新陳代謝是生物體內一系列維持生命的化學過程。透過新陳代謝，能將食物轉換成養分與能量，輸送到各個器官與組織，細胞因此能夠汰舊換新。德國知名健康專家英格．弗洛伯斯（Ingo Froböse）於《新陳代謝，所有你必須知道的事》一書中，全面解說身體新陳代謝的原理，讓讀者探索新陳代謝的奧妙。以下為原書摘文：
體溫調節：新陳代謝的首要任務
身為「溫血動物」，維持體溫永遠保持在同樣熱度（恆溫），是對維持生命延續相當重要的任務，這是因為唯有不停保持這個溫度，才能確保體內新陳代謝循環運作順暢的緣故。也因此人體正常的溫度應該要處在36.4～37.4度之間。
人體的器官組織所能容忍的溫差範圍相當小，因為只要體溫超過40度以上，人體內的蛋白質就會開始產生結構性的變性作用，進而失去生物活性，而現在你已經知道，幾乎所有人體內重要的功能都和蛋白質結構脫不了關係。有鑑於此，人體的器官組織才會日夜不停地工作著，將人體的溫度維持在正常的範圍裡。
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為了讓人體在低溫環境中也能保持恆溫，大自然賦予人體許多種不同的隔離層，好讓人體能在低溫的環境中避免流失溫度。其中一項大自然賦予人類的絕緣功能，就是皮下脂肪組織，這層脂肪組織越厚，其保溫效果就越好——以及覆蓋人體的毛髮。一旦人體皮膚上開始起雞皮疙瘩，當我們身體寒毛豎立的同時，皮膚表層所有的毛細孔就會一併全面關閉，這個功能有助於避免體溫被皮膚分泌物帶出體外而導致體溫流失。除此之外，任何形式的衣物與覆蓋物都能幫助人體保持溫度。
除了各種大自然賦予我們的天生溫度隔離功能外，人體當然也必須要能夠自行生產熱能來保持體溫，這點對於生活在緯度高寒地區的人或是冬季寒冷時刻格外重要。這便是為何身為恆溫動物的人類，其體內物質代謝循環效率遠比變溫動物高出3～4倍的原因，例如爬蟲類、魚類或是兩棲動物類，這些變溫動物的體溫會隨著外在環境改變。
人類身為恆溫動物的好處，當然是我們因為體溫可以維持不變的緣故，能夠存活在各種不同的生活環境條件下，從最高溫的撒哈拉沙漠到寒冷冰凍的西伯利亞都能居住，唯一的缺點就是為了要保持穩定體溫，我們必須確保身邊有足夠的高能量供給來源才行：畢竟人體的器官組織需要大約身體總產能10%左右的能量，來轉換成可以確保身體溫度的熱能，進行所謂的體溫調節作用。
不過，無法透過飲食來攝取足夠的養分，這點在德國現今社會裡大概是個不必要的憂慮：首先是大多數的德國人吃進去的熱量，實在遠超過身體組織器官所能消耗的分量。其二是大多數的德國人如今都能處在大約攝氏21～23度的溫度之中，堪稱相對舒適的環境。所以德國人在體溫調節這點上，可以說是比較沒有使用到什麼物質循環代謝所製造出來的熱能。這點相當可惜，因為舒適的溫度，就等同於降低人體的能量消耗度。
所謂的體溫自然區域指的是一個範圍之內的環境溫度，在這個溫度範圍之內，人體的器官組織能夠相當輕易地維持在體內與體外相同溫度的狀態：不需要耗費太多的額外物質代謝活動，身體只需透過皮膚表面的血液活動交換就能自動地達到「簡單」的溫度平衡。比平時更少量的血液流動會使皮膚表面溫度下降，比平時更多一點的血液流動則會使皮膚表面溫度上升。
這點大家一定都親身經歷過，例如長時間坐在書桌前，雙腳靜止不動地擺在書桌下，這時腳就會因為血液流動減少而較為冰冷，或是當臉部產生過度血液循環時會有熱燙感，而臉甚至會脹得紅通通。這個體溫自然區域大約就落在攝氏25～30度之間。這中間的變異值當然取決於其餘的因素，例如氣壓高低、空氣濕度、空氣對流流通度，以及相當重要地，環境內的陽光直射溫度與我們身上所穿著衣服的透氣程度，這些微氣候狀態都會直接或間接影響皮膚所處的環境。
也許每個人的感覺各自大不相同，但科學上的認定是這樣的：人體最適宜的溫度是攝氏27～31度、空氣濕度最適宜的範圍是皮膚表面濕氣50%左右。在這樣適宜的氣溫環境之下，人體的皮膚能夠相當簡易地透過血液循環流動有效地調節與平衡身體的溫度。
自律神經系統負責調控人體的體溫，若更仔細地說，真正負責的是自律神經中的交感神經，以及位於交感神經上的腎上腺素α受體，腎上腺素是我們神經傳導物質中相當重要的物質之一，作為壓力荷爾蒙，它能讓我們在壓力下自動升高血壓。在寒冷的環境下，我們的交感神經便會啟動，這時皮膚下的血管會開始壓縮變窄，減少從皮膚表層失去的熱能。在溫暖的環境下，交感神經的活動力便會降低，這時皮下血管擴張，加強散熱。
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身體發抖的原理
人體處在體感舒適的溫度範圍或是所謂的人體體溫自然區域之外時，我們的物質代謝率或是所謂的能量消耗率便會提高——不論人體是處在高溫還是低溫環境，都會產生相同的反應。這時人體內的新陳代謝作用必須明顯地開始提高工作效率，因為人體內的許多器官都必須啟動特殊的溫度防衛機制，例如當體溫升高時，我們的心血管循環活動也會跟著大幅提高來保護自己。
當人體處在寒冷的環境之中時，同樣的反應機制也會啟動：只要空氣溫度下降到低於攝氏27度，或是人體皮膚表面溫度下降到低於攝氏32度之下，皮膚內的寒冷受體就會加以反應，這時皮膚下的末梢血管收縮，這意味著皮下血管收縮變窄。當體溫仍舊繼續下降時，甚至皮膚下的溫度感受器將不自主地發動肌肉開始打冷顫，藉以立刻讓身體製造出熱能。
人類發抖打顫的頻率大約是10赫茲左右，但這會受到體型的影響。一般來說，犬科的平均發抖打顫頻率可以達到12赫茲，而體型更小的老鼠，甚至可以達到40赫茲：體型越小，打顫的頻率就越緊湊，顫抖的程度也越大。當人體溫度低於正常體溫攝氏37度的2～3度時，人體的打顫範圍與頻率會達到最強。打顫這個作用可以讓人體保持正常體溫，但這個保護機制最長也只能撐到2～3個小時而已，因為超過這個時間之後，身體內儲存的緊急用能量就消耗完畢了。（除非我們在這段時間中還有吃東西補充熱量。）在身體發抖打顫的時候，人體的物質代謝能量轉換效率將升高到平時靜止狀態時的4～5倍，好用來緊急迅速地生產熱能。換句話說，發抖是人體肌肉組織最強效的運動。
脂肪分解幫助身體產生熱能
除了發抖打顫之外，棕色脂肪也會透過脂肪分解作用來幫助身體產生熱能。脂肪分解後，就能提供充沛無虞的能量，同時又能順暢無礙地直通血液輸送，棕色脂肪分解無疑就是大幅貢獻身體熱能的最佳泉源。這種相當特殊的組織結構在小嬰兒身上所占的比重最大，畢竟對於這個年幼的身體而言，維持正確的體溫可謂攸關生命。成人體內棕色脂肪所占的比例就顯得相當少。最大的分布區域在脖子、後頸、雙肩頰骨處及腎臟周圍。
科學研究報告顯示，隨著年齡增長，人體內所擁有的棕色脂肪儲存量將明顯隨之遞減，人體將越來越難以保持體溫。然而，中年之後的人們，卻有很多人會感受到自己越來越需要更大量的熱能來維持足夠溫暖的體溫溫度，這個矛盾的現象或許可以歸因於以下幾點：
- 中年後，人體物質代謝產生能量的整體效率開始下降。
- 由於中年後皮膚含水量減低以及皮下脂肪越趨減少的緣故，皮膚保溫的功能開始走下坡。
簡單地說，不論是男性還是女性，到了一定的年齡之後，我們的身體就會開始變得比較怕冷。順帶一提，當身體活動的能量轉換率越高的時候，身體感受覺得舒適的溫度範圍就會越低。這正說明了，如果我們正好處在比較寒冷的環境之下的話，最好要多多活動，這樣才能提高身體對環境溫度的舒適感。換句話說，寒冬時與其站在公車站牌旁發抖打顫地等公車，還不如主動起來，直接走路到下一個公車站來打發等待的時間。
在環境溫度寒冷時，所有身體器官為了讓身體能夠保持溫度而啟動的全部程序，科學上都將其歸類在同一個概念之下，就是「顫慄產熱效應」。
器官、大腦、肌肉：我們的熱能製造工廠
真正生產熱能的地方是身體裡的細胞。其過程如下：細胞吸收能量充裕的營養食物、處理加工這些養分、最後將能量低落的物質再度排出細胞外。這裡頭有兩個我們必須清楚辨別的地方：
- 新陳代謝產生的熱能終端物，也就是透過物質循環代謝作用將化學能量轉換而成的熱能。
- 新陳代謝效率，也就是身體一定數量的化學能量轉換成熱能以及其餘身體內的循環交換作用。
值得注意的是，唯有身體處在完全靜止的狀態下時，新陳代謝效率與新陳代謝終端物的數量才有可能會完全相同。幾乎在所有正常的情況之下，我們的身體器官或多或少都會消耗掉大量身體轉換出來的能量，好提供我們肌肉活動能量，或是提供身體能量用來製造三磷酸腺苷，以及提供其餘細胞擴增的原料，例如細胞生長、修復或是細胞與組織的交換活動。
身體在靜止的狀態下時，其大多數的熱能中有80%都是由內臟器官及其正在進行的物質代謝作用所產生而來的。在靜止狀態下，光是內臟器官諸如心臟、肝臟及腎臟就能提供人體核心部位約41%的必需熱能。
大腦則負責另外的18～20%的熱能供給，順帶一提，大腦透過腦力工作所能提高的熱能生產比例微乎其微。直到人體開始進行身體活動之後，肌肉組織才會取代所有的熱能供應鏈，成為體內熱能產量第一名的組織器官。它甚至能占到所有體內正在生產熱能的總量約70～90%。
另一項我們大家都熟知，特別是在飽餐一頓之後相當容易感受到的現象，就是所謂的「餐後」或「攝食」產熱效應。這就是指進食完後的明顯熱能生產。尤其是當我們攝取了富含蛋白質的飲食之後，更會明顯地感受到體溫的大幅提升，這是由於身體要消化處理蛋白質需要進行相當複雜的新陳代謝程序。
一塊富含蛋白質的雞胸肉，就能在物質代謝程序上發揮不小的影響力：不只是消化處理這塊雞胸肉，就需要耗費掉1個半～2個小時的時間，就連整套物質代謝循環的程序都必須高效運轉才能處理完畢。蛋白質可說是物質代謝的瞬間加速引擎，想要調節體重的人真的應該要多多讓這項營養出現在餐桌上才行——不過更好的方式，還是經常吃魚、豆類及奶類製品。
（本文摘自／新陳代謝，所有你必須知道的事／商周出版）
