В нашем ежедневном рационе жирные кислоты и углеводы являются важными источниками энергии. Однако жирные кислоты еще лучше справляются с выработкой энергии. Метаболизм жирных кислот включает в себя множество важных механизмов, влияющих на использование энергии. Понимание этих процессов не только помогает нам питаться здоровее, но и позволяет нам более эффективно использовать энергию нашего тела.
Жирные кислоты (в основном в форме триглицеридов) являются основной формой запасания топлива у большинства животных и в меньшей степени у растений.
Метаболические процессы жирных кислот можно разделить на две категории: катаболизм (который обеспечивает энергию) и анаболизм (который служит строительным материалом для других соединений). При катаболизме жирные кислоты метаболизируются с получением энергии, главным образом в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Исследования показывают, что жирные кислоты выделяют больше всего энергии АТФ на грамм по сравнению с другими макронутриентами.
Полное окисление жирных кислот до углекислого газа и воды высвобождает большое количество энергии, что в основном достигается за счет бета-окисления и цикла лимонной кислоты.
В процессе расщепления этих жирных кислот первое, что необходимо испытать, — это расщепление жира: липолиз. Это действие липолитических ферментов и обычно происходит под влиянием высокого уровня адреналина и глюкагона. Эти гормоны снижают уровень сахара в крови в организме, что, в свою очередь, снижает уровень инсулина. С высвобождением жирных кислот эти безводные жирные кислоты высвобождаются в кровь, прикрепляются к плазменному альбумину и транспортируются к клеткам по всему организму для использования.
Затем длинноцепочечные жирные кислоты необходимо транспортировать в клетки с помощью специальных транспортных белков для метаболизма. Попадая в клетку, жирная кислота соединяется с коферментом А, образуя жирный ацил-КоА, который затем транспортируется в митохондрии с помощью карнитина. Здесь в процессе бета-окисления длинноцепочечные жирные кислоты расщепляются на ряд двухуглеродных единиц (ацетил-КоА), которые в дальнейшем будут участвовать в цикле лимонной кислоты для высвобождения энергии и производства АТФ.
В результате каждого β-окисления окончательное разложение каждого ацетил-КоА приводит к образованию нескольких АТФ, которые являются чрезвычайно богатым источником энергии.
По сравнению с жирными кислотами хранение углеводов менее эффективно. Углеводы хранятся в организме в виде гликогена, и эти гликогены намного тяжелее жирных кислот в гидратированном состоянии. Фактически, характеристика «1 грамм гликогена содержит около 2 граммов воды» приводит к тому, что углеводы относительно плохо сохраняют энергию, заставляя жирные кислоты хранить больше энергии при той же массе.
В частности, многие животные полагаются на свои жировые запасы как на источник энергии во время спячки или миграции на большие расстояния. Это не только демонстрирует важность жирных кислот как источника энергии, но и заставляет нас осознать преимущества их высокой энергетической плотности.
Например, медведи почти полностью полагаются на запасы жира в качестве источника энергии в течение пяти месяцев спячки, а эффективное использование ими источников энергии позволяет им оставаться в живых в течение длительного периода времени.
Именно здесь раскрывается истинный потенциал жиров, поскольку они хранятся в гидратированном состоянии и могут дать больше энергии, чем регулярно употребляемые углеводы. Некоторые исследования показывают, что если бы организм в качестве источника хранения полагался исключительно на углеводы, ему пришлось бы переносить в шесть раз больше веса, чем жира.
Помимо своих функций по обеспечению энергией, жирные кислоты также играют важную роль в клеточной биологии. Они являются основными компонентами фосфолипидов клеточных мембран, и эти хрупкие мембраны отвечают за передачу материалов и сигналов внутри и снаружи клетки. Кроме того, производные жирных кислот, например простагландины, служат местными гормонами и играют важную роль во многих физиологических процессах организма.
Кроме того, пищевые источники жирных кислот можно получать из животных или растений, усваивать в ходе ряда пищеварительных процессов и в конечном итоге сохранять в виде энергии для использования при необходимости. Каждый шаг этого пути демонстрирует решающую роль жирных кислот в нашем рационе.
Таким образом, существует явная разница в эффективности производства энергии жирных кислот и углеводов, что также заслуживает внимания, когда мы думаем о нашем ежедневном рационе: в стремлении к здоровому образу жизни, как вы думаете, жирные кислоты повлияет на ваш диетический выбор?