Окисление жиров и липидный метаболизм при физической нагрузке

Жир является крупнейшим энергетическим резервом организма и важным источником топлива для продолжительных упражнений низкой интенсивности. Во время такой активности запасенные триглицериды в жировой ткани и внутри мышц расщепляются до жирных кислот, которые транспортируются в митохондрии и окисляются для регенерации АТФ, сохраняя при этом более ограниченные запасы углеводов.

Definition

Окисление жиров во время физической нагрузки — это мобилизация и окисление жирных кислот, полученных из триглицеридов жировой ткани и внутримышечных триглицеридов, для ресинтеза АТФ, при этом его вклад зависит от интенсивности и продолжительности упражнений.

Scope

Эта тема охватывает источники жира, используемые во время физических упражнений (триглицериды жировой ткани и внутримышечные триглицериды), процессы липолиза, транспорта жирных кислот и митохондриального бета-окисления, а также то, как окисление жиров варьируется в зависимости от интенсивности и продолжительности упражнений. Она рассматривает липидный метаболизм как физиологический предмет и не содержит предписаний по диете или добавкам.

Core questions

• Какие источники жира питают физическую нагрузку и как они мобилизуются?
• Как жирные кислоты доставляются и окисляются в митохондриях мышц?
• Почему относительный вклад жира снижается по мере увеличения интенсивности упражнений?

Key concepts

• Запасы триглицеридов жировой ткани и внутримышечных триглицеридов
• Липолиз и высвобождение свободных жирных кислот
• Транспорт жирных кислот в митохондрии
• Бета-окисление
• Переход от жиров к углеводам с увеличением интенсивности
• Жир как топливо для продолжительных упражнений

Mechanisms

Во время физической нагрузки гормоночувствительный липолиз высвобождает свободные жирные кислоты из запасов триглицеридов жировой ткани и внутримышечных триглицеридов; жирные кислоты переносятся в крови в связанном с альбумином виде или мобилизуются локально в мышцах (Horowitz, 2000). Внутри мышечной клетки они транспортируются в митохондрии, где бета-окисление расщепляет их на ацетил-КоА, которые поступают в цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование. Окисление жиров обеспечивает значительную долю энергии при низкой и умеренной интенсивности, но по мере увеличения интенсивности скорость окисления жиров достигает предела, и преобладает использование углеводов, что описывается как перекрест с использованием изотопных трассеров при различных интенсивностях и продолжительностях (Romijn, 1993). Продолжительные упражнения постепенно увеличивают зависимость от жиров по мере истощения запасов углеводов (Horowitz, 2000; McArdle, 2015).

Clinical relevance

Описания мобилизации и окисления жиров во время физической нагрузки дают представление о том, как характеризуется использование субстратов и метаболическая гибкость в условиях здоровья и метаболических нарушений. Эта запись является справочной информацией и не является основой для принятия индивидуальных решений по диете, контролю веса или лечению.

Evidence & guidelines

Утверждения основаны на исследованиях с использованием трассеров и обзорах липидного метаболизма во время физической нагрузки, а не на клинических рекомендациях; данные об окислении жиров в зависимости от интенсивности получены в результате контролируемых лабораторных измерений (Romijn, 1993; Horowitz, 2000).

History

Непрямая калориметрия, а позднее методы с использованием стабильных изотопных трассеров позволили исследователям количественно оценить использование жиров и углеводов при различных интенсивностях физической нагрузки, установив, что жир является основным топливом для продолжительных упражнений низкой интенсивности и что его относительный вклад снижается по мере увеличения интенсивности (Romijn, 1993; Horowitz, 2000).

Key figures

• Jeffrey F. Horowitz
• Samuel Klein
• Edward F. Coyle

Seminal works

• romijn-1993
• horowitz-2000

Frequently asked questions

Когда организм больше всего полагается на жир для получения энергии во время физической нагрузки?

Во время продолжительных упражнений низкой интенсивности, когда жир может обеспечивать большую долю энергии, а более ограниченные запасы углеводов сохраняются.

Почему использование жира снижается по мере увеличения интенсивности упражнений?

Скорость окисления жиров достигает предела, поэтому при более высоких интенсивностях организм переключается на углеводы, которые могут расщепляться быстрее для удовлетворения большей потребности в АТФ.