前言
這本書的問世，對身為生化老師的我來說，簡直是一大福音。它讓我終於能將腦中醞釀十多年的構想化為現實：也就是把「代謝作用」在我們日常生活中的重要性具體呈現出來。書中特別深入探討了各種外在環境因素(例如日常飲食、運動鍛鍊)與我們體內錯綜複雜的代謝路徑之間，究竟是如何產生交互作用的。
翻開這本書，你會認識兩位性格互補的有趣角色(透過插畫家Lili Walix的畫筆，他們更是活靈活現)。透過他們的日常行動，你將能看見人體內所有基本代謝反應的縮影。女主角麗莎(Lisa)是個認真好學的生化狂熱份子；她總是精神百倍地剖析各種生活現象(比如口臭)，並津津有味地告訴你，這些其實都是身體代謝在搗鬼！
與她搭檔的男主角約翰(Johan)，則是運動科學系(STAPS)的學生。他個性隨性不羈，但對於「營養攝取如何影響運動表現」卻非常有概念。這對默契十足的兩人，將牽著你的手走進迷宮般的代謝世界，去認識那些掌管我們身體運作的關鍵分子，例如：
●葡萄糖(Glucose)：無所不在的超級明星！它站在糖解作用、糖質新生與肝醣合成的十字路口。當然，書中也不會漏掉其它單醣兄弟，尤其是陣容龐大的戊醣(五碳醣)家族！
●丙酮酸(Pyruvic acid)：決定走向氧化或發酵的關鍵分岔點。
●乙醯輔酶A(Acetyl-CoA)：醣類與脂質代謝的超級樞紐。它能變身為脂肪酸、酮體，或是進入克氏循環(檸檬酸循環)與粒線體呼吸鏈進行完全氧化。
●調節性荷爾蒙：除了大家熟知的胰島素，還有升糖素與腎上腺素，順便幫你的身體製造一點「壓力」！
●代謝廢物：像是尿素與乳酸。這些到底是該丟掉的垃圾，還是其實另有用處……？
你可能已經發現了，這本書的編排打破了傳統教科書的死板框架。它適合你在上課前預習暖身，課堂上隨時翻查，但我更強烈建議你：在課後放鬆心情細細品味，它絕對能幫你打通代謝學的任督二脈！
希望你能在這兩位主角身上看見一點自己的影子，或者，你根本就是他們倆的綜合體。我衷心期盼這本書不僅能傳授知識，更能帶來純粹的閱讀樂趣，讓你忍不住想跟身邊的同學或親友大聊特聊這些有趣的代謝冷知識。
畢竟，沒有什麼比「代謝」更貼近我們的每一天了，祝你閱讀愉快！
第一章 皮質醇之歌
皮質醇：人體的生理時鐘！
剛睡醒時，身體會發生什麼事？
所有生物體其實都有自己的一套時間表，也就是所謂的「生物節律(Biological Rhythm)」，而這套時間表跟牠們怎麼生活有很大的關係。 蝙蝠跟貓頭鷹習慣在夜裡活動；人類大部分是白天出沒的物種……雖然現在越來越多人好像反過來了啦。皮質醇(Cortisol)是腎上腺「皮質區」製造的一種類固醇荷爾蒙(Steroid hormone)。 一聽到類固醇很多人會有點警戒，不過它其實沒那麼神秘，就是一群脂質的大家族，這群脂質都有個共同的來源，那就是「膽固醇(Cholesterol)」。這個家族成員不少，雌激素(Estrogens)跟雄性激素(Androgens)都在裡面。
腎上腺到底是什麼？
腎上腺(Adrenal glands)就長在腎臟的正上方，是內分泌系統裡的一個腺體。 它的內部其實分成兩塊，做的事情完全不同：
1. 腎上腺髓質(Adrenal medulla)：這裡是「兒茶酚胺」(Catecholamine)的生產地， 腎上腺素(Epinephrine)跟正腎上腺素(Norepinephrine)都是從這裡合成出來的。
2. 腎上腺皮質(Adrenal cortex)：這層負責的是類固醇荷爾蒙，皮質醇、醛固酮(Aldosterone)還有雄性激素，都由它製造。
我們這篇主要聊的是腎上腺皮質。 它背後有一套控制系統在管，醫學上叫HPA軸，全名是「下視丘、腦下垂體、腎上腺軸」，管的範圍包括代謝調節、壓力反應、發炎反應還有免疫反應，可以說是非常忙碌。
這套系統怎麼運作的？從下視丘(Hypothalamus)開始，它察覺到狀況之後，會分泌皮質釋放素(CRH)去通知腦下垂體(Pituitary gland)； 腦下垂體接到訊號，分泌促腎上腺皮質素(ACTH)進入血液；ACTH隨血液一路跑到腎上腺皮質，皮質醇就這樣被釋放出來了。另一邊的腎上腺髓質則是由交感神經系統(Sympathetic nervous system)負責活化，一旦身體需要應對威脅，它就把兒茶酚胺打進血液，啟動「戰或逃反應」。
為什麼麗莎會說，她是被皮質醇叫醒的？
體內的荷爾蒙濃度不是一成不變的，會跟著時間起起伏伏。皮質醇當然也一樣，它遵循著「晝夜節律(Circadian Rhythm)」運作，以24小時為一個週期，每天早上6點到8點之間會出現一個明顯的濃度高峰。
這個現象有個名字，叫「皮質醇早晨高峰(Cortisol Morning Peak)」。有趣的是，它不是等你睜開眼睛才發生的，而是在夜間睡眠末期、你還沒醒來之前，HPA軸就已經悄悄啟動了。
這個高峰的任務很具體：同步身體的生物節律、調節血糖(Glucose)、啟動能量代謝、提升警覺性，說穿了就是在幫你的身體「開機」，準備好迎接新的一天。
所以麗莎說皮質醇是她的鬧鐘，這個比喻還蠻準的，只是這個鬧鐘不給你按貪睡。
什麼是「酮體生成」？
原本被拿去支援糖質新生、貢獻ATP的脂肪酸，這時候有了新去處。它們會在肝臟裡被轉換成酮體，而且這件事只有肝臟做得到，全身上下沒有第二個器官有這個能力。
酮體生成發生在肝細胞的粒線體裡頭。起點是乙醯輔酶A，這個分子是脂肪酸在粒線體基質裡經過β-氧化部分分解之後產生的。
因為草醯乙酸(Oxaloacetate)的濃度一直在掉(原因前面有說過)，乙醯輔酶A這時候已經沒辦法跟它結合，只能走另一條路。這個過程會產生三種酮體：
● 乙醯乙酸(Acetoacetate, AcAc)
● β-羥基丁酸(β-hydroxybutyrate)
● 丙酮(Acetone)，這個比較特別，有揮發性，氣味也不太好聞。
這三種分子產生之後會從肝細胞擴散出去，隨血液循環送往其他器官。當血液裡的葡萄糖濃度下降，它們就成了替代的能量來源，對大腦跟心臟來說尤其關鍵。這些器官接收到酮體之後，會透過「酮體分解」這個過程把它們拆開來用。
什麼是酮體分解？
酮體分解(Ketolysis)，顧名思義就是把酮體拆解掉的代謝過程。全身幾乎所有細胞都能做這件事，唯獨肝臟是例外。原因很具體：肝臟缺少一種關鍵酵素(Enzyme)，叫做琥珀醯輔酶A轉移酶(Succinyl-CoA transferase)，沒有它這個反應就跑不起來。
整個酮體分解的過程都在粒線體裡進行，最終會產生乙醯輔酶A。乙醯輔酶A接著進入克氏循環，成為粒線體製造ATP的原料。當身體長時間斷食的時候，葡萄糖就會產生供應吃緊，大腦、心臟、腎臟跟肌肉就靠著這套替代能源撐著繼續運作。
葡萄糖是如何穿過腸壁的？
澱粉消化後產生的葡萄糖，不是自己硬擠過去的，得靠特定的轉運蛋白幫忙。小腸上皮細胞上有一種叫做SGLT1的蛋白質，全名是鈉-葡萄糖共同運輸蛋白1(Sodium Glucose Transporter1)，負責把葡萄糖從腸道管腔吸收進細胞裡。進了細胞之後，葡萄糖還要再跨一道關，才能進入血液。這次靠的是GLUT2，也就是葡萄糖轉運蛋白2(Glucose Transporter 2)，透過促進性擴散的方式，把葡萄糖送進血液裡。
這些血液中的葡萄糖後來怎麼了？
腸道吸收的葡萄糖不會直接在血液裡漂著，它有個明確的去向。第一站是肝臟，走的路是肝門靜脈(Hepatic portal vein)。抵達肝臟之後，葡萄糖會透過肝醣合成(Glycogenesis)這個過程被轉化成肝醣，作為短期的能量儲備。這整個過程由胰島素在背後調控，胰島素是胰臟在偵測到血糖上升時分泌的荷爾蒙。肌肉細胞也是一個重要的存放地點，準確說是骨骼肌(Skeletalmuscles)，它同樣能合成並儲存肝醣，供自己的能量需求使用。理論上所有細胞都能進行肝醣合成，但真正存得多、存得有份量的，還是肝臟跟骨骼肌這兩個地方。
這本書的問世，對身為生化老師的我來說，簡直是一大福音。它讓我終於能將腦中醞釀十多年的構想化為現實：也就是把「代謝作用」在我們日常生活中的重要性具體呈現出來。書中特別深入探討了各種外在環境因素(例如日常飲食、運動鍛鍊)與我們體內錯綜複雜的代謝路徑之間，究竟是如何產生交互作用的。
翻開這本書，你會認識兩位性格互補的有趣角色(透過插畫家Lili Walix的畫筆，他們更是活靈活現)。透過他們的日常行動，你將能看見人體內所有基本代謝反應的縮影。女主角麗莎(Lisa)是個認真好學的生化狂熱份子；她總是精神百倍地剖析各種生活現象(比如口臭)，並津津有味地告訴你，這些其實都是身體代謝在搗鬼！
與她搭檔的男主角約翰(Johan)，則是運動科學系(STAPS)的學生。他個性隨性不羈，但對於「營養攝取如何影響運動表現」卻非常有概念。這對默契十足的兩人，將牽著你的手走進迷宮般的代謝世界，去認識那些掌管我們身體運作的關鍵分子，例如：
●葡萄糖(Glucose)：無所不在的超級明星！它站在糖解作用、糖質新生與肝醣合成的十字路口。當然，書中也不會漏掉其它單醣兄弟，尤其是陣容龐大的戊醣(五碳醣)家族！
●丙酮酸(Pyruvic acid)：決定走向氧化或發酵的關鍵分岔點。
●乙醯輔酶A(Acetyl-CoA)：醣類與脂質代謝的超級樞紐。它能變身為脂肪酸、酮體，或是進入克氏循環(檸檬酸循環)與粒線體呼吸鏈進行完全氧化。
●調節性荷爾蒙：除了大家熟知的胰島素，還有升糖素與腎上腺素，順便幫你的身體製造一點「壓力」！
●代謝廢物：像是尿素與乳酸。這些到底是該丟掉的垃圾，還是其實另有用處……？
你可能已經發現了，這本書的編排打破了傳統教科書的死板框架。它適合你在上課前預習暖身，課堂上隨時翻查，但我更強烈建議你：在課後放鬆心情細細品味，它絕對能幫你打通代謝學的任督二脈！
希望你能在這兩位主角身上看見一點自己的影子，或者，你根本就是他們倆的綜合體。我衷心期盼這本書不僅能傳授知識，更能帶來純粹的閱讀樂趣，讓你忍不住想跟身邊的同學或親友大聊特聊這些有趣的代謝冷知識。
畢竟，沒有什麼比「代謝」更貼近我們的每一天了，祝你閱讀愉快！
第一章 皮質醇之歌
皮質醇：人體的生理時鐘！
剛睡醒時，身體會發生什麼事？
所有生物體其實都有自己的一套時間表，也就是所謂的「生物節律(Biological Rhythm)」，而這套時間表跟牠們怎麼生活有很大的關係。 蝙蝠跟貓頭鷹習慣在夜裡活動；人類大部分是白天出沒的物種……雖然現在越來越多人好像反過來了啦。皮質醇(Cortisol)是腎上腺「皮質區」製造的一種類固醇荷爾蒙(Steroid hormone)。 一聽到類固醇很多人會有點警戒，不過它其實沒那麼神秘，就是一群脂質的大家族，這群脂質都有個共同的來源，那就是「膽固醇(Cholesterol)」。這個家族成員不少，雌激素(Estrogens)跟雄性激素(Androgens)都在裡面。
腎上腺到底是什麼？
腎上腺(Adrenal glands)就長在腎臟的正上方，是內分泌系統裡的一個腺體。 它的內部其實分成兩塊，做的事情完全不同：
1. 腎上腺髓質(Adrenal medulla)：這裡是「兒茶酚胺」(Catecholamine)的生產地， 腎上腺素(Epinephrine)跟正腎上腺素(Norepinephrine)都是從這裡合成出來的。
2. 腎上腺皮質(Adrenal cortex)：這層負責的是類固醇荷爾蒙，皮質醇、醛固酮(Aldosterone)還有雄性激素，都由它製造。
我們這篇主要聊的是腎上腺皮質。 它背後有一套控制系統在管，醫學上叫HPA軸，全名是「下視丘、腦下垂體、腎上腺軸」，管的範圍包括代謝調節、壓力反應、發炎反應還有免疫反應，可以說是非常忙碌。
這套系統怎麼運作的？從下視丘(Hypothalamus)開始，它察覺到狀況之後，會分泌皮質釋放素(CRH)去通知腦下垂體(Pituitary gland)； 腦下垂體接到訊號，分泌促腎上腺皮質素(ACTH)進入血液；ACTH隨血液一路跑到腎上腺皮質，皮質醇就這樣被釋放出來了。另一邊的腎上腺髓質則是由交感神經系統(Sympathetic nervous system)負責活化，一旦身體需要應對威脅，它就把兒茶酚胺打進血液，啟動「戰或逃反應」。
為什麼麗莎會說，她是被皮質醇叫醒的？
體內的荷爾蒙濃度不是一成不變的，會跟著時間起起伏伏。皮質醇當然也一樣，它遵循著「晝夜節律(Circadian Rhythm)」運作，以24小時為一個週期，每天早上6點到8點之間會出現一個明顯的濃度高峰。
這個現象有個名字，叫「皮質醇早晨高峰(Cortisol Morning Peak)」。有趣的是，它不是等你睜開眼睛才發生的，而是在夜間睡眠末期、你還沒醒來之前，HPA軸就已經悄悄啟動了。
這個高峰的任務很具體：同步身體的生物節律、調節血糖(Glucose)、啟動能量代謝、提升警覺性，說穿了就是在幫你的身體「開機」，準備好迎接新的一天。
所以麗莎說皮質醇是她的鬧鐘，這個比喻還蠻準的，只是這個鬧鐘不給你按貪睡。
什麼是「酮體生成」？
原本被拿去支援糖質新生、貢獻ATP的脂肪酸，這時候有了新去處。它們會在肝臟裡被轉換成酮體，而且這件事只有肝臟做得到，全身上下沒有第二個器官有這個能力。
酮體生成發生在肝細胞的粒線體裡頭。起點是乙醯輔酶A，這個分子是脂肪酸在粒線體基質裡經過β-氧化部分分解之後產生的。
因為草醯乙酸(Oxaloacetate)的濃度一直在掉(原因前面有說過)，乙醯輔酶A這時候已經沒辦法跟它結合，只能走另一條路。這個過程會產生三種酮體：
● 乙醯乙酸(Acetoacetate, AcAc)
● β-羥基丁酸(β-hydroxybutyrate)
● 丙酮(Acetone)，這個比較特別，有揮發性，氣味也不太好聞。
這三種分子產生之後會從肝細胞擴散出去，隨血液循環送往其他器官。當血液裡的葡萄糖濃度下降，它們就成了替代的能量來源，對大腦跟心臟來說尤其關鍵。這些器官接收到酮體之後，會透過「酮體分解」這個過程把它們拆開來用。
什麼是酮體分解？
酮體分解(Ketolysis)，顧名思義就是把酮體拆解掉的代謝過程。全身幾乎所有細胞都能做這件事，唯獨肝臟是例外。原因很具體：肝臟缺少一種關鍵酵素(Enzyme)，叫做琥珀醯輔酶A轉移酶(Succinyl-CoA transferase)，沒有它這個反應就跑不起來。
整個酮體分解的過程都在粒線體裡進行，最終會產生乙醯輔酶A。乙醯輔酶A接著進入克氏循環，成為粒線體製造ATP的原料。當身體長時間斷食的時候，葡萄糖就會產生供應吃緊，大腦、心臟、腎臟跟肌肉就靠著這套替代能源撐著繼續運作。
葡萄糖是如何穿過腸壁的？
澱粉消化後產生的葡萄糖，不是自己硬擠過去的，得靠特定的轉運蛋白幫忙。小腸上皮細胞上有一種叫做SGLT1的蛋白質，全名是鈉-葡萄糖共同運輸蛋白1(Sodium Glucose Transporter1)，負責把葡萄糖從腸道管腔吸收進細胞裡。進了細胞之後，葡萄糖還要再跨一道關，才能進入血液。這次靠的是GLUT2，也就是葡萄糖轉運蛋白2(Glucose Transporter 2)，透過促進性擴散的方式，把葡萄糖送進血液裡。
這些血液中的葡萄糖後來怎麼了？
腸道吸收的葡萄糖不會直接在血液裡漂著，它有個明確的去向。第一站是肝臟，走的路是肝門靜脈(Hepatic portal vein)。抵達肝臟之後，葡萄糖會透過肝醣合成(Glycogenesis)這個過程被轉化成肝醣，作為短期的能量儲備。這整個過程由胰島素在背後調控，胰島素是胰臟在偵測到血糖上升時分泌的荷爾蒙。肌肉細胞也是一個重要的存放地點，準確說是骨骼肌(Skeletalmuscles)，它同樣能合成並儲存肝醣，供自己的能量需求使用。理論上所有細胞都能進行肝醣合成，但真正存得多、存得有份量的，還是肝臟跟骨骼肌這兩個地方。
