人体新陈代谢是维持生命的核心过程，涵盖了能量的获取、转化与消耗。它主要分为两类：合成代谢和分解代谢。合成代谢指身体利用摄入的营养物质合成组织和器官；分解代谢则将体内物质分解，释放能量与废物。

能量来源与细胞呼吸

人体的主要能量来源包括碳水化合物、脂肪和蛋白质。其中，碳水化合物是首选能量来源，主要以葡萄糖形式存在。葡萄糖通过细胞呼吸分解为二氧化碳和水，同时生成三磷酸腺苷（ATP），为身体活动提供能量：

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量（ATP）

细胞呼吸可分为三个阶段：

  1. 糖酵解：葡萄糖在细胞质中分解为两个丙酮酸，同时生成2 ATP和2 NADH。
  2. 丙酮酸脱羧与柠檬酸循环：丙酮酸进入线粒体，生成乙酰辅酶A，进一步生成二氧化碳、NADH、FADH2和少量ATP。
  3. 电子传递链：NADH和FADH2的电子被传递给氧气生成水，同时驱动大量ATP的合成。

脂肪通过β-氧化分解为乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，而蛋白质的氨基酸经过脱氨作用生成可参与代谢的有机酸，也能供能。

能量消耗方式

人体能量消耗主要有三种：

  1. 基础代谢：维持生命所需的最低能量，受年龄、性别、体重、身高、体温及激素水平影响。
  2. 食物热效应：消化、吸收、运输和储存食物所需的额外能量，取决于食物类型与摄入量。
  3. 体力活动：运动或劳动所消耗的能量，取决于活动的类型、强度和持续时间。

代谢平衡与健康

人体能量平衡由摄入与消耗决定：

  • 能量摄入 > 消耗：多余能量以脂肪形式储存，导致体重增加。
  • 能量摄入 < 消耗：动用脂肪和蛋白质储备供能，体重下降。
  • 能量摄入 = 消耗：体重保持稳定。

保持代谢平衡对于控制体重、预防肥胖及维持健康至关重要。同时，激素、饮食结构和运动习惯都能显著影响代谢效率。