Как организм превращает жир в энергию, и с какой эффективностью это происходит?

Жиры – это наиболее насыщенные энергией питательные вещества. При расщеплении одного грамма жира вырабатывается больше молекул АТФ, чем при расщеплении грамма белка или углеводов. АТФ служит универсальной энергетической валютой клетки: любой энергозатратный процесс в живом организме можно выразить в количестве молекул АТФ, необходимых для его протекания.

Поэтому жиры используются как энергетический резерв для организма: избыток питательных веществ, полученных с пищей в течении дня, откладывается в виде жировых капель в адипоцитах – клетках жировой ткани. Между приемами пищи жирные кислоты, из которых состоят жиры, могут поступать в кровь и использоваться в качестве источника энергии. Это происходит в процессе липолиза – отщепления жирной кислоты от молекулы триглицерида (жира). Липазы, отщепляющие жирные кислоты, активируются под действием адреналина или глюкагона – двух гормонов, разгоняющих обмен веществ, когда возникает дефицит питательных веществ, например, при голодании или большой физической нагрузке. Жирные кислоты связываются с альбумином и переносятся кровью к клеткам, которым необходима энергия.

Внутрь клеток жирные кислоты переносятся специальным транспортером. В цитоплазме клетки к жирной кислоте присоединяется кофермент А: затем в виде ацил-КоА жирная кислота переносится внутрь митохондрии – энергетической станции клетки. Там происходит процесс бета-окисления – от длинной углеродной цепочки жирной кислоты отсоединяется по 2 углеродных атома, до тех пор пока вся цепочка не расщепится полностью на двухуглеродные фрагменты в виде ацетил-КоА. Образованные в ходе бета-окисления молекулы ацетил-КоА поступают в цикл лимонной кислоты, где в процессе получения АТФ полностью расщепляются на воду и углекислый газ; за каждый оборот цикла в клетке образуется около 10 молекул АТФ. Общая энергоэффективность процесса будет зависеть от длины углеродной цепочки в составе жирных кислот.

Если исключить из диеты углеводы, жирные кислоты могут использоваться по-другому. В этому случае в клетках печени из них образуются кетоновые тела, которые поступают в кровь и могут использоваться как альтернативный глюкозе источник энергии.

Расщепление жиров – более трудоемкий и долгий процесс, чем использование углеводов. При физической нагрузке в первые несколько секунд для получения энергии используется накопленный АТФ, затем начинает расходоваться глюкоза, циркулирующая в крови, после этого начинает расщепляться гликоген, запасенный в мышцах. Примерно через 10-20 мин активных физических нагрузок все большую роль в обеспечении организма энергией начинает играть расщпление жиров.