脂肪是人體內重要的能源物質,也是機體重要的組成成分。人體脂肪量的多少與體脂比例、體型都有密切關係。脂肪作為一種神奇的存在,當它聚集於女性的胸部,是塑造優美體型、性感的關鍵;而當它集結於腹部、或腰部時,又是身體走樣和健康的殺手。
肌肉中也會有脂肪儲存,尤其是肥胖、糖尿病患者,隨著年齡增加肌肉脂肪也會增加。有脂肪積累的肌肉與平常所說的“雪花肉”一樣嗎?“雪花肉”通常指肌纖維間的脂肪積累有關,與所飼養動物品系、飼料型別及飼養週期有關。肌肉中脂肪存在於肌纖維間、肌纖維(肌細胞)內。
脂肪若在非脂肪組織積累,常稱為脂肪浸潤,如常提及的脂肪肝等。同樣骨骼肌內會有脂肪儲存,又稱為肌內甘油三酯(intramuscular fat, IMTG),IMTG與胰島素抵抗有高度相關性。非常有趣的是,長期耐力鍛鍊的運動員骨骼肌的IMTG與肥胖或糖尿病者肌內IMTG相當,但運動員卻不易患胰島素抵抗,這又稱為“運動員悖論”。
不同部位脂肪供能的特點
骨骼肌在適宜的運動強度下可以氧化供能,供能的比例取決於運動的強度、運動方式、個體氧化能力等。脂肪供能的關鍵要看它儲存在何處?若是儲存於遠離肌肉的皮下脂肪組織,需經歷漫長、艱苦的運輸,以及非常繁瑣的代謝過程。骨骼肌IMTG的供能與運動強度有關,在65%VO2max強度時供能比例可達最大。
若脂肪儲存在骨骼肌內,又稱為肌內脂肪,對於骨骼肌提供能量相對容易。然而,真正在運動中需要脂肪供能的運動專案,如馬拉松等超長距離的專案,體內往往儲存的脂肪很少,只是在肌肉中脂肪會對適應性增加。
脂肪在肌肉中如何儲存的?又受哪些因素影響?
骨骼肌脂肪可以分為肌筋膜下脂肪(adipose tissue beneath the fascia,SFAT)、肌內脂肪(intramuscular fat, IMTG)、肌間脂肪(intermuscular fat,IMAT)。骨骼肌內脂肪(IMTG)位於骨骼肌纖維內。肌肉內脂肪被儲存在脂滴(lipid droplets)中,而脂滴緊靠線上粒體旁,作為能量儲存而在運動中發揮作用(見圖3)。IMTG是運動過程中重要的燃料來源,骨骼肌內IMTG的儲量可高達300克,其差異受肌纖維型別(I型纖維含有更高濃度的IMTG(比II型纖維)、性別、年齡、耐力訓練狀態和飲食等有關。
在原始的狩獵時代,IMTG是人體內非常重要的能量載體,因為當人體內沒有或只有極少的碳水化合物時,它是除糖原以外的第二種即用燃料。肌肉IMTG在人體緊急需要能量時無須透過血液特地運送過來,就可以滿足在戰鬥或逃跑狀態下的迅速供能。可以說在那個年代,肌內脂肪儲備充足是一種生存優勢。
女性會利用更多IMTG
肌肉內甘油三酯在運動時可作為能源物質,可能佔到總能量轉化量的20%(上限),具體百分比取決於膳食、性別以及訓練型別。耐力訓練會增加骨骼肌中IMTG水平。另外女性骨骼肌IMTG含量較高,在相同運動強度的條件下,女性運動時會動用更多的IMTG作為能量,認為與女性肌內IMTG含量有關,與男性相比,女性具有較高水平的雌激素也是影響因素。女性的I型纖維比例更高,糖酵解酶的活性較低,運動期間對IMTG的依賴性更強,這可能與女性I型纖維中較高的IMTG濃度有關。也就是說,在相對同樣強度的運動中,女性更多地依賴肌內脂肪供能。
年齡與IMTG
肌肉脂肪含量隨著年齡的增加而增多,可能是老化與骨骼肌脂肪浸潤增加有關。這種與年齡相關的肌肉組成變化,主要是肌間脂肪組織水平升高。對平均年齡為76歲的老年人的研究發現,久坐行為會導致骨骼肌脂肪增加,而每週規律的步行計劃可以穩定骨骼肌脂肪的積累水平。
運動與IMTG
在進行耐力訓練後,人體內肌細胞中的脂肪含量下降達25%~60%,而肌細胞再次充盈則主要依靠膳食補充,其合成量也與耐力訓練相適應。當缺乏活動時,肌內脂肪也會增加,如有研究發現健康成年人單腿懸吊30 d後,發現在固定的大腿上增加了15%的骨骼肌脂肪,而在小腿上則增加了20%;
IMTG與“運動員悖論”
肌內甘油三酯(IMTG)濃度在胰島素抵抗個體中升高,曾被認為促進胰島素抵抗。研究發現運動員與肥胖個體、II型糖尿病患者也具有較高水平的IMTG,似乎IMTG的存在與我們的認知有強烈的衝突。規律的耐力訓練可使骨骼肌內IMTG濃度增加,且患糖尿病的風險非常低,被視為是一種有益於訓練和表現的適應,或者稱為骨骼肌內脂肪的超量恢復,這被稱為“運動員悖論”。研究認為其機制與運動誘導的骨骼肌特定蛋白質(固醇調控元件結合蛋白,Sterol regulatory element-binding protein)表達有關;另外,耐力運動訓練後,IMTG水平增加,主要是透過脂滴數目的增多,而不是脂滴體積的增加。這可能是有利的,因為增加的表面積與體積比將為脂肪酶水解其底物和增加脂肪酸動員提供更多的途徑。而在II糖尿病患者的骨骼肌中IMTG儲存增加,可以理解為脂肪浸潤現象。近年來研究認為肌肉內脂肪的過度積累與胰島素抵抗和II型糖尿病等疾病有關。長期耐力運動訓練促進IMTG的高合成率,這改變了肌內脂質分配、定位和胰島素敏感性,可能有助於解釋運動員悖論。