Sapevi che i grassi forniscono il doppio dell'energia per unità di massa rispetto ai carboidrati e alle proteine?

Di conseguenza, i grassi sono importanti sia come fonte di energia per i muscoli durante l'attività fisica, sia come riserva energetica per i momenti di necessità (ad esempio durante il digiuno).

Attraverso un processo chiamato "beta-ossidazione", le nostre cellule sono in grado di generare energia metabolizzando uno dei componenti fondamentali dei grassi: gli acidi grassi. Durante l'attività fisica e i periodi di digiuno, il nostro organismo scompone le riserve di grasso per liberare acidi grassi, che possono poi essere utilizzati dai muscoli come fonte di energia.

Il parametro relativo al metabolismo dei grassi (beta-ossidazione) valuta l'efficacia con cui le tue cellule muscolari sono in grado di utilizzare gli acidi grassi come fonte di energia. Questo processo è particolarmente importante se desideri ridurre il grasso corporeo, perdere peso e migliorare la tua composizione corporea.

Come si ricava energia dai grassi?

Scomposizione dei trigliceridi

Quando parliamo di grassi in termini energetici, ci riferiamo solitamente a un tipo specifico di molecola grassa chiamata trigliceride. Se avete mai fatto un esame del sangue per misurare i livelli di grassi (o lipidi) in ambito sanitario, uno dei risultati riguardava probabilmente i trigliceridi (TG).

I trigliceridi sono grassi costituiti da due diversi tipi di molecole:

• acidi grassi
• glicerolo

Sono gli acidi grassi che le nostre cellule possono utilizzare come fonte di energia per produrre ATP, la valuta energetica delle nostre cellule.

La prima fase del processo di produzione di energia dai grassi consiste quindi nel scomporre i trigliceridi per ottenere acidi grassi.

PUNTI CHIAVE

• I grassi vengono immagazzinati e trasportati nell'organismo sotto forma di molecole chiamate trigliceridi.
• I trigliceridi sono costituiti da acidi grassi e glicerolo.
• Gli acidi grassi possono essere utilizzati dalle cellule per produrre energia.

Assumere acidi grassi attraverso l'alimentazione

Ogni volta che consumiamo un pasto contenente grassi (trigliceridi), il nostro pancreas secerne nel nostro intestino tenue degli enzimi chiamati lipasi. Questi enzimi scompongono i trigliceridi presenti nel cibo in acidi grassi e glicerolo, che poi attraversano la membrana intestinale ed entrano nelle cellule intestinali chiamate enterociti.

Le nostre cellule intestinali trasformano immediatamente gli acidi grassi e il glicerolo in trigliceridi. I trigliceridi vengono poi associati a un'altra sostanza simile al grasso chiamata colesterolo, formando globuli di grasso chiamati chilomicroni.

I chilomicroni servono a trasportare i trigliceridi nel flusso sanguigno, principalmente dall'intestino al fegato. I vasi sanguigni che irrorano i nostri muscoli scheletrici e il tessuto adiposo, tuttavia, producono un enzima chiamato lipoproteina lipasi. Questo enzima scompone i trigliceridi contenuti nei chilomicroni, liberando acidi grassi. Questi acidi grassi, chiamati acidi grassi liberi, possono quindi essere utilizzati dalle cellule muscolari come fonte di energia oppure essere convertiti in riserve di grasso nel tessuto adiposo.

Il fegato produce anche i propri trigliceridi. Questi vengono a loro volta incorporati insieme al colesterolo in particelle chiamate VLDL (lipoproteine a densità molto bassa), che consentono il trasporto dei trigliceridi nel flusso sanguigno.

Come nel caso dei chilomicroni, i trigliceridi presenti nelle VLDL vengono scomposti dall'enzima lipoproteina lipasi nei vasi sanguigni che irrorano i nostri muscoli scheletrici e il tessuto adiposo. Questo processo libera acidi grassi, che i nostri muscoli scheletrici possono utilizzare come fonte di energia.

PUNTI CHIAVE

• I grassi presenti nella nostra alimentazione vengono assorbiti nell'intestino e racchiusi in globuli chiamati chilomicroni.
• I chilomicroni contengono grassi sotto forma di trigliceridi.
• I chilomicroni circolano nel nostro flusso sanguigno e trasportano i trigliceridi.
• Il tessuto muscolare e quello adiposo sono in grado di scomporre i trigliceridi presenti nei chilomicroni per liberare acidi grassi.
• Gli acidi grassi possono quindi essere utilizzati dai muscoli come fonte di energia oppure essere trasformati in riserve di grasso nel tessuto adiposo.

Ottenere acidi grassi dal tessuto adiposo

Oltre ad assumere trigliceridi attraverso l'alimentazione, ne abbiamo anche una grande quantità immagazzinata nel nostro tessuto adiposo.

Attraverso un processo chiamato lipolisi, le cellule adipose (adipociti) possono scomporre i trigliceridi immagazzinati, rilasciando acidi grassi nel flusso sanguigno. Questi acidi grassi, denominati«acidi grassi liberi», possono quindi essere assorbiti dai muscoli e utilizzati per alimentare la contrazione muscolare.

La scomposizione dei trigliceridi immagazzinati in acidi grassi (cioè la lipolisi) è stimolata dall'ormone adrenalina (epinefrina). Come indicato nella tua caratteristica «Livello basale di adrenalina», l'adrenalina è l'ormone della «lotta o fuga» che viene rilasciato durante l'attività fisica e nei momenti di stress.

Il rilascio di adrenalina durante l'attività fisica, in particolare l'HIIT (allenamento a intervalli ad alta intensità), favorisce quindi la scomposizione delle riserve di grasso e rappresenta un modo efficace per ridurre la percentuale di grasso corporeo.

PUNTI CHIAVE

• Il nostro corpo immagazzina il grasso nel tessuto adiposo.
• Le cellule adipose (adipociti) immagazzinano il grasso sotto forma di trigliceridi.
• Durante l'attività fisica e il digiuno, i trigliceridi immagazzinati vengono scomposti in acidi grassi.
• Gli acidi grassi vengono rilasciati nel flusso sanguigno e possono essere assorbiti dai muscoli per produrre energia.

Trasporto degli acidi grassi nei mitocondri

Come forse ricorderete dalle caratteristiche precedenti, i mitocondri sono le strutture all’interno delle nostre cellule responsabili della produzione di energia. Sono le “centrali energetiche della cellula” e possono utilizzare varie fonti di combustibile (tra cui gli acidi grassi derivanti dalla scomposizione dei grassi) per generare energia sotto forma di ATP.

Prima che gli acidi grassi possano essere utilizzati come fonte di energia, tuttavia, devono entrare nei mitocondri. A tal fine, gli acidi grassi vengono prima convertiti in una molecola chiamata acil-CoA grasso. Una classe di enzimi responsabile di questa reazione è denominata ACSL ( acil-CoA ligasi/sintetasi a catena lunga).

L'attività dell'enzima ACSL è quindi fondamentale per consentire ai mitocondri di utilizzare i grassi (o, più precisamente, gli acidi grassi derivanti dalla scomposizione dei grassi) come fonte di energia.

Il tuo tratto relativo alla beta-ossidazione (metabolismo dei grassi) riguarda una forma specifica dell'enzima ACSL, denominata ACSL5. Questo enzima è codificato dal gene ACSL5.

Una volta che gli acidi grassi sono stati convertiti in acil-CoA, possono essere trasportati attraverso le membrane mitocondriali verso la parte interna dei mitocondri, chiamata matrice mitocondriale.

Il processo di trasporto dell'acil-CoA grasso attraverso le membrane mitocondriali è facilitato da varie proteine di trasporto. Alcune di queste proteine di trasporto (ad esempio CPT1 e CTPII) utilizzano un amminoacido chiamato carnitina. La carnitina è quindi importante per consentire alle cellule di trasportare e utilizzare i grassi come fonte di energia.

Il nostro organismo è in grado di produrre autonomamente la carnitina necessaria e le ricerche indicano che tale quantità è sufficiente a soddisfare il nostro fabbisogno giornaliero. Ciononostante, alcuni atleti assumono la carnitina come integratore alimentare per stimolare il metabolismo dei grassi; tuttavia, i dati a sostegno dell'uso degli integratori di carnitina sono contrastanti.

PUNTI CHIAVE

• Gli acidi grassi devono entrare nei mitocondri prima di poter essere utilizzati come fonte di energia.
• Gli enzimi ACSL trasformano gli acidi grassi in acil-CoA, che può quindi entrare nei mitocondri.
• L'enzima ACSL5 permette ai mitocondri di utilizzare gli acidi grassi come fonte di energia.

Beta-ossidazione degli acidi grassi per produrre energia

Una volta che gli acidi grassi sono stati convertiti in acil-CoA e trasportati nei mitocondri, possono essere utilizzati per produrre ATP, la fonte di energia delle nostre cellule.

La produzione di ATP dagli acidi grassi è denominata beta-ossidazione. Attraverso una serie di reazioni chimiche, l'acil-CoA grasso viene convertito nella molecola di acetil-CoA.

Se il termine acetil-CoA vi suona familiare, è perché viene prodotto anche quando i mitocondri utilizzano il glucosio come combustibile. Dopo la prima fase della respirazione aerobica, l’acetil-CoA si forma dalla scomposizione del glucosio (attraverso il piruvato). L'acetil-CoA entra quindi nelle ultime due fasi della respirazione – il ciclo di Krebs o ciclo dell'acido citrico e la catena di trasporto degli elettroni (o fosforilazione ossidativa) – che generano ATP.

Allo stesso modo, l'acetil-CoA, che si forma dalla scomposizione degli acidi grassi durante la beta-ossidazione, entra anch'essa nel ciclo di Krebs e nella catena di trasporto degli elettroni. Queste fasi generano quindi ATP, che può essere utilizzato per alimentare vari processi cellulari, tra cui la contrazione muscolare.

Poiché sia la beta-ossidazione degli acidi grassi che la respirazione aerobica del glucosio producono ATP attraverso vie comuni, gli acidi grassi costituiscono una valida fonte di energia quando i livelli di glucosio sono bassi – ad esempio, a digiuno o durante un'attività fisica prolungata.

PUNTI CHIAVE

• La beta-ossidazione è il processo attraverso il quale le cellule scompongono gli acidi grassi per produrre energia.
• Nella beta-ossidazione, gli acidi grassi vengono convertiti in acetil-CoA.
• L'acetil-CoA entra quindi nelle ultime due fasi della respirazione cellulare per produrre energia sotto forma di ATP.

Il gene ACSL5 e il metabolismo dei grassi

Il gene ACSL5 codifica l'enzima ACSL5 (membro n. 5 della famiglia delle acil-CoA sintetasi degli acidi grassi a catena lunga).

Come accennato in precedenza, questo enzima è responsabile della conversione degli acidi grassi in acil-CoA, un passaggio fondamentale che consente ai mitocondri di produrre energia dalla scomposizione degli acidi grassi.

Le ricerche indicano che alcune varianti del gene ACSL5 influenzano i livelli e l'attività dell'enzima ACSL5. Ciò, a sua volta, incide sulla capacità delle cellule di utilizzare efficacemente gli acidi grassi come fonte di energia.

Inoltre, è stato dimostrato che le varianti del gene ACSL5 modificano il grado di ossidazione dei grassi in risposta alla dieta e all'esercizio fisico. A questo proposito, un SNP (polimorfismo a singolo nucleotide) del gene ACSL5 (a cui attribuiamo il numero rs2419621) dà origine a due diverse varianti genetiche: l'allele «T» e l'allele «C».

È stato dimostrato che le persone portatrici dell'allele "T" producono quantità maggiori dell'enzima ACSL5 nei muscoli e perdono più grasso in risposta a una dieta ipocalorica. Ciò potrebbe essere dovuto alla loro maggiore capacità di ricorrere alla beta-ossidazione degli acidi grassi per produrre energia quando i livelli di glucosio sono bassi.

PUNTI CHIAVE

• Le varianti del gene ACSL5 influenzano la capacità dei muscoli di metabolizzare gli acidi grassi per produrre energia.
• Il gene ACSL5 influenza la risposta dell'organismo all'esercizio fisico e all'alimentazione, compresa la perdita di peso in seguito a diete ipocaloriche.

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