Fettförbränning: använda kroppsfett istället för kolhydrater som bränsle

fettförbränning är en mycket populär och ofta använd term bland uthållighetsidrottare. Men är det verkligen viktigt att bränna fett – och i så fall hur kan det bäst uppnås? Professor Asker Jeukendrup tittar på vad forskningen säger

termen ’fettförbränning’ avser förmågan att oxidera (eller bränna) fett och därmed använda fett – istället för kolhydrater – som bränsle. Fettförbränning är ofta förknippad med viktminskning, minskningar i kroppsfett och ökningar i mager kroppsmassa, som alla kan vara fördelaktiga för en idrottsman.

det är känt att välutbildade uthållighetsidrottare har en ökad förmåga att oxidera fettsyror. Detta gör det möjligt för dem att använda fett som bränsle när deras kolhydratbutiker blir begränsade. Däremot kan patienter med fetma, insulinresistens och typ II-diabetes ha en nedsatt förmåga att oxidera fett. Som ett resultat kan fettsyror lagras i sina muskler och i andra vävnader. Denna ackumulering av lipid och dess metaboliter i muskeln kan störa den insulinsignalerande kaskaden och orsaka insulinresistens. Det är därför viktigt att förstå de faktorer som reglerar fettmetabolismen och sätten att öka fettoxidationen hos patienter och idrottare.

fettoxidation under träning

fetter lagras mestadels i (subkutan) fettvävnad, men vi har också små butiker i själva muskeln (intramuskulära triglycerider). Vid träningens början kommer neuronal (beta-adrenerg) stimulering att öka lipolysen (nedbrytningen av fetter i fettsyror och glycerol) i fettvävnad och muskler. Katekolaminer som adrenalin och noradrenalin kan också stiga och bidra till stimulering av lipolys.

så snart träningen börjar mobiliseras fettsyror. Fettvävnadsfettsyror måste transporteras från fettcellen till muskeln, transporteras över muskelmembranet och sedan transporteras över mitokondriemembranet för oxidation. Triglyceriderna som lagras i muskeln genomgår liknande lipolys och dessa fettsyror kan transporteras in i mitokondrier också. Under träning används en blandning av fettsyror härrörande från adipocyter och intramuskulära butiker. Det finns bevis som visar att utbildade individer lagrar mer intramuskulärt fett och använder detta mer som en energikälla under träning (1).

fettoxidation regleras vid olika steg i denna process. Lipolys påverkas av många faktorer men regleras mestadels av hormoner (stimuleras av katekolaminer och hämmas av insulin). Transporten av fettsyror är också beroende av blodtillförsel till fett-och muskelvävnaderna, liksom upptag av fettsyror i muskeln och in i mitokondrierna. Genom att hämma mobilisering av fettsyror eller transport av dessa fettsyror kan vi minska fettmetabolismen. Men finns det också sätt på vilka vi kan stimulera dessa steg
och främja fettmetabolism?

faktorer som påverkar fettoxidation

träningsintensitet – en av de viktigaste faktorerna som bestämmer graden av fettoxidation under träning är intensiteten. Även om flera studier har beskrivit förhållandet mellan träningsintensitet och fettoxidation, studerades detta förhållande nyligen över ett brett spektrum av intensiteter(2). I absoluta termer ökar kolhydratoxidationen proportionellt med träningsintensiteten, medan fettoxidationshastigheten initialt ökar men minskar igen vid högre träningsintensiteter (se figur 1). Så även om det ofta hävdas att du måste träna med låga intensiteter för att oxidera fett, är detta inte nödvändigtvis sant.

i en serie nya studier har vi definierat träningsintensiteten vid vilken maximal fettoxidation
observeras, kallad ’Fatmax’. I en grupp utbildade individer fann man att träning med måttlig intensitet (62-63% av VO2max eller 70-75% av HRmax) var den optimala intensiteten för fettoxidation, medan det var omkring 50% av
VO2max för mindre utbildade individer (2,3).

den interindividuella variationen är dock mycket stor. En utbildad person kan ha sin maximala fettoxidation vid 70% VO2max eller 45% VO2max, och det enda sättet att verkligen ta reda på är att utföra ett av dessa Fatmax-test i laboratoriet. Men i verkligheten är den exakta intensiteten vid vilken fettoxidationstoppar kanske inte så viktig, eftersom inom 5-10% av denna intensitet (eller 10-15 slag per minut) kommer fettoxidationen att vara lika hög, och endast när intensiteten är 20% eller så högre kommer fettoxidationen att falla snabbt (se figur 1).

denna träningsintensitet (Fatmax) eller ’zon’ kan ha betydelse för viktminskningsprogram, hälsorelaterade träningsprogram och uthållighetsträning. Mycket lite forskning har dock gjorts. Nyligen använde vi denna intensitet i en träningsstudie med överviktiga individer. Jämfört med intervallträning förbättrades deras fettoxidation (och insulinkänslighet) mer efter fyra veckors steady-state-träning (tre gånger per vecka) med en intensitet som motsvarade deras individuella Fatmax (4).

Dieteffekter – den andra viktiga faktorn är kost. En diet med hög kolhydrat kommer att undertrycka fettoxidation, och en diet med låg kolhydrat kommer att resultera i höga fettoxidationshastigheter. Intag av kolhydrater under timmarna före träning kommer att höja insulinet och därefter undertrycka fettoxidation med upp till 35%(5) eller däromkring. Denna effekt av insulin på fettoxidation kan pågå så länge som sex till åtta timmar efter en måltid, och detta innebär att de högsta fettoxidationshastigheterna kan uppnås efter en snabb över natten.

uthållighetsidrottare har ofta använt träning utan frukost som ett sätt att öka muskelns fett-
oxidativa kapacitet. Nyligen genomfördes en studie vid universitetet i Leuven i Belgien, Där forskare undersökte effekten av ett sex veckors uthållighetsträningsprogram som genomfördes i tre dagar per vecka, varje session varade en till två timmar(6). Deltagarna tränade i antingen fastat eller kolhydratmatat tillstånd.

när träning genomfördes i fastat tillstånd observerade forskarna en minskning av muskel
glykogenanvändning, medan aktiviteten hos olika proteiner involverade i fettmetabolism ökades. Fettoxidation under träning var emellertid densamma i de två grupperna. Det är dock möjligt att det finns små men signifikanta förändringar i fettmetabolism efter fastad träning; men i denna studie kan förändringar i fettoxidation ha maskerats av det faktum att dessa ämnen fick kolhydrat under sina experimentella försök. Det måste också noteras att träning efter en övernattning kan minska din träningskapacitet och kan därför endast vara lämplig för träningspass med låg till måttlig intensitet. Effekten av sådan träning för viktminskning är inte heller känd.

träningstid – det har länge fastställts att oxidation blir allt viktigare när träningen fortskrider. Under ultra-uthållighetsträning kan fettoxidation nå toppar på 1 gram per minut, även om (som noterat i Dieteffekter)fettoxidation kan minskas om kolhydrat intas före eller under träning. När det gäller viktminskning kan träningstiden vara en av de viktigaste faktorerna eftersom det också är det mest effektiva sättet att öka energiförbrukningen.

träningsläge – träningsmodaliteten har också en effekt på fettoxidation. Fettoxidation har visat sig vara högre för ett givet syreupptag under gång och löpning jämfört med cykling(7). Anledningen till detta är inte känd, men det har föreslagits att det är relaterat till den större effekten per muskelfiber i cykling jämfört med den i löpning.

könsskillnader – även om vissa studier i litteraturen inte har hittat några könsskillnader i ämnesomsättningen, indikerar majoriteten av studierna nu högre fettoxidationshastigheter hos kvinnor. I en studie som jämförde 150 män och 150 kvinnor över ett brett spektrum av träningsintensiteter visades det att kvinnorna hade högre fettoxidationshastigheter över hela intensitetsintervallet och att deras fettoxidation toppade med en något högre intensitet(8). Skillnaderna är dock små och får inte ha någon fysiologisk betydelse.

kosttillskott

det finns många kosttillskott på marknaden som hävdar att öka fettoxidationen. Dessa tillskott inkluderar koffein, karnitin, hydroxicitronsyra (HCA), krom, konjugerad linolsyra (CLA), guarana, citrus aurantium, asiatisk ginseng, cayennepeppar, coleus forskholii, glukomannan, grönt te, psyllium och pyruvat. Med få undantag finns det få bevis för att dessa tillskott, som marknadsförs som fettbrännare, faktiskt ökar fettoxidationen under träning (Se tabell 1).

ett av de få undantagen kan dock vara grönt te-extrakt. Vi fann nyligen att grönt te extrakt ökade fettoxidation under träning med cirka 20% (4). Mekanismerna för detta är inte väl förstådda men det är troligt att den aktiva ingrediensen i grönt te, kallat epigallocatechin gallat (EGCG – en kraftfull polyfenol med antioxidantegenskaper) hämmar enzymet catechol O-metyltransferas (COMT), som är ansvarig för nedbrytningen av noradrenalin. Detta kan i sin tur leda till högre koncentrationer av noradrenalin och stimulering av lipolys, vilket gör fler fettsyror tillgängliga för oxidation.

miljö – miljöförhållandena kan också påverka vilken typ av bränsle som används. Det är känt att träning i en het miljö kommer att öka glykogenanvändningen och minska fettoxidationen, och något liknande kan observeras vid hög höjd. På samma sätt, när det är extremt kallt, och speciellt vid skakning, verkar kolhydratmetabolismen stimuleras på bekostnad av fettmetabolism.

träningsträning

för närvarande är det enda beprövade sättet att öka fettoxidationen under träning att utföra regelbunden fysisk aktivitet. Träningsträning kommer att reglera enzymerna i fettoxidationsvägarna, öka mitokondriell massa, öka blodflödet etc., som alla kommer att möjliggöra högre hastigheter av fettoxidation.

forskning har visat att så lite som fyra veckors regelbunden träning (tre gånger per vecka under
30-60 minuter) kan öka fettoxidationshastigheterna och orsaka gynnsamma enzymatiska förändringar(10). Det finns dock för lite information för att dra några slutsatser om det optimala träningsprogrammet för att uppnå dessa effekter.
i en studie undersökte vi maximala fettoxidationshastigheter hos 300 personer med varierande konditionsnivåer. I denna studie hade vi överviktiga och stillasittande individer, liksom professionella cyklister (9). VO2max varierade från 20,9 till 82,4 ml/kg/min. Intressant, även om det fanns en korrelation mellan maximal fettoxidation och maximal syreupptag, på individnivå, kan fitness inte användas för att förutsäga fettoxidation. Vad detta innebär är att det finns vissa överviktiga personer som har liknande fett oxidation priser till professionella cyklister (se figur 2)! Den stora interindividuella variationen är relaterad till faktorer som kost och kön, men förblir till stor del oförklarlig.

viktminskningsprogram

fettförbränning är ofta förknippad med viktminskning, minskningar av kroppsfett och ökningar av mager kroppsmassa. Det måste dock noteras att sådana förändringar i kroppsvikt och kroppssammansättning endast kan uppnås med en negativ energibalans: du måste äta färre kalorier än du spenderar, oberoende av de bränslen du använder! Den optimala träningstypen, intensiteten och varaktigheten för viktminskning är fortfarande oklara. Nuvarande rekommendationer är främst inriktade på att öka energiförbrukningen och öka träningsvolymerna. Att hitta den optimala intensiteten för fettoxidation kan hjälpa till att gå ner i vikt (fettförlust) och i viktunderhåll, men bevis för detta saknas för närvarande.
det är också viktigt att inse att mängden

fett som oxideras under träning endast är liten. Fettoxidationshastigheter är i genomsnitt 0,5 gram per minut vid optimal träningsintensitet. Så för att oxidera 1 kg fettmassa krävs mer än 33 timmars träning! Att gå eller springa runt 50-65% av VO2max verkar vara en optimal intensitet för att oxidera fett. Varaktigheten av träning spelar emellertid en avgörande roll, med en ökande betydelse av fettoxidation med längre träning. Naturligtvis har detta också potential att öka den dagliga energiförbrukningen. Om träning är det enda ingreppet som används är huvudmålet vanligtvis att öka energiförbrukningen och minska kroppsfett. I kombination med ett dietprogram används det emellertid främst för att motverka minskningen av fettoxidation som ofta ses efter viktminskning (11).

sammanfattning

högre fettoxidationshastigheter under träning återspeglar i allmänhet god träningsstatus, medan låga fettoxidationshastigheter kan vara relaterade till fetma och insulinresistens. I genomsnitt ökar fettoxidationstopparna vid måttliga intensiteter på 50-65% VO2max, beroende på individernas träningsstatus(2,8), med ökande träningstid, men undertrycks av kolhydratintag. De allra flesta kosttillskott har inte de önskade effekterna. För närvarande är det enda mycket effektiva sättet att öka fettoxidationen genom träningsträning, även om det fortfarande är oklart vad det bästa träningsprogrammet är för att få de största förbättringarna. Slutligen är det viktigt att notera att det finns en mycket stor interindividuell variation i fettoxidation som endast delvis förklaras av de faktorer som nämns ovan. Detta innebär att även om de faktorer som nämns ovan kan påverka fettoxidation, kan de inte förutsäga fettoxidationshastigheter hos en individ.

1. J Appl Physiol 60: 562-567, 1986
2. Int J Sports Med 24: 603-608, 2003
3. Int J Sport 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. Metabolism 52: 747-752, 2003
8. J Appl Physiol 98: 160-167, 2005
9. näringslära 20: 678-688, 2004
10. J Appl Physiol 56: 831-838, 1984
11. Int J Obes Relat Metab Disord 17 Suppl 3: S32-36; diskussion S41-32, 1993