Metabolizm tłuszczów podczas ćwiczeń

Tłuszcze są utleniane razem z węglowodanami w mięśniach, aby zapewnić energię dla pracujących mięśni. Zakres, w jakim mogą one kompensować wydatek energetyczny, zależy od czasu trwania i intensywności ćwiczeń. Sportowcy wytrzymałościowi (>90 min) zazwyczaj trenują przy 65-75% VO2max i są ograniczeni przez rezerwy węglowodanów w organizmie. Po 15-20 minutach ćwiczeń wytrzymałościowych stymulowane jest utlenianie zapasów tłuszczu (lipoliza), a glicerol i wolne kwasy tłuszczowe są uwalniane. W mięśniach w stanie spoczynku utlenianie kwasów tłuszczowych dostarcza dużą ilość energii, ale ten wkład maleje podczas lekkich ćwiczeń aerobowych. Podczas intensywnych ćwiczeń obserwuje się zmianę źródeł energii z tłuszczu na węglowodany, szczególnie przy intensywności 70-80% VO2max. Sugeruje się, że mogą istnieć ograniczenia w wykorzystaniu utleniania kwasów tłuszczowych jako źródła energii dla pracujących mięśni. Abernethy i in. sugerują następujące mechanizmy.

• Zwiększona produkcja mleczanu zmniejszy lipolizę indukowaną katecholaminami, zmniejszając tym samym stężenie kwasów tłuszczowych w osoczu i podaż kwasów tłuszczowych w mięśniach. Uważa się, że mleczan ma działanie antylipolityczne w tkance tłuszczowej. Zwiększone poziomy mleczanu mogą powodować obniżenie pH krwi, co zmniejsza aktywność różnych enzymów zaangażowanych w produkcję energii i prowadzi do zmęczenia mięśni.
• Podczas utleniania tłuszczów następuje mniejsza produkcja ATP na jednostkę czasu w porównaniu do węglowodanów, a także większe zapotrzebowanie na tlen podczas utleniania kwasów tłuszczowych w porównaniu do utleniania węglowodanów.

Na przykład, utlenianie jednej cząsteczki glukozy (6 atomów węgla) skutkuje powstaniem 38 cząsteczek ATP, podczas gdy utlenianie cząsteczek kwasu tłuszczowego z 18 atomami węgla (kwas stearynowy) daje 147 cząsteczek ATP (wydajność ATP z jednej cząsteczki kwasu tłuszczowego jest 3,9 razy większa). Ponadto, całkowite utlenienie jednej cząsteczki glukozy wymaga sześciu cząsteczek tlenu, a całkowite utlenienie kwasu palmitynowego wymaga 26 cząsteczek tlenu, co stanowi 77% więcej niż w przypadku glukozy, więc podczas długotrwałego wysiłku, zwiększone zapotrzebowanie na tlen do utleniania kwasów tłuszczowych może zwiększyć obciążenie układu sercowo-naczyniowego, co jest czynnikiem ograniczającym w stosunku do czasu trwania obciążenia.

Transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych do mitochondriów zależy od pojemności układu transportu karnityny. Ten mechanizm transportu może hamować inne procesy metaboliczne. Zwiększona glikogenoliza podczas ćwiczeń może zwiększać stężenie acetylu, co spowoduje zwiększenie poziomu malonylo-CoA, ważnego produktu pośredniego w syntezie kwasów tłuszczowych. Może to hamować mechanizm transportu. Podobnie, zwiększone wytwarzanie mleczanu może zwiększać stężenie acetylowanej karnityny i zmniejszać stężenie wolnej karnityny, tym samym upośledzając transport i utlenianie kwasów tłuszczowych.

Chociaż utlenianie kwasów tłuszczowych podczas ćwiczeń wytrzymałościowych zapewnia większą produkcję energii niż węglowodany, utlenianie kwasów tłuszczowych wymaga więcej tlenu niż węglowodany (77% więcej O2), zwiększając w ten sposób obciążenie układu sercowo-naczyniowego. Jednak ze względu na ograniczoną pojemność magazynowania węglowodanów, wydajność ćwiczeń o wysokiej intensywności pogarsza się, gdy zapasy glikogenu są wyczerpywane. Dlatego też rozważa się kilka strategii oszczędzania węglowodanów mięśniowych i zwiększania utleniania kwasów tłuszczowych podczas ćwiczeń wytrzymałościowych. Są to następujące:

• szkolenie;
• odżywianie średniołańcuchowymi triacyloglicerolami;
• emulsja tłuszczowa doustna i infuzja tłuszczu;
• dieta wysokotłuszczowa;
• suplementy w postaci L-karnityny i kofeiny.

Szkolenie

Obserwacje wykazały, że wytrenowane mięśnie mają wysoką aktywność lipazy lipoproteinowej, lipazy mięśniowej, syntetazy acylo-CoA i reduktazy kwasów tłuszczowych, karnitynowej acetylotransferazy. Enzymy te zwiększają utlenianie kwasów tłuszczowych w mitochondriach [11]. Ponadto wytrenowane mięśnie gromadzą więcej tłuszczu wewnątrzkomórkowego, co również zwiększa spożycie i utlenianie kwasów tłuszczowych podczas ćwiczeń, zachowując w ten sposób rezerwy węglowodanów podczas ćwiczeń.

Spożycie średniołańcuchowych trójglicerydów

Średniołańcuchowe triacyloglicerydy (MCT) zawierają kwasy tłuszczowe o 6-10 atomach węgla. Uważa się, że te T szybko przechodzą z żołądka do jelit, są transportowane przez krew do wątroby i mogą zwiększać stężenie MCT i T w osoczu. W mięśniach te T są szybko wchłaniane przez mitochondria, ponieważ nie wymagają układu transportu karnityny i są utleniane szybciej i w większym stopniu niż długołańcuchowe T. Jednak wpływ MCT na wydajność ćwiczeń jest niejednoznaczny. Dowody na zachowanie glikogenu i/lub poprawę wytrzymałości dzięki MCT są niejednoznaczne.

Doustne przyjmowanie i infuzja tłuszczu

Redukcję endogennego utleniania węglowodanów podczas ćwiczeń można osiągnąć poprzez zwiększenie stężenia kwasów tłuszczowych w osoczu za pomocą infuzji kwasów tłuszczowych. Jednak infuzje kwasów tłuszczowych są niepraktyczne podczas ćwiczeń i niemożliwe podczas zawodów, ponieważ można je uznać za sztuczny mechanizm dopingowy. Ponadto doustne spożycie emulsji tłuszczowych może hamować opróżnianie żołądka i prowadzić do zaburzeń żołądkowych.

Dieta wysokotłuszczowa

Diety wysokotłuszczowe mogą zwiększać utlenianie kwasów tłuszczowych i poprawiać wytrzymałość sportowców. Jednak obecne dowody sugerują, że takie diety mogą poprawiać wydajność poprzez regulację metabolizmu węglowodanów i utrzymywanie zapasów glikogenu w mięśniach i wątrobie. Wykazano, że długotrwałe diety wysokotłuszczowe mają niekorzystny wpływ na zdrowie układu sercowo-naczyniowego, dlatego sportowcy powinni zachować ostrożność, stosując diety wysokotłuszczowe w celu poprawy wydajności.

Suplementy L-karnityny

Główną funkcją L-karnityny jest transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez błonę mitochondrialną, aby mogły zostać włączone do procesu utleniania. Uważa się, że doustne przyjmowanie suplementów L-karnityny zwiększa utlenianie kwasów tłuszczowych. Jednak brakuje dowodów naukowych na poparcie tego twierdzenia.

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