На что распадаются жиры
Куда девается жир, когда человек худеет?
Каким путем жир покидает наше тело? Уверен, вы хоть раз в жизни задавались этим вопросом.
Одни думают, что жир выходит через кожу с потом и поэтому тренируются в пищевой пленке и пьют мочегонные препараты.
Вторые верят, что жир превращается в мышцы. Самое распространенное мнение — жир превращается в энергию.
Разберемся, кто прав.
Обо всем по порядку.
В химии есть закон сохранения массы веществ. Он гласит: «масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.» Масса не может исчезнуть в никуда и превратиться в энергию. Версию с превращением жира в энергию откидываем. Так, каким же способом жир покидает наше тело?
Чтобы понять, во что превращается жир разберемся, что он из себя представляет.
Тело сохраняет избыток питательных веществ в виде жира, превращая их в молекулы триглицерида, состоящие всего из трех атомов — углерода, водорода и кислорода.
Когда человек худеет, триглицерид, участвуя в окислительных процессах, распадается на составляющие — углекислый газ и воду. Это происходит под действием кислорода. Процесс, в принципе, похожий на сжигание дров или любых других органических соединений. Есть кислород — есть огонь.
Энергия запасена в химических связях между атомами в молекуле. Когда молекула распадается, энергия, которая держала атомы, высвобождается. Ее и использует организм.
Освободившиеся атомы соединяются с кислородом — так получается углекислый газ и вода. Именно в них превращается жир.
Углекислый газ покидает тело с дыханием. Вода уходит с мочой, потом и через дыхание.
Как показывают расчеты, при потере веса 84% жира превращаются в углекислый газ и покидают организм через легкие, а остальные 16% становятся водой.
Таким образом, через легкие выводится бОльшая часть жира. БОльшую часть жира вы выдыхаете.
Метаболизм жиров (липидный обмен) в организме
Мы продолжаем рассматривать тему обменных процессов. Пора перейти к более тонкой настройке питания атлета. Понимание всех нюансов метаболизма – ключ к спортивным достижениям. Тонкая настройка позволит вам отойти от классических диетических формул и подстроить питание индивидуально под сосбвенные потребности, достигая максимально быстрых и стойких результатов в тренировках и соревнованиях. Итак, изучим самый спорный аспект современной диетологии – метаболизм жиров.
Общие сведения
Научный факт: жиры усваиваются и расщепляются в нашем организме весьма избирательно. Так, в пищеварительном тракте человека просто нет ферментов, способных переварить транс-жиры. Инфильтрат печени просто стремится вывести их из организма кратчайшим путем. Пожалуй, каждый знает, что, если съесть много жирной пищи, это вызывает тошноту.
Постоянный избыток жиров ведет к таким последствиям, как:
С другой стороны, баланс жирных кислот в организме крайне важен для достижения спортивных результатов – в частности в плане повышения выносливости и силы. В процессе метаболизма липидов происходит регулирование всех систем организма, включая гормональные и генетические.
Рассмотрим подробнее, какие жиры полезны для нашего организма, и как их употреблять, чтобы они помогали достигать желаемого результата.
Виды жиров
Основные виды жирных кислот, поступающие в наш организм:
По другой классификации жиры делятся на мононенасыщенные и полиненасыщенные (например, тут подробно об омега-3) жирные кислоты. Это полезные для человека жиры. Есть ещё насыщенные жирные кислоты, а также транс-жиры: это вредные соединения, которые препятствуют усвоению незаменимых жирных кислот, затрудняют транспорт аминокислот, стимулируют катаболические процессы. Другими словами, такие жиры не нужны ни спортсменам, ни обычным людям.
Простые
Для начала рассмотрим самые опасные но, при этом, – самые часто встречающиеся жиры, которые попадают в наш организм – это простые жирные кислоты.
В чем их особенность: они распадаются под воздействием любой внешней кислоты, включая желудочный сок, на этиловый спирт и ненасыщенные жирные кислоты.
Кроме того, именно эти жиры становятся источником дешевой энергии в организме. Они образуются как результат превращения углеводов в печени. Этот процесс развивается по двум направлениям – либо в сторону синтезирования гликогена, либо в сторону нарастания жировой ткани. Такая ткань практически целиком состоят из окисленной глюкозы, чтобы в критической ситуации организм мог быстро синтезировать из неё энергию.
Простые жиры наиболее опасны для спортсмена:
Сложные
Сложные жиры животного происхождения при правильном питании входят в составы мышечной ткани. В отличие от своих предшественников, это многомолекулярные соединения.
Перечислим основные особенности сложных жиров в плане влияния на организм спортсмена:
В то же время жирные кислоты многомолекулярной структуры содержат радикалы, связанные липидными связями, а значит, они могут денатурировать до состояния свободных радикалов под воздействием температуры. В умеренном количестве сложные жиры полезны для атлета, но не стоит подвергать их термической обработке. В этом случае они метаболизируются в простые жиры с выделением огромного количества свободных радикалов (потенциальных канцерогенов).
© VectorMine — depositphotos.com. Метаболизм жиров
Произвольные
Произвольные жиры – это жиры с гибридной структурой. Для атлета это наиболее полезные жиры.
В большинстве случаев организм способен самостоятельно превращать сложные жиры в произвольные. Однако в процессе липидного изменения формулы выделяются спирты и свободные радикалы.
Употребление произвольных жиров:
Несмотря на множество полезных свойств, полиненасыщенные кислоты (по сути это и есть произвольные жиры) легко метаболизируются в простые жиры, а сложные структуры, имеющие недостаток молекул – легко метаболизируются в свободные радикалы, получая завершенную структуру из молекул глюкозы.
Что нужно знать спортсмену?
А теперь перейдем к тому, что из всего курса биохимии нужно знать атлету об обмене липидов в организме:
Пункт 1. Классическое питание, не приспособленное под спортивные нужды, содержит множество простых молекул жирных кислот. Это плохо. Вывод: радикально уменьшать потребление жирных кислот и перестать жарить на масле.
Пункт 2. Под воздействием термической обработки полиненасыщенные кислоты распадаются до простых жиров. Вывод: заменить жареную пищу на печеную. Основным источником жиров должны стать растительные масла – заправляйте ими салаты.
А теперь о пользе жиров:
Для достижения правильного баланса нужно ограничить общее потребление калорий из жиров до 20% по отношению к общему плану питания. При этом важно принимать их в соединении с белковыми продуктами, а не с углеводными. В этом случае транспортировочные аминокислоты, которые будут синтезироваться в кислотной среде желудочного сока, смогут практически сразу метаболизировать излишек жиров, выводя его из кровеносной системы и переваривая до конечного продукта жизнедеятельности организма.
про расщепление жиров
Куда уходит жир при похудении?
Наши представления об этом — полная чушь. Даже врачи и диетологи в этом мало что смыслят.
1) жир превращается в энергию,
2) жир выводится с фекалиями,
3) жир превращается в мышцы,
4) жир выводится с потом и мочой.
А куда он реально девается?
Превращение в энергию похоже на истину, ведь при сгорании жира выделяется тепло. Но куда деваются углерод, кислород и водород — эти кирпичики, из которых сделан жир?
Версия про фекалии не просто дурно пахнет. Её сторонники не знают азов физиологии, из крови обратно в кишечник практически ничего не выделяется. И если бы жиры снова поступали в просвет кишечника, это приводило бы к конфузу — недержанию стула. Так бывает при приёме лекарств, блокирующих всасывание жиров.
Если бы жир превращался в мышцы, это была бы мечта культуристов. Но мышцы — это белок, в котором обязательно должен быть азот, а в некоторых аминокислотах есть ещё сера. В жирах этих элементов нет. К сожалению, сжигание жира и наращивание мышечной массы — это два разных процесса.
Версия о том, что жир выводится с потом, кажется вероятной и наглядной. Ведь, сгоняя лишние килограммы, мы сильно потеем, но через потовые железы в основном выходят вода и соли — и никогда жиры.
Так что же реально происходит с жиром, когда мы худеем? Об этом рассказывает и президент Российской диабетической ассоциации Михаил Богомолов: «Механизм разрушения жиров универсальный. На первом этапе каждая молекула жира под действием ферментов распадается на две составные части — на 3 молекулы жирных кислот и 1 молекулу глицерина. Они выходят из жировых клеток в кровь и разносятся по организму, попадая в разные клетки. Но просто так сгореть жирные кислоты не могут, они должны попасть в митохондрии — это такие ТЭЦ клеток, в которых вырабатывается энергия. В них и происходит сгорание жирных кислот. Слово „сгорание“ уместно, потому что, как и при любом процессе горения, здесь происходит окисление топлива до углекислого газа и воды. Жирные кислоты, а заодно и глицерин, выступая в качестве топлива, точно так же должны распасться до этих веществ под действием кислорода. Но есть отличия. Горение идёт очень быстро, а окисление жирных кислот медленно — без огня и поэтапно, с выделением небольших количеств энергии.
Важно подчеркнуть, что это окисление требует большого количества кислорода. Поэтому, когда человек худеет, важно не только мало есть, но и много двигаться. Лишь физическая нагрузка может обеспечить приток кислорода, достаточный для нормального процесса сжигания жира.
К сожалению, так бывает нечасто, поэтому значительная часть жирных кислот сгорает не до конца. Из них образуются так называемые кетоновые тела. Это целая группа разных веществ, вызывающих в организме закисление (ацидоз). Когда их много, появляются головокружение, тошнота и даже рвота. Врачам известно, что при быстром снижении веса так бывает, поэтому они рекомендуют в таких ситуациях щелочные минеральные воды, витамины группы В и Е. Потребность в последнем сильно возрастает, и его можно принимать до 800 мг в день, он необходим для защиты от свободных радикалов, в избытке образующихся при окислении. Поэтому процесс потери лишних килограммов всегда сопровождается сильным окислительным стрессом и, чтобы ослабить его разрушительное действие на митохондрии, надо много витамина Е.
Что же происходит с кетоновыми телами?
Они выходят в кровь и выводятся через почки или кожу, придавая моче и поту запах ацетона, или через лёгкие, привнося в выдыхаемый воздух ароматы гнилых яблок. То есть некоторая часть остатков жира выводится этими путями. А судьба остальных конечных продуктов распада жиров, думаю, многим и так понятна. Ведь это вода и углекислый газ. Кто не знает, что этот газ выделяется через лёгкие при дыхании, обмениваясь на кислород. Вода, получившаяся при распаде жиров, смешивается с водой организма и участвует в массе биохимических реакций. Все они происходят в присутствии воды, а избыток её выводится с мочой, потом и через лёгкие в виде паров воды. Вот такими путями жир при похудании покидает тело, и кишечник тут ни при чём. В мускулатуру жир тоже не превращается, но мышцы играют большую роль в его сгорании. Ведь в мышечных клетках больше всего митохондрий, и большая часть жирных кислот распадается именно в них».
Жировые клетки (адипоциты) — главные хранители жира в организме и одни из самых необычных клеток. Их количество в течение жизни неизменно — все они заложены при рождении. Меняется только содержание жира в них. При большом избытке веса они превращаются в огромные шары, накачанные жиром. А ядро и другие органеллы оказываются прижатыми изнутри к мембране клетки. Когда человек худеет, они как бы сдуваются. И у тех, кто периодически сидит на диетах, а потом позволяет себе лишнее, эти циклы повторяются многократно.
Куда девается жир, когда мы худеем?
Куда девается жир, когда человек худеет? Одни думают, что он выходит на поверхность кожи с потом, поэтому тренируются в пищевой пленке и поясах с эффектом сауны. Другие считают, что жир превращается в мышцы. Но выяснилось, что судьбу жира плохо представляют себе не только простые худеющие, но и терапевты, диетологи и фитнес-тренеры. Профессор Andrew J Brown и ученый Ruben Meerman опросили в общей сложности 150 представителей этих профессий и опубликовали результаты в журнале British Medical Journal.
Несмотря на рост интереса к теме похудения, до сих пор не все представляют, что происходит с жиром. Если убрать самые мифологические варианты ответов, больше половины специалистов из каждой группы — диетологов, терапевтов и фитнес-тренеров — ответили, что жир превращается в энергию, хотя это нарушает закон сохранения массы вещества. Авторы предположили, что это результат известной мантры «Чтобы худеть, надо тратить больше энергии, чем потреблять». Такой результат показал большие пробелы в школьном образовании.
В 1748 году Ломоносов обосновал закон сохранения массы вещества, который звучит так: “Вес всех веществ, вступающих в реакцию, равен весу всех продуктов реакции”. Масса не может исчезнуть в никуда и превратиться в энергию. Сколько массы было на входе, столько остается и на выходе.
Когда мы едим больше нормы, лишние углеводы и белки превращаются в триглицериды и хранятся в жировых клетках. Лишний жир в еде не нуждается ни в каких превращениях и так же хранится в адипоцитах. Молекула жирной кислоты состоит из атомов углерода — С, водорода — Н и кислорода — О, и формула ее выглядит так: C55H104O6. Для того, чтобы жир «сгорел», ему нужен кислород.
При сжигании жира происходит его окисление, реакция с кислородом. То же самое с небольшими поправками происходит при сжигании дров, бумаги и вообще примерно любых органических соединений. В случае с дровами высокая температура нужна, чтобы кислород начал реагировать с молекулами дерева. В живой клетке поднести к молекуле спичку нельзя, поэтому окисление катализируют специальные белки, но принцип один и тот же.
Александра Брутер, сотрудник Института молекулярной биологии РАН
Процесс окисления одной молекулы жира состоит из множества сложных этапов под действием окислительных ферментов, но в целом, он выглядит так:
Вся эта сложная для обычного человека химия говорит лишь о следующем: под действием кислорода молекула жира распадается на углекислый газ и воду с освобождением энергии. Жир не превращается в энергию. Энергия запасена в химических связях между атомами в молекуле. Когда молекула распадается, энергия, которая держала атомы, высвобождается. Ее и использует организм.
Освободившиеся атомы соединяются с кислородом — так получается углекислый газ и вода. Именно в них превращается жир. Углекислый газ покидает тело с дыханием, вода уходит с мочой, потом и так же через дыхание. Таким образом, через легкие выводится бОльшая часть бывшего жира. В каком-то смысле легкие — основной жировыводящий орган.
Чтобы похудеть на 10 кг жира, нужно вдохнуть 29 кг кислорода, выдохнуть 28 кг углекислого газа и вывести из организма разными способами 11 литров воды.
Нужно ли для похудения больше дышать?
Вывод, который напрашивается: если для похудения нужен кислород, нужно больше/глубже/чаще дышать, чтобы худеть быстрее? Существуют даже дыхательно-похудательные методики тренировок, обещающие скорейшее похудение — знаменитый бодифлекс, например.
В реальности это так не работает. Энергия из жира берется ровно в том количестве, которое нужно организму, то есть — по потребностям. Кислород — одно из условий сгорания жира, но это не пусковой крючок к его извлечению из жировых клеток. А процесс похудения начинается именно с этого: жир сначала нужно достать из клеток, и отвечают за это гормоны. Сигнал им дает центральная нервная система, которая видит недостаток энергии. Усиленное дыхание приводит только к гипервентиляции, головокружениям, учащенному сердцебиению, а иногда и к обморокам.
Выводы
Жир не выходит на поверхность кожи с потом, поэтому занятия в пищевой пленке и костюме-сауне бессмысленны и опасны. Жир не превращается в мышцы, такого механизма в организме нет.
Но жир не превращается и в энергию — это нарушает закон сохранения массы вещества. Энергия запасена в химических связях между атомами в молекуле. Когда молекула распадается, энергия, которая держала атомы, высвобождается. Ее и использует организм. Освободившиеся атомы соединяются с кислородом — так получается углекислый газ и вода. Именно в них превращается жир и уходит из организма.
Как мы толстеем?
В лишнем весе обвиняются то углеводы, то жиры, то отдельные продукты вплоть до картофеля, творога или фруктов. По интернету ходят страшилки: если мы позавтракали крупой, но не пошли заниматься и не отработали углеводы, они отложатся в жир. Или что углеводы и жиры нельзя есть вместе, потому что одно идет на энергию, а второе за ненадобностью — в жир. Как на самом деле мы толстеем?
Мы толстеем, когда получаем с едой больше энергии, чем успеваем тратить. И с этой точки зрения, не важно, какими именно продуктами мы превысили норму калорий. Тем не менее, разные макронутриенты (белки, жиры, углеводы) делают нас толще при избытке калорий разными механизмами.
Пищеварение и усвоение
Вся еда попадает в желудок, а затем в тонкий кишечника, где усваивается большая ее часть. То, что не будет усвоено в кишечнике, покинет организм естественным путем.
Но пищеварительная эффективность в организме человека высока. Жиры усваиваются на 97% (если вы съедите 100 грамм чистого жира, усвоятся 97 грамм). Животные белки — на 90-95%, а растительные — на 80%. Усвоение углеводов зависит от содержания клетчатки. Но мало кто ест ее так много, чтобы это как-то повлияло.
Люди усваивают еду по-разному, но разница — не более 100 калорий в день. Конечно, в случае болезней ЖКТ все совсем по-другому, но мы здесь это не рассматриваем.
Что происходит с питательными веществами
Что происходит после того, как питательные вещества попали в кровоток? Есть всего два варианта развития событий: либо они сгорят (будут использованы в качестве энергии) или отправится на хранение. Вообще, есть и третий вариант: при некоторых заболеваниях (диабет, инсулин-резистентность) питательные вещества могут остаться плавать в крови, вызывая проблемы с сосудами, либо, в конечном итоге, будут выводится из организма с мочой. Но для здорового человека этими вещами можно пренебречь.
Окисление — сжигание вещества для производства энергии. Это может произойти в печени, в скелетных мышцах и некоторых других местах. Все четыре макроэлемента (белки, жиры, углеводы и спирт) могут стать энергией.
Углеводы могут быть сохранены в виде гликогена печени и мышц. В редких случаях они превращаются в жир.
Основное место хранения жира в теле — жировые клетки (адипоциты). Больше всего их — под кожей. Небольшая часть адипоцитов (а у людей с ожирением — большая) окружает внутренние органы. Такой жир называется висцеральным. Совсем немного жира хранится в мышцах, но он на внешний вид не влияет.
Хранилищем белков в организме можно считать все мышцы тела. Аминокислоты белков используются для самых разных целей — синтез и обновление клеток, ферментов, гормонов и прочего. И если они не поступают с едой, то распадаются белки тела.
Как оказалось, есть связь между размером «хранилища» того или иного вещества и способностью организма использовать его для энергии сразу после еды.
Чем больше потенциальный размер «хранилища» питательного вещества в организме и чем лучше способность организма запасать его, тем меньше это вещество используется для энергии после еды.
И наоборот: чем меньше запасов питательного вещества в теле и чем хуже способность организма его запасать, тем легче вещество сгорает после поступления внутрь.
Норма жиров в день у любого человека очень скромная по сравнению с тем, сколько жира потенциально он может запасти.
Когда вы едите жиры, организм не использует их в качестве энергии сразу же, даже на диете. Единственное исключение — когда съедается большое количество жира за раз (около 80 грамм), но даже тогда эффект довольно мягкий. Ежедневно весь пищевой жир откладывается в жировые клетки. Но если вы на диете, то жир из запасов достается, чтобы обеспечить организм недостающей энергией.
Углеводы
В отличие от жиров, размер хранилища углеводов не сильно отличается от их нормы ежедневного потребления. Обычный человек способен запасти 350-450 г гликогена. Мужчины — больше, женщины — меньше. Если возьмем питание на 2700 калорий и стандартные рекомендованные 60% углеводов, это как раз 400 грамм. По этой причине, тело хорошо умеет использовать углеводы для получения энергии.
Как выясняется, окисление жиров напрямую зависит от количества углеводов. Когда вы едите больше углеводов, вы сжигаете больше углеводов и меньше — жиров; ешьте меньше углеводов и вы сжигаете меньше углеводов и больше — жиров.
Белок
Запасы белка в теле — около 10-15 кг, что довольно много по сравнению со средней суточной нормой белка. Даже если человек ест 200-300 г в день, это по-прежнему гораздо меньше того, что тело может хранить.
Скорость окисления белка меняется в ответ на его поступление. Когда мы едим больше белка, тело использует больше белка в качестве энергии. Когда мы едим меньше белка, снижается и его окисление. Эти изменения происходят не сразу (как с углеводами), а занимает 3-9 дней.
Алкоголь
Четвертый макронутриент — спирт. Но для него никакого хранилища не предусмотрено. Организм воспринимает спирт как «метаболический токсин» или «яд», поэтому окисление спирта сразу после поступления — первоочередная задача. Это означает уменьшение окисления других питательных веществ, употребляемых с алкоголем).
Суммарно
Ежедневно весь пищевой жир откладывается в жировые клетки после еды — он не остается плавать в крови и не сгорает сразу после еды. Но если вы на диете, жир из запасов достается, чтобы обеспечить организм недостающей энергией.
Таким образом, каждый день жир откладывается и расходуется. Мы толстеем, если жира откладывается больше, чем тратится. Мы худеем, если организм расходует больше жира, чем успевает откладывать. А это определяется общим дефицитом калорий в течение дня.
Углеводы редко превращаются в жир и хранятся таким образом. Это довольно энергозатратный процесс называется де ново липогенез (de novo lipogenesis). Чтобы углеводы начали превращаться в жир, нужно их хроническое переедание — порядка 700–900 граммов чистых углеводов в день на протяжении нескольких дней. Тогда запасы гликогена будут заполнены, калории — превышены, и углеводам не останется ничего другого, кроме как быть отложенными. Но это не нормальная ситуация для большинства людей.
Таким образом, углеводы не делают человека толще напрямую и не превращаются в жир. Но когда вы едите больше углеводов, вы сжигаете больше углеводов и меньше — жира. Так что переизбыток калорий за счет углеводов влияет на лишний вес косвенно, не давая сжигать жир.
То же самое и с белками. Белок не превращается в жир напрямую. Но если есть много белка, тело будет использовать его для получения энергии, поэтому жиры пойдут в запасы, там и останутся. Так что превышение калорий за счет белка тоже делает челрвека толще, просто не напрямую, а через снижение окисления других нутриентов.
Возьмем человека, который ест строго на свою норму калорий, то есть не набирает вес и не худеет. Что произойдет с 500 калориями из жиров, углеводов и белков, которые он съест сверх нормы? Вот что происходит:
При переизбытке калорий все три варианта делают человека толще, но механизмы разные. Жир откладывается напрямую, а белки и углеводы используются в качестве энергии, блокируя использование в качестве энергии жиров.
Почему бы не перестать есть жиры, раз углеводы и белки редко откладываются в жир?
Есть еще один случай, когда углеводы превращаются в жир через де ново липогенез. Это происходит, когда калории из жиров опускаются ниже 10% от общего количества поступающих в течение дня калорий. Например, когда при питании на 2500 мы едим менее 250 калорий из жиров (менее 27 грамм жира).
Так что если у вас переизбыток калорий, но вы решили не есть жиры (которые легче всего откладываются в жир), вы все равно потолстеете: когда количество жиров слишком маленькое, организм начинает превращать углеводы в жиры.
Если человек ест больше своей нормы, он толстеет вне зависимости от манипуляций макронутриентами.