Метаболизм жиров: что нужно знать об организме. Метаболизм жировой ткани

4.3 из 5

Под обменом веществ или, по-простому, метаболизмов жиров понимается ряд взаимосвязанных друг с другом химических реакций, которые происходят в организме человека. Основной целью метаболизма является поддержание жизнедеятельности. Благодаря метаболизму жиров происходит преобразование калорий в энергию.

Чем быстрее в организме происходят метаболические процессы, тем больше еды может съедать человек, не нанося вреда своей фигуре. Если же обмен веществ замедлен, то калории сжигаются очень медленно, не успевают расходоваться организмом и постепенно начинают проявлять себя в виде жира на теле. В результате для избавления от лишнего веса приходиться снижать энергетическую ценность рациона, что приводит к еще большему замедлению метаболизма жиров.

Нарушение метаболизма

Если в цепочке биохимических реакций произойдет сбой, то в организме человека могут начаться функциональные изменения, которые незамедлительно отразятся на здоровье. Для обнаружения сбоев в метаболизме жиров необходимо знать основные симптомы:

• Изменение цвета кожи;
• Резкая прибавка в весе;
• Одышка;
• Разрушение зубов;
• Нарушение работы кишечника;
• Проблемы со структурой и цветом волос и ногтей;
• Отечность.

Нарушение метаболизма у каждого человека может происходить по-разному . Многие люди, заметившие сбой, начинают самостоятельно заниматься очищением организма и борьбой с лишним весом. Однако, прежде чем приводить в норму метаболизм жиров, необходимо обратиться к врачу, который даст ценную консультацию и назначит лечение.

Почему нарушение метаболизма требует лечения под наблюдением врача? В первую очередь данное состояние начинает негативно сказываться на процессах, связанных с жирами. Жиры больше не могут перерабатываться печенью в полном объеме, поэтому происходит накопление организмом липопротеинов и холестерина низкой плотности, которые начинают оседать на стенках сосудов. В результате у человека начинают развиваться вегето-сосудистые и сердечные заболевания. Восстановлением метаболизма жиров не следует заниматься самостоятельно, сразу обратитесь к врачу и он поможет остановить болезнь на ранней стадии.

Почему происходит сбой в метаболизме жиров

Причин для сбоя в данных процессах очень много и не все они до сих пор изучены. К данному нарушению может привести дисфункция гипофиза, половых желез, надпочечников и щитовидной железы. Если говорить в целом, то правильный метаболизм жиров и здоровье человека напрямую зависят от режима питания и образа жизни . Общий баланс может быть нарушен в результате применения голодных диет или, наоборот, из-за чрезмерного переедания.

Современная реальность такова, что чаще всего человек сам виноват в своих проблемах со здоровьем. Мы часто переедаем, употребляя в пищу калорийную, тяжелую еду. Также сбою метаболизма жиров подвержены курильщики, люди, ведущие малоактивный образ жизни, подвергающиеся постоянным стрессам и употребляющие спиртное. Вне зависимости от причины при первых появлениях симптомов нарушения метаболизма необходимо срочно отправляться на прием к эндокринологу.

Уровень метаболизма

Каждый человек индивидуален и обладает собственной системой обмена веществ. В качестве краткого обозначения уровня метаболизма используется показатель RMR, который выражает, какое количество калорий организм способен сжигать, находясь в состоянии покоя.

Когда человек не может сбросить лишний вес, он начинает грешить на неправильный метаболизм жиров. Если при расщеплении питательных веществ организм вырабатывает намного больше энергии, чем ему требуется для выработки новых клеток, то появляется явный переизбыток и нарушение в энергетическом метаболизме. Именно эту разницу организм начинает откладывать про запас. Для образования новых жировых клеток необходимо намного меньше энергии, чем при постройке костей и мышц.

Сегодня большое количество людей страдают дисбалансом энергетического метаболизма , то есть человек получает намного больше энергии (калорий) из пищи и вся неиспользованная энергия превращается в неприкосновенный жировой запас. В действительности медики признают лишь единственную причину, из-за которой замедляется энергетический метаболизм, это гипотиреоз – недостаток гормона щитовидной железы.

Если вы хотите знать свой собственный уровень метаболизма, то можете воспользоваться следующей формулой:

RMR = 665 + (вес человека х 9,6)893 + (рост человека х 1,8)14,4 – (возраст х 4,7)35.

Цифру, полученную в результате расчетов, следует умножить на следующий показатель:

• На 1,9, если вы дважды в день выполняете тяжелую физическую работу;
• На 1,725, если регулярно изо дня в день интенсивно тренируетесь;
• На 1,55, если уделяете на занятия спортом 3-5 дней в неделю;
• На 1,375, если уделяете несложным физическим занятиям 1-3 дня в неделю;
• На 1,2, если в вашей жизни нет места спорту и вы ведете сидячий образ жизни.

Проведенные расчеты позволяют узнать уровень метаболизма по большому количеству параметров . Полученная цифра означает, какое количество калорий необходимо вашему организму ежедневно для поддержания энергетического метаболизма в норме.

Если вы будете уменьшать калорийность ниже RMR, то организм начнет делать стратегические запасы и в результате перестанет сжигать жиры, а наоборот, будет их накапливать. Чтобы уровень метаболизма повысить и избавиться от лишнего веса, необходимо заниматься спортом и активнее двигаться.

Регуляция метаболизма: основные способы ускорить свой обмен веществ

Если у человека наблюдается сбой в системе обмена веществ, то требуется своевременная и квалифицированная регуляция метаболизма, так как данное состояние опасно для здоровья и может стать причиной развития серьезных болезней.

Для регуляции метаболизма применяются следующие методы:

• Назначение гормональных препаратов. Эндокринная система вырабатывает особые гормоны для метаболизма липидов и холестерина, и если в их выработке наблюдается сбой, то требуется корректировка. Прием специальных препаратов помогает поддерживать оптимальный уровень гормонов в крови и восстанавливает метаболизм жиров;
• Витамины. Применяются в случае нарушения метаболизма липидов, холестерина, возникших из-за авитаминоза или гиповитаминоза. Низкомолекулярные органические соединения помогают организму нормально развиваться;
• Ферментные препараты. Данные лекарственные средства оказывают благотворное влияние на ферментные процессы организма и помогают восстанавливать метаболизм липидов;
• Аминокислоты. Некоторые аминокислоты применяются в качестве лекарственных средств для восстановления метаболизма жиров и назначаются только врачом;
• Средства для регулирования системы гемостаза. Подобные препараты помогают сохранять постоянную внутреннюю среду организма для правильного функционирования и регуляции метаболизма;
• Биогенные стимуляторы. Ускоряют обмен веществ, метаболизм липидов, помогают восстановиться организму после травм , инфекций и активизируют процесс восстановления.

В триацилглицеринах (жирах) жировой ткани человека в основ­ном содержатся следующие жирные кислоты: миристиновая (3%), паль­митиновая (20%), стеариновая (5%), пальмитоолеиновая (5%), олеино­вая (55%), линолевая (10%), арахидоновая (0,2%). В значительных ко­личествах эти жирные кислоты содержатся и в других липидах, но жирнокислотный состав гликолипидов и фосфолипидов клеточных мембран гораздо более разнообразен. Особенно много характерных жирных ки­слот найдено в сложных липидах нервных клеток.

Источниками жирных кислот организма служат липиды пищи (главным образом жиры) и синтез жирных кислот из углеводов.

Расходуются жирные кислоты в основном по трем направлениям (рис.33):

Включаются в состав резервных жиров;

Включаются в состав структурных липидов;

Окисляются до углекислого газа и воды с использованием вы­деляющейся при этом энергии для синтеза АТФ.

Рис. 33. Метаболизм жирных кислот

Все превращения сложных жирных кислот в клетках начинаются с образования Ацил-КоА (активация жирных кислот):

СН 3 -(СН 2) n -СН 2 -СН 2 -СООН + HSKoA + АТФ

СН 3 -(СН 2) n -СН 2 -СН 2 -С ~SKoA + АМФ + Н 4 Р 2 О 7

Дальнейший катаболизм жирных кислот можно разделить на три стадии:

1) β-окисление - специфический для жирных кислот путь мета­болизма, завершающийся превращением молекулы жирной кислоты в несколько молекул Ацетил-КоА;

2) цикл Кребса, в котором окисляются ацетильные остатки;

3) Митохондриальная дыхательная цепь.

Процесс активации жирных кислот протекает в цитоплазме, а β-окисление активированных кислот происходит в матриксе митохондрий при участии мультиферментного комплекса. Мембрана митохондрий не­проницаема для жирных кислот; их перенос происходит при участии карнитина:

При действии карнитин-ацилтрансферазы к спиртовой группе карнитина присоединяется ацильный остаток жирной кислоты (сложно-эфирной связью):

Ацилкартинин

Образующийся ацилкарнитин может диффундировать в мито­хондрию, где происходит обратная реакция с образованием Ацил-КоА.

В матриксе митохондрий происходит β-окисление поступившего Ацил-КоА. При β-окислении окисляется группа –СН 2 - в β-положении по отношению к группе -СО-:

(Ацил-КоА) Ацетил-КоА

Новый Ацил-КоА вновь подвергается β-окислению. Многократное повторение этого процесса приводит к полному распаду жирной кислоты до Ацетил-КоА. Напиример, молекула пальмитиновой кислоты, содержащая 16 атомов углерода, превращаясь в 8 молекул Ацетил-КоА за 7 циклов β-окисления:

Пальмитин-КоА

Окисление кислот с нечетным числом атомов углерода и нена­сыщенных кислот имеет свои особенности.

В случае кислот с нечетным количеством атомов углерода наря­ду с обычными продуктами окисления образуется одна молекула пропионил-КоА (CH 3 -CH 2 -CO~SKoA) на молекулу окисленной жирной кислоты. Пропионил-КоА окисляется по особому пути:

Образующийся сукцинил-КоА поступает в цикл Кребса.

Особенности окисления ненасыщенных жирных кислот опреде­ляются положением и числом двойных связей в их молекулах. Окисление идет обычным путем, если каждая двойная связь имеет транс­конфигурацию. В противном случае в реакциях участвует дополнитель­ный фермент, изменяющий конфигурацию групп атомов относительно двойной связи из цис- в транс-, далее окисление идет так же, как у на­сыщенных кислот. Следует отметить, что скорость окисления ненасы­щенных жирных кислот выше, чем насыщенных. Например, по сравнению с окислением стеариновой кислоты скорость окисления олеиновой выше в 11 раз, линолевой - в 114, линоленовой - в 170 раз, а арахидоновой - почти в 200 раз.

Энергетическая ценность жирной кислоты с четным числом ато­мов углерода рассчитывается следующим образом. Если жирная кислота содержит 2n атомов углерода, то при полном ее окислении образуется n молекул ацетил-КоА и по (n-1) молекул ФАД(Н 2) и (НАД.Н + Н +). Окисление ФАД(Н 2) дает 2 АТФ, а (НАД.Н+Н +)-3 АТФ, то есть вместе - 5 АТФ или, в общем виде, 5(n-1) АТФ. Полное сгорание одной молекулы ацетил-КоА дает 12 АТФ, значит n молекул обеспечивают образование 12n АТФ. Учитывая, что 1 АТФ тратится на активирование кислоты, пол­ный баланс АТФ при окислении жирной кислоты с четным числом атомов углерода можно выразить формулой:

5(n-l)+(12n-l)=(17n-6) молекул АТФ,

где n=m/2 (m- число атомов углерода в кислоте).

Например, полный выход АТФ при окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты составляет 130 молекул.

Энергетическая ценность жирных кислот выше, чем, например, глюкозы. Так, полное окисление капроновой кислоты, имеющей то же число атомов углерода, что и глюкоза, дает 45 молекул АТФ (глюкоза дает 38 молекул АТФ). Однако для сгорания в цикле Кребса образующих­ся при β-окислении молекул ацетил-КоА требуется достаточное количе­ство оксалоацетата. В этом отношении углеводы имеют преимущество перед жирными кислотами, так как при их распаде образуется пируват, являющийся источником образования не только ацетил-КоА, но и окса­лоацетата, то есть облегчается превращение ацетил-КоА в цикле Кребса. Не случайно в биохимической литературе бытовало выражение: "жиры сгорают в пламени углеводов", поскольку образующийся уже в гликолизе АТФ может использоваться для активирования жирных кислот в цитоплазме, а образующийся из пирувата оксалоацетат обеспечивает включение ацетил-КоА в цикл Кребса.

β-Окисление жирных кислот происходит во многих тканях, но особенно значительна роль этого источника энергии в скелетных мышцах при большой физической нагрузке, а также в сердечной мышце и в поч­ках. Сердечная мышца около 70% поглощаемого кислорода использует для окисления жирных кислот, а нервная ткань, например, вообще не использует этот источник энергии.

Часть Ацетил-КоА минует цикл Кребса и расходуется на синтез стероидов, прежде всего холестерина, и жирных кислот в цитоплазме клеток различных органов и тканей. Холестерин в наибольшей степени синтезируется в печени (80%), а также в стенках тонкого кишечника (10%)и в клетках кожи (5%). За сутки образуется 1 г холестерина в ор­ганизме, тогда как с пищей в организм поступает 0,1-0,3 г холестерина, всего 8 тканях организма холестерина приблизительно 140 г, на втором месте группа стероидов желчных кислот - приблизительно 5 г.

Биосинтез жиров

Биосинтез жиров осуществляется наиболее активно в печени и менее активно - в жировой ткани. Глюкоза является строительным мате­риалом для синтеза жирных кислот и глицерина, которые затем превра­щаются в триглицериды (рис.34). Общая схема образования жиров из глюкозы изображена ниже:

Рис. 34. Общая схема образования жиров из глюкозы

Синтез триглицеридов (жиров) из α-фосфоглицерата и Ацил-КоА осуществляется в цитозоле клеток (рис.35).

Что такое обмен жиров и какую роль он играет в организме? Жировой обмен играет важную роль при обеспечении жизнедеятельности организма. Когда нарушается метаболизм жиров, то это может стать фактором для развития различных патологий в организме. Потому каждому надо знать, что такое жировой обмен, и как он влияет на человека.

Обычно в организме происходит много процессов обмена. При помощи ферментов расщепляются соли, белки, жиры и углеводы. Важнейшим в этом процессе является метаболизм жиров.

От него зависит не только стройность тела, но также и общее состояние здоровья. При помощи жиров организм восполняет свою энергию, которую он тратит на работу систем.

Когда жировой обмен будет нарушен, то это может стать причиной быстрого набора массы тела. А также вызвать проблемы с гормонами. Гормон перестанет должным образом регулировать процессы в организме, что приведет к проявлению разных заболеваний.

Сегодня показатели липидного обмена можно диагностировать в клинике. При помощи инструментальных методов есть также возможность отследить, как ведет себя гормон в теле. На основании тестирования липидного обмена врач может точно поставить диагноз и начать правильно проводить терапию.

За обмен жиров у человека отвечают гормоны. В организме человека гормон не один. Их там большое количество. Каждый гормон отвечает за определенный процесс при обмене веществ. Для оценки работы липидного обмена могут использоваться и другие методы диагностирования. Просмотреть результативность системы можно при помощи липидограммы.

О том, что такое гормон и жировой обмен, а также, какую роль они играют в обеспечении жизнедеятельности, читайте в данной статье ниже.

Липидный обмен: что это такое? Врачи говорят, что понятие обменного процесса жиров – сборное. В таком процессе принимает участие большое количество элементов. При выявлении сбоев в работе системы внимание в первую очередь обращается на такие из них:

• Поступление жира.
• Расщепление.
• Всасывание.
• Обмен.
• Метаболизм.
• Построение.
• Образование.

Именно по представленной схеме и происходит липидный обмен у человека. У каждого из данных этапов есть свои нормы и значения. Когда происходит нарушение хотя бы одного из них, то это негативно сказывается на здоровье любого человека.

Особенности процесса

Каждый из указанных выше процессов вносит свою долю в организацию работы организма. Тут также важную роль играет каждый гормон. Обычному человеку не важно знать все нюансы и суть работы системы. Но общее понятие о ее работе нужно иметь.

Перед этим стоит знать основные понятия:

• Липиды. Поступают с пищей и могут использоваться для восполнения потраченной энергии человеком.
• Липопротеиды. Состоит из белка и жира.
• Фосфоролипиды . Соединение фосфора и жира. Участвуют в процессах обмена веществ в клетках.
• Стероиды . Принадлежат к половым гормонам и принимают участие в работе гормонов.

Поступление

В организм попадают липиды вместе с пищей, как и другие элементы. Но особенность жиров в том, что они тяжело усваиваются. Потому при попадании в ЖКТ жиры изначально окисляются. Для этого используется сок желудка и ферменты.

При прохождении через все органы ЖКТ происходит постепенное расщепление жиров на более простые элементы, что дает организму лучше их усваивать. В результате жиры распадаются на кислоты и глицерин.

Липолиз

Продолжительность данного этапа может составлять порядка 10 часов. При расщеплении жира в данном процессе участвует холицистокинин, который является гормоном. Он регулирует работу поджелудочной и желчного, в результате чего те освобождают ферменты и желчь. Эти элементы из жира освобождают энергию и глицерин.

На протяжении всего данного процесса человек может чувствовать небольшую усталость и вялость. Если произойдет нарушение процесса, то у человека не будет аппетита и может наблюдаться расстройство кишечника. В это время замедляются также все энергетические процессы. При патологии может также наблюдаться быстрое снижение веса, так как в организме не будет нужного количества калорий.

Липолиз может происходить не только тогда. Когда расщепляются жиры. В период голодания он тоже запускается, но при этом расщепляются те жиры, которые организмом были отложены «про запас».

При липолизе происходит распад жиров на клетчатку. Это дает возможность организму восполнить потраченную энергию и воду.

Всасывание

Когда жиры будут расщеплены, то задача организма забрать их из ЖКТ и использовать для восполнения энергии. Так как клетки состоят из белка, то всасывание через них жиров происходит долго. Но организм нашел выход из данной ситуации. Он цепляет к клеткам липопротеиды, которые и ускоряют процесс всасывания жира в кровь.

Когда у человека большая масса тела, то это говорит о том, что данный процесс у него нарушен. Липопротеиды в таком случае способны всасывать до 90% жиров, когда норма составляет только 70%.

После процесса всасывания липиды разносятся с кровью по всему организму и снабжают ткани и клетки, что дает энергию им и позволяет и дальше работать на должном уровне.

Обмен

Процесс происходит быстро. В его основе лежит то, чтобы доставить липиды к органам, которые их потребуют. Это мышцы, клетки и органы. Там жиры проходят модификацию и начинают выделять энергию.

Построение

В создании из жира веществ, которые нужны организму, проводиться при участии многих факторов. Но суть их одна – расщепить жиры и дать энергию. Если происходит на данном этапе какое-то нарушение в работе системы, то это негативно сказывается на гормональном фоне. В таком случае рост клеток будет замедлен. Они также плохо будут регенерироваться.

Метаболизм

Тут запускается процесс обмена жиров, которые идут на восполнение потребностей организма. То, сколько потребуется жира для этого, зависит от человека и его способа жизни.

При замедленном метаболизме человек во время процесса может ощущать слабость. У него также нерасщепленный жир может откладываться на тканях. Всё это становится причиной того, что начинает быстро расти масса тела.

Литогенез

Когда человек потребил много жира и его достаточно, чтобы восполнить все потребности организма, то остатки его начинают откладываться. Иногда это может происходить достаточно быстро, так как человек потребляет много калорий, но мало их тратит.

Жир может откладываться как под кожей, так и на органах. В результате начинает расти масса у человека, что становится причиной ожирения.

Весенний метаболизм жиров

В медицине есть и такой термин. Этот обмен может происходить у каждого и связан он с сезонами. Человек на протяжении зимы может мало употреблять витаминов и углеводов. Всё это связано с тем, что редко кто в такой период ест свежие овощи и фрукты.

Больше зимой употребляется клетчатки, а потому и происходит замедление липидного процесса. Калории, которые не использовал организм в это время, откладываются в жир. Весной, когда человек начинает есть свежие продукты, метаболизм разгоняется.

Весной человек больше двигается, что положительно отражается на метаболизме. Легкая одежда также позволяет быстрее сжигать калории. Даже при большом весе у человека в данный период можно наблюдать некоторое снижение массы тела.

Обмен веществ при ожирении

Такое заболевание сегодня относится к распространенным. Им страдает много людей на планете. Когда человек толстый, то это говорит о том, что у него произошло нарушение одного или нескольких процессов, которые описаны выше. А потому организм больше получает жиров, чем потребляет.

Определить нарушения в работе липидного процесса можно при проведении диагностирования. Обследование надо проходить в обязательном порядке, если масса тела больше от нормы на 25-30 килограмм.

Обследоваться можно также не только при появлении патологии, но и для профилактики. Проводить тестирование рекомендуется в специальном центре, где есть нужное оборудование и квалифицированные специалисты.

Диагностирование и лечение

Чтобы оценить работу системы и выявить в ней нарушения, надо диагностика. В результате врач получит липидограмму, по которой сможет отследить отклонения в работе системы, если такие есть. Стандартная процедура тестирования – сдача крови на проверку количества холестерина в ней.

Избавиться от патологий и привести в норму процесс можно только при проведении комплексного лечения. Также можно использовать и не медикаментозные методы. Это диета и спорт.

Терапия начинается с того, что изначально устраняются все факторы риска. В этот период стоит отказаться от алкоголя и табака. Прекрасно поможет проведению терапии спорт.

Также есть и специальные методики лечения при помощи лекарств. Прибегают к помощи такого метода в том случае, когда все остальные способы оказались не эффективными. При острых формах нарушения также обычно используют терапию при помощи лекарств.

Основные классы препаратов, которые могут использоваться для лечения:

1. Фибраты.
2. Статины.
3. Производные никотиновой кислоты.
4. Антиоксиданты.

Эффективность терапии в основном зависит от состояния здоровья пациента и от наличия других патологий в организме. Также на коррекцию процесса способен повлиять и сам больной. Для этого надо только его желание.

Он должен изменить свой прежний образ жизни, правильно питаться и заниматься спортом. Также стоит проходить постоянное обследование в клинике.

Для поддержания нормального липидного процесса стоит воспользоваться такими рекомендациями от докторов:

• Не потреблять в сутки жиров больше нормы.
• Исключить из своего рациона насыщенные жиры.
• Употреблять больше ненасыщенных жиров.
• Есть жирное до 16.00.
• Давать периодически нагрузки на организм.
• Заниматься йогой.
• Достаточное время отдыхать и спать.
• Отказаться от алкоголя, табака и наркотиков.

Врачи рекомендуют липидному обмену уделять достаточно внимания на протяжении всей жизни. Для этого можно просто выполнять данные выше рекомендации и постоянно посещать врача для проведения обследования. Делать это надо минимум два раза в год.

Жиры вместе с углеводами окисляются в мышцах для снабжения энергией работающих мышц. Предел, до которого они могут возместить энергетические затраты, зависит от длительности и интенсивности нагрузки. Выносливые (> 90 мин) спортсмены обычно тренируются при 65-75 % V02max и ограничены резервами углеводов в организме. После 15-20 мин нагрузки на выносливость стимулируется окисление Запасов жира (липолиз) и высвобождаются глицерин и свободные жирные кислоты. В мышцах в состоянии покоя окисление жирных кислот обеспечивает большой объем энергии, однако этот вклад уменьшается при легких аэробных нагрузках. Во время интенсивной физической нагрузки наблюдается переключение источников энергии с жиров на углеводы, особенно при ин-тенсивностях 70-80 % V02max. Предполагается, что здесь могут иметь место ограничения в использовании окисления жирных кислот как источника энергии для работающих мышц. Abernethy et al. предлагают следующие механизмы.

• Увеличение выработки лактата уменьшит липолиз, вызванный катехоламинами, и снизит таким образом концентрацию жирных кислот в плазме и снабжение мышц жирными кислотами. Предполагается проявление антилиполитического эффекта лактата в жировой ткани. Повышение содержания лактата может привести к снижению рН крови, что уменьшает активность различных ферментов, участвующих в процессе производства энергии, и приводит к утомлению мышц.
• Более низкий уровень выработки АТФ на единицу времени при окислении жира по сравнению с углеводами и более высокая потребность в кислороде во время окисления жирной кислоты по сравнению с окислением углеводов.

Например, окисление одной молекулы глюкозы (6 атомов углерода) приводит к образованию 38 молекул АТФ, в то время как окисление молекул жирной кислоты с 18 атомами углерода (стеариновая кислота) дает 147 молекулы АТФ (выход АТФ от одной молекулы жирной кислоты выше в 3,9 раза). Кроме того, для полного окисления одной молекулы глюкозы требуется шесть молекул кислорода, а для полного окисления пальмитиновой кислоты - 26 молекул кислорода, что на 77 % больше, чем в случае с глюкозой, поэтому при длительной нагрузке повышенная потребность в кислороде для окисления жирных кислот может усилить напряжение сердечно-сосудистой системы, что является лимитирующим фактором в отношении длительности нагрузки.

Транспорт жирных кислот с длинной цепью в митохондрии зависит от возможности транспортной системы карнитина. Этот транспортный механизм может тормозить другие процессы метаболизма. Усиление гли-когенолиза во время нагрузки может увеличить концентрацию ацетила, что в результате повысит содержание малонил-КоА -важного посредника в синтезе жирных кислот. Это может тормозить механизм транспорта. Аналогично, усиленное образование лактата может вызвать повышение концентрации ацетилированного карнитина и уменьшение концентрации свободного карнитина, а далее - ослабление транспорта жирных кислот и их окисления.

Хотя окисление жирных кислот во время тренировки на выносливость дает больший объем энергии по сравнению с углеводами, окисление жирных кислот требует больше кислорода по сравнению с углеводами (на 77 % больше О2), таким образом увеличивая напряжение сердечно-сосудистой системы. Однако из-за ограниченных возможностей накопления углеводов, показатели интенсивности нагрузки ухудшаются с истощением запаса гликогена. Поэтому рассматриваются несколько способов экономии мышечных углеводов и усиления окисления жирных кислот во время тренировки на выносливость. Они следующие:

• тренировка;
• питание триацилглицеридами с цепью средней длины;
• оральная жировая эмульсия и жировая инфузия;
• диета с большим содержанием жиров;
• добавки в виде L-карнитина и кофеина.

Тренировка

Наблюдения показали, что в тренированных мышцах высокая активность липопротеидлипазы, мышечной липазы, ацил-КоА-синтетазы и редуктазы жирных кислот, карнитинацетилтрансферазы. Эти ферменты усиливают окисление жирных кислот в митохондриях . Кроме того, тренированные мышцы накапливают больше внутриклеточного жира, что также увеличивает поступление и окисление жирных кислот во время нагрузки, сохраняя таким образом запасы углеводов во время выполнения упражнений.

Потребление триацилглицеридов с углеводной цепью средней длины

Триацилглицериды с углеводной цепью средней длины содержат жирные кислоты с 6-10 атомами углерода. Считается, что эти триацилглицериды быстро переходят из желудка в кишечник, транспортируются с кровью к печени и могут увеличить уровень жирных кислот с углеводной цепью средней длины и триацилглицерида в плазме. В мышцах эти жирные кислоты быстрб поглощаются митохондриями, так как им не требуется транспортная система карнитина, и окисляются они быстрее и в большей степени, чем триацилглицериды с длинной углеводной цепью. Однако результаты влияния потребления триацилглицеридов с углеводной цепью средней длины на показатели выполнения упражнений довольно сомнительны. Данные о сохранении гликогена и/или повышении выносливости при потреблении этих триацилглицеридов недостоверные.

Оральное потребление жиров и их инфузия

Снижения окисления эндогенных углеводов во время физической нагрузки можно достичь увеличивая концентрацию жирных кислот в плазме с помощью инфузий жирных кислот. Однако инфузия жирных кислот во время физической нагрузки непрактична, а во время соревнований невозможна, так как может рассматриваться как искусственный допинговый механизм. К тому же оральное потребление жирных эмульсий может тормозить опорожнение желудка и приводить к его расстройствам.

Диеты с высоким содержанием жиров

Диеты с высоким содержанием жиров могут усилить окисление жирных кислот и улучшить показатели выносливости спортсменов. Однако имеющиеся данные дают возможность только гипотетически утверждать, что такие диеты улучшают показатели путем регуляции метаболизма углеводов и поддержания запасов гликогена в мышцах и печени. Установлено, что длительное потребление пищи с высоким содержанием жиров неблагоприятно влияет на сердечно-сосудистую систему, поэтому использовать такую диету для повышения результатов спортсмены должны весьма осторожно.

Добавки L-карнитина

Главная функция L-карнитина - транспорт жирных кислот с длинной углеводородной цепью через мембрану митохондрий, чтобы включить их в процессе окисления. Полагают, что оральное потребление добавок L-карнитина усиливает окисление жирных кислот. Однако научные данные, подтверждающие это положение, отсутствуют.

Некоторые химические вещества , входящие в состав пищи и тканей тела, классифицируют как липиды. К ним относят: (1) нейтральные жиры, известные как триглицериды^ (2) фосфолипиды; (3) холестерол; (4) некоторые другие вещества, менее важные. Основной частью химической структуры триглицеридов и фосфолипидов являются жирные кислоты, представляющие собой простые углеводородные органические кислоты с длинной цепочкой. Так, типичная жирная кислота - пальмитиновая, она может быть представлена как СНз(СН2)14СООН.

Холестерол не содержит жирных кислот, но его стерольное ядро образовано частью молекулы жирной кислоты, что обусловливает его физические и химические свойства, характерные для вещества, относящегося к липидам.

Организм использует триглицериды главным образом в качестве источника энергии для различных метаболических процессов, что функционально роднит их с углеводами. Однако некоторые липиды, особенно холестерол, фосфолипиды и небольшая часть триглицеридов, используются организмом в формировании мембран и прочих структурных компонентов клеток, т.е. выполняют пластические функции.

Основа химического строения триглицеридов (нейтральных жиров). Поскольку в данной главе по большей части рассматриваются вопросы, связанные с использованием триглицеридов в качестве источника энергии, необходимо создать представление о химической структуре этих веществ.

Обратите внимание, что 3 молекулы жирных кислот с длинной цепочкой связаны с 1 молекулой глицерола, образуя типичную структуру триглицерида. В образовании триглицеридов в организме человека чаще всего участвуют три жирные кислоты: (1) стеариновая кислота (см. формулу тристеарина), которая включает цепочку из 18 углеродных фрагментов с полностью насыщенными водородом связями; (2) олеиновая кислота, также состоящая из 18-углеродной цепочки, но имеющей одну двойную связь в середине цепочки; (3) пальмитиновая кислота, включающая 16 атомов углерода с полностью насыщенными связями.

Почти все жиры, присутствующие в пище , за исключением жиров, содержащих жирные кислоты с короткой цепочкой, всасываются из кишечника в лимфу. Во время пищеварения большинство триглицеридов расщепляются до моноглицеридов и жирных кислот. Затем во время прохождения через эпителиоциты кишечника моноглицериды и жирные кислоты ресинтезируются в новые молекулы триглицеридов, которые попадают в лимфу в виде мелкодисперсных капелек, названных хиломикронами. Диаметр хиломикронов колеблется от 0,08 до 0,6 мкм. Небольшие количества апопротеина В абсорбируются на наружной поверхности хиломикронов. Часть молекулы белка, оставшаяся свободной, выступает в водную фазу, что увеличивает суспензионную стабильность хиломикронов в лимфе и препятствует их прилипанию к стенкам лимфатических сосудов.

Большая часть холестерола и фосфолипидов , всасываемых из желудочно-кишечного тракта, входит в состав хиломикронов. Таким образом, хиломикроны состоят главным образом из триглицеридов, а также содержат 9% фосфолипидов, 3% холестерола и около 1% апопротеина В. Образующиеся хиломикроны затем транспортируются вверх по грудному протоку и вместе с лимфой попадают в кровеносную систему в области впадения яремной и подключичной вен.

Почти через час после приема пищи , содержащей большое количество жира, концентрация хиломикронов в плазме может увеличиться и составить от 1 до 2% общего количества плазмы. Из-за больших размеров хиломикронов плазма становится мутной и иногда желтой, но поскольку период полураспада хиломикронов составляет меньше 1 ч, плазма вновь становится прозрачной через несколько часов. Жиры, содержащиеся в хиломикронах, извлекаются следующим образом.

Триглицериды хиломикронов гидролизуются липопротеинлипазой. Жиры хранятся в клетках жировой ткани и клетках печени. Большая часть хиломикронов извлекается из циркулирующей крови во время прохождения по капиллярам жировой ткани или печени. Как жировая ткань, так и печень содержат большое количество фермента липопротеинлипазы. Этот фермент особенно активен в эндотелии капилляров, где он гидролизует триглицериды хиломикронов, когда те контактируют с эндотелием капиллярной стенки, что приводит к высвобождению жирных кислот и глицерола.

Жирные кислоты , обладая способностью проникать через мембраны клеток, легко диффундируют через мембраны адипоцитов жировой ткани в клетки печени. Оказавшись внутри клеток, жирные кислоты вновь превращаются в триглицериды, взаимодействуя с глицеролом, образующимся в результате метаболических процессов в клетках, выполняющих функции депонирования (что будет рассмотрено далее). Липопротеин-липаза вызывает также гидролиз фосфолипидов, что, в свою очередь, приводит к выделению жирных кислот, преобразующихся в триглицериды и депонирующихся, как уже обсуждалось.