为重要，因为这是体内能量物质惟一不需要氧的供能途径。在进行剧烈运动时，骨骼肌的耗氧量大增，此时增强呼吸和循环功能也难以满足其需要，骨骼肌处于相对缺氧的状态，则主要依靠糖酵解以迅速提供能量。
在整体内，糖分解供能增多可减少脂肪的分解，具有抵抗酮体生成的作用。
（2）其他的作用：糖的主要功能是提供能量。此外，糖还是机体重要的碳源，糖代谢的中间产物可转变成其他的含碳化合物，如氨基酸、脂肪酸及核糖核酸和脱氧核糖核酸等。糖是组成人体组织结构的重要成分，如蛋白聚糖和糖蛋白构成结缔组织、软骨和骨的基质；糖蛋白和糖脂是细胞膜的构成成分，部分膜上的糖蛋白还参与细胞的信息传递、细胞的识别和免疫功能。部分激素、酶、免疫球蛋白和血型物质等都含有糖蛋白。糖贮备和糖供应充足时，肝对各种化学毒物的解毒能力强，故糖还有保肝解毒的作用。这些由糖组成的或参与形成的体内细胞成分或其他物质，都在不断地进行活动和更新，以保证体内功能的正常进行。
2．脂肪（fat）
（1）作为能量物质在体内运动和变化：脂肪或称三酰甘油（triglyceride），也是重要的供能物质。体内的脂肪绝大部分是由小肠吸收的甘油、一酰甘油和脂肪酸，入血后在肝脏和脂肪组织中合成的，少部分则由体内的糖转化而来。一般情况下，机体所消耗的能量物质约40%来自体内的脂肪。在短期饥饿情况下，主要分解脂肪供能。此时，贮存在脂肪细胞中的脂肪，被逐渐水解为游离脂肪酸、一酰甘油和甘油，释放入血以供其他组织氧化利用，该过程为脂肪的动员。脂肪酸还可在肝内生成酮体再供其他组织利用。饥饿时，脑组织也利用酮体供能。
脂肪是体内能源贮存的主要形式，常贮存于皮下组织、内脏器官周围、胃肠系膜和肌间质等处。其贮存量在成年男性一般为体重的10%～20%，女性更多。在体内，脂肪除由甘油、一酰甘油和脂肪酸合成外，当蛋白质和糖的含量达到一定水平后，亦可转化为脂肪。体内贮存脂肪的能力几乎是无限制的。1g脂肪在体内氧化所释放的能量为39kJ（9．3kcal），1g糖或蛋白质在体内氧化释放的能量只有17kJ（4．1kcal）。由于脂肪在体内的贮量大，分解时释放的能量多，故脂肪组织是体内巨大的能源贮存库。(https://www.daowen.com)
（2）其他的作用：脂肪在体内具有广泛的生理作用。花生四烯酸是构成生物膜的重要组分，是合成前列腺素、血栓烷、白三烯等生物活性物质的前体；长链不饱和脂肪酸在脑和睾丸中含量丰富，是神经和精子正常生长发育不可缺少的成分；脂肪还促进脂溶性维生素在小肠的吸收；浓缩食物、增加美味和给人以饱感；作为脂肪垫包绕器官周围，对器官和相应的神经、血管有保护作用；减少散热，在冬季有御寒和保持体温的作用。
3．蛋白质（protein）
（1）生理状态下蛋白质不作为能量物质：生理状态下蛋白质不作为能量物质，而是全面地、直接地承担生命活动。
体内合成蛋白质所需的氨基酸由小肠吸收入血。体内的蛋白质主要在肝内合成。在满足作为生命的物质基础后，多余的氨基酸可转化为肝糖原和脂肪。体内以蛋白质形式贮存的能量是极少的。当糖和脂肪供应严重不足，如长期不能进食或过度消耗（在临床上见于某些患慢性消耗性疾病的患者）的情况下，机体才分解组织蛋白质以供给各种活动所必需的能量。
（2）蛋白质的生理作用：蛋白质在体内承担着多种生理功能：①维持组织细胞的生长、更新和损伤后的修复；②构成组织成分，如血红蛋白、胶原蛋白、肌的各种蛋白等；③生成各种生物活性物质如酶、激素、受体、抗体、细胞因子、补体和神经递质；④具有转运功能的蛋白如血浆中的载脂蛋白和运铁蛋白等；⑤维持血浆和组织间液的胶体渗透压等。
（二）能量的产生和转化
1．能量的产生和存在形式 体内的能量是糖、脂肪和氨基酸的分子结构中碳氢键蕴藏着的化学能，在氧化过程中，碳氢键断裂，生成二氧化碳和水，同时释放所蕴藏的能量。其中，50%以上的能量被迅速转化为热能，其余的则转化为机体活动可利用的自由能形式贮存在三磷腺苷（ATP）中。在肌组织中，ATP还可把它的高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸（creatine phosphate），它是肌组织中能量的一种贮存形式。当机体运动消耗ATP增多时，磷酸肌酸便为ADP提供高能磷酸键使ADP转变为ATP，使肌细胞内的ATP含量得以维持相对恒定。
2．能量的利用和转化 每个高能磷酸键分解时可释放30．57kJ（7．3kcal）的能量，机体细胞只能直接利用这种能量去完成各种功能活动，如肌的收缩与舒张、各种离子和其他一些物质的跨膜主动转运、维持膜两侧无机离子的浓度梯度、合成各种细胞的组成成分和各种生物活性物质等。机体活动过程中所消耗的能量，除部分由骨骼肌活动做机械外功时被转移至外环境之外，其余也都转变成热能。如心肌收缩时所产生的势能和动能，均在血液沿血管流动过程中克服所遇到的阻力而转变为热能；神经传导时所产生的电能最终转变成热能；蛋白质合成所消耗的化学能，也必将等于该蛋白质最终分解代谢时所产生的热能。
机体不能利用热能做功，也不能将热能转化为其他形式的能，但可用以维持体温。机体所产生的热能通过体表、呼吸等途径发散到外环境中。在生理状态下，机体产热与散热速度基本一致，保持动态平衡，维持了体温的相对恒定。
（三）三种能量物质相互间的关系
三种能量物质在体内彼此联系，相互转变，并互相制约。在体内蛋白质和糖可转化为脂肪，脂肪和蛋白质可转化为糖。生理状态下，糖和脂肪是体内的供能物质，蛋白质则作为生命的物质基础在体内发挥作用。这是因为机体摄入的食物中以糖类为最多，占总热量的60%～70%，脂肪占30%～40%。脂肪作为贮能的主要形式，可达体重的20%或更多，蛋白质在体内组成细胞成分等，通常无多余的贮存。三种物质的分解代谢具有共同的通路。当一种物质分解代谢占优势时，对另外的物质分解产生抑制作用。如脂肪分解增强，生成的ATP增多，ATP／ADP比值增大，可抑制6－磷酸果糖激酶活性，使糖分解代谢减弱；反之，ADP增多，则可激活该激酶，使糖分解代谢加速。在饥饿或疾病不能进食时，在贮存糖原耗竭后，为维持血糖恒定和保证脑的糖供，蛋白质分解增多，以供给肝和肾的糖异生活动。在个体饥饿达3～4周时，若长期以蛋白质分解作为糖异生原料，必然危及生命。在这种情况下，体内各种组织包括脑都以脂肪酸和酮体为主要能源，蛋白分解减少。