Популярный ответ «он сгорает и превращается в энергию» не совсем правильный. Энергия действительно высвобождается при окислении жиров, но сами атомы жировых молекул никуда не исчезают. Они превращаются в другие вещества — прежде всего углекислый газ и воду. И большая часть массы окисленного жира действительно покидает организм через легкие.
Что происходит с жиром в организме
Жировые запасы в основном представлены триглицеридами — молекулами, состоящими из углерода, водорода и кислорода.
Когда организму требуется больше энергии, чем он получает из пищи, он начинает использовать накопленные энергетические запасы. В том числе происходит расщепление триглицеридов в жировой ткани. Образовавшиеся жирные кислоты поступают в клетки, где подвергаются окислению.
Упрощенно этот процесс можно представить так: жир + кислород → углекислый газ + вода + энергия.
Энергия используется клетками для работы, а продукты окисления должны покинуть организм. Углекислый газ переносится кровью в легкие и выдыхается. Вода остается в организме и затем может выводиться с мочой, потом и другими жидкостями или покидать тело в составе выдыхаемого воздуха.
Именно поэтому выражение «жир сгорает» удобно как метафора, но с химической точки зрения точнее говорить об окислении жиров.
Исследование: 84% жира покидает организм через легкие
В 2014 году австралийские исследователи Рубен Меерман и Эндрю Браун опубликовали в медицинском журнале BMJ работу с необычным вопросом: куда именно девается жир, когда человек его теряет?
Ученые проследили судьбу атомов в молекуле среднего человеческого триглицерида и рассчитали, во что она превращается при полном окислении.
Получился неожиданный результат: примерно 84% массы окисленного жира приходится на углекислый газ, который покидает организм через легкие. Оставшиеся около 16% превращаются в воду. Впоследствии в статье была опубликована поправка к одной из цифр в иллюстрации, но соотношение 84% к 16% осталось прежним.
Например, если представить полное окисление 10 кг жировой ткани именно как 10 кг триглицеридов, расчет показывает, что около 8,4 кг массы покинет организм в составе углекислого газа, а около 1,6 кг — в составе воды. При этом для самого процесса организму потребуется кислород из вдыхаемого воздуха, поэтому масса выдыхаемого углекислого газа будет больше массы исходного жира.
Это важное уточнение: мы не просто «выдыхаем 8,4 кг жира». В углекислом газе есть и кислород, который поступил из воздуха.
Почему жир оказывается в легких?
Один из главных элементов жировых молекул — углерод. При окислении жирных кислот атомы углерода постепенно включаются в биохимические реакции и в конечном итоге превращаются в углекислый газ. Он поступает в кровь, доставляется к легким и удаляется при выдохе.
То есть легкие в данном случае работают не как место, где «сжигается» жир, а как орган, через который организм выводит один из конечных продуктов его обмена.
Именно поэтому правильнее сказать не «жир выходит через легкие», а: углерод из окисленного жира в значительной степени выходит из организма в виде углекислого газа с выдохом.
Значит ли это, что чем больше мы дышим, тем быстрее худеем?
Нет, это одна из самых распространенных ошибок после публикации исследования. Можно подумать: если жир выходит с углекислым газом, значит, достаточно начать глубоко и часто дышать — и вес начнет снижаться. Но это не работает.
Дыхание само по себе не запускает массовое расщепление жировых запасов. Если просто сделать несколько десятков глубоких вдохов и выдохов, количество углекислого газа в организме временно изменится, но это не означает, что организм начал использовать дополнительные килограммы жира.
Сначала должен происходить сам процесс окисления энергетических субстратов, а уже затем образовавшийся углекислый газ выводится через легкие.
Тогда при чем здесь тренировки?
Физическая активность увеличивает расход энергии. Во время работы мышцам требуется больше топлива, и организм увеличивает использование энергетических субстратов, включая жирные кислоты.
Но сама тренировка не «выталкивает» жир из жировых клеток.
Для уменьшения жировых запасов в долгосрочной перспективе необходимо, чтобы организм в течение времени расходовал больше энергии, чем получает с пищей. Тогда накопленные энергетические запасы постепенно используются.
При этом организм расходует не только жир. При снижении веса меняется и безжировая масса, а скорость потери жира зависит от питания, физической активности, состава тела и других факторов. Обзор по физиологии снижения веса показывает, что при устойчивом ограничении энергии основная часть потери массы приходится на жир, но заметная доля может приходиться и на безжировую массу.
Поэтому формула «потренировался — жир превратился в углекислый газ» слишком упрощает происходящее.
А куда девается вода?
Оставшаяся после окисления жира часть массы превращается в воду. Она может использоваться организмом или выводиться разными путями: с мочой, потом, выдыхаемым воздухом и другими жидкостями. И здесь возникает еще одна распространенная ошибка.
Если после тренировки весы показывают на килограмм меньше, это не означает, что человек потерял килограмм жира. Значительная часть такой быстрой потери массы связана с водой.
Именно поэтому вес может заметно колебаться в течение суток. Выпитая вода, количество углеводов и соли в рационе, содержимое кишечника и потоотделение способны изменить цифру на весах намного быстрее, чем реально может измениться количество жировой ткани.
Почему пот не означает потерю жира?
Пот охлаждает организм. Он состоит главным образом из воды и электролитов, а не из расплавленного жира. Поэтому после сауны, интенсивной тренировки или пребывания на жаре вес действительно может временно уменьшиться. Но это преимущественно потеря жидкости. После питья большая часть этого веса вернется.
Жир при этом не превращается в пот. Точно так же мочегонные средства могут уменьшить цифру на весах за счет потери воды, но не являются способом избавиться от жировых запасов.
Можно ли сказать, что мы буквально выдыхаем жир?
В некотором смысле — да, но формулировка требует уточнения.
Мы не выдыхаем молекулы жира. Они сначала подвергаются сложным биохимическим превращениям. В результате углерод из жировых молекул оказывается в составе углекислого газа, который затем выходит с выдохом.
Поэтому утверждение «при похудении жир выходит через легкие» в популярном тексте допустимо как краткое объяснение, но научно точнее сказать: при окислении жира большая часть его массы покидает организм в виде углекислого газа через легкие.
Можно ли ускорить этот процесс?
Нельзя заставить организм сжигать жир только за счет более частого дыхания. Работает обратная последовательность: организм увеличивает расход энергии и использует энергетические запасы → жир окисляется → образуются углекислый газ и вода → углекислый газ выводится с выдохом.
Поэтому для снижения жировой массы имеют значение питание, физическая активность и общий энергетический баланс, а не количество сделанных за день глубоких вдохов.
При этом не стоит понимать энергетический баланс как мгновенную арифметику каждого приема пищи: организм постоянно переключается между разными источниками топлива, а изменения массы тела включают не только жир, но и воду и безжировую ткань.