杂谈营养代谢与健康十五
4、食物酸碱代谢简述
本章节内容牵涉面太广，文章较长，有兴趣的朋友最好能阅读完，这样才能从整体上理解食物代谢酸危害的问题。
食物代谢酸危害的话题，早在一百多年前就认识到了。不过近20年中，在非主流营养健康学界被人们反复议论，一直争论不休。几家出版社还专门出版了多本相关内容的书藉，书中出现许多违反科学常识的错误。机构内的专家或医生，都否定食物代谢酸危害的存在，双方不在一个平台反复争论，各说各话。因为他们都没有触及到食物代谢酸危害的核心问题，人体内酸碱代谢问题本质上就是能量代谢问题。
4.1、食物酸碱代谢宏观问题
在地球上含能量的物质多种多样，但整个生物界生命体只能依赖太阳能生存。自然界中，生命活动需要能量支持，植物吸收无机物（氮、磷、钾、二氧化碳等）和水，在太阳光照射下合成植物碳氢化合物（光合作用），并释放氧气。把光能转变成生物能，生物能被储存在有机物的碳氢键上。食草动物吃植物后，将植物能转变成动物能。同理，食肉动物将食草动物能转换成食肉动物能。微生物需要的能量来源于动植物体，在获取能量的同时，将动植物有机体分解成气体（二氧化碳CO2）和无机物。二氧化碳和无机盐又成为植物的营养物。由此可见，植物、动物与微生物构成了一个循环生态圈，形成碳（C）、氢（H）、氮（N）、氧（O）等元素的循环，使生物界三者构成相互依赖、相互促进和相互制约的关系，能量利用形成了循环可持续性。
化学常识，碳氢结构有机物就是酸性物，无论是糖类物、脂类物，还是蛋白质三大含能营养素都是酸性物，它们在体内代谢过程中会产生许多代谢酸。能量代谢最终产物为具有挥发性的碳酸（H2CO3），它是体内代谢酸的最大来源，约占总量60%以上。在蛋白质的代谢过程中，还会产生硫酸、磷酸、尿酸等固定代谢酸，在其他代谢中还会产生乳酸、脂肪酸、盐酸（H2Cl）等代谢酸。在自然食物中，只有酸性食物，因为只有酸性有机物才含有微生物和动物可利用的能量，不存在碱性食物。
关于酸性物酸性强弱的一般规律，无机酸酸性大于有机酸，小分子酸大于大分子酸。一般不溶于水的结构性有机物酸碱度呈中性（pH值为7.0），例如新鲜的动植物体水泡液酸碱度呈中性，一段时间经微生物作用后，水的pH值会变化，多数情况水会呈酸性（pH值小于7）。这些不溶于水的结构酸性有机物，水泡液酸碱度虽呈中性，但在动物体内或在微生物作用下可被代谢分解成众多代谢酸。由于各类食物含可消化能量密度不同，在体内产酸量存在巨大差异，产生代谢酸危害的程度也会不同。例如，蔬菜、水果、蘑菇等含膳食纤维高的食物，其干物质含总能量不算低，但其中含能量丰富的膳食纤维人类不能消化吸收，这类食物可消化能量含量极低，故产生代谢酸就少。且其含有的膳食纤维还有利胆汁固形物的排出，主要排泄脂溶性大分子有机代谢酸，会显著减低代谢酸危害。平常说蔬菜、水果、蘑菇类食物是碱性食物，并不是它们提供碱性物质，而是它们有利代谢酸的排泄，减低了代谢酸的危害。 一般情况，含能量蛋白质密度高的食物，含膳食纤维就低，甚至含量为零，如动物性食物。它们在体内代谢过程中生成代谢酸的量就会大，象谷物和肉蛋奶等食物产酸就会很多，还不利代谢酸的排泄，长时间过量摄入会危害人类健康。
动物在消化代谢食物过程中，打开碳氢结构获得能量，大多数代谢中间产物和最终产物都是酸性的。尽管许多有机代谢物酸性不强，毕竟数量很大，对机体健康会造成影响。动物不可能害怕代谢酸危害而舍弃能量，因为这些唯一可利用的能量物是机体生长、发育和维持生命活动的物质基础。机体进化选择了一条在获取能量的同时，尽量减低代谢酸危害的策略，进化形成了较完善的“抗酸代谢机制”。体内产生多余或无用的代谢酸，先采用缓冲调节保持体液酸碱度稳定，然后通过肺、肾、肝等器官排出到体外。
在肺、肾、肝等器官生理功能正常条件下，长期采用高能量高蛋白低膳食纤维食物模式，尽管大量代谢酸停滞体内，血液pH值都会维持在7.35～7.45之间的稳定。因为肺能排出占比60%以上的碳酸（H2CO3），肾利用碳酸（H2CO3），先分离成氢离子（H+）与碳酸氢根离子（HCO3-），然后排酸（H+）回收碳酸氢根（HCO3-）碱性物，补充缓冲对消耗的量，确保血液pH值7.4不变。体液中含有多种缓冲对，碳酸氢钠（NaHCO3）/碳酸（H2CO3）是最大的一对，其比值是20/1。由此看出，调酸能力强于调碱能力20倍，相对来说，人体不怕酸而怕碱。可见体内的碱性物并非由食物直接提供，而是机体利用代谢酸分离而来。体液和组织细胞缓冲调节，只是维持体内pH值的暂时稳定，使生理生化活动能正常进行而已，治标并未治本。除挥发性碳酸外，许多代谢酸尤其是有机代谢酸还滞溜体内，并没有解决根本问题。要根本解决问题，就是把代谢酸排出体外。肺排出挥发性碳酸，肾排泄溶于水的固定酸，肝排泄脂溶性大分子有机代谢酸。
从有限研究来看，氧、水、食物都是人类生存不可缺少的。人类依赖氧和食物生长和生存，最终也被这两样东西反噬。在利用氧气来氧化食物获取能量，维持生命活动，同时会产生氧自由基危害机体，同理食物代谢会产生代谢酸危害机体。个体生命随年龄增长，清除氧自由基（O）和代谢酸（H+）的能力会逐渐减弱，两者在体内会不断积累，导致生命个体由出生、生长发育、繁衍、衰老，直致病亡。在了解个体生命规律真相后，难免有些无助和悲哀。我们所能做的，只是通过合理膳食模式减少两者的危害，减缓衰老的进程。但它对生物界不断完善进化，更好地适应自然环境，维持良好生态都具有重要的自然意义。
今天人类基因是经过几万年时间，在低营养条件下进化形成并固定下来的，在面对高能量高蛋白和低膳食纤维的富营养化膳食模式，遇到了严重的挑战。过去为了适应季节性食物缺乏和可能出现的经常性忍饥挨饿，机体进化出强大的消化系统和代谢系统，在食物丰盛时能摄入超过需要量几倍的食物，并把超量食物能量转化成体脂储存起来，以便度过寒冬。这是人类适应环境生存，进化形成的基因优势，在今天食物极为丰富的条件下则变成了问题。高能量高蛋白低膳食纤维的膳食模式，产生内生性净酸代谢，代谢酸危害日益严重，导致以糖尿病为代表的富营养化慢性疾病高发。
下节：食物酸碱代谢的微观问题
20210531