Odată cu creșterea incidenței obezității, a existat un interes tot mai mare în investigarea factorilor determinanți ai metabolismului grăsimilor (descompunerea completă a grăsimilor în energie utilizabilă) în repaus și în timpul exercițiului. Creșterea metabolismului grăsimilor a devenit o componentă cheie în bătălia umflăturii pentru mulți dintre clienții noștri. Cercetările actuale arată că, deși exercițiile fizice și antrenamentul cresc cantitatea de grăsime metabolizată, pot exista diferențe de gen în modul în care depozităm și metabolizăm grăsimea în timpul odihnei și exercițiului. Acest articol va oferi o analiză aprofundată a metabolismului grăsimilor și va explora posibilele mecanisme implicate în diferențele în metabolismul grăsimilor între bărbați și femei. De asemenea, vor fi prezentate aplicații practice pentru prescrierea exercițiilor pentru a maximiza cheltuielile calorice și metabolismul grăsimilor.

grăsimilor

Cum este stocată grăsimea corporală?
Grăsimea este depozitată în organism sub formă de trigliceride. Trigliceridele (TG) sunt alcătuite din trei molecule de acid gras liber (FFA) ținute împreună de o moleculă de glicerol (nu o grăsime, ci un tip de alcool) (Robergs & Roberts, 1997). Cea mai mare parte a grăsimii noastre corporale este depozitată în celulele adipoase, numite adipocite. De obicei, aproximativ 50.000 până la 60.000 kilocalorii (kcals) de energie sunt stocate ca TG în celulele adipoase din tot corpul (Coyle, 1995). Grăsimea poate fi, de asemenea, depozitată ca ? picături ? în interiorul celulelor musculare scheletice. Aceste picături de grăsime sunt numite trigliceride intramusculare (IMTG) și pot conține 2000-3000 kcal de energie stocată. Pe lângă depozitele de grăsimi, unele TG călătoresc liber în sânge. În timpul exercițiului, TG în celulele grase, celulele musculare și în sânge poate fi descompus (un proces numit lipoliză) și utilizat ca combustibil de către mușchii care exercită.

Determinarea tipului de corp și a riscului cardiovascular
Vă rugăm să plasați aproape de acest conținut în articol)
Tipul corpului unei persoane este recunoscut ca un predictor important al riscului de hipertensiune arterială (hipertensiune arterială), hiperlipidemie (colesterol ridicat), boli coronariene, diabet de tip II și deces prematur (ACSM, 2000). Persoanele cu mai multe grăsimi corporale în zona abdominală (tip de corp android) prezintă un risc crescut de a dezvolta afecțiunile de mai sus, comparativ cu persoanele care sunt la fel de grase, dar care au cea mai mare parte a grăsimii în regiunile șoldului și coapsei (tipul corpului ginoid).

Odată ajuns în fluxul sanguin, moleculele FFA se leagă de albumina, o proteină din sânge și principalul transportor al moleculelor FFA. Moleculele FFA nu sunt solubile în apă și necesită astfel un purtător de proteine ​​pentru a le permite să fie transportate către celule și în fluxul sanguin. Odată ce moleculele FFA sunt transportate către celula musculară, acestea sunt eliberate din albumină și transportate prin membrana celulei musculare de către transportori specifici. Există trei principalii transportori FFA localizați pe membrana celulelor musculare: proteina de legare a acidului gras (FABP), translocaza acidului gras (FAT) și proteina de transport a acidului gras (FATP) (Turcotte, 2000). Aceste proteine ​​leagă moleculele FFA și le transportă prin membrana celulară și către mitocondrii pentru oxidare completă. Numărul de transportori FFA pe membrana celulei musculare poate crește odată cu antrenamentul aerob, sporind astfel capacitatea de a metaboliza grăsimile. Molecula de glicerol eliberată din lipoliză este circulată în ficat pentru oxidare și este fie utilizată ca intermediar în defalcarea glucozei, fie utilizată pentru a produce mai mult TG (Robergs și Roberts, 1997).

Estrogen și lipoliză
Hormonul feminin estrogen poate avea un efect pozitiv asupra odihnei și exercită metabolismul grăsimilor. Deși pare să existe o legătură între estrogen și metabolismul crescut al grăsimilor, mecanismele nu sunt pe deplin înțelese. Cercetările au sugerat că estrogenul poate ajuta la mobilizarea grăsimilor din țesutul adipos. Există mai multe mecanisme propuse pentru această creștere a mobilizării grăsimilor. S-a descoperit că primul estrogen inhibă hormonul LPL (Ashley și colab., 2000). Amintiți-vă că LPL este responsabil pentru defalcarea TG în fluxul sanguin pentru depozitare în țesutul adipos sau combustibil pentru țesuturile active. În al doilea rând, s-a demonstrat că estrogenul sporește producția de epinefrină. O concentrație mai mare de epinefrină ar crește activitatea HSL, hormonul responsabil pentru lipoliza țesutului adipos.

De asemenea, s-a raportat că estrogenul stimulează producția de hormon de creștere (GH). Hormonul de creștere inhibă absorbția glucozei (carbohidrați) de către țesuturile active și crește mobilizarea FFA din țesutul adipos (Robergs & Roberts, 1997). GH funcționează prin inhibarea producției de insulină din pancreas și prin stimularea HSL (Ashley și colab., 2000). Insulina este principalul hormon care promovează transportul glucozei în celulele musculare pentru a fi utilizat ca energie și este un puternic inhibitor al HSL. Estrogenul poate spori metabolismul grăsimilor prin creșterea producției de GH și inhibarea producției de insulină. La rândul său, acest lucru ar reduce metabolismul glucozei și ar crește utilizarea FFA (Ashley și colab., 2000).

Un alt factor care ar putea promova un metabolism mai ridicat al grăsimilor la femei este creșterea fluxului sanguin către țesutul adipos, în special în timpul exercițiilor fizice (Braun și Horton, 2001). S-a demonstrat că estrogenul provoacă o vasodilatație (lărgire) în vasele de sânge, dar nu se știe încă dacă această vasodilatație este specifică perfuziei țesutului adipos (fluxul de sânge în țesut) sau un efect general asupra întregii vasculaturi din corp. Estrogenul crește, de asemenea, producția de hormon Oxid nitric (NO). NU, care este produs de celulele care acoperă vasele de sânge, determină o relaxare a mușchiului neted care înconjoară vasele de sânge, ducând la vasodilatație. Dacă femeile ar menține un flux sanguin mai mare către țesutul adipos, interacțiunea dintre epinefrină și receptorii beta ai țesutului adipos ar fi crescută. În plus, acest lucru ar putea spori transportul FFA de la țesutul adipos la mușchii activi în timpul exercițiului.

Metabolismul grăsimilor în repaus
Nivelul metabolismului grăsimilor în repaus este corelat pozitiv cu dimensiunea celulelor adipoase din organism, celulele adipoase mai mari având o activitate lipolitică mai mare (cauzând divizarea TG) (Blaak, 2001). În cercetările anterioare, s-a emis ipoteza că femeile pot avea un metabolism mai ridicat al grăsimilor în repaus datorită depozitelor de grăsime corporală mai mari în comparație cu bărbații. Cu toate acestea, cercetări recente au descoperit că metabolismul grăsimilor în repaus (ajustat pentru diferențele de masă corporală slabă) este de fapt mai mic la femei decât la bărbați (Nagy și colab., 1996; Toth și colab., 1998). Deși mecanismele sunt neclare, această constatare sugerează că un metabolism mai scăzut al grăsimilor în repaus poate contribui la creșterea stocării grăsimilor la femei în comparație cu bărbații.

Metabolismul grăsimilor în timpul exercițiilor fizice
Trigliceridele intramusculare (IMTG) sunt o sursă importantă de combustibil în timpul exercițiilor de intensitate moderată până la mare. Se estimează că până la 50% din grăsimea oxidată în timpul exercițiilor moderate până la intense este derivată din IMTG (Robergs & Roberts, 1997; Coyle, 1995). Majoritatea celorlalți provin din țesut adipos și cel mai puțin provine din TG din fluxul sanguin. Procesul lipolizei IMTG este similar cu lipoliza țesutului adipos. În timpul exercițiului, creșterea nivelului de epinefrină activează HSL pentru a începe defalcarea IMTG. Moleculele FFA care sunt eliberate din IMTG sunt localizate în interiorul celulei musculare, prin urmare, ele pot fi transportate direct în mitocondrii pentru oxidare. Molecula de glicerol eliberată este fie transportată în ficat pentru oxidare, fie reciclată pentru a forma depozite suplimentare IMTG (Robergs & Roberts, 1997).

Majoritatea cercetărilor arată că femeile obțin o proporție mai mare din consumul de energie din grăsimi în timpul exercițiilor de intensitate scăzută până la moderată, comparativ cu bărbații. Cercetările discern încă posibilele mecanisme care conduc la aceste diferențe de gen.

Froberg și Pedersen (1984) au raportat că femeile subiecte au exercitat o perioadă de timp semnificativ mai lungă decât subiecții bărbați cu vârste și antrenamente la 80% VO2 max. Femeile au avut, de asemenea, valori RER semnificativ mai mici în timpul exercițiului fizic în comparație cu bărbații. Acești cercetători au ajuns la concluzia că performanțele mai mari la femei s-au datorat dependenței mai mari de grăsimi ca combustibil în timpul exercițiilor fizice și economisirii glicogenului muscular.

Ce intensitate a exercițiilor arde cel mai mult grăsime?
În timpul exercițiilor cu intensitate redusă, majoritatea energiei (kcals) provine din grăsimi. Pe măsură ce intensitatea exercițiilor crește, procentul de energie derivat din grăsimi scade. Cu toate acestea, cantitatea absolută de energie derivată din grăsimi este de fapt mărită! Pe măsură ce intensitatea exercițiului crește, crește și cheltuielile totale de energie (cheltuieli calorice). Chiar dacă un procent mai mic din cheltuielile de energie provine din grăsimi, se ard mai mulți kilograme de grăsime, deoarece există o cheltuială de energie absolută mai mare. Prin urmare, exprimarea energiei derivate din grăsimi ca procent din cheltuielile de energie fără a lua în considerare cheltuielile totale de energie este înșelătoare.

O altă considerație este efectul exercițiului fizic asupra cheltuielilor de energie după exercițiu. După o perioadă de exerciții de intensitate ridicată, rata metabolismului este crescută pentru o perioadă de timp puțin mai lungă (în comparație cu o perioadă de exerciții fizice mai mică) și se consumă mai multă energie pe măsură ce corpul tău revine la homeostazie (condiții de odihnă). Cu exerciții aerobice regulate, această cheltuială energetică post-exercițiu va contribui pozitiv la obiectivele de slăbire.

Diferențele de gen în epuizarea glicogenului muscular
Concentrația de glicogen muscular este o altă tehnică comună utilizată pentru a determina consumul de combustibil în timpul exercițiului. Glicogenul muscular este forma de stocare a carbohidraților care se află în celulele musculare. Tarnopolsky și alții (1990) au comparat modelele de epuizare a glicogenului muscular atât la bărbați, cât și la femei (potrivite pentru starea de antrenament și experiența de performanță) în timpul unei perioade de 90 de minute cu 65% VO2 max. Deși nivelurile de glicogen muscular au fost similare între bărbați și femei înainte de exercițiul fizic, datele post-biopsie (eliminarea țesutului pentru analiză) au indicat o diferență semnificativă între sexe. Epuizarea glicogenului a fost cu 25% mai mare la bărbați comparativ cu femeile. Acest lucru a fost de acord cu datele RER mai mici raportate pentru femei, indicând o dependență mai mare de grăsimi ca combustibil în timpul exercițiului submaximal.

Diferențe de gen în concentrațiile de epinefrină
Studiile care examinează răspunsurile hormonale la exerciții fizice au raportat concentrații mai mari de epinefrină în timpul exercițiului submaximal la bărbați în comparație cu femeile. Presupunând un răspuns RER mai scăzut la femei în timpul exercițiului, aceste descoperiri indică faptul că femeile pot fi mai sensibile la acțiunile lipolitice ale epinefrinei și sunt capabile să metabolizeze mai eficient grăsimile. Tarnopolsky și colab. (1990) au raportat concentrații mai scăzute de epinefrină în timpul exercițiului submaximal la femei, în comparație cu bărbații la fel de antrenați. Acest lucru a fost în plus față de valorile RER mai mici în timpul efortului și mai puțină epuizare a glicogenului după exercițiu la femei. Horton și colegii (1998) au raportat, de asemenea, că nivelurile de epinefrină au fost semnificativ mai mici la femei decât la bărbați în timpul efortului cu 40% VO2max, sugerând din nou o sensibilitate mai mare la acțiunea lipolitică a epinefrinei la femei.

Diferențe de gen în concentrațiile de acizi grași liberi și glicerină
Concentrațiile plasmatice (porțiune fluidă din sânge) de FFA și glicerol sunt ambii indicatori ai lipolizei țesutului adipos. Pe măsură ce lipoliza țesutului adipos crește, concentrațiile plasmatice de FFA și glicerol cresc. Mai mulți investigatori au studiat diferențele de gen în concentrațiile plasmatice de FFA și glicerol, ca răspuns la exerciții submaximale. Blatchford și colab. (1985) au raportat diferențe semnificative de gen în concentrațiile de FFA și glicerol atunci când bărbații și femeile (potrivite pentru statutul de antrenament) au exercitat 35% VO2max. Atât la 45, cât și la 90 de minute de efort, valorile FFA plasmatice au fost mai mari la femei decât la bărbați. În plus, la 45 de minute, nivelurile plasmatice de glicerol au fost semnificativ mai mari la femei decât la bărbați. Horton și colegii (1998) au constatat, de asemenea, diferențe semnificative pe bază de gen în concentrațiile de FFA și glicerol în timpul exercițiului. Concentrațiile plasmatice de FFA și glicerol au fost raportate mai mari la femei decât la bărbați în timpul exercițiului submaximal.

Tarnopolsky și colab. (1990) au raportat valori semnificativ mai scăzute ale RER la femei în timpul efortului cu 65% VO2 max, cu toate acestea, acest lucru nu a fost însoțit de o creștere a concentrației plasmatice de FFA sau glicerol la acești subiecți. Acești cercetători au emis ipoteza că creșterea metabolismului grăsimilor la femei se datorează unei utilizări mai mari a IMTG (care nu mărește concentrațiile plasmatice de FFA sau glicerol), spre deosebire de o lipoliză mai mare a țesutului adipos. Descoperirile de mai sus privind diferențele de gen în concentrațiile de FFA și glicerol indică faptul că, la femei, sensibilitatea receptorului beta pentru lipoliză poate fi crescută, sensibilitatea receptorului alfa poate fi scăzută sau IMTG contribuie la un procent mai mare de metabolism al grăsimilor în timpul efortului.

În plus față de constatările de mai sus, s-a raportat că magazinele IMTG sunt mai mari la femei decât la bărbați (Blaak, 2001; Braun și Horton, 2001). Această constatare sugerează posibilitatea ca o oxidare IMTG mai mare să contribuie la creșterea oxidării grăsimilor și la economisirea glicogenului la femei în timpul exercițiului. De asemenea, s-a raportat că femeile au o expresie mai mare a proteinelor de transport FFA (FATP, FABP, FAT) în celulele musculare scheletice (Blaak, 2001). Odată cu creșterea proteinelor de transport ale FFA, cantitatea de FFA care intră în celula musculară este mărită, iar FFA disponibil pentru oxidare în mitocondrii (organul celulei responsabile de producerea de energie) este crescut. O creștere a transportului FFA în celula musculară ar putea contribui, de asemenea, la o creștere a stocării FFA în IMTG.

Linia de fund
Există diferențe distincte în mobilizarea, metabolismul și depozitarea grăsimilor între sexe (rezumate în Tabelul 1). Majoritatea cercetărilor actuale constată că proporția de energie derivată din grăsimi este crescută în timpul exercițiilor de intensitate scăzută până la moderată la femei comparativ cu bărbații. Deși există o mână de cercetări pe această temă, au fost necesare cercetări suplimentare pentru a determina mecanismele exacte implicate în această diferență între sexe și de ce creșterea metabolismului grăsimilor este evidentă în timpul exercițiului, dar nu în repaus. Diferențele în procente de grăsime corporală, distribuția grăsimii corporale, răspunsurile hormonale la exerciții și tipul și sensibilitatea receptorilor hormonali pot contribui la diferențe legate de sex în metabolismul grăsimilor.

Noi implicații pentru proiectarea programelor de exerciții aerobe
De multe ori, o revizuire a literaturii va descoperi noi descoperiri, va introduce idei noi pentru cercetare sau va indica oportunități moderne de aplicare practică. Din această revizuire a diferențelor de gen în metabolismul grăsimilor, sunt prezentate câteva implicații de antrenament cardiorespirator pentru un metabolism optim al grăsimilor.

Cercetarea fundamentală privind dezvoltarea și menținerea fitnessului cardiorespirator recomandă efectuarea de exerciții de rezistență, de 3 până la 5 zile pe săptămână, pe un mod de exercițiu care implică grupurile musculare majore (în natură ritmică) pentru o perioadă prelungită de timp (ACSM 2000). Acestea includ activități fizice, cum ar fi step aerobic, exerciții acvatice, kick-box cardio, canotaj și mers pe jos. ACSM recomandă o intensitate a exercițiilor fizice între 55/65% până la 90% din ritmul cardiac maxim (sau 40/50% până la 85% din rezerva de absorbție a oxigenului), cu o durată continuă de 20 până la 60 de minute pe sesiune. Inerent exercițiului de prescripție este conceptul de individualizare a programului pentru nivelul de fitness, sănătatea, vârsta, obiectivele personale, profilul factorului de risc, medicamentele, caracteristicile comportamentale și preferințele individuale ale fiecărei persoane. Recomandările ACSM servesc în mod adecvat ca cadru pentru prescripția de fitness cardiorespirator pentru bărbați și femei sănătoși, care urmează.

Explicând din această revizuire a literaturii, se pare că poate fi sugerată o abordare contemporană, în ceea ce privește metabolismul grăsimilor. Inițial, este susținut conceptul de periodizare a programelor de antrenament aerob, care a devenit atât de popular în antrenamentul de rezistență. Antrenamentul de periodizare se bazează pe o relație inversă între intensitatea (cât de greu) și volumul (repetări totale) al antrenamentului (Stone și colab., 1999). Cu exerciții aerobe, intensitatea poate fi individualizată cu% frecvență cardiacă maximă,% VO2 max sau evaluări ale efortului perceput, în care volumul este diferențiat de durata sesiunii, precum și de frecvența sesiunilor.