Spalanie tłuszczu: używanie tkanki tłuszczowej zamiast węglowodanów jako paliwa

spalanie tłuszczu jest bardzo popularnym i często używanym terminem wśród sportowców wytrzymałościowych. Ale czy naprawdę ważne jest spalanie tłuszczu-a jeśli tak, to jak najlepiej to osiągnąć? Profesor Asker Jeukendrup przygląda się temu, co mówią badania

termin „spalanie tłuszczu” odnosi się do zdolności utleniania (lub spalania) tłuszczu, a tym samym do wykorzystywania tłuszczu – zamiast węglowodanów – jako paliwa. Spalanie tłuszczu jest często związane z utratą wagi, spadkiem tkanki tłuszczowej i wzrostem beztłuszczowej masy ciała, z których wszystkie mogą być korzystne dla sportowca.

wiadomo, że dobrze wyszkoleni sportowcy wytrzymałościowi mają zwiększoną zdolność utleniania kwasów tłuszczowych. Pozwala im to na wykorzystanie tłuszczu jako paliwa, gdy ich zapasy węglowodanów stają się ograniczone. Natomiast pacjenci z otyłością, insulinoopornością i cukrzycą typu II mogą mieć upośledzoną zdolność utleniania tłuszczu. W rezultacie kwasy tłuszczowe mogą być przechowywane w mięśniach i innych tkankach. Nagromadzenie lipidów i ich metabolitów w mięśniach może zakłócać kaskadę sygnałową insuliny i powodować oporność na insulinę. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć czynniki, które regulują metabolizm tłuszczów i sposoby zwiększenia utleniania tłuszczu u pacjentów i sportowców.

utlenianie tłuszczu podczas wysiłku

tłuszcze są przechowywane głównie w (podskórnej) tkance tłuszczowej, ale mamy również małe zapasy w samym mięśniu (domięśniowe trójglicerydy). Na początku ćwiczeń stymulacja neuronalna (beta-adrenergiczna) zwiększy lipolizę (rozkład tłuszczów na kwasy tłuszczowe i glicerol) w tkance tłuszczowej i mięśniach. Katecholaminy, takie jak adrenalina i noradrenalina, mogą również wzrastać i przyczyniać się do stymulacji lipolizy.

zaraz po rozpoczęciu ćwiczeń uruchamiane są kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe z tkanki tłuszczowej muszą być transportowane z komórki tłuszczowej do mięśnia, transportowane przez błonę mięśniową, a następnie transportowane przez błonę mitochondrialną w celu utleniania. Trójglicerydy przechowywane w mięśniach ulegają podobnej lipolizie, a te kwasy tłuszczowe mogą być transportowane do mitochondriów. Podczas ćwiczeń stosuje się mieszaninę kwasów tłuszczowych pochodzących z adipocytów i zapasów domięśniowych. Istnieją dowody, które pokazują, że wyszkolone osoby przechowują więcej tłuszczu domięśniowego i wykorzystują go bardziej jako źródło energii podczas ćwiczeń (1).

utlenianie tłuszczu jest regulowane na różnych etapach tego procesu. Na lipolizę wpływa wiele czynników, ale w większości regulują ją hormony (stymulowane przez katecholaminy i hamowane przez insulinę). Transport kwasów tłuszczowych jest również zależny od ukrwienia tkanki tłuszczowej i mięśniowej, a także wychwytu kwasów tłuszczowych do mięśni i do mitochondriów. Hamując mobilizację kwasów tłuszczowych lub transport tych kwasów tłuszczowych, możemy zmniejszyć metabolizm tłuszczów. Czy jednak istnieją również sposoby, w jakie możemy stymulować te kroki
i promować metabolizm tłuszczów?

czynniki wpływające na utlenianie tłuszczu

intensywność ćwiczeń-jednym z najważniejszych czynników, który określa szybkość utleniania tłuszczu podczas wysiłku jest intensywność. Chociaż w kilku badaniach opisano związek między intensywnością wysiłku a utlenianiem tłuszczu, dopiero niedawno związek ten badano w szerokim zakresie intensywności (2). W wartościach bezwzględnych utlenianie węglowodanów wzrasta proporcjonalnie do intensywności wysiłku, podczas gdy tempo utleniania tłuszczów początkowo wzrasta, ale ponownie maleje przy wyższych intensywnościach wysiłku (patrz rysunek 1). Tak więc, chociaż często twierdzi się, że musisz ćwiczyć z niską intensywnością, aby utlenić tłuszcz, niekoniecznie jest to prawda.

w serii ostatnich badań zdefiniowaliśmy intensywność wysiłku, przy której obserwuje się maksymalne utlenianie tłuszczu
, zwane „Fatmax”. W grupie przeszkolonych osób stwierdzono, że ćwiczenia o umiarkowanej intensywności (62-63% VO2max lub 70-75% HRmax) były optymalną intensywnością utleniania tłuszczu, podczas gdy wynosiły około 50%
VO2max dla mniej wyszkolonych osób (2,3).

jednak zmienność międzyosobnicza jest bardzo duża. Przeszkolona osoba może mieć maksymalne utlenianie tłuszczu przy 70% VO2max lub 45% VO2max, a jedynym sposobem, aby się dowiedzieć, jest wykonanie jednego z tych testów Fatmax w laboratorium. Jednak w rzeczywistości dokładna intensywność, przy której szczyty utleniania tłuszczu mogą nie być tak ważne, ponieważ w 5-10% tej intensywności (lub 10-15 uderzeń na minutę) utlenianie tłuszczu będzie podobnie wysokie i tylko wtedy, gdy intensywność będzie wyższa o około 20%, utlenianie tłuszczu szybko spadnie (patrz rysunek 1).

ta intensywność ćwiczeń (Fatmax) lub „strefa” może mieć znaczenie dla programów odchudzania, programów ćwiczeń związanych ze zdrowiem i treningu wytrzymałościowego. Przeprowadzono jednak bardzo niewiele badań. Ostatnio wykorzystaliśmy tę intensywność w badaniu treningowym z osobami otyłymi. W porównaniu z treningiem interwałowym, ich utlenianie tłuszczu (i wrażliwość na insulinę) poprawiło się bardziej po czterech tygodniach ćwiczeń w stanie stacjonarnym (trzy razy w tygodniu) przy intensywności równej ich indywidualnemu Fatmax (4).

efekty dietetyczne-drugim ważnym czynnikiem jest dieta. Dieta bogata w węglowodany hamuje utlenianie tłuszczu, a dieta o niskiej zawartości węglowodanów spowoduje wysokie wskaźniki utleniania tłuszczu. Spożycie węglowodanów w godzinach przed wysiłkiem zwiększa poziom insuliny, a następnie hamuje utlenianie tłuszczów nawet o 35% (5) lub mniej więcej o tyle. Ten wpływ insuliny na utlenianie tłuszczu może trwać tak długo, jak sześć do ośmiu godzin po posiłku, a to oznacza, że najwyższe wskaźniki utleniania tłuszczu można osiągnąć po nocnym poście.

sportowcy wytrzymałościowi często stosowali ćwiczenia bez śniadania jako sposób na zwiększenie tłuszczu –
zdolności oksydacyjnej mięśni. Niedawno przeprowadzono badanie na Uniwersytecie w Leuven w Belgii, w którym naukowcy badali efekt sześciotygodniowego programu treningu wytrzymałościowego przeprowadzanego przez trzy dni w tygodniu, z których każda trwała od jednej do dwóch godzin (6). Uczestnicy trenowali zarówno na czczo, jak i po posiłku węglowodanowym.

kiedy szkolenie prowadzono na czczo, naukowcy zaobserwowali zmniejszenie zużycia glikogenu w mięśniach
, podczas gdy aktywność różnych białek zaangażowanych w metabolizm tłuszczów została zwiększona. Jednak utlenianie tłuszczu podczas ćwiczeń było takie samo w obu grupach. Możliwe jest jednak, że istnieją małe, ale znaczące zmiany w metabolizmie tłuszczów po treningu na czczo; ale w tym badaniu zmiany w utlenianiu tłuszczów mogły zostać zamaskowane przez fakt, że osoby te otrzymały węglowodany podczas prób eksperymentalnych. Należy również zauważyć, że trening po nocnym poście może zmniejszyć wydolność wysiłkową i dlatego może być odpowiedni tylko do sesji treningowych o niskiej lub umiarkowanej intensywności. Skuteczność takiego treningu w redukcji masy ciała również nie jest znana.

czas trwania ćwiczeń-od dawna ustalono, że utlenianie staje się coraz ważniejsze w miarę postępu ćwiczeń. Podczas ćwiczeń Ultra-wytrzymałościowych utlenianie tłuszczu może osiągnąć szczyty 1 grama na minutę, chociaż (jak zauważono w efektach dietetycznych)utlenianie tłuszczu może zostać zmniejszone, jeśli węglowodany zostaną spożyte przed lub w trakcie ćwiczeń. Jeśli chodzi o odchudzanie, czas trwania ćwiczeń może być jednym z kluczowych czynników, ponieważ jest to również najbardziej skuteczny sposób na zwiększenie wydatków energetycznych.

tryb ćwiczeń-tryb ćwiczeń ma również wpływ na utlenianie tłuszczu. Wykazano, że utlenianie tłuszczu jest wyższe dla danego wychwytu tlenu podczas chodzenia i biegania w porównaniu z rowerem(7). Przyczyna tego nie jest znana, ale zasugerowano, że jest to związane z większą mocą wyjściową na włókno mięśniowe w jeździe na rowerze w porównaniu do biegania.

różnice płci-chociaż niektóre badania w literaturze nie wykazały różnic płci w metabolizmie, większość badań wskazuje obecnie na wyższe wskaźniki utleniania tłuszczu u kobiet. W badaniu, w którym porównano 150 mężczyzn i 150 kobiet w szerokim zakresie intensywności ćwiczeń, wykazano, że kobiety miały wyższe wskaźniki utleniania tłuszczu w całym zakresie intensywności, a ich utlenianie tłuszczu osiągnęło nieco wyższą intensywność(8). Różnice są jednak niewielkie i mogą nie mieć żadnego znaczenia fizjologicznego.

suplementy diety

istnieje wiele suplementów diety na rynku, które twierdzą, że zwiększają utlenianie tłuszczu. Suplementy te obejmują kofeinę, karnitynę, kwas hydroksycytrynowy (HCA), chrom, sprzężony kwas linolowy (CLA), guaranę, Citrus aurantium, żeń-szeń azjatycki, pieprz cayenne, coleus forskholii, glukomannan, zieloną herbatę, psyllium i pirogronian. Z kilkoma wyjątkami, istnieje niewiele dowodów na to, że te suplementy, które są sprzedawane jako spalacze tłuszczu, faktycznie zwiększyć utlenianie tłuszczu podczas ćwiczeń (patrz Tabela 1).

jednym z niewielu WYJĄTKÓW mogą być jednak ekstrakty z zielonej herbaty. Niedawno odkryliśmy, że ekstrakty z zielonej herbaty zwiększają utlenianie tłuszczu podczas wysiłku o około 20% (4). Mechanizmy tego nie są dobrze poznane, ale jest prawdopodobne, że aktywny składnik zielonej herbaty, zwany galusanem epigallokatechiny (EGCG – potężny polifenol o właściwościach przeciwutleniających) hamuje
enzym o-metylotransferazy katecholowej (COMT), który jest odpowiedzialny za rozkład noradrenaliny. To z kolei może prowadzić do wyższych stężeń noradrenaliny i stymulacji lipolizy, dzięki czemu więcej kwasów tłuszczowych jest dostępnych do utleniania.

środowisko-warunki środowiskowe mogą również wpływać na rodzaj używanego paliwa. Wiadomo, że ćwiczenia w gorącym środowisku zwiększą zużycie glikogenu i zmniejszą utlenianie tłuszczu, a coś podobnego można zaobserwować na dużych wysokościach. Podobnie, gdy jest bardzo zimno, a zwłaszcza gdy drży, metabolizm węglowodanów wydaje się być stymulowany kosztem metabolizmu tłuszczów.

trening wysiłkowy

obecnie jedynym sprawdzonym sposobem na zwiększenie utleniania tłuszczu podczas ćwiczeń jest wykonywanie regularnej aktywności fizycznej. Trening ćwiczeniowy będzie regulował enzymy szlaków utleniania tłuszczu, zwiększał masę mitochondrialną, zwiększał przepływ krwi itp., z których wszystkie umożliwią wyższe wskaźniki utleniania tłuszczu.

badania wykazały, że zaledwie cztery tygodnie regularnych ćwiczeń (trzy razy w tygodniu przez
30-60 minut) mogą zwiększyć szybkość utleniania tłuszczu i spowodować korzystne zmiany enzymatyczne(10). Jednak zbyt mało informacji jest dostępnych, aby wyciągnąć jakiekolwiek wnioski na temat optymalnego programu treningowego, aby osiągnąć te efekty.
w jednym z badań zbadaliśmy maksymalne tempo utleniania tłuszczu u 300 osób o różnym poziomie sprawności. W tym badaniu mieliśmy osoby otyłe i siedzące, a także profesjonalnych rowerzystów (9). VO2max wahał się od 20,9 do 82,4 ml/kg/min. Co ciekawe, chociaż istniała korelacja między maksymalnym utlenianiem tłuszczu a maksymalnym pobieraniem tlenu, na poziomie indywidualnym nie można przewidzieć utleniania tłuszczu. Oznacza to, że istnieją osoby otyłe, które mają podobne wskaźniki utleniania tłuszczu do profesjonalnych rowerzystów (patrz rysunek 2)! Duża zmienność międzyosobnicza jest związana z takimi czynnikami, jak dieta i płeć, ale pozostaje w dużej części niewyjaśniona.

programy ćwiczeń odchudzających

spalanie tłuszczu jest często związane z utratą wagi, spadkiem tkanki tłuszczowej i wzrostem beztłuszczowej masy ciała. Należy jednak zauważyć, że takie zmiany w masie ciała i składzie ciała można osiągnąć tylko przy ujemnym bilansie energetycznym: musisz jeść mniej kalorii niż wydajesz, niezależnie od używanych paliw! Optymalny rodzaj ćwiczeń, intensywność i czas trwania utraty wagi są nadal niejasne. Obecne zalecenia koncentrują się głównie na zwiększaniu wydatków na energię i zwiększaniu wolumenu ćwiczeń. Znalezienie optymalnej intensywności utleniania tłuszczu może pomóc w utracie wagi (utrata tłuszczu) i utrzymaniu wagi, ale obecnie brakuje dowodów na to.
ważne jest również, aby zdać sobie sprawę, że ilość

tłuszczu utlenionego podczas wysiłku jest tylko niewielka. Szybkość utleniania tłuszczu wynosi średnio 0,5 grama na minutę przy optymalnej intensywności ćwiczeń. Tak więc, aby utlenić 1kg masy tłuszczowej, potrzeba ponad 33 godzin ćwiczeń! Chodzenie lub bieganie ćwiczenia około 50-65% VO2max wydaje się być optymalną intensywnością do utleniania tłuszczu. Czas trwania ćwiczeń odgrywa jednak kluczową rolę, a coraz większe znaczenie ma utlenianie tłuszczu przy dłuższym wysiłku. Oczywiście ma to również potencjał, aby zwiększyć dzienne wydatki na energię. Jeśli ćwiczenie jest jedyną stosowaną interwencją, głównym celem jest zwykle zwiększenie wydatków energetycznych i zmniejszenie tkanki tłuszczowej. Jednak w połączeniu z programem dietetycznym stosuje się go głównie w celu przeciwdziałania spadkowi utleniania tłuszczu często obserwowanemu po utracie wagi (11).

podsumowanie

wyższe wskaźniki utleniania tłuszczów podczas ćwiczeń na ogół odzwierciedlają dobry stan treningu, podczas gdy niskie wskaźniki utleniania tłuszczów mogą być związane z otyłością i insulinoopornością. Średnio szczyty utleniania tłuszczu przy umiarkowanej intensywności 50-65% VO2max, w zależności od statusu treningowego osób (2,8), wzrasta wraz ze wzrostem czasu trwania ćwiczeń, ale jest tłumiony przez spożycie węglowodanów. Zdecydowana większość suplementów diety nie przynosi pożądanych efektów. Obecnie jedynym bardzo skutecznym sposobem na zwiększenie utleniania tłuszczu jest trening wysiłkowy, chociaż nadal nie jest jasne, jaki jest najlepszy schemat treningowy, aby uzyskać największe ulepszenia. Wreszcie, ważne jest, aby zauważyć, że istnieje bardzo duża zmienność międzyosobnicza w utlenianiu tłuszczu, która jest tylko częściowo wyjaśniona przez czynniki wymienione powyżej. Oznacza to, że chociaż czynniki wymienione powyżej mogą wpływać na utlenianie tłuszczu, nie mogą przewidzieć szybkości utleniania tłuszczu u osoby.

1. J Appl Physiol 60: 562-567, 1986
2. Int J Sports Med 24: 603-608, 2003
3. Int J Sports Med 26 Suppl 1: S28-37, 2005
4. Am J Clin Nutr 87: 778-784, 2008
5. J Sports Sci 21: 1017-1024, 2003
6. J Appl Physiol 104: 1045-1055, 2008
7. 52: 747-752, 2003
8. J Appl Physiol 98: 160-167, 2005
9. odżywianie 20: 678-688, 2004
10. J Appl Physiol 56: 831-838, 1984
11. Int J Obes Relat Metab Disord 17 Suppl 3: S32-36; dyskusja S41-32, 1993