Питание: Научно о похудении: липолиз и жиросжигание

Что такое жир с точки зрения ученых?

Жировая атака

Настало время ставить себе цели на следующий год. И как это часто бывает, борьба с лишним весом занимает топовые позиции в списке желаний для большинства людей. Принимая во внимание экономическую ситуацию, борьба может быть отодвинута на второй план различными финансовыми вопросами (сбережения, оплата долгов, сокращения трат на развлечения) – но остается извечным фаворитом.

Абсолютно точно работа спортивно-оздоровительных комплексов и центров снижения веса полностью зависят от этого ежегодного парада лежебок, когда в январе число новых клиентов возрастает на 50%. Советы потреблять меньше калорий, выполнять кардионагрузки для жиросжигания, работать с тяжелыми весами, чтобы нарастить мышечную массу, дают в современно оборудованных залах с ресепшеном, плоскими мониторами и однотипной мебелью.

Очаровательные двадцатилетние персональные инструкторы, бодрая музыка, новейшие цифровые системы, совместимые с Ipod – все это мотивирует и вдохновляет посетителей на достижение целей. К сожалению, жир не исчезает, потому что все это только мечты. Потеря жира – это результат ряда химических реакций.  

Жировые депо

Прежде, чем мы поговорим о борьбе с жиром, важно понять что такое жировое депо. Спросите у любого человека, где в организме хранится жир и он продемонстрирует вам складку на талии. Отчасти это верно. Многие думают, что жир это уродливые выступы и неровности на теле. А в США полнота часто понижает социальный статус человека. Для организма же жир – это богатство, так как он является источником энергии, который позволяет человеку до нескольких месяцев оставаться без питания, а также продолжительное время быть активным между приемами пищи. Для митохондрии (энергетическая станция для живых тканей) накапливать жир то же самое, что  банку –деньги.

В отличие от денег, жировые отложения сложно назвать богатством. Давайте взглянем реальности в лицо. Люди умирают от зависти, когда видят, как мультимиллионер разъезжает на Майбахе с личным водителем. И совсем наоборот, когда встречают тучного человека, который на протяжении 10 лет «копил» жир. Миллионы калорий, отложившиеся на всех участках тела, совсем не то же самое, что миллион долларов.

Конечно, миллионеры не носят с собой наличные 10-долларовыми банкнотами. По иронии 1 грамм жира содержит 9 калорий, а миллион калорий жира весят 110 кг. Миллион долларов 10-долларывыми банкнотами весит чуть больше 100 кг. И по случайному совпадению 10-долларовая купюра тоже весит 1 грамм.

Несмотря на резкое осуждение в обществе, большинство страдает ожирением, как следствие  распространяется тенденция к росту смертей и болезней, но человеческое тело все равно потребляет и запасает калории. Это кажется недопустимым в современном обществе в том же США, но в других уголках света голод остается обыденностью. В штатах выдача продуктов и пункты бесплатного питания были повсеместными 60-80 лет назад. Мировая генетическая адаптация (эволюция) по пути препятствования отложению жировых масс маловероятна для очень многих  будущих поколений, если вообще когда-нибудь случится.

Жир хранится в специальных клетках белой жировой ткани. Считается, что человек рождается с определенным количеством таких клеток и каждый проживает всю жизнь с этим набором. То же самое говорят и в отношении клеток мозга. Медицина доказала, что это неправда.  Жировые клетки появляются из самовосстанавливающегося резерва стволовых клеток-предшественников – из тех же клеток, из которых образуется скелетная мускулатура. В противовес другому заблуждению, даже если мышцы и жир возникают из одного исходного материала, мышцы не могут превратиться в жир, когда человек перестает тренироваться. Вместо этого мышцы атрофируются (сокращаются в объеме или усыхают), если человек исключает физическую нагрузку, жировые отложения увеличиваются, и чаще всего из-за переедания.

Организм расходует калории. Всегда в качестве источником жира в организме считался жир, входящий в рацион. Большинство людей так и считает, а маркетинговые агентства заставляют в это верить. Если жир накапливается, значит, организм должен его использовать. Затем появилась Диета Аткинсона, которая объявила, что во всем виноваты углеводы и их способность повышать инсулин, что в свою очередь провоцирует отложение жира.

Разрушение

Жир – это общий термин, имеющий несколько сходных значений, речь может идти о триглицеридах (ТАГ) или специфических жирных кислотах. В этой статье термин «жир» упоминается именно как триглицерид, химический класс элементов, состоящий из трех жирных кислот, связанных с простой частицей глицерола. Чтобы было проще  представить о чем идет речь, сложите руки в замок и поднимите только три пальца – указательный, средний и безымянный. Рука – это глицерол, а каждый из трех поднятых пальцев – молекула жирной кислоты. Большое количество разных жирных кислот содержится в нашем рационе и жировых отложениях. Многие из нас знакомы с понятиями насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Омега 3 жирные кислоты – разновидность ненасыщенных, так и олеиновая – мононенасыщенные жиры, содержащиеся в оливковом масле. Разница между ними не так важна для цели нашего обсуждения.

Жир, поступающий с пищей, в большинстве случаев относится к триглицеридам. Вместе они формируют большие глобулы на стенках желудка и кишечника. Капните немного масла на воду и вы поймете о чем идет речь. Чтобы разделить эти глобулы на более мелкие, которые ферменты уже смогут расщепить, желчный пузырь выделяет желчные кислоты. Липаза – фермент, способный расщепить триглицериды до 2-моноглицерола и жирных кислот. Эти переработанные частицы всасываются в тонком кишечнике и снова формируются до триглицеридов, заключенных холестиролом в липопротеины, и транспортируются лимфатическими потоками до того, как попадут в кровь. Некоторые свободные жирные кислоты и триглицериды поступают прямо в кровь и всасываются мышцами во время тренировки или другими активными тканями (например сердцем), как источник энергии или могут быть запасены этими самыми тканями, чтобы немедленно использовать при первой необходимости.

Триглицериды формируются в печени для последующей транспортировки в адипоциты (жировые клетки), где они снова расщепляются до жирных кислот ферментом липопротеинлипазой (ЛПЛ). Повышенная концентрация инсулина провоцирует рост уровня ЛПЛ в жировых клетках, увеличивая всасывание жира в целях сохранить его, нежели использовать в качестве энергии для мышц, сердца и т.д. Жирные кислоты, освобожденные ЛПЛ, могут циркулировать в крови или быть поглощенными жировыми клетками и снова преобразованы в ТАГ, которые накапливаются в жировых глобулах. Если человек соблюдает диету и потребляет нормальное количество калорий, то все процессы в организме остаются сбалансированными и снабжают его энергией в любое время, предотвращая накопление избытка жировых отложений. 

Это может быть все или даже больше, что некоторые хотят знать о том, как жир оседает на наших бедрах. Большинство же волнует, как избавиться от «спасательного круга» на талии.

Избавление

Потеря жира происходит за счет стимулирования жировых клеток определенными гормонами (гормон роста, глюкагон, гормон коры надпочечников). Обычные реакции активируют нескольких энзимов, а также «открывают двери» жировых глобул для ферментов, которые расщепляют ТАГ до глицерола и свободных жирных кислот. 

 В течение некоторого времени научная модель объяснила, что один фермент, в первую очередь, ответственен за распад жиров и их освобождение. Затем, свободные жирные кислоты либо покидают цепь ТАГ, либо воссоединяются в ТАГ, который был захвачен вне мембраны глобулы внутриклеточного жира (возможно наказанный за попытку неудачного бегства).

Однако, и это больше всего заботит пытливые научные умы, полное понимание процессов, связанных с освобождением и расщеплением ТАГ, заключенных в жировых клетках адипоцитах, было недавно достигнуто благодаря ультомикроскопическому исследованию. Ученые выяснили, что накопленный жир выводится на поверхность глобулы из клетки, когда молекулы белков подвергаются фосфорилированию. Здесь недавно открытый новый энзим desnutrin/ATGL разрывает одну из трех связанных с глицеролом жирную кислоту.

Вспомним фигуру, которую мы построили из пальцев, чтобы продемонстрировать, как выглядит ТАГ. Энзим desnutrin/ATGL обрывает ту связь, что демонстрирует нам указательный палец. ТАГ становится ДАГ, когда теряет одну жирную кислоту. ДАГ атакует второй энзим, называемый гормоночувствительной липазой (ГЧЛ), которая разрывает связь, указанную нами беземянным пальцем. Уже после этого еще один энзим берется за оставшийся фрагмент цепи МАГ и уничтожает его.

Три свободные жирные кислоты и молекула глицерола, что была образована разрушением ТАГ, могут либо попасть в кровоток, либо опять соединиться в жир. Да, исследователи недавно обнаружили, что свободные жирные кислоты могут быть также использованы самими жировыми клетками для получения энергии. Что интересно, когда запускается процесс липолиза (расщепление жира), расход энергии в жировых клетках значительно возрастает.

Долгое время верили, что жировые клетки не воздействуют на метаболизм, но в последние десятилетия стало известно, что они производят гормоны, которые особо влияют на метаболизм и аппетит, а также являются местом, где происходит сжигание калорий. Это перекликается с недавними наблюдениями, которые показали, что лучше для здоровья иметь большое количество маленьких жировых клеток, чем несколько большого размера. Подумайте, ведь больше энергии забирает процесс кормления сотни голодных детей (маленьких жировых клеток), чем пары борцов сумо (большие жирные клетки).

Совсем не сюрприз, что жировые клетки страдающих одирением людей поглощают жирные кислоты более охотно, чем худощавых и не сжигают их, предпочитая сохранять энергию в виде жира. Для тела более выгодно, когда жировые клетки расходуют жирные кислоты, поскольку они освобождаются в какой-то степени, так как перегруженные свободными жирными кислотами клетки в системе становятся причиной инсулиновой резистентности, что еще называется преддиабетом.

Существует два состояния, которые напрямую влияют на желание жировых клеток выпускать и сжигать жир. Когда организм голодает в течение многих часов, поднимается гормон, стимулирующий сигнал о расщепление жира гормонам и нейропередатчикам. Самый важный – норэпинефрин – химическое вещество, схожее с адреналином, действующее на нервные окончания. Когда организм голодает, концентрация глюкокортикоидов поднимается, что в свою очередь стимулирует выработку энзима desnutrin/ATGL. В условиях сытости, концентрация инсулина высока, что активизирует энзим, отключающий сигнал о жиросжигании. Существует целый набор разных гормонов и сигнальных молекул, которые воздействуют на предпочтения жировой клетки: сохранить или сбросить жир.

Простагландин

Другое совсем новое открытие позволило обнаружить новый путь регулирования жировой клеткой запасов или трат. Простагландин это сигнализирующие молекулы, которые взаимодействуют только с соседними клетками или же порождают такие же клетки. Они как биохимический эквивалент шепота, а как все знают, самая интересная информация говорится шепотом.

Жировая клетка имеет относительно уникальный энзим, который вырабатывает простагландин E2. В жировых клетках ПГE2 замедляет процесс сжигания жира, расщепляя цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), распространяющий сигналы, когда гормоны, сжигающие жир, попадают в рецепторы а жировых клетках. Этот гормон и лекарственные препараты, циркулирующие в крови, не могут войти или запустить механизм сжигания жира из самих жировых клеток. Такое случается, когда вырабатывается цАМФ, передает сигнал о сжигании жира разным энзимам и белку, как будто офисный мальчик на побегушках передает записки. Если мальчик уволен (распад цАМФ), офис (жировая клетка) останавливается и тянет время, например раскладывает пасьянс. ПГЕ2 разрушает цАМП (увольняет офисного мальчишку), замедляя процесс сжигания жира. Работа энзима, вырабатывающего ПГЕ2 (называется фосфолипаза А2, AdPLA), запускается инсулином, уровень которого поднимается во время приема пищи.

Особенно интересно взаимодействие между многими регулирующими процессами. Когда мы осознаем, как все гормоны, лекарственные препараты, энзимы и т.д. вместе включаются в процесс накопления/расщепления жировой ткани, становится понятным, почему только одни таблетки никогда не смогут перехитрить наш организм. 

Статья содержит много научных терминов и описывает (только поверхностно), как сложен процесс накопления/расщепления жировой ткани в рамках одной клетки. Однако, как написал китайский философ, если ты знаешь врага и знаешь себя, тебе не нужно бояться результата сотен сражений. Люди знают, как много они едят, пьют, тренируются и спят. Понимание того, как отвечает на это их организм, особенно та часть, которую хочется особо контролировать, поможет выиграть битву с врагом.