武汉减肥

促进或抑制脂肪分解的方法与原理-运动生

物化学论文-体育论文

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摘要：通过比较运动控制体脂、营养补剂控制体脂、补充

三羧酸循环中间物控制体脂、节食控制体脂、运动+肉碱补剂控制体

脂和补充柠檬酸裂解酶抑制剂控制体脂对调节合成脂肪的底物乙酰

辅酶A含量的生物化学机制不同,为控制体脂的方法选择提供理论依

据。

关键词：控制体脂;生物化学机制;乙酰辅酶A;脂代谢;

Abstract：Bycomparingthemotioncontrolofbodyfat,

nutritionsupplementscontrolbodyfat,addtheKrebscycleintermediate

controlbodyfat,dietcontrolbodyfat,sports+carnitinesupplements

controlbodyfatandaddedcitratelyainhibitorscontrolbodyfatto

adjustthesynthesisoffatcontentofthesubstrateacetylcoenzymeA

controlofbodyfatmethod

chootoprovidetheoreticalbasis.

Keyword：controlbodyfat;biochemistrymechanism;acetyl

coenzymeA;lipidmetabolism;

1、体脂分解与合成的生物化学过程

体脂是体内脂肪的简称,一般情况下,体脂含量要控制在一

定范围内,但有些人的体脂含量超过了正常界限,从生物化学理论分

析,体脂含量异动的主要原因是体内脂肪合成代谢和/或脂肪分解代

谢未能正常进行。所以,控制体脂(本文主要论述降低体脂)就是要

调整脂代谢,做到脂肪合成代谢水平下降,脂肪分解代谢速度加强,

以达到调节体脂含量、控制体重的目的。

体内脂肪分解大致经历的生物化学反应阶段如图1所示。从

图1可看出,脂肪分解的核心内容是脂肪酸的氧化,脂肪酸完全氧化

的最终产物是CO2。

图1体内脂肪分解的生物化学反应阶段

体内脂肪合成的生物化学过程如图2所示。依据图2,并结合

生物化学理论分析[1,2]知道,体内脂肪合成的限制性生物化学因素是

乙酰辅酶A的含量。

图2体内脂肪合成的生物化学过程

2、促进脂肪分解的方法与原理

2.1、运动促进脂肪分解

运动尤其是有氧运动,可以促进脂肪分解。其主要的生物化

学机制有四点:一是有氧运动促进了脂肪动员。所谓脂肪动员是指储

存在脂肪组织细胞中的脂肪在脂肪酶的催化下逐步水解,生成游离

脂肪酸(FFA)及甘油并释放进入血液。运动可激活脂肪酶,促进脂肪

动员。游离脂肪酸经过血液运输,到达其他组织(主要是肌肉组织)

被氧化利用。二是运动可以促进脂肪酸的氧化(主要是-氧化)生成乙

酰辅酶A,可以加快三羧酸循环,使乙酰辅酶A进一步氧化生成CO2,

脂肪完全被氧化,使体内储存的脂肪分子可以有效降低。运动降低体

脂、控制体重的效果是多方面的,如促进新陈代谢:运动能恢复对新

陈代谢的调节,刺激机体机能,消耗体内多余脂肪,进而促进脂肪的

代谢。三是阻止脂肪形成。肌肉的运动,一方面使肌肉对血液内游离

脂肪酸和葡萄糖利用率增高,使脂肪细胞缩小;另一方面,多余的糖

被消耗而不能转化为脂肪,减少了脂肪的形成。四是改善心血管、肺

呼吸系统功能。运动有助于改善心肌代谢,提高心肌工作能力。心收

缩力的加强,改善了肥胖者心血管系统对体力负荷的适应能力,减轻

了心脏负荷,从而改善心血管系统的功能;运动增加了呼吸肌的力量,

增加胸廓活动范围及肺活量,改善肺通气及换气机能,气体交换加快,

从而改善肺呼吸系统的功能,有利于更多地氧化燃烧掉多余的脂肪

[3]。

2.2、营养补剂促进脂肪分解

经过血液运输,脂肪酸可进入细胞的细胞质,但不能直接进

入细胞的线粒体。研究已经证明,脂肪酸氧化的生物化学反应是在线

粒体内进行,这就需要一种载体物质携带脂肪酸进入线粒体,肉碱就

具有这样的功能。肉碱(carnitine),或肉毒碱,音译为卡尼丁,化学

名称为-羟基--三甲铵丁酸,是一种类氨基酸,属于季铵阳离子复合物,

可以透过生物合成方法由赖氨酸及蛋氨酸两种氨基酸合成产生,在

体内与脂肪的代谢有关。肉碱存在有两种立体异构体:一是生物活跃

的L-肉碱(左旋肉碱,又称维生素BT),二是非生物活跃的对映异构

体D-肉碱(右旋肉碱)。L-肉碱是一种具有生物学功能、广泛分布于

肝脏器官中的氨基酸,尤以心肌及骨骼肌中含量最高。L-肉碱主要来

自于动物的瘦肉(如羊肉、鸡肉、兔肉等)、肝、心、酵母、牛奶和

乳清等;植物如鳄梨、奇异果、提子、柠檬、木瓜、芦荟、荷叶、普

洱茶和麦芽等也可以提供L-肉碱。L-肉碱是脂肪代谢过程中的一种关

键物质,是脂肪代谢过程中一种必需的辅酶或载体,它能促进脂肪酸

进入线粒体进行氧化分解。如果体内缺乏L-肉碱,脂肪酸就不能顺利

进入线粒体,体脂的分解速度会显着降低。在长时间有氧运动中,L-

肉碱提高了脂肪的氧化速率,减少了糖原的消耗,同时也延缓了疲劳

[4,5]。

目前人们已把肉碱用作大众人群减肥、竞技运动员提高耐力

和运动水平以及抗疲劳的补剂,经多年观察,效果明显。自1982年意

大利足球运动员服用L-肉碱提高了耐力水平再加上其合理先进的技

战术获得世界杯冠军后,L-肉碱的作用被运动营养学界广泛认可,成

为着名的运动营养补剂。很多高科技减肥产品把L-肉碱作为减肥的主

要成分之一。适当补充L-肉碱,可促进脂肪燃烧生成CO2,达到降脂

控制体重的目的。L-肉碱用于减肥真正达到了世界卫生组织(WHO)

所规定的健康减肥三大标准:不厌食、不腹泻、不乏力的要求。

2.3、补充三羧酸循环中间物,促进脂肪分解

三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle,TCA循环,TCA)是用于将

乙酰CoA中的乙酰基氧化生成二氧化碳和还原当量的酶促反应的循

环系统。该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。

反应物乙酰辅酶A是糖类、脂类、氨基酸代谢的共同的中间产物,进

入循环后会被分解生成终产物CO2,同时偶联氧化磷酸化形成ATP,

为运动和生理活动提供能量。三羧酸循环反应体系中有多种中间物,

如苹果酸、草酰乙酸等,根据化学平衡运动规律知,适量补充它们可

促使三羧酸循环运转速度加快、乙酰CoA氧化消耗增多,而用于脂肪

酸合成的底物乙酰CoA量下降,相应的体内脂肪合成减少,可达到降

低体脂、控制体重的目的[6]。

2.4、控制食物摄入,减少脂肪合成

控制食物摄入的基本要求是做到能量平衡,即每天摄入食物

所含有的能量与机体运动(活动)所消耗的能量大致相当。如果摄入

能量大于消耗的能量,称之为能量正平衡,多余的能量(蕴藏在营养

物质如糖、脂肪生成的乙酰CoA中)就会转化为机体内的脂肪,使体

脂增加,导致体重超过健康标准。从能量平衡角度认为,维持体重的

基本要求是每天消耗多少能量,就摄取多少能量,反之亦然。如果摄

取能量超过需要量,应增加运动(活动),将多余的能量消耗掉,以免

转化成脂肪储存于体内[7,8]。以生物化学理论换算,多消耗10千卡能

量,相当于减去1克脂肪,多摄入10千卡能量,体内会增加1克脂肪

(1克脂肪、2.5克糖或蛋白质分别含有近10千卡能量)。通过适当节

食可以减少乙酰CoA的生成,从而减少体内脂肪的形成。

控制食物摄入不是过度节食,过度节食容易出现神经性厌食

症、损害免疫机能、导致内脏下垂、引起胆结石、易患脂肪肝、影响

智力等副作用。

2.5、运动+肉碱补剂促进脂肪分解

肉碱加快脂肪酸进入线粒体。运动促进三羧酸循环、促进乙

酰CoA氧化消耗、减少合成脂肪酸所需的底物。运动+肉碱补剂是目

前较为科学、有效的控制体重的方法与途径。

3、抑制脂肪合成的方法与原理

合成脂肪酸的底物(基本原料)是乙酰CoA,合成脂肪酸亚

细胞水平定位是细胞质。在线粒体内脂肪酸通过-氧化、丙酮酸通过

氧化脱羧或是由某些氨基酸氧化降解生成乙酰CoA[7]。线粒体中的

乙酰CoA不能自由通过线粒体膜进入细胞质参与脂肪酸合成,但线

粒体中的乙酰CoA可与草酰乙酸结合形成柠檬酸(citricacid,CA),CA

自由通过线粒体膜进入细胞质。细胞质内的CA在柠檬酸裂解酶

(Citratecleavageenzyme,CCE)催化下生成草酰乙酸和乙酰CoA,该

反应生成的乙酰CoA可在细胞质中合成脂肪酸和胆固醇。CCE活性

愈高,细胞浆生成的乙酰CoA愈多,细胞质中合成脂肪酸愈多,脂肪

酸进而合成脂肪,体脂含量就会增加。如果采取酶动力学方法抑制

CCE活性,减少细胞浆中乙酰CoA的生成,合成的脂肪酸就会减少,

进而降低脂肪的合成量,体脂含量就会下降。

通过结构分析发现,CA与羟基柠檬酸(hydroxycitricacid,HCA)

结构相似,HCA可作为CCE的竞争性抑制剂,与CA共同与CCE的活性

部位结合,HCA与CCE结合后并不能催化CA裂解生成乙酰CoA,即

CCE催化活性下降,构成了HCA抑制CCE活性下降细胞浆乙酰CoA

减少脂肪酸合成减少脂肪含量降低的逻辑关系,达到了降低体内脂

肪含量、控制体重的目的。同样重要的是,乙酰CoA还是胆固醇合成

的底物,同理存在HCA抑制CCE活性下降细胞质乙酰CoA减少胆固

醇减少胆固醇含量降低的逻辑关系体,也可达到降低体内胆固醇含

量的目的。近几年来有研究报道,藤黄果提取物中含有较为丰富的

HCA,具有CCE竞争性抑制剂的功能,能够调节乙酰CoA的生成和脂

肪酸的合成,减少机体内脂类物质的含量,达到控制体重的效果

[9,10]。

藤黄果提取物影响脂代谢的生物化学机制如图3所示。

(-)表示酶的活性被抑制

图3藤黄果提取物影响脂代谢的生物化学机制

补充藤黄果提取物时如果再配合有氧运动(体育锻炼),可增

加线粒体内乙酰CoA的消耗,使细胞质中乙酰CoA含量下降幅度更

大,体内脂肪酸含量会进一步降低,控制体重的效果会更加显着。运

动+藤黄果提取物组降脂的机制如图4所示。

图4藤黄果提取物和有氧运动降低体脂与胆固醇含量的机制

4、结论

第一,六种不同控制体脂方法的生物化学功能比较见表1。

表1六种不同控制体脂方法的生物化学功能比较

第二,不同控制体脂方法的核心生物化学功能是调节乙酰Co

A的生成与消耗(见下页图5),从生物化学角度分析可知,减少乙酰

辅酶A的生成,促进与加快乙酰辅酶A氧化是降低体脂、控制体脂的

有效的生物化学途径。

第三,运动是控制体脂的主要方式,运动+补剂会取得更为显

着的效果。

第四,调节乙酰CoA的含量,可控制脂肪的生成与积累,降

低胆固醇的合成,从而改善体脂和血脂组成及机体形态,有利于机体

健康(见下页图6)。

图5乙酰CoA在调节脂代谢中的核心作用

图6有氧运动改善脂代谢身体健康的逻辑关系

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