前些天,共同辦公室的朋友傳來一篇健康文章,並附上「我只要多多呼吸就會瘦了」的結論。點開一看… 喔!雖然是 2014 年的文章,但我覺內容有助於人們建立 脂肪燃燒 的正確認知,是篇值得分享的文章。

「當某一個人減重(肥)之後,失去的重量變成了什麼?」

BMJ 期刊上有個研究問了家庭醫生、營養師與私人健身教練上面的問題,不管是哪一個領域的專家都有五成以上認為脂肪代謝後會轉變成「能量與熱」。僅有少數的營養師回答正確(二氧化碳和水)。

脂肪代謝的過程中確實會產生能量(ATP),但它最後的命運就是「二氧化碳」和「水」

接下來就讓我們用生物化學的角度來看這件情吧!

當有人說要減重(肥)的時候,通常指就是要去減去脂肪,更精確地目標是那些「存放在脂肪細胞裡的脂肪滴」,而脂肪滴則是三酸甘油酯,由一個甘油和三個脂肪酸酯化而成的有機化合物。當人體需要能量的時候,就會取出這個三酸甘油酯並把脂肪酸給切出來,再送到細胞裡由粒線體進行脂質氧化代謝。


三酸甘油酯的構造 / Wikipedia

脂肪燃燒 計算前的準備:得出平均脂肪酸的三酸甘油酯化學式

人類要利用三酸甘油酯產能的過程得經過相當複雜且多步驟的反應,但可以用簡單的化學反應式表達。只是我們身上的三酸甘油酯上面接的脂肪酸可是有相當多的變化,為了計算方便科學家就用上了「平均脂肪酸」的概念,1960 年 Jules Hirsch 醫師和同僚們一起提出人類的平均脂肪酸是 C17.4H33.1O2,由三個平均脂肪酸和一個甘油構成的平均脂肪酸三酸甘油酯的化學式是  C54.8H104.4O6。

此外,近代對於人類脂肪酸的分佈有了更多的了解,最常出現在脂肪組織的脂肪酸分別是油酸(oleate / C18H34O2)、棕櫚酸(palmitate  / C16H32O2)和亞油酸(linoleate  / C18H32O2),它們與甘油酯化後的三酸甘油酯化學式是 C55H104O6,接著就用這個三酸甘油酯來計算脂肪完全代謝後的結果:

化學計量學顯示,要完整氧化 10 公斤人類的脂肪需要吸入 29 公斤的氧氣,且會產出 28 公斤的二氧化碳和 11 公斤的水。不過這只能知道脂肪代謝之後的結果,我們不知道 10 公斤脂肪的哪些部分變成了二氧化碳,哪些又成為了水。

在 1949 年 Lifson 等人利用 O18 標記的氧來追蹤,試驗後發現三酸甘油酯的六個氧分子會成為二氧化碳與水的一部分,比例是 2:1。換句話說,分子中的四個氧原子會用在二氧化碳,兩個變成水的一部分。

脂肪代謝轉換成二氧化碳與水的公式說明

脂肪的質量裡,有 84% 變成二氧化碳,16% 變成水

有了上面的基本情報之後,就可以用來計算啦。

三酸甘油酯裡面總共有 55 個碳原子,經過代謝後全都會成為二氧化碳,並且由呼吸排出體外。

脂肪質量有多少轉換成二氧化碳

一個三酸甘油酯分子的質量裡面,會有 55 個碳會成為二氧化碳中的碳而被呼出體外,另外還要再加上 4 個氧原子。計算公式:

三酸甘油酯完全氧化後的二氧化碳站原分子的比例 = (55 個碳 + 4 個氧) / (55 個碳 + 104 個氫 + 6 個氧)

只要把碳、氫、氧的原子量數值給帶入上面的式子就能得到 84% 的結果。

脂肪質量有多少轉換成水

水的情形則是三酸甘油酯分子當中有 104 個氫與和 2 個氧變成,計算公式如下 :

104 個氫 + 2 個氧 / (55 個碳 + 104 個氫 + 6 個氧)

計算的結果是 16%。也就是說如果我們身上有 10 公斤的脂肪完全代謝掉了,最後就會有 8.4 公斤變成二氧化碳,1.6 公斤轉變為水。二氧化碳會從呼吸排出體外,而水則會出現在尿液、糞便、汗液、呼吸、眼淚或其他體液當中

 

增加活動量就能增加二氧化碳的排出

最後再回到朋友說的那句話「多多呼吸就會瘦」,正確來說應該是增加身體的代謝,脂肪被代謝掉了,多產出來的二氧化碳就會跟著呼吸給排出來啦。也就是說… 要多動。當然你可能會聽過運動不會瘦的說法,這其實太過於簡化身體內發生的事情,在「明明已經卯起來運動,為何體重不減反增呢?」一文提到人體會有自我保護的機制,身體能量的消耗並不會一直隨著運動量的增加而增加,此外,運動後食物攝取的多寡之類的因素也會影響到最後體重的結果。

 

參考文獻

  • Meerman, R., & Brown, A. J. (2014). When somebody loses weight, where does the fat go?. BMJ, 349, g7257.

 

圖片來源