不同控制體脂方法的生物化學(xué)比較

郭建鵬，熊正英，沈桂芳，趙剛金，寧 靜，朱亞楠，李 菲

（安康學(xué)院 體育學(xué)院，陜西 安康 725000）

1 體脂分解與合成的生物化學(xué)過(guò)程

體脂是體內(nèi)脂肪的簡(jiǎn)稱，一般情況下，體脂含量要控制在一定范圍內(nèi)，但有些人的體脂含量超過(guò)了正常界限，從生物化學(xué)理論分析，體脂含量異動(dòng)的主要原因是體內(nèi)脂肪合成代謝和/或脂肪分解代謝未能正常進(jìn)行。所以，控制體脂（本文主要論述降低體脂）就是要調(diào)整脂代謝，做到脂肪合成代謝水平下降，脂肪分解代謝速度加強(qiáng)，以達(dá)到調(diào)節(jié)體脂含量、控制體重的目的。

體內(nèi)脂肪分解大致經(jīng)歷的生物化學(xué)反應(yīng)階段如圖1所示。從圖1可看出，脂肪分解的核心內(nèi)容是脂肪酸的氧化，脂肪酸完全氧化的最終產(chǎn)物是CO2。

圖1 體內(nèi)脂肪分解的生物化學(xué)反應(yīng)階段

體內(nèi)脂肪合成的生物化學(xué)過(guò)程如圖2所示。依據(jù)圖2，并結(jié)合生物化學(xué)理論分析[1-2]知道，體內(nèi)脂肪合成的限制性生物化學(xué)因素是乙酰輔酶A的含量。

圖2 體內(nèi)脂肪合成的生物化學(xué)過(guò)程

2 促進(jìn)脂肪分解的方法與原理

2.1 運(yùn)動(dòng)促進(jìn)脂肪分解

運(yùn)動(dòng)尤其是有氧運(yùn)動(dòng)，可以促進(jìn)脂肪分解。其主要的生物化學(xué)機(jī)制有四點(diǎn)：一是有氧運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了脂肪動(dòng)員。所謂脂肪動(dòng)員是指儲(chǔ)存在脂肪組織細(xì)胞中的脂肪在脂肪酶的催化下逐步水解，生成游離脂肪酸（FFA）及甘油并釋放進(jìn)入血液。運(yùn)動(dòng)可激活脂肪酶，促進(jìn)脂肪動(dòng)員。游離脂肪酸經(jīng)過(guò)血液運(yùn)輸，到達(dá)其他組織（主要是肌肉組織） 被氧化利用。二是運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)脂肪酸的氧化（主要是β-氧化）生成乙酰輔酶A，可以加快三羧酸循環(huán)，使乙酰輔酶A進(jìn)一步氧化生成CO2，脂肪完全被氧化，使體內(nèi)儲(chǔ)存的脂肪分子可以有效降低。運(yùn)動(dòng)降低體脂、控制體重的健身效果是多方面的，如促進(jìn)新陳代謝：運(yùn)動(dòng)能恢復(fù)對(duì)新陳代謝的調(diào)節(jié)，刺激機(jī)體機(jī)能，消耗體內(nèi)多余脂肪，進(jìn)而促進(jìn)脂肪的代謝。三是阻止脂肪形成。肌肉的運(yùn)動(dòng)，一方面使肌肉對(duì)血液內(nèi)游離脂肪酸和葡萄糖利用率增高，使脂肪細(xì)胞縮小；另一方面，多余的糖被消耗而不能轉(zhuǎn)化為脂肪，減少了脂肪的形成。四是改善心血管、肺呼吸系統(tǒng)功能。運(yùn)動(dòng)有助于改善心肌代謝，提高心肌工作能力。心收縮力的加強(qiáng)，改善了肥胖者心血管系統(tǒng)對(duì)體力負(fù)荷的適應(yīng)能力，減輕了心臟負(fù)荷，從而改善心血管系統(tǒng)的功能；運(yùn)動(dòng)增加了呼吸肌的力量，增加胸廓活動(dòng)范圍及肺活量，改善肺通氣及換氣機(jī)能，氣體交換加快，從而改善肺呼吸系統(tǒng)的功能，有利于更多地氧化燃燒掉多余的脂肪[3]。

2.2 營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑促進(jìn)脂肪分解

經(jīng)過(guò)血液運(yùn)輸，脂肪酸可進(jìn)入細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，但不能直接進(jìn)入細(xì)胞的線粒體。研究已經(jīng)證明，脂肪酸氧化的生物化學(xué)反應(yīng)是在線粒體內(nèi)進(jìn)行，這就需要一種載體物質(zhì)攜帶脂肪酸進(jìn)入線粒體，肉堿就具有這樣的功能。肉堿（carnitine），或肉毒堿，音譯為卡尼丁，化學(xué)名稱為β-羥基-γ-三甲銨丁酸，是一種類氨基酸，屬于季銨陽(yáng)離子復(fù)合物，可以透過(guò)生物合成方法由賴氨酸及蛋氨酸兩種氨基酸合成產(chǎn)生，在體內(nèi)與脂肪的代謝有關(guān)。肉堿存在有兩種立體異構(gòu)體：一是生物活躍的L-肉堿（左旋肉堿，又稱維生素BT），二是非生物活躍的對(duì)映異構(gòu)體D-肉堿（右旋肉堿）。L-肉堿是一種具有生物學(xué)功能、廣泛分布于肝臟器官中的氨基酸，尤以心肌及骨骼肌中含量最高。L-肉堿主要來(lái)自于動(dòng)物的瘦肉（如羊肉、雞肉、兔肉等）、肝、心、酵母、牛奶和乳清等；植物如鱷梨、奇異果、提子、檸檬、木瓜、蘆薈、荷葉、普洱茶和麥芽等也可以提供L-肉堿。L-肉堿是脂肪代謝過(guò)程中的一種關(guān)鍵物質(zhì)，是脂肪代謝過(guò)程中一種必需的輔酶或載體，它能促進(jìn)脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化分解。如果體內(nèi)缺乏L-肉堿，脂肪酸就不能順利進(jìn)入線粒體，體脂的分解速度會(huì)顯著降低。在長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)中，L-肉堿提高了脂肪的氧化速率，減少了糖原的消耗，同時(shí)也延緩了疲勞[4-5]。

目前人們已把肉堿用作大眾人群減肥、競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員提高耐力和運(yùn)動(dòng)水平以及抗疲勞的補(bǔ)劑，經(jīng)多年觀察，效果明顯。自1982年意大利足球運(yùn)動(dòng)員服用L-肉堿提高了耐力水平再加上其合理先進(jìn)的技戰(zhàn)術(shù)獲得世界杯冠軍后，L-肉堿的作用被運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)界廣泛認(rèn)可，成為著名的運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑。很多高科技減肥產(chǎn)品把L-肉堿作為減肥的主要成分之一。適當(dāng)補(bǔ)充L-肉堿，可促進(jìn)脂肪燃燒生成CO2，達(dá)到降脂控制體重的目的。L-肉堿用于減肥真正達(dá)到了世界衛(wèi)生組織（WHO）所規(guī)定的健康減肥三大標(biāo)準(zhǔn)：不厭食、不腹瀉、不乏力的要求。

2.3 補(bǔ)充三羧酸循環(huán)中間物，促進(jìn)脂肪分解

三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA循環(huán)，TCA）是用于將乙酰CoA中的乙?；趸啥趸己瓦€原當(dāng)量的酶促反應(yīng)的循環(huán)系統(tǒng)。該循環(huán)的第一步是由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸。反應(yīng)物乙酰輔酶A是糖類、脂類、氨基酸代謝的共同的中間產(chǎn)物，進(jìn)入循環(huán)后會(huì)被分解生成終產(chǎn)物CO2，同時(shí)偶聯(lián)氧化磷酸化形成ATP，為運(yùn)動(dòng)和生理活動(dòng)提供能量。三羧酸循環(huán)反應(yīng)體系中有多種中間物，如蘋(píng)果酸、草酰乙酸等，根據(jù)化學(xué)平衡運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，適量補(bǔ)充它們可促使三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快、乙酰CoA氧化消耗增多，而用于脂肪酸合成的底物乙酰CoA量下降，相應(yīng)的體內(nèi)脂肪合成減少，可達(dá)到降低體脂、控制體重的目的[6]。

2.4 控制食物攝入，減少脂肪合成

控制食物攝入的基本要求是做到能量平衡，即每天攝入食物所含有的能量與機(jī)體運(yùn)動(dòng)（活動(dòng)）所消耗的能量大致相當(dāng)。如果攝入能量大于消耗的能量，稱之為能量正平衡，多余的能量（蘊(yùn)藏在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如糖、脂肪生成的乙酰CoA中）就會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)體內(nèi)的脂肪，使體脂增加，導(dǎo)致體重超過(guò)健康標(biāo)準(zhǔn)。從能量平衡角度認(rèn)為，維持體重的基本要求是每天消耗多少能量，就攝取多少能量，反之亦然。如果攝取能量超過(guò)需要量，應(yīng)增加運(yùn)動(dòng)（活動(dòng)），將多余的能量消耗掉，以免轉(zhuǎn)化成脂肪儲(chǔ)存于體內(nèi)[7-8]。以生物化學(xué)理論換算，多消耗10千卡能量，相當(dāng)于減去1克脂肪，多攝入10千卡能量，體內(nèi)會(huì)增加1克脂肪（1克脂肪、2.5克糖或蛋白質(zhì)分別含有近10千卡能量）。通過(guò)適當(dāng)節(jié)食可以減少乙酰CoA的生成，從而減少體內(nèi)脂肪的形成。

控制食物攝入不是過(guò)度節(jié)食，過(guò)度節(jié)食容易出現(xiàn)神經(jīng)性厭食癥、損害免疫機(jī)能、導(dǎo)致內(nèi)臟下垂、引起膽結(jié)石、易患脂肪肝、影響智力等副作用。

2.5 運(yùn)動(dòng)+肉堿補(bǔ)劑促進(jìn)脂肪分解

肉堿加快脂肪酸進(jìn)入線粒體。運(yùn)動(dòng)促進(jìn)三羧酸循環(huán)、促進(jìn)乙酰CoA氧化消耗、減少合成脂肪酸所需的底物。運(yùn)動(dòng)+肉堿補(bǔ)劑是目前較為科學(xué)、有效的控制體重的方法與途徑。

3 抑制脂肪合成的方法與原理

合成脂肪酸的底物（基本原料） 是乙酰CoA，合成脂肪酸亞細(xì)胞水平定位是細(xì)胞質(zhì)。在線粒體內(nèi)脂肪酸通過(guò)β-氧化、丙酮酸通過(guò)氧化脫羧或是由某些氨基酸氧化降解生成乙酰CoA[7]。線粒體中的乙酰CoA不能自由通過(guò)線粒體膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)參與脂肪酸合成，但線粒體中的乙酰CoA可與草酰乙酸結(jié)合形成檸檬酸（citric acid，CA），CA自由通過(guò)線粒體膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的CA在檸檬酸裂解酶（Citrate cleavage enzyme，CCE）催化下生成草酰乙酸和乙酰CoA，該反應(yīng)生成的乙酰CoA可在細(xì)胞質(zhì)中合成脂肪酸和膽固醇。CCE活性愈高，細(xì)胞漿生成的乙酰CoA愈多，細(xì)胞質(zhì)中合成脂肪酸愈多，脂肪酸進(jìn)而合成脂肪，體脂含量就會(huì)增加。如果采取酶動(dòng)力學(xué)方法抑制CCE活性，減少細(xì)胞漿中乙酰CoA的生成，合成的脂肪酸就會(huì)減少，進(jìn)而降低脂肪的合成量，體脂含量就會(huì)下降。

通過(guò)結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，CA與羥基檸檬酸（hydroxycitric acid，HCA）結(jié)構(gòu)相似，HCA可作為CCE的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，與CA共同與CCE的活性部位結(jié)合，HCA與CCE結(jié)合后并不能催化CA裂解生成乙酰CoA，即CCE催化活性下降，構(gòu)成了“HCA抑制CCE活性下降—細(xì)胞漿乙酰CoA減少—脂肪酸合成減少—脂肪含量降低”的邏輯關(guān)系，達(dá)到了降低體內(nèi)脂肪含量、控制體重的目的。同樣重要的是，乙酰CoA還是膽固醇合成的底物，同理存在“H CA抑制CCE活性下降—細(xì)胞質(zhì)乙酰CoA減少—膽固醇減少—膽固醇含量降低”的邏輯關(guān)系體，也可達(dá)到降低體內(nèi)膽固醇含量的目的。近幾年來(lái)有研究報(bào)道，藤黃果提取物中含有較為豐富的H CA，具有CCE競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的功能，能夠調(diào)節(jié)乙酰CoA的生成和脂肪酸的合成，減少機(jī)體內(nèi)脂類物質(zhì)的含量，達(dá)到控制體重的效果[9-10]。

藤黃果提取物影響脂代謝的生物化學(xué)機(jī)制如圖3所示。

圖3 藤黃果提取物影響脂代謝的生物化學(xué)機(jī)制

補(bǔ)充藤黃果提取物時(shí)如果再配合有氧運(yùn)動(dòng)（體育鍛煉），可增加線粒體內(nèi)乙酰CoA的消耗，使細(xì)胞質(zhì)中乙酰CoA含量下降幅度更大，體內(nèi)脂肪酸含量會(huì)進(jìn)一步降低，控制體重的效果會(huì)更加顯著。運(yùn)動(dòng)+藤黃果提取物組降脂的機(jī)制如圖4所示。

圖4 藤黃果提取物和有氧運(yùn)動(dòng)降低體脂與膽固醇含量的機(jī)制

4 結(jié)論

第一，六種不同控制體脂方法的生物化學(xué)功能比較見(jiàn)表1。

表1 六種不同控制體脂方法的生物化學(xué)功能比較

第二，不同控制體脂方法的核心生物化學(xué)功能是調(diào)節(jié)乙酰CoA的生成與消耗（見(jiàn)下頁(yè)圖5），從生物化學(xué)角度分析可知，減少乙酰輔酶A的生成，促進(jìn)與加快乙酰輔酶A氧化是降低體脂、控制體脂的有效的生物化學(xué)途徑。

第三，運(yùn)動(dòng)是控制體脂的主要方式，運(yùn)動(dòng)+補(bǔ)劑會(huì)取得更為顯著的效果。

第四，調(diào)節(jié)乙酰CoA的含量，可控制脂肪的生成與積累，降低膽固醇的合成，從而改善體脂和血脂組成及機(jī)體形態(tài)，有利于機(jī)體健康（見(jiàn)下頁(yè)圖6）。

圖5 乙酰CoA在調(diào)節(jié)脂代謝中的核心作用

圖6 有氧運(yùn)動(dòng)—改善脂代謝—身體健康的邏輯關(guān)系