Метаболизм жиров во время физической нагрузки

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 [11]. 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.

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