Kam se při hubnutí ztrácí tuk?

Vysvětlíme vám, proč odpověď na tuto otázku možná není taková, jakou byste čekali.

Abstrakt

Když se vezme v potaz míra nadváhy, obezity a silný zájem o toto téma, ohledně procesu ztráty váhy panuje mezi běžnou veřejností i zdravotními profesionály překvapující ignorance. Narazili jsme na různorodé omyly ohledně toho, jak lidé ztrácejí tuk, a to mezi praktickými lékaři, dietetiky i osobními trenéry (obr. 1).

Většina lidí věřila, že tuk je přeměňován na energii nebo teplo, což porušuje zákon zachování hmoty. Máme za to, že tento omyl rozšířila mantra o „přijaté/vydané energii“ a zaměření univerzitní biochemie, která se soustředí na tvorbu energie.

Dalšími omyly bylo, že metabolity tuku jsou vyloučeny ve výkalech nebo přeměněny na svaly. Předvedeme vám neobvyklý výpočet toho, jak „ztrácíme váhu.“

Obr. 1 Odpovědi vzorku doktorů, dietetiků a osobních trenérů na otázku: „Když někdo hubne, co se s tou ztracenou váhou stane?“ (Správná odpověď je CO2)

Váha kterou chceme ztratit

Nadbytečné karbohydráty nebo proteiny ve stravě jsou přeměněny na triglyceridy a uloženy v tukových buňkách. Nadbytečný tuk ve stravě nepotřebuje jinou přeměnu než lipolýzu a reesterifikaci.

Lidé, kteří si přejí hubnout a zároveň udržovat svou čistou hmotu, se, biochemicky řečeno, pokoušejí metabolizovat triglyceridy uložené ve svých tukových buňkách.

Chemický vzorec průměrné molekuly triglyceridu jde odvodit ze studií složení mastných kyselin. V roce 1960 publikovali Hirsch a kol. data, která dala vzniknout „průměrné mastné kyselině“ se vzorcem C17.4H33.1O2.1

Tento 50 letý výsledek je v ohromující shodě s novějšími daty.2 Tři „průměrné mastné kyseliny“ esterifikované na glycerolovou páteř (+3C, +6H) nám dávají (průměrný triglycerid“ s vzorcem C54.8H104.4O6. Tři nejčastější mastné kyseliny ukládané v lidské tukové tkáni jsou olejová (C18H34O2), palmitová (C16H32O2) a linolová (C18H32O2),1, 2, které esterifikují, a vzniká  C55H104O6.

Kompletní oxidace jediné molekuly triglyceridu zahrnuje mnoho enzymů a biochemických kroků, ale celý proces může být sumarizován jako:

C55H104O6 + 78O2 → 55CO2 + 52H2O + energie

Stechiometrie ukazuje, že celková oxidace 10 kg lidského tuku vyžaduje 29 kg vdechnutého kyslíku, který vyprodukuje 28 kg CO2 a 11 kg H2O.

Toto nám ukazuje metabolický osud tuku, ale mlčí o proporcích hmoty uložené v těchto 10 kg tuku, která se během hubnutí odporoučí jako oxid uhličitý nebo voda. Abychom tyto hodnoty dostali, vystopovali jsme cestu každičkého atomu ven z těla. Atomy uhlíku a vodíku se z těla samozřejmě odporoučí jako CO2, respektive H2O.

Osud šesti kyslíkových atomů triglyceridu je záhadou vyřešenou v roce 1949 Lifsonem a kol.3 Použili označený těžký kyslík (O18), aby dokázali, že atomy kyslíku tělesné vody a respirační oxid uhličitý jsou rychle vyměněny skrze vznik kyseliny uhličité (H2CO3).

Šest kyslíkových atomů tím bude rozděleno mezi CO2 a H2O ve stejném poměru, tedy 2:1, v jakém kyslík existuje ve všech látkách. Jinými slovy, čtyři vydechnete a dva vytvoří vodu.

Neobvyklý výpočet

Podíl molekulové hmoty triglyceridu vydechnutho v CO2 je podílem jeho molekulové hmotnosti (daltony), ke které přispívá jeho 55 atomů uhlíku a čtyři atomy kyslíku:

(661 Da (C55)+64 Da (O4))/(861 Da (C55H104O6))×100=84%

Podíl hmoty, ze které se stane voda je:

(105 Da (H104)+32 Da (O2))/(861 Da (C55H104O6))×100=16%

Tyto výsledky ukazují, že plíce jsou pro hubnutí primárním vylučovacím orgánem (obr. 2). Vytvořená voda může být vyloučena v moči, výkalech, potu, dechu, slzách nebo jiných tělesných tekutinách.

Obr. 2 Když někdo zhubne 10 kg tuku (triglyceridu), 8,4 je vydechnuto jako CO2. Zbytku celkových 28 kg vyprodukovaného CO2 přispívá vdechnutý kyslík. Plíce jsou proto pro hubnutí primárním vylučovacím orgánem. (Tento výpočet ignoruje tuk, který může být vyloučen jako ketonová tělesa za patřičných (pato)fyziologických podmínek nebo malá množství čisté svalové hmoty, z nich může být dusík vylučován jako močovina.)

Odhalení ztráty tuku

V klidu průměrná 70 kg osoba, která konzumuje smíšenou stravu (respirační kvocient 0,8), vydechne zhruba 200 ml CO2 ve 12 vydechnutích za minutu.4 Každé z těchto výdechnutí tedy vyloučí 33 mg CO2, z nichž 8,9 mg je uhlík.

Za den strávený spánkem a lehkými aktivitami, které klidový metabolizmus zdvojnásobí, tato osoba každých 8 hodin vdechne 0,74 kg CO2, čímž se z těla ztratí 203 g uhlíku. Pro srovnání, 500 g sacharózy) poskytne 8400 kJ (2000 kcal) a obsahuje 210 g uhlíku.

Nahrazení hodiny odpočinku tréninkem, který umí míru metabolizmu zvednout oproti klidu až sedmkrát, například joggingem, odstraní z těla dalších 39 g uhlíku, a celkové množství zvýší o zhruba 20% na 240 g. Pro srovnání, jediný 100 g muffin představuje asi 20% celkové denní energetické potřeby průměrného člověka.

Fyzická aktivita za účelem hubnutí je tedy poměrně snadno překazitelná nadbytkem jídla.

Naše výpočty ukazují, že primárním vylučovacím orgánem pro ztrátu tuku jsou plíce. Hubnutí vyžaduje uvolnění uhlíku uloženého v tukových buňkách, čímž se dostáváme zpět k omleté písničce o tom, že bychom se měli více hýbat a méně jíst.

Doporučujeme zařadit tyto koncepty do osnov vyššího vzdělání, aby byly napraveny silně rozšířené omyly o ztrátě tuku.

Zdroje:
1. Hirsch J, Farquhar JW, Ahrens EH, Jr, Peterson ML, Stoffel W. Studies of adipose tissue in man. A microtechnic for sampling and analysis. Am J Clin Nutr1960;8:499-511.
2. Hodson L, Skeaff CM, Fielding BA. Fatty acid composition of adipose tissue and blood in humans and its use as a biomarker of dietary intake. Prog Lipid Res2008;47:348-80.
3. Lifson N, Gordon GB, Visscher MB, Nier AO. The fate of utilized molecular oxygen and the source of the oxygen of respiratory carbon dioxide, studied with the aid of heavy oxygen. J Biol Chem1949;180:803-11.
4. Ainsworth BE, Haskell WL, Herrmann SD, Meckes N, Bassett DR, Jr, Tudor-Locke C, et al. 2011 Compendium of physical activities: a second update of codes and MET values. Med Sci Sports Exerc2011;43:1575-81.

Doposud nebyl vložen žádný příspěvek.