按照热量平衡理论，这也是大多数人耳熟能详的理论，当你摄入的热量超过身体所需时，碳水化合物和脂肪最终都会储存在肌肉和全身其他部位。身体以甘油三酯的形式储存膳食脂肪，无论是在肌肉还是脂肪细胞中。碳水化合物首先转化为糖原，储存在肝脏和肌肉中。当有限的糖原储存空间被塞满时，肝脏会将多余的碳水化合物转化为甘油三酯，并将它们输送到体内，在那里它们积聚在脂肪细胞中，直到您需要能量为止。
吃碳水，身体如何消化
首先，我们看一下摄入碳水化合物之后发生什么，体内的淀粉酶会将其分解成单糖，比如葡萄糖，然后进入血液，这些糖也叫血糖。举个我们主食的例子，淀粉在体内的消化过程，大概分为两个步骤，淀粉在α-淀粉酶的作用下被水解成三种寡糖：麦芽糖，麦芽三糖和α-极限糊精，再通过麦芽糖酶作用在小肠腔表面水解成葡萄糖单体，然后与钠离子共转运输送到小肠上皮细胞中。
血糖水平升高以后，胰腺会释放胰岛素，胰岛素的作用就促进肝脏和全身肌肉细胞吸收葡萄糖，通常细胞表面有很多受体，胰岛素携带葡萄糖进入细胞，这些细胞中的葡萄糖会以糖原形式储存起来。随着胰岛素水平升高，血糖水平会下降，血糖的这种降低是由于细胞从血液中摄入葡萄糖增加而发生的。
当糖原储存完全饱和时，碳水的进一步摄入，会导致其中一部分碳水转化为脂肪酸，将碳水转化为脂肪的过程称为，“脂肪的从头合成”。但是，过多的碳水化合物摄入并没有真正转化为脂肪，而是通过不同方式导致脂肪储存。
吃脂肪，身体如何消化
脂肪通常在口腔和胃里面会有部分消化，口腔里有舌状脂肪酶，胃里面也有胃脂肪酶，这两种酸性脂肪酶占脂质水解的30%，胃脂肪酶占大部分，新生儿有50%总脂解活性，可以将甘油三酯水解成脂肪酸和甘油二酯，甘油二酯不能跨转运穿过胃上皮膜。
大多数脂肪进入到小肠中经过胆汁酸盐乳化作用，形成比较小的脂肪微粒，再提供过碱性的胰腺脂肪酶水解完成的，效率要高很多。脂肪被分解为脂肪酸和甘油二酯以及少量甘油可被人体吸收，以乳糜微粒或是脂蛋白的形式通过淋巴系统进入血液，乳糜微粒在血液里不会待多久，大概8分钟，因为脂蛋白脂肪酶（LPL）会将脂肪分解成脂肪酸，脂蛋白脂肪酶存在于脂肪组织、肌肉组织和心肌细胞、乳腺细胞、巨噬细胞中。
重点来了：LPL是水解脂蛋白中的细胞外的甘油三酯，而真正水解细胞内甘油三酯的是HSL（激素敏感性脂肪酶）。如果LPL在肌肉细胞中过度表达，肌肉就会累积过多的甘油三酯，产生胰岛素抵抗。
脂肪的这一消化过程速度很慢，通常需要6个多小时，有时要长达12小时才能完全吸收。（餐后２h：24％－41%，４h：53％－75％，6h：65％－86％，12h：97％－99％）。不过三大营养素消化吸收的速度差异很大，淀粉、糖的胃排空速度最快，只需1个多小时；蛋白质约3个多小时。所以在摄入过多脂肪后人体会有很强的饱腹感，通常会减少摄食欲望和其他食物的摄入，从而减少全天食物的摄取总量。
燃料氧化优先级和能量摄入
氧化优先是指人体可用燃料的优先顺序。膳食脂肪的氧化优先级最低，在身体氧化或者燃烧膳食脂肪之前使用碳水化合物和蛋白质。
具有过多能量的高碳水化合物饮食会导致脂肪的储存，而不是因为碳水化合物变成了脂肪。相反，膳食脂肪本身没有被氧化，因此被储存为脂肪。
换句话说，由于碳水化合物比脂肪具有氧化优先权，因此膳食中的碳水化合物在脂肪之前就被燃烧了。
简单来说：
1、碳水化合物会优先燃烧，膳食脂肪被节约下来；
2、摄入较多的膳食碳水化合物，会减慢脂肪氧化的速度；
3、在能量过剩的饮食中，意味着并非所有被摄入的脂肪都会被氧化。
4、没有被氧化掉的脂肪作为脂肪储存，因为碳水化合物的氧化取代了脂肪氧化。
膳食脂肪和碳水化合物的储存
碳水化合物和脂肪这两种常量营养素都可以用作能量，身体更喜欢使用碳水化合物作为能量的主要来源。膳食脂肪作为后备，通常会提供身体能量的一半以上。当摄入的热量超过身体燃烧的热量时，两种常量营养素都可以以甘油三酯的形式储存为脂肪。
脂肪细胞在全身代谢和生理学中发挥着重要作用。至少有两类脂肪细胞——白色和棕色脂肪。白色脂肪专门以甘油三酯的形式储存能量，这是一种特别有效的方法，因为这类分子能量高且无水储存。禁食（空腹）时，脂肪酸和甘油的释放，通过脂肪酶水解为身体的其他部分提供燃料。脂肪、储存和释放脂肪酸的这些关键功能，受到进食和空腹状态的关键激素——胰岛素和儿茶酚胺的严格控制。事实上，脂肪细胞和脂肪组织会分泌许多在代谢中起关键作用的分子，包括肿瘤坏死因子 α (TNF-α)、脂联素、抵抗素和 RBP4 等。
脂蛋白脂肪酶LPL活性取决于体内胰岛素水平，如果胰岛素高，脂肪酶活性高，胰岛素水平低，脂肪酶就会失去活性。然后脂肪酸被送往肝细胞、脂肪细胞以及肌肉组织中，在这些细胞，胰岛素的刺激下，脂肪酸会被装配成脂肪分子以脂肪液滴形式储存起来。
脂肪细胞也有可能吸收餐后吸收到血液中的葡萄糖和氨基酸，将他们转化为脂肪分子。碳水化合物或蛋白质转化为脂肪效率比简单将脂肪储存在脂肪细胞的效率低10倍，不过身体的确能做到。如果血液中有100千卡额外脂肪约11克，那么脂肪细胞可以使用2.5千卡的能量来储存它。另一方面，如果血液中有100千卡额外葡萄糖，约25克葡萄糖，则需要23千卡能量才能将葡萄糖储存起来。脂肪细胞数量在青春期后增多，基本保持不变，储存脂肪后每隔支付那个细胞都会变大。白色脂肪细胞是细胞质非常少的大细胞，只有15%细胞体积，一个小细胞核和一个大脂肪滴，占到细胞体积的85%。
当然，脂肪细胞会释放其储存的甘油三酯以在需要时提供能量。同时，它们的作用不仅仅是脂肪储存箱，因为它们产生有助于调节食欲和新陈代谢的激素。
肌肉中的脂肪和碳水化合物
你吃的脂肪和碳水化合物有一些共同点，它们都少量储存在肌肉中，当肌肉活动增加时，它们随时准备提供能量。
碳水化合物转化为糖原，然后储存在肌肉中，根据需要提供能量。糖原也储存在肝脏中，它是一个储存库，当血糖水平过低时会通过肝脏糖原分解释放到血液中。
储存在肌肉中的膳食脂肪以甘油三酯的形式存在，全身肌肉总共可以储存大约300克脂肪和350克糖原。根据 2015 年 12 月的《营养与代谢》杂志，运动、饮食和体重会影响糖原的储存，因此训练有素的运动员，他的肌肉中储存的糖原可能高达 700 克。糖原在肌肉细胞中产生G6P，用作肌细胞的能量供应。
运动期间糖原和甘油三酯的使用方式不同，具体取决于强度。当强度水平低于最大摄氧量的 50% 时，人体主要消耗脂肪作为燃料。随着强度水平增加到 VO2 max 的 50% 以上，更多的碳水化合物作为燃料被燃烧，尽管脂肪也会被使用。一般来说，当运动强度在 50% 到 70-75% 之间时，脂肪会产生 40-50% 的能量（其余的则是通过燃烧碳水化合物产生的）。在强度水平超过 75% 时，碳水化合物成为主要的能量来源，首先使用肌肉中储存的糖原，然后依赖血液中的葡萄糖，这主要是因为脂肪的能量释放比碳水化合物的能量释放得慢，尤其是在强度水平高于 VO2 max 的 60% 时。
简单来说，随着运动强度增加，碳水比脂肪更适合用作燃料。一般碳水化合物不能维持超过90分钟的运动，长时间运动需要脂肪酸来维持，必需降低运动强度水平。
食物和脂肪细胞
脂肪细胞中储存的脂肪总量，无论是来自膳食脂肪还是碳水化合物，都取决于你摄入的食物总量。然而，某些类型的碳水化合物和脂肪会影响脂肪储存。
白米和白面粉等加工食品中的简单碳水化合物，以及添加糖的食品更有可能增加脂肪储存。这些碳水化合物会触发胰岛素的释放，胰岛素在体内具有“储脂作用”。换句话说，胰岛素和脂肪储存是相关的——当胰岛素水平高时，更多的葡萄糖会被送到肝脏转化为甘油三酯，脂肪细胞会保留储存的脂肪，因此它不会被用作能量。
2014 年 2 月发表在《糖尿病》杂志上的一项研究报告称，食用饱和脂肪可促进内脏或腹部脂肪的储存，而多不饱和脂肪与瘦肌肉组织的增加有关。
2014 年 4 月发表在《欧洲营养学杂志》上的另一项研究也报告说，饱和脂肪会导致体重增加，而不饱和脂肪则不会。需要更多的研究来验证这些结果，但它们倾向于支持从坚果、种子、鳄梨和植物油中摄取有益心脏健康的不饱和脂肪。
当碳水化合物和膳食脂肪以甘油三酯的形式储存在脂肪细胞中时，它们往往会积聚在两个地方——皮下脂肪和内脏脂肪。皮下脂肪存在于皮下，而内脏脂肪则聚集在腹部器官周围的空间中。
任何类型的储存脂肪都是危险的，因为它会增加您患上健康问题的风险，包括心脏病、糖尿病、高血压和睡眠呼吸暂停。然而，哈佛医学院报告说，皮下脂肪会释放有益的激素瘦素和脂联素，而内脏脂肪会促进炎症。
你的基因、年龄和激素决定了你储存脂肪的位置。哈佛的文章说，内脏脂肪通常比臀部和大腿上的脂肪更容易减掉，因为它对饮食和运动的反应更好。经常锻炼——大多数日子里进行 30 分钟的适度活动——可以减少你的腰部，尽管你可能不会因为在减脂的同时增加肌肉而减重。
获得适量热量的均衡饮食至关重要。还要确保避免使用反式脂肪和果糖甜味产品，因为它们会促进腹部脂肪。
空腹与脂肪的分解
当你不吃东西时，你的身体不会消化食物那么血液中的胰岛素就会很少。然而，你的身体总是在消耗能量，在没有外界食物来源情况下，这种能量必须来自复杂碳水化合物、脂肪和蛋白质的内部储存。在这些情况下，您体内的各种器官都会分泌激素：
胰腺——胰高血糖素；
垂体 -生长激素；
垂体 - ACTH（促肾上腺皮质激素）；
肾上腺 -肾上腺素（肾上腺素）；
甲状腺 -甲状腺激素。
这些激素作用于肝脏、肌肉和脂肪组织的细胞，并具有与胰岛素相反的作用。
维持能量的第一道防线是将碳水化合物或糖原分解成简单的葡萄糖分子——这个过程称为糖原分解。接下来，您的身体在脂肪分解过程中将脂肪分解为甘油和脂肪酸。然后可以将脂肪酸直接分解以获取能量，或者可以通过称为糖异生的多步骤过程用于制造葡萄糖。在糖异生中，氨基酸也可用于制造葡萄糖。
在脂肪细胞中，其他类型的脂肪酶可以将脂肪分解为脂肪酸和甘油。这些脂肪酶被各种激素激活，例如胰高血糖素、肾上腺素和生长激素。生成的甘油和脂肪酸被释放到血液中，并通过血流进入肝脏。一旦进入肝脏，甘油和脂肪酸可以进一步分解或用于制造葡萄糖。
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