מטבוליזם של שומן במהלך פעילות גופנית

שומנים מתחמצנים יחד עם פחמימות בשריר כדי לספק אנרגיה לשרירים הפועלים. המידה שבה הם יכולים לפצות על הוצאות אנרגיה תלויה במשך ובעצימות האימון. ספורטאי סיבולת (מעל 90 דקות) מתאמנים בדרך כלל ב-65-75% מקצב האנרגיה המרבי (V02max) ומוגבלים על ידי עתודות הפחמימות של הגוף. לאחר 15-20 דקות של אימון סיבולת, חמצון מאגרי שומן (ליפוליזה) מגורה ומשתחררים גליצרול וחומצות שומן חופשיות. בשריר במנוחה, חמצון חומצות שומן מספק כמות גדולה של אנרגיה, אך תרומה זו פוחתת במהלך פעילות אירובית קלה. במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית, נצפה מעבר במקורות האנרגיה משומן לפחמימות, במיוחד בעצימות של 70-80% מקצב האנרגיה המרבי. הוצע כי ייתכנו מגבלות בשימוש בחמצון חומצות שומן כמקור אנרגיה לשרירים הפועלים. אברנתי ועמיתיו מציעים את המנגנונים הבאים.

• ייצור מוגבר של לקטט יפחית את הליפוליזה הנגרמת על ידי קטכולאמינים, ובכך יפחית את ריכוזי חומצות השומן בפלזמה ואת אספקת חומצות השומן בשרירים. הלקטט נחשב כבעל השפעה אנטי-ליפוליטית ברקמת השומן. רמות מוגברות של לקטט עלולות לגרום לירידה ברמת החומציות (pH) בדם, מה שמפחית את פעילותם של אנזימים שונים המעורבים בייצור אנרגיה ומוביל לעייפות שרירים.
• ייצור ATP נמוך יותר ליחידת זמן במהלך חמצון שומן בהשוואה לפחמימות וביקוש חמצן גבוה יותר במהלך חמצון חומצות שומן בהשוואה לחמצון פחמימות.

לדוגמה, חמצון של מולקולת גלוקוז אחת (6 אטומי פחמן) גורם ליצירת 38 מולקולות ATP, בעוד שחמצון של מולקולות חומצות שומן עם 18 אטומי פחמן (חומצה סטארית) מניב 147 מולקולות ATP (תפוקת ה-ATP ממולקולת חומצת שומן אחת גבוהה פי 3.9). בנוסף, חמצון מלא של מולקולת גלוקוז אחת דורש שש מולקולות חמצן, וחמצון מלא של חומצה פלמיטית דורש 26 מולקולות חמצן, שהם 77% יותר מאשר במקרה של גלוקוז, כך שבמהלך פעילות גופנית ממושכת, דרישת החמצן המוגברת לחמצון חומצות שומן יכולה להגביר את הלחץ על מערכת הלב וכלי הדם, וזהו גורם מגביל ביחס למשך העומס.

הובלת חומצות שומן ארוכות שרשרת אל המיטוכונדריה תלויה ביכולת מערכת הובלת הקרניטין. מנגנון הובלה זה עשוי לעכב תהליכים מטבוליים אחרים. גליקוגנוליזה מוגברת במהלך פעילות גופנית עשויה להגביר את ריכוזי האצטיל, מה שיוביל לעלייה ברמות של מלוניל-CoA, חומר ביניים חשוב בסינתזת חומצות שומן. זה עשוי לעכב את מנגנון ההובלה. באופן דומה, יצירת לקטט מוגברת עשויה להגביר את ריכוזי הקרניטין האצטיל ולהפחית את ריכוזי הקרניטין החופשי, ובכך לפגוע בהובלה ובחמצון של חומצות שומן.

למרות שחמצון חומצות שומן במהלך אימון סיבולת מספק תפוקת אנרגיה גדולה יותר מאשר פחמימות, חמצון חומצות שומן דורש יותר חמצן מאשר פחמימות (77% יותר O2), ובכך מגביר את המאמץ הקרדיווסקולרי. עם זאת, עקב קיבולת האחסון המוגבלת של פחמימות, ביצועי עצימות האימון מידרדרים ככל שמאגרי הגליקוגן מתרוקנים. לכן, נשקלות מספר אסטרטגיות לחיסכון בפחמימות השריר ולשיפור חמצון חומצות שומן במהלך אימון סיבולת. הן כדלקמן:

• הַדְרָכָה;
• תזונה של טריאצילגליצרול בשרשרת בינונית;
• תחליב שומן דרך הפה ועירוי שומן;
• דיאטה עתירת שומן;
• תוספי תזונה בצורת L-קרניטין וקפאין.

הַדְרָכָה

תצפיות הראו כי לשרירים מאומנים יש פעילות גבוהה של ליפופרוטאין ליפאז, ליפאז שריר, סינתטאז אציל-CoA ורדוקטאז חומצות שומן, קרניטין אצטילטרנספראז. אנזימים אלה משפרים את חמצון חומצות השומן במיטוכונדריה [11]. בנוסף, שרירים מאומנים צוברים יותר שומן תוך תאי, מה שמגביר גם את הצריכה והחמצון של חומצות שומן במהלך פעילות גופנית, ובכך שומר על עתודות פחמימות במהלך פעילות גופנית.

צריכת טריגליצרידים בעלי שרשרת בינונית

טריצילגליצרידים בעלי שרשרת בינונית (MCTs) מכילים חומצות שומן עם 6-10 אטומי פחמן. חומצות T אלו נחשבות כעוברות במהירות מהקיבה למעי, מועברות דרך הדם לכבד, ועשויות להגביר את רמות ה-MCTs וה-Ts בפלזמה. בשריר, חומצות T אלו נספגות במהירות על ידי המיטוכונדריה מכיוון שהן אינן דורשות את מערכת הובלת הקרניטין, והן מתחמצנות מהר יותר ובמידה רבה יותר מאשר חומצות T ארוכות שרשרת. עם זאת, השפעות ה-MCTs על ביצועי פעילות גופנית אינן חד משמעיות. הראיות לשימור גליקוגן ו/או שיפור סיבולת עם MCTs אינן חד משמעיות.

צריכת שומן דרך הפה ועירוי

ניתן להשיג הפחתה של חמצון פחמימות אנדוגניות במהלך פעילות גופנית על ידי העלאת ריכוזי חומצות שומן בפלזמה באמצעות עירויי חומצות שומן. עם זאת, עירויי חומצות שומן אינם מעשיים במהלך פעילות גופנית ובלתי אפשריים במהלך תחרויות, מכיוון שניתן לראותם כמנגנון סימום מלאכותי. בנוסף, צריכה דרך הפה של אמולסיות שומן עלולה לעכב את ריקון הקיבה ולהוביל להפרעות בקיבה.

דיאטות עתירות שומן

דיאטות עתירות שומן עשויות להגביר את חמצון חומצות שומן ולשפר את ביצועי הסיבולת אצל ספורטאים. עם זאת, ראיות עדכניות מצביעות על כך שדיאטות כאלה עשויות לשפר את הביצועים על ידי ויסות חילוף החומרים של פחמימות ושמירה על מאגרי גליקוגן בשרירים ובכבד. דיאטות עתירות שומן לטווח ארוך הוכחו כבעלות השפעות שליליות על בריאות הלב וכלי הדם, ולכן ספורטאים צריכים לנקוט משנה זהירות בעת שימוש בדיאטות עתירות שומן לשיפור ביצועים.

תוספי L-קרניטין

התפקיד העיקרי של L-קרניטין הוא להעביר חומצות שומן ארוכות שרשרת על פני קרום המיטוכונדריה כדי להיכלל בתהליך החמצון. צריכה דרך הפה של תוספי L-קרניטין נחשבת כמגבירה את חמצון חומצות שומן. עם זאת, חסרות ראיות מדעיות התומכות בטענה זו.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]