Trong chế độ ăn uống hàng ngày của chúng ta, axit béo và carbohydrate là nguồn năng lượng quan trọng. Tuy nhiên, axit béo thậm chí còn hoạt động tốt hơn trong việc sản xuất năng lượng. Chuyển hóa axit béo bao gồm nhiều cơ chế quan trọng ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng của chúng ta. Hiểu được những quá trình này không chỉ giúp chúng ta ăn uống lành mạnh hơn mà còn cho phép chúng ta sử dụng năng lượng của cơ thể hiệu quả hơn.
Axit béo (chủ yếu ở dạng triglycerid) là dạng dự trữ nhiên liệu chính ở hầu hết động vật và ở mức độ thấp hơn ở thực vật.
Các quá trình trao đổi chất của axit béo có thể được chia thành hai loại: dị hóa (cung cấp năng lượng) và đồng hóa (đóng vai trò là khối xây dựng cho các hợp chất khác). Trong quá trình dị hóa, axit béo được chuyển hóa để tạo ra năng lượng, chủ yếu ở dạng adenosine triphosphate (ATP). Nghiên cứu cho thấy axit béo giải phóng nhiều năng lượng ATP nhất trên mỗi gam so với các chất dinh dưỡng đa lượng khác.
Quá trình oxy hóa hoàn toàn axit béo thành carbon dioxide và nước giải phóng một lượng lớn năng lượng, chủ yếu đạt được thông qua quá trình oxy hóa beta và chu trình axit citric.
Trong quá trình phân hủy các axit béo này, điều đầu tiên cần phải trải qua đó là quá trình phân hủy chất béo: quá trình phân giải lipid. Đây là hoạt động của các enzyme phân giải lipid và thường xảy ra dưới tác động của nồng độ epinephrine và glucagon cao. Những hormone này làm giảm lượng đường trong máu trong cơ thể, từ đó làm giảm lượng insulin. Với việc giải phóng axit béo, các axit béo khan này được giải phóng vào máu, gắn vào albumin huyết tương và vận chuyển đến các tế bào khắp cơ thể để sử dụng.
Sau đó, các axit béo chuỗi dài cần được vận chuyển vào tế bào thông qua các protein vận chuyển cụ thể để trao đổi chất. Sau khi vào tế bào, axit béo kết hợp với coenzym A để tạo thành acyl-CoA béo, sau đó được đưa vào ty thể bằng Carnitine. Tại đây, thông qua quá trình oxy hóa beta, các axit béo chuỗi dài được phân hủy thành một chuỗi các đơn vị hai carbon (acetyl-CoA), sẽ tham gia sâu hơn vào chu trình axit citric để giải phóng năng lượng và tạo ra ATP.
Qua mỗi quá trình oxy hóa β, quá trình phân hủy cuối cùng của mỗi acetyl-CoA sẽ tạo ra một số ATP, đây là nguồn năng lượng cực kỳ phong phú.
So với axit béo, việc lưu trữ carbohydrate kém hiệu quả hơn. Carbohydrate được lưu trữ trong cơ thể dưới dạng glycogen và những glycogen này nặng hơn nhiều so với axit béo ở trạng thái ngậm nước. Trên thực tế, đặc điểm “1 gam glycogen đi kèm với khoảng 2 gam nước” khiến carbohydrate hoạt động tương đối kém trong việc dự trữ năng lượng, khiến các axit béo tích trữ nhiều năng lượng hơn trong cùng một khối lượng.
Đáng chú ý hơn, nhiều loài động vật dựa vào lượng mỡ dự trữ làm nguồn năng lượng khi ngủ đông hoặc di cư quãng đường dài. Điều này không chỉ chứng tỏ tầm quan trọng của axit béo như một nguồn năng lượng mà còn khiến chúng ta nhận thức được lợi ích của mật độ năng lượng cao của chúng.
Ví dụ, gấu gần như dựa hoàn toàn vào lượng mỡ dự trữ để lấy năng lượng trong suốt 5 tháng ngủ đông và việc sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng cho phép chúng sống sót trong thời gian dài.
Đây là lúc tiềm năng thực sự của chất béo được bộc lộ, vì chúng được lưu trữ ở trạng thái ngậm nước và có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn carbohydrate được sử dụng thường xuyên. Một số nghiên cứu cho thấy rằng nếu cơ thể chỉ dựa vào carbohydrate làm nguồn dự trữ, nó sẽ phải mang trọng lượng gấp sáu lần chất béo.
Ngoài chức năng cung cấp năng lượng, axit béo còn đóng vai trò không thể thiếu trong sinh học tế bào. Chúng là thành phần chính của phospholipid màng tế bào và những màng mỏng manh này chịu trách nhiệm truyền vật liệu và tín hiệu bên trong và bên ngoài tế bào. Ngoài ra, các dẫn xuất của axit béo, chẳng hạn như prostaglandin, đóng vai trò là hormone tại chỗ và đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý của cơ thể.
Ngoài ra, nguồn axit béo trong chế độ ăn uống có thể được lấy từ động vật hoặc thực vật và được hấp thụ qua một loạt quá trình tiêu hóa và cuối cùng được lưu trữ dưới dạng năng lượng để sử dụng khi cần thiết. Mỗi bước đều thể hiện vai trò quan trọng của axit béo trong chế độ ăn uống của chúng ta.
Do đó, có sự khác biệt rõ ràng về hiệu quả sản xuất năng lượng của axit béo và carbohydrate, điều này cũng đáng được chú ý khi chúng ta nghĩ về chế độ ăn uống hàng ngày của mình: Để theo đuổi một cuộc sống lành mạnh, bạn nghĩ thế nào về axit béo sẽ ảnh hưởng đến sự lựa chọn chế độ ăn uống của bạn?