การออกซิเดชันของไขมันและการเผาผลาญไขมันในการออกกำลังกาย

ไขมันเป็นแหล่งสะสมพลังงานที่ใหญ่ที่สุดของร่างกายและเป็นเชื้อเพลิงสำคัญสำหรับการออกกำลังกายที่ใช้เวลานานและมีความเข้มข้นต่ำ ในระหว่างกิจกรรมดังกล่าว ไตรกลีเซอไรด์ที่สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อไขมันและภายในกล้ามเนื้อจะถูกย่อยสลายเป็นกรดไขมัน ซึ่งจะถูกขนส่งเข้าสู่ไมโทคอนเดรียและถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้าง ATP ขึ้นใหม่ ซึ่งช่วยสงวนคลังคาร์โบไฮเดรตที่มีจำกัดกว่า

Definition

การออกซิเดชันของไขมันระหว่างการออกกำลังกายคือการระดมและการออกซิเดชันของกรดไขมัน ซึ่งได้มาจากไตรกลีเซอไรด์ในเนื้อเยื่อไขมันและในกล้ามเนื้อ เพื่อสังเคราะห์ ATP ขึ้นใหม่ โดยมีส่วนร่วมขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและระยะเวลาของการออกกำลังกาย

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมแหล่งที่มาของไขมันที่ใช้ระหว่างการออกกำลังกาย (ไตรกลีเซอไรด์ในเนื้อเยื่อไขมันและในกล้ามเนื้อ) กระบวนการสลายไขมัน การขนส่งกรดไขมัน และการออกซิเดชันแบบเบต้าในไมโทคอนเดรีย และวิธีที่การออกซิเดชันของไขมันแตกต่างกันไปตามความเข้มข้นและระยะเวลาของการออกกำลังกาย โดยถือว่าการเผาผลาญไขมันเป็นหัวข้อทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้คำแนะนำด้านอาหารหรือการเสริมอาหาร

Core questions

• แหล่งไขมันใดที่ให้พลังงานในการออกกำลังกาย และไขมันเหล่านั้นถูกระดมอย่างไร?
• กรดไขมันถูกส่งไปยังและถูกออกซิไดซ์ภายในไมโทคอนเดรียของกล้ามเนื้อได้อย่างไร?
• เหตุใดการมีส่วนร่วมเชิงสัมพัทธ์ของไขมันจึงลดลงเมื่อความเข้มข้นของการออกกำลังกายเพิ่มขึ้น?

Key concepts

• แหล่งสะสมไตรกลีเซอไรด์ในเนื้อเยื่อไขมันและในกล้ามเนื้อ
• การสลายไขมันและการปล่อยกรดไขมันอิสระ
• การขนส่งกรดไขมันเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย
• การออกซิเดชันแบบเบต้า
• จุดเปลี่ยนจากการใช้ไขมันไปสู่คาร์โบไฮเดรตตามความเข้มข้น
• ไขมันเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการออกกำลังกายที่ใช้เวลานาน

Mechanisms

ในระหว่างการออกกำลังกาย การสลายไขมันที่ไวต่อฮอร์โมนจะปล่อยกรดไขมันอิสระจากแหล่งสะสมไตรกลีเซอไรด์ในเนื้อเยื่อไขมันและในกล้ามเนื้อ กรดไขมันจะถูกขนส่งในเลือดโดยจับกับอัลบูมิน หรือถูกระดมในระดับท้องถิ่นภายในกล้ามเนื้อ (Horowitz, 2000) ภายในเซลล์กล้ามเนื้อ กรดไขมันจะถูกขนส่งเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย ซึ่งการออกซิเดชันแบบเบต้าจะย่อยสลายกรดไขมันเป็นหน่วยแอซิทิล-โคเอ (acetyl-CoA) ที่ป้อนเข้าสู่วัฏจักรกรดซิตริกและการออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน การออกซิเดชันของไขมันให้พลังงานส่วนใหญ่ที่ความเข้มข้นต่ำถึงปานกลาง แต่เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น อัตราการออกซิเดชันของไขมันจะถึงขีดจำกัดและการใช้คาร์โบไฮเดรตจะเด่นกว่า ซึ่งเป็นจุดเปลี่ยนที่อธิบายโดยการใช้สารติดตามไอโซโทปในความเข้มข้นและระยะเวลาที่แตกต่างกัน (Romijn, 1993) การออกกำลังกายที่ใช้เวลานานจะเพิ่มการพึ่งพาไขมันมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อคลังคาร์โบไฮเดรตลดลง (Horowitz, 2000; McArdle, 2015)

Clinical relevance

คำอธิบายเกี่ยวกับการระดมและการออกซิเดชันของไขมันระหว่างการออกกำลังกายให้ข้อมูลว่าการใช้สารตั้งต้นและความยืดหยุ่นในการเผาผลาญถูกกำหนดลักษณะอย่างไรในสภาวะสุขภาพและสภาวะเมตาบอลิซึม ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจด้านอาหาร การจัดการน้ำหนัก หรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ข้อกล่าวอ้างอิงจากการศึกษาด้วยสารติดตามและการทบทวนการเผาผลาญไขมันระหว่างการออกกำลังกาย มากกว่าแนวทางปฏิบัติทางคลินิก ข้อมูลการออกซิเดชันของไขมันที่ขึ้นกับความเข้มข้นได้มาจากการวัดในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม (Romijn, 1993; Horowitz, 2000)

History

การวัดแคลอรีทางอ้อม และต่อมา วิธีการติดตามด้วยไอโซโทปเสถียร ทำให้นักวิจัยสามารถหาปริมาณการใช้ไขมันและคาร์โบไฮเดรตในความเข้มข้นของการออกกำลังกายที่แตกต่างกัน โดยระบุว่าไขมันเป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับการออกกำลังกายที่ใช้เวลานานและมีความเข้มข้นต่ำ และการมีส่วนร่วมเชิงสัมพัทธ์ของไขมันจะลดลงเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น (Romijn, 1993; Horowitz, 2000)

Key figures

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

Seminal works

• romijn-1993
• horowitz-2000

Frequently asked questions

ร่างกายพึ่งพาไขมันเป็นพลังงานมากที่สุดเมื่อใดระหว่างการออกกำลังกาย?

ในระหว่างการออกกำลังกายที่ใช้เวลานานและมีความเข้มข้นต่ำ ซึ่งไขมันสามารถให้พลังงานได้มาก และช่วยสงวนคลังคาร์โบไฮเดรตที่มีจำกัดกว่า

เหตุใดการใช้ไขมันจึงลดลงเมื่อการออกกำลังกายหนักขึ้น?

อัตราการออกซิเดชันของไขมันจะถึงขีดจำกัด ดังนั้นที่ความเข้มข้นสูงขึ้น ร่างกายจะเปลี่ยนไปใช้คาร์โบไฮเดรต ซึ่งสามารถย่อยสลายได้เร็วกว่าเพื่อตอบสนองความต้องการ ATP ที่มากขึ้น