Метаболізм жирів під час фізичного навантаження

Жири окислюються разом із вуглеводами в м'язах, забезпечуючи енергією працюючі м'язи. Ступінь, до якої вони можуть компенсувати витрати енергії, залежить від тривалості та інтенсивності тренування. Спортсмени на витривалість (>90 хв) зазвичай тренуються з інтенсивністю 65-75% V02max і обмежені запасами вуглеводів організму. Після 15-20 хвилин тренувань на витривалість стимулюється окислення жирових запасів (ліполіз) і вивільняється гліцерин і вільні жирні кислоти. У м'язах у стані спокою окислення жирних кислот забезпечує велику кількість енергії, але цей внесок зменшується під час легких аеробних навантажень. Під час інтенсивних навантажень спостерігається перемикання джерел енергії з жирів на вуглеводи, особливо при інтенсивності 70-80% V02max. Припускається, що можуть бути обмеження у використанні окислення жирних кислот як джерела енергії для працюючих м'язів. Абернеті та ін. припускають такі механізми.

• Підвищене вироблення лактату зменшить ліполіз, індукований катехоламінами, тим самим знижуючи концентрацію жирних кислот у плазмі та надходження жирних кислот до м'язів. Вважається, що лактат має антиліполітичну дію в жировій тканині. Підвищений рівень лактату може призвести до зниження pH крові, що знижує активність різних ферментів, що беруть участь у виробленні енергії, та призводить до м'язової втоми.
• Нижче виробництво АТФ за одиницю часу під час окислення жирів порівняно з вуглеводами та вище споживання кисню під час окислення жирних кислот порівняно з окисленням вуглеводів.

Наприклад, окислення однієї молекули глюкози (6 атомів вуглецю) призводить до утворення 38 молекул АТФ, тоді як окислення молекул жирних кислот з 18 атомами вуглецю (стеаринова кислота) дає 147 молекул АТФ (вихід АТФ з однієї молекули жирної кислоти у 3,9 раза вищий). Крім того, для повного окислення однієї молекули глюкози потрібно шість молекул кисню, а для повного окислення пальмітинової кислоти — 26 молекул кисню, що на 77% більше, ніж у випадку глюкози, тому під час тривалих фізичних навантажень підвищена потреба в кисні для окислення жирних кислот може збільшити навантаження на серцево-судинну систему, що є обмежувальним фактором щодо тривалості навантаження.

Транспорт довголанцюгових жирних кислот у мітохондрії залежить від ємності системи транспорту карнітину. Цей механізм транспорту може пригнічувати інші метаболічні процеси. Підвищений глікогеноліз під час фізичних навантажень може збільшити концентрацію ацетилу, що призведе до підвищення рівня малоніл-КоА, важливого проміжного продукту в синтезі жирних кислот. Це може пригнічувати механізм транспорту. Аналогічно, підвищене утворення лактату може збільшити концентрацію ацетильованого карнітину та зменшити концентрацію вільного карнітину, тим самим погіршуючи транспорт та окислення жирних кислот.

Хоча окислення жирних кислот під час вправ на витривалість забезпечує більший вихід енергії, ніж вуглеводи, окислення жирних кислот вимагає більше кисню, ніж вуглеводів (на 77% більше O2), що збільшує навантаження на серцево-судинну систему. Однак через обмежену здатність вуглеводів зберігати запаси глікогену, інтенсивність тренувань погіршується, оскільки запаси глікогену виснажуються. Тому розглядається кілька стратегій для збереження вуглеводів у м'язах та посилення окислення жирних кислот під час вправ на витривалість. Вони такі:

• навчання;
• харчування триацилгліцерином середнього ланцюга;
• пероральна жирова емульсія та жирова інфузія;
• дієта з високим вмістом жирів;
• добавки у вигляді L-карнітину та кофеїну.

Навчання

Спостереження показали, що треновані м'язи мають високу активність ліпопротеїнліпази, м'язової ліпази, ацил-КоА-синтетази та редуктази жирних кислот, карнітинацетилтрансферази. Ці ферменти посилюють окислення жирних кислот у мітохондріях [11]. Крім того, треновані м'язи накопичують більше внутрішньоклітинного жиру, що також збільшує споживання та окислення жирних кислот під час фізичних навантажень, таким чином зберігаючи запаси вуглеводів під час фізичних навантажень.

Споживання тригліцеридів середнього ланцюга

Середньоланцюгові триацилгліцериди (МЦТ) містять жирні кислоти з 6-10 атомами вуглецю. Вважається, що ці Т швидко проходять зі шлунка до кишечника, транспортуються кров'ю до печінки та можуть збільшувати рівень МЦТ та Т у плазмі. У м'язах ці Т швидко поглинаються мітохондріями, оскільки вони не потребують системи транспорту карнітину, і окислюються швидше та більшою мірою, ніж довголанцюгові Т. Однак вплив МЦТ на результати фізичних вправ є неоднозначним. Докази щодо збереження глікогену та/або підвищення витривалості за допомогою МЦТ є непереконливими.

Пероральне введення та інфузія жирів

Зменшення ендогенного окислення вуглеводів під час фізичних навантажень можна досягти, збільшивши концентрацію жирних кислот у плазмі за допомогою інфузій жирних кислот. Однак інфузії жирних кислот недоцільні під час фізичних навантажень і неможливі під час змагань, оскільки їх можна вважати штучним допінговим механізмом. Крім того, пероральне вживання жирових емульсій може пригнічувати спорожнення шлунка та призводити до шлункових розладів.

Дієти з високим вмістом жирів

Дієти з високим вмістом жирів можуть збільшити окислення жирних кислот і покращити витривалість у спортсменів. Однак, сучасні дані свідчать про те, що такі дієти можуть покращити результативність, регулюючи вуглеводний обмін і підтримуючи запаси глікогену в м'язах і печінці. Доведено, що тривалі дієти з високим вмістом жирів мають негативний вплив на серцево-судинну систему, тому спортсменам слід бути обережними, використовуючи дієти з високим вмістом жирів для покращення результатів.

Добавки L-карнітину

Основна функція L-карнітину полягає в транспортуванні довголанцюгових жирних кислот через мітохондріальну мембрану для участі в процесі окислення. Вважається, що пероральне вживання добавок L-карнітину посилює окислення жирних кислот. Однак наукових доказів на підтвердження цього твердження бракує.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]