为何人体不是酸性体质而是碱性体质

　　在描述人体酸碱平衡或食物酸碱性质的生物化学、病理生理学、食品生化学等教科书中，都把人类的主要食物糖、脂肪、蛋白质划定为酸性食物。既然人体摄入的主要食物是酸性食物，为何人体不是酸性体质而是碱性体质？教科书认为蔬菜水果是碱性食物，人体通过蔬菜水果补充碱。然而，生活中很多人长期不吃蔬菜水果，或者摄入蔬菜水果的量与酸性主食不平衡，为何没有发生酸碱平衡紊乱？为何没有发生酸中毒？

　　1 食物酸碱性划分的依据值得商榷

　　把人类的食物划分为"成酸食物"或"成碱食物",其依据是食物燃烧后的灰分用酸或碱来滴定，能被酸中和的是"成碱食物",能被碱中和的是"成酸食物"[1-2].按照上述分类方法，各种教科书[3-6]普遍认为：糖、脂肪和蛋白质是成酸食物，并认为这些食物在人体内代谢产生的"酸"远比"碱"多。

　　食物在体外燃烧和在体内分解代谢的终产物都是CO2和H2O,两条途径的终产物虽然相同，但去路却不同。食物燃烧生成的CO2直接溶解在水中生成碳酸，因此是酸性物质。食物在体内分解生成的CO2溶解进入血液并与H2O结合成H2CO3,但生成H2CO3的能力很差，浓度仅有1.2 mmol;绝大多数CO2在血液中转变成了碱性物质HCO3-,浓度达到24 mmol,导致血液中的碱性物质多于酸性物质20倍。血液中碱与酸的浓度比维持20∶1.教科书认为这是由机体的排酸保碱作用实现的[3-6].实际上血液中的碱性物质"HCO3-"的浓度是由CO2维持的，因此CO2在人体内是呈碱性物质[7].

　　三大营养物质中的糖和脂肪是提供CO2的主要食物（笔者参考文献[8]数据计算：100 g"均值肥瘦牛肉"在人体内代谢，可以产生CO21 069 mmol;100g"标准籼米"则产生CO23 217 mmol,是牛肉的3倍），是血液中HCO3-的主要来源和补充途径，在维持血液HCO3-浓度恒定中发挥主导作用，应该属于成碱食物。而各种教科书[3-6]把它们划分为成酸食物，值得商榷。

　　2 对人体食物酸碱性的重新认识

　　2.1 对糖和脂肪酸碱性的认识

　　血液中的糖主要来自淀粉分解的葡萄糖。葡萄糖是近中性物质，在18℃时的解离常数为6.6×10-13（与纯水十分接近）[1],不会对血液的pH值产生影响（人体即使只摄入淀粉食物，餐后血糖浓度无论多高都不会发生酸中毒）。食物中的脂肪水解生成脂肪酸，主要是软脂酸和硬脂酸。以18碳的硬脂酸为例：在18个碳原子中只有一个羧基是酸性基团，其"羧羟基"受邻位和间位"亚甲基"共轭效应的影响（笔者的解释），使"羧羟基"上H+的活泼性降低，因此脂肪酸的酸性很弱，对血液的酸碱性几乎不产生影响（大量脂肪动员发生的酸中毒不是脂肪酸引起的，而是酮体导致的）。糖和脂肪对人体酸碱性的影响主要是它们的代谢产物。

　　2.1.1 糖在人体内代谢的特点按照教科书[3-4,6]上的说法：糖在代谢过程中可以产生丙酮酸、乳酸等，这些都是固定酸（固定酸是指不能从呼吸道排出、只能从尿液排出的酸），因此认为糖是成酸食物。但这样的判断值得商榷。

　　如果糖因为产生固定酸而确定为酸性食物，则糖代谢产生的固定酸应该有相当大的量，而且是持续产生的，否则就不足以对人体产生酸性影响。如此就可能出现两种后果：①固定酸越积越多导致人体发生酸中毒；②及时从尿液中排出固定酸而消除对人体pH值的影响。但事实上这两种情况都没有发生。人体不会因为只吃淀粉食物或糖而发生酸中毒；另外在正常成人尿成分表[6]中没有丙酮酸和乳酸，或者因为含量甚微被忽略不计。尿中含有微量柠檬酸（0.3 g/24 h），应该是直接来自食物，因为分析三大物质代谢特点，能够停顿的中间产物都没有柠檬酸。在三羧酸循环中见到的柠檬酸是在循环中合成、在循环中代谢，代谢停止则生成停止，而且它所处的位置是线粒体内，不容易溢出到尿液中。至于尿液中还测出其他有机酸[6],已经与糖代谢没有关系了。关于乳酸，对运动员在运动结束后了解乳酸的产生和代谢情况时，只测定血液乳酸而不测尿中乳酸，即使是血液乳酸也很快"糖异生"成葡萄糖或氧化分解成CO2和H2O,不会积累导致运动员发生乳酸中毒，也很少会从尿中排出[9].可见，运动员在运动结束后尿液中都难以排出乳酸，正常代谢的健康人体就更难从尿液中测出乳酸了。

　　丙酮酸、乳酸等都只是糖代谢的中间产物，一边产生一边被代谢分解，即使残留微量的酸也不足以对人体血液的pH值产生酸性影响。例如，葡萄糖在健康人体内代谢后，血液中仅存在丙酮酸0.05~0.1 mmol/L、乳酸0.5~4 mmol/L（血液中乳酸含量达到4 mmol是运动后的结果而非普通代谢时的含量[9]）。

　　上述微量的固定酸，机体不会让它们在血液中积累而影响血液pH值，也不会从尿液中排出造成能源浪费，其最终代谢途径仍然是氧化供能之后分解成CO2和H2O（1 mol丙酮酸可产生12.5 mol ATP,1 mol乳酸可产生14~15 mol ATP）。如果以糖代谢会产生大量CO2,因此会生成大量挥发酸（H2CO3）来确定糖是酸性食物[3-6],则立论基础就值得商榷。因为，以CO2在健康人体内发挥的实际作用分析，CO2是碱不是酸[7].

　　结论：健康人体内糖代谢产生的固定酸含量甚微，不需要经尿液排泄来进行调节，因此24 h尿液中也就不含相应的固定酸。以糖代谢能够产生固定酸来确定糖是成酸性食物，这样的依据不能成立。相反，糖的分解代谢产生大量CO2,并转化成大量的碱性物质HCO3-,因此糖应该确定为成碱食物。

　　2.1.2 脂肪在人体内代谢的特点按照教科书[3-4,6]上的说法：脂肪在代谢过程中可以产生固定酸乙酰乙酸、β-羟丁酸；因此脂肪是成酸食物。

　　正常人体内的脂肪酸分解可以产生少量酮体，酮体包括三种物质，即乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。作为酸性物质的乙酰乙酸和β-羟丁酸是肝脏为肝外组织加工的能源物质。这些能源物质的最终代谢去路是进行β-氧化后生成CO2、H2O和能量，丙酮则不能被分解，经尿液排出体外。尿液中能测定出的微量酮体[6]应该主要是丙酮。丙酮不仅是近中性物质，且生成量极少。酮体（总量）在血液中的含量仅有0.04~0.17 mmol/L,24 h尿液中也仅有0.01 g（0.11 mmol/24 h）[6].可见，脂肪代谢产生的固定酸在尿液中的含量甚微（机体不需要从尿液排出它来消除对酸碱平衡的影响），证明这些固定酸在血液中仅仅作为中间产物临时存在，CO2才是它们代谢的最终产物；而CO2在人体内代谢是碱不是酸。

　　2.1.3 糖和脂肪是成酸食物的矛盾按照教科书[3-4,6]的介绍： 糖和脂肪代谢产生酸多于产生碱，上述固定酸被血液中的碳酸氢钠中和，生成有机酸盐，然后通过肾脏的排酸保碱作用排出体外，从而消除对血液pH的影响。从物质代谢的生化原理可知，有机酸被碱中和生成有机酸盐，后者不能被人体分解，它只能从尿液排出；如此，尿液中应该出现大量的有机酸盐，然而"正常成人尿液成分表[6]"中几乎没有他们的身影。那么，这些有机酸盐是否重新结合氢离子返回有机酸？按照教科书的介绍，这些氢离子经肾脏排酸作用排出了体外[3-4,6];此时已经没有氢离子可用，有机酸盐已经失去了氧化分解的条件[7].可见教科书上的说法存在缺陷。

　　另外，人体是碱性体质，如果摄入的主要食物均是酸性食物，则需要额外消耗大量能量用于消除酸性影响，以维持弱碱性体质，这不符合生命能耗最小化的原则，也不符合物质的能量趋向于最小化的原则。反之，人体摄入的三大营养素是成碱食物，这能很好地解释人体是弱碱性体质的根本原因；也能很好地解释人体即使不摄入蔬菜水果，也不会发生酸中毒的情况；同时还能很好地解释人体摄入了这么多酸性食物，为什么找不到它们被碱中和后的身影（肾脏排出的酸主要与食物中磷酸有关）。更本质的原因是，经对三大物质代谢产物的研究（蛋白质另文讨论），产生的碱比酸多。

　　2.2 对淀粉类成酸食物成酸作用的重新考量教科书[1]对淀粉类食物的酸碱性质按测定做了一个排队，成酸食物酸度大小依次为：糙米>大麦>蚕豆>面粉。上述酸度排队如果不按灰分考量，而按照糖（碳水化合物）和脂肪在人体内的代谢情况来重新考量的话（淀粉类食物的蛋白质含量很低，因此暂时不考虑所含蛋白质对酸碱性的影响，蛋白质将另文讨论），它们的"成酸性"作用是否会发生改变？鉴于糖和脂肪代谢几乎不产生固定酸（对其固定酸的生成量往往忽略不计，因此也没有固定标准和参考标准），主要产物是CO2,故对其进行数据分析的依据也只有CO2（表1）。

　　从表1数据可见，所谓最能产生酸的食物，其中的糖和脂肪产生的酸却微乎其微；相反，却产生了大量的碱。如果把挥发碱与挥发酸的总量作比较，两者就形成了20∶1的差值。所以说淀粉类食物、糖和脂肪都是成碱食物。

　　3 结语

　　以糖和脂肪代谢产生的微量中间产物（固定酸）或微量排泄物（酮体等）来确定它们是成酸食物，理由不充分。如果一定要判断糖和脂肪的酸碱性，也应该从它们产生的大量终产物CO2来判断。

　　1 mol葡萄糖彻底氧化分解可产生6 mol CO2,1 mol脂肪（以三软脂酰甘油计算）彻底氧化分解可产生51 mol CO2.以人体的食物组成中每天需要从碳水化合物获得能量60%、从脂肪获得能量25%、从蛋白质获得能量15%计算，体重60 kg成人（办公室工作）每天需要碳水化合物360 g、脂肪67 g,它们彻底氧化分解后，分别产生CO212 000 mmol和4 177 mmol;这些CO2中的69.5%转化为HCO3-,3.5%转化为H2CO3（剩余CO2是与Hb结合成HbNHCOOH而运输，因与pH值计算无关，故不做讨论），则分别产生HCO3-8 340 mmol和2 903 mmol（合计11 243 mmol），分别产生H2CO3420 mmol和146 mmol（合计566 mmol），可见产生碱11 243 mmol远远大于酸566 mmol（两者的比例为20∶1）。因此，糖和脂肪均是成碱食物。

　　确认糖和脂肪属于成碱食物有助于纠正社会上关于"酸性食物是百病之源、米饭粮食是毒药"的荒谬认识；有助于理解人体是碱性体质的本质原因，纠正对生物化学、病理生理学、医学营养学等教科书中相关内容的误读；有助于指导教学备课和临床实践。

　　参考文献：
　　[1] 宁正祥。 食品生物化学[M]. 2版。 广州：华南理工大学出版社， 2006:5, 397-398.
　　[2] 天津轻工业学院， 无锡轻工业学院。 食品生物化学[M].北京：轻工业出版社， 1988:26.
　　[3] 王建枝， 殷莲华。 病理生理学[M]. 8版。 北京：人民卫生出版社， 2013:40-41,43-44.
　　[4] 金国琴。 医用化学与生物化学[M]. 北京：人民卫生出版社，2012:330-331, 334-336.
　　[5] 唐炳华。 生物化学[M]. 9版。 北京：中国中医药出版社， 2012:342-343, 345-347.
　　[6] 张昌颖。 生物化学[M]. 2版。 北京：人民卫生出版社， 1985:462, 487-488, 491-492, 504-505.