Поговорим о жире
В отличие от углеводов жиры составляют энергетический резерв организма. Углеводы же, запасы которых представлены в организме человека в виде гликогена, выполняют более оперативную функцию энергоснабжения в течение непродолжительного времени.
Среднестатистический человек имеет запас жира примерно 13 кг, этого могло бы хватить на 40 дней голодания в условиях умеренной физической нагрузки. А общие запасы гликогена в организме не спортсмена примерно 400-500 граммов, чего не хватит даже на одни сутки голодания. Кроме того, жир не связан с водой. Это, наряду с бо́льшими запасами, определяет его преимущество как энергетического резерва перед углеводами. Отсутствие связи с водой обеспечивает компактность жировых запасов: они хранятся в безводной форме, занимая при этом малый объем. А на каждый запасенный грамм гликогена необходимо 3-4 грамма воды.
Источники жира в организме
Источниками жира в организме являются жир, поступающий вместе с пищей, и синтез жира из углеводов, происходящий в печени и в самих жировых клетках. Таким образом, даже полностью исключив из рациона жиры, наш организм сможет их синтезировать из других источников – углеводов. Однако не все жирные кислоты, из которых собственно и состоят жиры, могут быть нами синтезированы. По аналогии с незаменимыми аминокислотами, которые мы можем получить только извне, складывается ситуация и с жирными кислотами, некоторые из них также считаются незаменимыми, и их источником может быть только пища. Недостаток таких кислот приводит к возникновению ряда болезней, нарушению обмена веществ. Всегда, когда мы ограниваем свой рацион по жирам, риск возникновения дефицита незаменимых жирных кислот (НЖК) возрастает. Снижение количества жиров надо компенсировать их качеством, дополнительно вводя в рацион источники НЖК. Строго говоря, незаменимыми являются только две жирные кислоты – линолевая и а-линоленовая, содержатся они в большом количестве во всех растительных маслах, полученных из семян, орехов, косточек и т. д. Аминокислоты тоже могут превратиться в жиры, но лишь опосредовано, через превращение в углеводы, а затем уже в жиры.
Что представляет собой катаболизм жира
Катаболизм жира проходит в три этапа.
1. Липолиз – гидролиз (распад) жира до глицерина и жирных кислот в жировых клетках – адипоцитах, после чего и глицерин, и жирные кислоты попадают в кровоток. Липолиз происходит в ходе мышечной работы и при голодании.
2. Превращение глицерина и жирных кислот в ацетил-КоА (кофермент А). Его главная функция – доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. Если провести параллель, то жиры – это сырая нефть, а ацетил-КоА – это бензин, то есть готовый продукт, который можно использовать как топливо. Быстрее всего превращение глицерина и жирных кислот в ацетил-КоА происходит в печени.
3. Ацетил-КоА превращается в кетоновые тела, которые выступают в роли наиболее лучших транспортировщиков Ацетил-КоА, и затем в таком виде попадает в различные ткани, где участвует в цикле трикарбоновых кислот для получения энергии.
«Жиры горят в пламени углеводов»
Многие слышали это выражение, но не совсем представляют, что же это конкретно означает. При усилении липолиза увеличивается скорость утилизации (расходования) кетоновых тел, которые являются важными источниками энергии при малоинтенсивной мышечной работе, безуглеводной диете или голодании. Однако истощение запасов углеводов приводит к тому, что кетоновых тел производится больше, чем утилизируется. Причина кроется в том, что для эффективного использования продуктов распада жира необходимы продукты углеводного обмена: сукцинил-КоА и щавелево-уксусная кислота. В отсутствие углеводов возникает нехватка этих веществ, что снижает возможности организма по использованию жира как источника энергии. Благодаря тому, что наш организм может получить глюкозу из аминокислот, полностью этот процесс не останавливается даже при голодании.
Липолиз и гормоны
Жировая клетка так же, как и другие клетки в организме, имеет рецепторы к различным гормонам. Взаимодействие тех или иных гормонов с соответствующими рецепторами стимулирует или, наоборот, тормозит липолиз. По своему воздействию на липолиз жира гормоны можно разделить на две группы:
1. Гормоны прямого действия: адреналин, соматотропный гормон гипофиза, инсулин.
2. Гормоны косвенного действия: глюкокортикостероиды, половые гормоны, лептин.
Адреналин. Мембраны адипоцитов содержат адренорецепторы двух типов: альфа и бета. Взаимодействие адреналина с рецепторами обоих типов вызывает разнонаправленное воздействие на липолиз.
– альфа-адренорецептор связан с ингибирующим G-белком, что приводит к торможению липолиза.
– бета-адренорецептор связан со стимулирующим G-белком – эффектом будет стимуляция липолиза.
Соотношение альфа- и бета-адренорецепторов зависит от индивидуальных особенностей организма. Это касается как организма в целом, так и распределения этих рецепторов в разных частях тела, из-за этого в процессе липолиза разные части тела у разных людей худеют неодинаково. Однако в целом у человека преобладают бета-адренорецепторы, поэтому суммарное действие адреналина приводит все же к активации липолиза. Адреналин вырабатывается в ответ на физическую нагрузку и на снижение уровня сахара в крови. То есть тренировки и диета – это хороший способ управлять секрецией адреналина, чтобы добиться распада подкожного жира. Действие большинства жиросжигающих добавок основано на стимулировании секреции адреналина либо имитировании его действия веществами агонистами, а также на ингибировании альфа-адренорецепторов.
Соматотропин стимулирует липолиз, воздействуя через аденилатциклазную систему. Секреция соматотропина повышается при снижении сахара в крови.
Инсулин угнетает липолиз, усиливает синтез жира и уменьшает скорость его мобилизации. Является основным гормоном, регулирующим липогенез, то есть процесс синтеза жирных кислот, основным источником которого является углеводы. Низкоуглеводная и безуглеводная диеты эффективны по той простой причине, что секреция инсулина при этом минимальная на протяжении большей части дня.
Глюкокортикостероиды оказывают двоякое действие: на фоне мышечной работы они стимулируют липолиз, а в состоянии покоя ингибируют его. Длительные и продолжительные стрессы значительно поднимают секрецию кортизола, которая сохраняется высокой и в состоянии покоя. Поэтому стрессы – одна из причин избыточных жировых накоплений.
Половые гормоны. Точный механизм их воздействия на жировой обмен пока не выяснен, но известно, что действие этих гормонов связано со стимуляцией синтеза определенных белков.
Действие половых гормонов однонаправленное – стимуляция распада жира.
Гормонозаместительная терапия тестостероном всегда вызывает снижение количества запасенного жира. Кастрация же, наоборот, приводит к увеличению его запасов. Кстати, тестостерон, также как и жир, относится к одному классу – липидов, потому имеет схожие свойства: например, нерастворимость в воде (гидрофобность).
Лептин. По химической природе – полипептидный гормон, синтезируется в адипоцитах, поэтому жировую ткань можно отнести к эндокринным. Рецепторы к лептину расположены в гипоталамусе и в тканях репродуктивной системы, он передает в головной мозг информацию о количестве жира в организме. Суммарный эффект лептина – снижение аппетита и усиление липолиза.
