Ваш путеводитель по пониманию жиров
Жиры в наши дни очень недооцениваются. Здесь вы можете узнать о науке, лежащей в основе жиров, и о их преимуществах, которые служат в вашем рационе питания.
Жир является одним из трех макроэлементов, наряду с углеводами и белком. Жир считается важным макроэлементом, что означает, что он необходим для жизни аналогично незаменимым аминокислотам (белкам). Как и другие макроэлементы, существует много разных типов жиров, и хотя некоторые из них важны для нашего здоровья, другие не требуются. Функция жира включает в себя производство гормонов, обеспечение структурной целостности клетки, поглощение жирорастворимых питательных веществ, способность к использованию или хранению в виде энергии и помощь в защите жизненно важных органов (1). Наконец, в отношении кетогенной диеты жир отвечает за создание кетоновых тел, которые продуцируются в кетогенном состоянии, и различные типы жиров, такие как триглицериды средней цепи, могут иметь преимущества перед другими типами жира.
Следует понимать, что существует различие между диетическим жиром и накопленным жиром. В то время, как диетический жир может привести к накоплению жира при потреблении избыточного энергетического субстрата, следует отметить, что между ними нет прямой корреляции. Ради этой статьи мы будем в первую очередь обсуждать диетический жир (или, скорее, жир, который вы потребляете).
Что такое жир?
В отличие от углеводов и белка, которые дают четыре калории на грамм, жир дает девять калорий на грамм. Жиры, как и углеводы, состоят из углерода, кислорода и водорода; однако жир содержит эти молекулы в гораздо большем количестве. По этой причине жиры более калорийны, чем другие макроэлементы. Кроме того, требуется большее количество энергии для разрушения жиров, чем для углеводов и белка.
Жиры можно разделить на две категории отличительные друг от друга на основе их биохимической структуры: насыщенные и ненасыщенные. Быть «насыщенным» означает содержать большое количество водорода, а это означает, что для каждого атома углерода существуют два атома водорода. Кокосовое масло является примером жира, содержащего в основном насыщенный жир. Ненасыщенные жиры можно разделить на три отдельные категории, которые включают мононенасыщенные, полиненасыщенные и транс жиры. Мононенасыщенные жиры, в отличие от насыщенных жиров, содержат одну двойную связь между двумя соединяющими атомами углерода. С другой стороны, полиненасыщенные жиры содержат две или более двойные связи между соединяющими атомами углерода и атомами водорода вокруг двойных связей на одной и той же стороне двойной связи. Хотя большинство источников жира состоят из нескольких типов жирных кислот, примерами мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров являются соответственно оливковое масло и жирная рыба. Транс-жиры также содержат двойные связи, однако атомы водорода находятся на противоположных сторонах двойных связей. В то время как транс-жиры могут появляться естественным образом, основную массу транс-жиров, которые мы потребляем, можно встретить в обработанных пищевых продуктах, таких как растительное масло. Трансжиры могут негативно влиять на ваше сердечно-сосудистое здоровье и, в частности, на уровень холестерина.
Другим различием между жирами является длина цепи. Длина цепи - это количество атомов углерода, которые составляют цепочку молекулы. Жирные кислоты короткой цепи состоят из менее 6 атомов углерода, жирные кислоты средней цепи состоят из 6-10 атомов углерода, а жирные кислоты с длинной цепи состоят из более чем 10 атомов углерода. Это структурное различие важно, когда мы обсуждаем функцию и метаболизм жирных кислот. Триглицериды, еще один термин для жиров, которые состоят из трех цепей жирных кислот и основной цепи глицерина. Все диетические жиры состоят из этой основной структуры.
Длина углеродной цепи является одним из решающих факторов, определяющих скорость метаболизма жирных кислот. Более короткие цепи способны быстрее метаболизироваться по сравнению с жирными кислотами более длинной цепи. Это связано с различиями в процессах поглощения каждой жирной кислоты.
Жиры также могут быть классифицированы как полиненасыщенные: омега-3, омега-6 и омега-9. Это имеет отношение к положению двойной связи в ненасыщенных жирах из метилового (омега) конца. Что касается этих конкретных жиров, то жирные кислоты омега-3 содержат двойную связь между углеродом три и углеродом четыре, омега-6 между углеродом шесть и семь и омега-9 между углеродом девять и десять.
В пределах жирных кислот омега-3, 6 и 9 есть жиры, которые считаются существенными, а это означает, что они не могут быть синтезированы организмом (2). Незаменимые жирные кислоты Омега-3 включают альфа-линоленовую кислоту, основной источник которой является растения, а также эйкозапентаеновую кислоту (EPA) и докозагексаеновую кислоту (DHA), источниками которых являются животные (3). ALA (Альфа-линоленовая кислота) обладает потенциальными кетогенными свойствами внутри себя из-за того, что она является наиболее бета-окисленной (метаболизированной) из распространненых длинноцепочечных жирных кислот. Недавние исследования показали, что потребление 2г ALA ежедневно в виде льняного семени повышало производство пост-прандиального кетона на 26% у молодых людей (4). Современные рекомендации для EPA и DHA составляют 500 мг в день или четыре унции (120г) жирной рыбы два раза в неделю для здорового взрослого человека. Однако, эти требования могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от общего состояния здоровья, возраста и беременности (5,6). Было показано, что EPA и DHA обладают многочисленными преимуществами для здоровья при раковых, сердечно-сосудистых и метаболических заболеваниях (3). Фактически, было установлено, что кетогенная диета с добавлением омега-3 жирных кислот снижает уровень голодания и постпрандиальной плазмы триглицеридов (7).
Что касается жирных кислот омега-6, то линолевая кислота является основной незаменимой жирной кислотой в этой категории (8). Жирные кислоты Омега-6 в основном получены из растительных источников и обильны в западной диете. Действующие рекомендации по введению жирных кислот омега-6 составляют 17 г в день для взрослых мужчин и 12 г в день для взрослых женщин (9). Подобно омега-3 жирным кислотам, эти рекомендации меняются в зависимости от состояния здоровья. Несмотря на то, что в рационе питания необходимы, жирные кислоты омега-6, в западной диете они потребляются чрезмерно, что приводит к дисбалансу соотношения омега-3 и омега-6. Было показано, что это соотношение оказывает неблагоприятные побочные эффекты для здоровья, и является причиной воспалений из за жирных кислот омега-6 (10,11).
Теперь, когда вы лучше понимаете, что такое жир, мы можем обсудить различные функции жира.
Производство гормонов
Жиры являются основным структурным компонентом стероидных гормонов, в частности холестерина. Холестерин считается стероидным гормоном, потому что он превращается в различные гормоны в организме, включая тестостерон, альдостерон, прогестерон, кортизол, эстрадиол, а также производные этих гормонов. Что касается холестерина и здоровья, то следует упомянуть две основные формы холестерина; холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (VLDL) и холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) (HDL). VLDL содержит триглицериды, синтезированные в печени из жира в нашем рационе. VLDL затем высвобождается в оборот для доставки триглицеридов на места хранения. Когда убираешь молекулу триглицерида из VLDL, она становится ЛПНП. ЛПНП называется «плохой» холестерин, поскольку он сопоставляется с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний (12). Однако, глядя на VLDL, мы можем лучше судить о здоровье сердечно-сосудистой системы. ЛПВП называют «хорошим» холестерином из-за его способности переносить холестерин в печень для метаболизма. ЛПВП коррелируется со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. У здорового человека уровень холестерина регулируется ЛПВП и ЛПНП. Вопреки распространенному мнению, у здоровых людей холестерин, который мы потребляем с пищей (то есть холестерин, который вы едите) мало влияет на уровень холестерина в крови из-за регуляторных процессов организма. ЛПВП холестерина называют «хорошим» холестерином из-за его способности переносить холестерин в печень для метаболизма. ЛПВП коррелирует со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. У здорового человека уровень холестерина регулируется ЛПВП и ЛПНП. Вопреки распространенному мнению, у здоровых людей диетический холестерин (то есть холестерин, который вы едите) мало влияет на уровень холестерина в крови из-за регуляторных процессов организма.
Строение клетки
Вокруг клеток есть слой, называемый клеточной мембраной, и он состоит из жира. Более конкретно, этот слой состоит из фосфолипидов, гликолипидов, а также ранее упомянутого холестерина. Фосфолипиды представляют собой комбинацию насыщенных жирных кислот, ненасыщеных жирных кислот, глицериновой группы и фосфатной группы. Фосфолипиды составляют ~ 95% клеточной мембраны (13). Гликолипиды подобены фосфолипиду тем, что они имеют насыщенную жирную кислоту, ненасыщенную жирную кислоту и глицериновую группу. Однако основное различие заключается в том, что фосфатная группа была заменена молекулой сахара. Наконец, в небольших количествах внутри клеточной мембраны обнаружен холестерин (14).
Слева направо: фосфолипид, гликолипид, холестерин
Впитывание питательных веществ
Жиры необходимы для абсорбции определенной группы витаминов, называемых жирорастворимыми витаминами. Как видно из названия, эти соединения могут быть абсорбированы только в присутствии жира, и это такие витамины как A, D, E и K (15). Причиной этого являются жирорастворимые витамины, которые абсорбируются через микроворсинки тонкого кишечника, после того как растворились в жире. Эти витамины будут храниться в печени и жировой ткани, поэтому, при сбалансированном питании, потребность в дополнительных жирорастворимых витаминах может не понадобиться. С учетом сказанного, избыточное потребление жирорастворимых витаминов может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья (15).
Жир тела в сравнении с жиром входящим в рацион питания
Как упоминалось ранее, важно отметить, что рационный жир и жировые отложения очень разные, и хотя рационный жир не делает вас толстым, избыточное потребление жиров может привести к увеличению жира, если нарушен баланс калорий. Поскольку организм человека эффективен при хранении жира и предпочитает использовать углеводы, потребление жира в присутствии углеводов также может привести к накоплению жира. Даже у самых худых людей есть большое количество накопленного жира. Это объясняется необходимостью «резервного» источника энергии в отсутствие питательных веществ. Жир хранится, как в жировой ткани или то, что считается висцеральным жиром, который также является жиром, окружающим и защищающим жизненно важные органы. Мало того, что мозг и печень состоят в основном из жира.
Производство кетона
Что касается кетогенной диеты, то жир играет решающую роль в производстве кетоновых тел: ацетоацетата, бета-гидроксибутирата и ацетона. Эти кетоновые тела образуются в процессе, называемом кетогенезом, во времена низкого потребления углеводов при практике кетогенной диеты, а иногда и в экстремальных случаях, таких как диабетический кетоацидоз (DKA). DKA является метаболическим нарушением, в котором клетки не могут правильно регулировать уровень глюкозы, поэтому производят кетоны с неконтролируемой скоростью. Это явление характерно для диабетиков II типа. Жирные кислоты будут перемещаться в печень, где происходит бета-окисление, превращая жирные кислоты в ацетил-СоА и в конечном итоге ацетоацетат, бета-гидроксибутират и ацетон. Ацетоацетат и бета-гидроксибутират могут использоваться периферической тканью для получения энергии, в то время как ацетон обычно выдыхается или теряется в моче.
Ссылки
- Seebohar, B. (2011). Nutrition periodization for athletes: Taking traditional sports nutrition to the next level. Bull Publishing Company.
- Swanson, D., Block, R., & Mousa, S. A. (2012). Omega-3 fatty acids EPA and DHA: health benefits throughout life. Advances in Nutrition: An International Review Journal, 3(1), 1-7.
- Kris-Etherton, P. M., Harris, W. S., Appel, L. J., & Nutrition Committee. (2002). Fish consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. circulation, 106(21), 2747-2757.
- American Heart Association. (2016). Retrieved from org
- Hennebelle, M., Courchesne-Loyer, A., St-Pierre, V., Vandenberghe, C., Castellano, C. A., Fortier, M., ... & Cunnane, S. C. (2016). Preliminary evaluation of a differential effect of an α-linolenate-rich supplement on ketogenesis and plasma ω-3 fatty acids in young and older adults. Nutrition.
- Vannice, G., and Rasmussen, H. (2014). Position of the Academy of Nutrition and Dietetics: Dietary Fatty Acids for Healthy Adults. J Acad Nutr Diet, 114:136-153
- Volek, J. S., Gómez, A. L., & Kraemer, W. J. (2000). Fasting lipoprotein and postprandial triacylglycerol responses to a low-carbohydrate diet supplemented with n-3 fatty acids. Journal of the American College of Nutrition, 19(3), 383-391.
- Linus Pauling Institute, Oregon State University. (2016). Essential Fatty Acids.
- Institute of Medicine. (2002). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids. Washington, D. C.: National Academies Press
- Simopoulos, A. P. (2002). The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids. Biomedicine & pharmacotherapy, 56(8), 365-379.
- Goodnight, S. H., Harris, W. S., Connor, W. E., & Illingworth, D. R. (1982). Polyunsaturated fatty acids, hyperlipidemia, and thrombosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 2(2), 87-113.
- Kanter, MM, Kris-Etherton, PM, Fernandez, ML, Vickers, KC, Katz, DL. Exploring the Factors That Affect Blood Cholesterol and Heart Disease Risk: Is Dietary Cholesterol as Bad for You as History Leads Us to Believe? Adv Nutr, (3): 711-717.
- “Membrane Structure and Function.” University of Texas Medical Branch. Cell Biology Graduate Program. 23 September 2005.
- Watson, H. (2015). Biological membranes. Essays In Biochemistry, 2015, 59 43-69; DOI: 10.1042/bse0590043
- Bellows, L. and Moore, R. (2012). Fat-Soluble Vitamins: A, D, E, and K.
- Kalmijn, S. V., Van Boxtel, M. P. J., Ocke, M., Verschuren, W. M. M., Kromhout, D., & Launer, L. J. (2004). Dietary intake of fatty acids and fish in relation to cognitive performance at middle age. Neurology, 62(2), 275-280.