Жиры в организме человека обеспечивают потребности в энергии на обеспечение собственно процессов жизнедеятельности в состоянии покоя, затрат на усвоение пищи, затрат на двигательную активность (мышечную деятельность) организма. Этот расход довольно стабилен – от 1200 до 1600 килокалорий в сутки. От величины физической нагрузки и других внешних факторов зависит общий расход, который может изменяться весьма значительно.
При правильном питании до 30% энергии организм должен получать от жиров (это примерно 100 граммов в сутки), которые расходуются также и на создание структуры человеческих тканей – протоплазматический жир входит в состав клеток. Излишки жира организм откладывает про запас в своеобразных хранилищах , они называются жировыми депо, и представляют опасность, когда превышают некоторые размеры. При составлении меню для правильного питания нужно помнить, что жиры содержат очень много калорий, к примеру сало содержит до 900 килокалорий, а молоко 58 килокалорий на 100 граммов продукта.
Так же как и белки, не все жиры в организме одинаково полезны. Польза жиров зависит от их состава, а именно от содержания ненасыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты (архидоновая, линоевая и др.) обеспечивают обменные процессы в организме, их много содержится в маслах растительного происхождения. Животные жиры содержат много холестерина и сложных углеводородов, что считается неполезным для организма. Но тем не менее соотношение жиров при правильном питании должно быть 2:1 в пользу растительных жиров.
Жиры в организме человека кроме вышеназванных строительных и энергетических функций являются растворителями для некоторых химических веществ, для витаминов, масел. К примеру, нормальное функционирование желез внутренней секреции обеспечивают жирорастворимые А и Д витамины.
На рисунке (слева) изображены пути, по которым из кишечника направляются к тканям организма жиры (1), белки (2) и углеводы (3). Расщепленные белки и углеводы сначала поступают в печень (4), где подвергаются соответствующей обработке. А жиры, минуя печень, по лимфатическим путям идут сначала в правую половину сердца (5), а оттуда в легкие (6), которые играют важную роль в жировом обмене, временно задерживая в своих клетках излишки жира.
Жировая ткань служит в организме основным «депо» жира. В этой ткани откладывается не столько жир, содержащийся в пище (вниманию желающим похудеть!), сколько тот, что образовался из углеводов. Особенно быстро усваиваются такие углеводы, как свекловичный сахар, глюкоза, фруктоза (мед).
Переход углеводов в жиры в организме осуществляется непосредственно в жировой ткани. Этот процесс находится под регулирующим влиянием гормона поджелудочной железы - инсулина. Вот почему исхудавшим после длительной болезни и желающим пополнеть людям в ряде случаев вводят инсулин с глюкозой для ускорения накопления жира в организме. С другой стороны, длительное, пусть даже небольшое усиление функции бета-клеток поджелудочной железы, где происходит образование инсулина, может стать причиной ожирения.
Способствует переходу углеводов в жиры в организме и пролактин, или лактогенный гормон. Он образуется в передней доле гипофиза. Этот гормон, усиленно вырабатывающийся у женщин в период кормления ребенка грудью, регулирует секрецию молока и содержание в нем жира. Если после прекращения кормления пролактин продолжает выделяться, у женщины может развиться общее ожирение.
Витамин В1 (тиамин) в сочетании даже с очень малым количеством алкоголя активизирует процесс образования жира в организме из углеводов. Именно сочетанием витамина B1 и алкоголя в пиве и объясняется склонность к ожирению у любителей этого напитка. Широко известна рекомендация исхудавшим больным для того, чтобы пополнеть, пить кумыс, в состав которого также входят витамин B1 и небольшая доза алкоголя.
Жир в организме является основным резервом энергии. Он содержит наибольшее количество потенциальной энергии по сравнению с другими веществами. При полном сгорании грамм жира дает 9,3 килокалории, грамм углевода и белка - по 4,1 килокалории.
Что же обеспечивает выход жира из «депо», или, как принято говорить, мобилизацию и применение жиров в качестве источника энергии?
В химическом отношении он представляет собой триглицерид - соединение глицерина с тремя жирными кислотами. Для того, чтобы жир мог выйти из жировой ткани, он должен предварительно расщепиться на глицерин и свободные жирные кислоты. Кислоты поступают в кровяное русло и, сгорая, поставляют энергию организму. Расщепление триглицеридов осуществляется с помощью особых ферментов, называемых липолитическими. У липолитических ферментов есть стимуляторы, которые усиливают их действие, активизируют применение жиров в качестве источника энергии.
Известны жиромобилизующие свойства симпатической нервной системы. При ее возбуждении, обусловленном мышечным напряжением, отрицательными эмоциями, возможна убыль жира в жировой ткани – исхудание. При слабой возбудимости симпатической нервной системы понижается расщепление жира и это приводит к ожирению. Местное ожирение, к примеру, в области живота, бедер связывают с пониженной возбудимостью определенных симпатических нервных образований.
Регулируют мобилизацию жира и железы внутренней секреции. Гормон щитовидной железы стимулирует его энергетическое использование. Соматотропный гормон гипофиза (гормон роста) усиливает как выход жирных кислот из жировой ткани, так и их переработку. Выделяющаяся при этом энергия обеспечивает синтез белка, с которым связан рост организма. Этим объясняется исхудание подростков в период их быстрого роста. В гипофизе также обнаружен ряд стимулирующих применение жиров веществ — полипептидов.
Жирные кислоты в первую очередь используются как источник энергии в мышцах. В этом процессе активное участие принимает содержащееся в мышцах особое вещество - карнитин. Когда, например, варится мясо, карнитин переходит в бульон. Вот почему чашка крепкого бульона «бодрит».
Часть неиспользованных в энергетическом обмене жирных кислот, поступая в печень, соединяется в ней с глицерином. Так вновь образуются триглицериды. Комплексируясь с белками, они становятся растворимыми и выделяются из печени в кровь. Комплекс жира с белками получил название липопротеидов. В их состав входят также холестерин и лецитин. Циркулирующие в крови липопротеиды являются вторым, мобильным запасом жиров в организме – из них при воздействии липопротеиновой липазы высвобождаются жирные кислоты.
Жир является также источником образования воды в организме. 100 граммов жира при полном окислении (сгорании) дают около 107 граммов воды, тогда как из 100 граммов углеводов образуется 55,5 грамма, а из 100 граммов белка - 41,3 грамма воды. Это имеет существенное значение для животных - обитателей безводных пустынь и степей - верблюдов, овец курдючной породы, а также зимоспящих животных. Так, в горбах верблюдов «хранится» до 100 - 120 килограммов жира. В условиях водного голодания этот жир, окисляясь, может выделить 40 и больше литров воды. Не удивительно, что верблюд в состоянии обойтись без питья до 8 и даже 10—13 дней.
Когда врачи ограничивают питьевой режим у тучных людей, возникающая у них жажда вызывает рефлекс, стимулирующий выход из жировой ткани жира и его сгорание с образованием «внутренней» воды. Жиры играют немалую роль в регуляции теплового баланса. Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу. Эластичная жировая ткань в качестве своеобразной подкладки для ряда органов (глаз, почки) или отложения на ладонях и подошвах защищают от механических воздействий. Кроме того, жир, выделяемый сальными железами, представляет собой смазку, предохраняющую кожу от высыхания и растрескивания. Жир, наконец, служит источником витаминов А, Д и Е.
Как происходит переваривание, всасывание и усвоение жира, поступающего в наш организм с пищей? В двенадцатиперстной и тонкой кишках жир обрабатывается пищеварительными соками. Под влиянием желчи он превращается в тончайшую эмульсию и становится доступным действию фермента поджелудочной железы - липазы, которая расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты. Эти кислоты, образуя комплексные соединения с желчными кислотами, проникают через ворсинки кишечника в его стенку. Следовательно, жир в организме всасывается в присутствии желчи и при условии нормальной функции поджелудочной железы. В случае недостаточной секреции желчи и липазы происходит нарушение жирового обмена.
Жирные кислоты, проникнув в стенку кишечника, вновь образуют с глицерином жир - триглицерид. Этот жир, как и непосредственно всосавшийся, соединяясь с небольшим количеством белка, образует так называемые хиломикроны - разновидность липопротеидов. Из стенки кишечника хиломикроны попадают в лимфатическое русло, а уже оттуда в кровь и затем в легкие. Таким образом, первым органом, через который проходит всосавшийся в составе хиломикронов жир, являются легкие. Этим жиры отличаются от углеводов и аминокислот — продуктов расщепления белка в кишечнике, которые непосредственно всасываются в кровь и прежде всего поступают в печень.
Легкие играют важную роль в обмене всосавшегося жира. Наряду с клетками, обеспечивающими газообмен, в этом органе есть особые клетки - гистиоциты, которые обладают способностью захватывать жир. Когда жир всасывается в избытке, он временно задерживается гистиоцитами. Легкие, таким образом, являются как бы губкой, предохраняющей артериальную кровь от избыточного поступления в нее пищевого жира. Это имеет определенный физиологический смысл. Ведь значительное повышение концентрации жира в артериальной крови может привести к неприятным последствиям - повышению ее свертываемости, закупорке мелких сосудов, а также усилению отложения жира в организме.
В легких жир не только задерживается, но и расщепляется. Здесь же происходит частичное окисление освободившихся жирных кислот. Тепло, образующееся при их сгорании, согревает поступающий в легкие холодный воздух - еще одно применение жиров. На этом основана рекомендация жителям северных областей включать зимой в рацион относительно большое количество жира. Если соотношение в легких между клетками, которые захватывают жир и участвуют в дыхании, изменяется в пользу последних, то легкие больше пропускают жир. Возможно, что именно благодаря этому факту у профессиональных певцов, у которых длительное время форсирована дыхательная функция легких, развивается тенденция к ожирению.
Поступающие из легких в кровь хиломикроны частично проходят через стенку капилляров в жировую ткань, частично в печень, где, соединяясь с белками, образуют липопротеиды. Часть хиломикронов, которые циркулируют в крови, расщепляется липопротеиновой липазой. Освобождающиеся при этом жирные кислоты утилизируются как источник энергии.
Промежуточные продукты обмена жирных кислот, так называемые ацетоновые тела, окисляются до конца при участии веществ, образующихся в процессе обмена углеводов. Существует даже крылатое выражение: «Жиры сгорают в огне углеводов». Дефицит углеводов в пище в случае обильного поступление жира может привести к недостаточному сгоранию ацетоновых тел и накоплению их в крови. Такая ситуация складывается порой при тяжелой мышечной работе, когда углеводы полностью израсходованы и обмен веществ в организме переходит на жировые «рельсы». Увеличение концентрации ацетоновых тел в крови оказывает вредное влияние главным образом на центральную нервную систему. Не удивительно, что мы инстинктивно стремимся есть жиры вместе с углеводами (хлеб, кашу, салат с маслом и т. д.).
Когда в организм систематически поступает большое количество жира, он может накопиться в печени. А это неблагоприятно отражается на ее функции, может возникнуть жировой гепатоз печени. Выведению жира из печени способствует ряд так называемых липотропных веществ. К ним относятся холин, входящий в состав лецитина, и метионин, являющийся составной частью белка казеина, которого много в твороге. Липотропными свойствами обладают препарат поджелудочной железы - липокаин и витамин В12. При заболеваниях печени, когда особенно важно избегать жирового гепатоза, рекомендуются пищевые продукты, богатые липотропными веществами.
Нельзя не отметить разной пользы жиров животного и растительного происхождения для организма. Большинство животных жиров - это твердые тугоплавкие жиры (сало), медленно перевариваемые и всасывающиеся, трудно поддающиеся действию ферментов и окислению. Они относительно медленно удаляются из печени. Растительные жиры (подсолнечное, кукурузное, хлопковое масло) состоят главным образом из так называемых ненасыщенных жирных кислот. Они относительно легко перевариваются и всасываются, быстро окисляются и сами могут быть окислителями - это полезные жиры. Особенно активны в этом отношении линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты. Недостаток их в пище может отразиться на состоянии кожи. Эти же кислоты, усиливая желчеотделение и двигательную функцию кишечника, благоприятствуют удалению холестерина из организма. Поэтому их рекомендуют использовать при лечении больных атеросклерозом.
Сливочное масло занимает по своим физиологическим свойствам промежуточное место между твердыми животными и растительными жирами. Жир рыб относится к полезным жирам и по содержанию ненасыщенных жирных кислот близок к растительным маслам. В меню здорового человека, живущего в средней климатической полосе, отношение животных (в том числе сливочное масло) жиров к растительным должно быть 1:2. Каждому человеку очень важно знать особенности и закономерности обмена веществ в организме и, в частности, жирового обмена, уметь правильно строить свой пищевой рацион, соблюдая рекомендованное наукой соотношение животных и растительных жиров. Это обеспечит нормальное течение энергетических и пластических процессов в организме.
В многочисленных диетах жиры в пище называются основной причиной избыточного веса, но это не так. Несомненная польза жиров доказана многочисленными исследованиями. Применение жиров в организме не ограничивается чисто энергетическими функциями - они переносят жирорастворимые витамины и являются источниками незаменимых жирных кислот, защищают организм от переохлаждения, обеспечивают гормональный баланс и многие другие функции. Польза жиров и в том, что применение жиров при приготовлении пищи делает ее просто вкусной...
Мудрая природа позаботилась о том, чтобы организм мог достаточно длительное время функционировать без поступления пищи. Где же запасается энергия? Ответ практически очевиден - запасы энергии организм откладывает в виде жиров, если образуется их избыток при переработке углеводов. В этом случае польза жиров в их высокой энергетической ценности - это раз. Второе - при применении жиров в качестве источника энергии из запасов в организме происходит их расщепление с выделением значительного количества воды (верблюды запасают воду в виде жировых запасов).
Для желающих похудеть полезно понять механизм применения жиров в качестве запасов и отложения его в "ненужных" местах. Если в данный момент есть избыток жира, то фермент липаза "разрешает" жирам проходить в жировые клетки, которые как шарики способны раздуваться. При раздувании множества таких клеток это становится заметно. В добавок к этому при необходимости липаза может стимулировать размножение клеток для складирования жира. Печальнее всего то, что потом жировые клетки не уничтожаются - вы худеете, клетки выдают жир и уменьшаются в объеме, на теле нет никаких признаков жира, но все жировые клетки сохранились...
Делаем зарядку... Занимаемся физкультурой... Расходуем энергию! Но- и это важно! - сначала расходуется легкодоступный гликоген, и только после его расходования (примерно через полчаса занятий) начнут расходоваться жировые запасы. Так что для избавления от жира необходимы длительные физические нагрузки, во всяком случае не менее получаса.
Еще одно небольшое примечание для желающих похудеть. Скушав 100г. ржаного хлеба (214 ккал) или 100г. вареной колбасы с жиром (300 ккал) вам для того, чтобы потратить столько же ккал, нужно ходить 43 или 60 минут! Прикиньте, что лучше для вас - отказаться от бутербродика или час ходить, чтобы сжечь калории. (Подсказка - отказаться и ходить!).
