כאשר יורדים במשקל – לאן נעלמת רקמת השומן?

אי שם בשנת 2014 נערך מדגם שבו שאלו רופאים, תזונאים ומאמני כושר את השאלה "כשמישהו יורד במשקל, לאן המסה שאיבד נעלמת?", התשובה הנפוצה ביותר שהתקבלה הייתה כמובן "אנרגיה". ניתן להניח שגם בימים אלה רוב האנשים, גם אלו שעוסקים בתחום הבריאות והכושר, יטענו ששומן נשרף לאנרגיה ומכאן הירידה במשקל – האמנם?

מאמר זה יסקור את האמת המדעית המפתיעה, הנתמכת על ידי חוק שימור המסה, שמוכיחה כי רוב מוחלט של מסת השומן (כ-84%) יוצא מהגוף באמצעות נשימה. בנוסף, תגלו מדוע הריאות הן האיבר המרכזי להפרשת שומן, ולמה המאזן הקלורי עדיין עומד בראש סדר העדיפויות כאשר רוצים לרדת במשקל.

"שריפת שומן" – המיתוסים הנפוצים

כשאנחנו מדברים על "שריפת שומן", המונח עצמו יכול להטעות לפעמים. הוא מעלה אסוציאציות של תהליך בעירה כמעט כמו דלק של מכונית, של חומר הנעלם כלא היה אשר הופך לאנרגיה תרמית. זה נשמע נהדר, אבל לא כל כך מדויק ולא תמיד תואם את חוקי הפיזיקה הבסיסיים.

אם נבצע סקר קצר בקרב הציבור הרחב, ואף בקרב אנשי מקצוע בתחום הבריאות, נגלה שיש בורות רחבה ומבלבלת סביב התהליך המטבולי של ירידה במשקל. הסברה הנפוצה ביותר היא ששומן "מומר לאנרגיה קינטית או חום" – הסבר שלא עולה בקנה אחד עם חוק שימור המסה הקובע שמסה לא יכולה להיווצר או להיעלם יש מאין. חומר חייב להפוך לחומר אחר, בין אם זה גז, נוזל או מוצק.

ניתן לראות מיתוסים נפוצים נוספים כמו ששומן מופרש בצואה או שהוא הופך לשריר (האיחול האולטימטיבי של כל מתאמן). כפי שנראה, כל התפיסות הללו שגויות למדי.

הטריגליצריד – מולקולת האנרגיה האצורה

השומן העודף שאנחנו רוצים "לשרוף" – בין אם הגיע מפחמימות, חלבונים או שומנים בתזונה – הופך בסופו של דבר למולקולות טריגליצריד (Triglyceride). מולקולות אלה נאגרות בתוך תאי השומן שלנו (אדיפוציטים). המטרה של כל מי שמעוניין לרדת במשקל, תוך שמירה על המסה הרזה, היא לקדם מטבוליזם של הטריגליצרידים הללו ולהשתמש במהם כמקור לאנרגיה.

כדי להבין את מנגנון הפקת אנרגיה מהשומן, עלינו להכיר את הרכבו הכימי. הטריגליצריד הוא למעשה שרשרת פחמן ארוכה עשירה בפחמן, מימן ומעט מאוד חמצן. לאחר ניתוח הרכבי חומצות השומן הנפוצות המאוחסנות ברקמות השומן האנושיות, נמצא כי ניתן לייצג מולקולת טריגליצריד ממוצעת באמצעות הנוסחה הכימית הבאה:

C₅₅​H_104​O₆​

מדובר במולקולה גדולה ומורכבת יחסית, ובכדי להשתמש בה להפקת אנרגיה יש צורך לפרק אותה ליחידות בסיסיות וקלות להפרשה.

המטבוליזם כמשוואה כימית

כאשר מתקיים גירעון קלורי עולה הדרישה לשימוש במאגרי השומן להפקת אנרגיה, בתהליך זה מתרחש חמצון מלא של מולקולת הטריגליצריד. תהליך זה דורש שימוש רב בחמצן שמגיע מהאוויר שאנו נושמים.

למרות שמדובר בתהליך ביוכימי מורכב הכולל אנזימים ושלבים רבים בתוך התאים, ניתן לסכם את התהליך המלא כמשוואה כימית פשוטה:

C₅₅​H₁₀₄​O_6​ + 78O_{2 ​}→ 55CO₂ ​+ 52H₂​O + Energy

המשוואה הזו מתארת שלושה נתונים קריטיים במנגון הפקת אנרגיה משומן:

1. קלט (Input): כדי "לשרוף" טריגליצריד אחד, הגוף שלנו צריך 78 מולקולות חמצן (O₂​), כלומר, חמצן שאנחנו מכניסים דרך הריאות באמצעות נשימה.
2. תוצרים (Products): התוצרים של פירוק השומן הם אך ורק פחמן דו-חמצני (CO₂​), מים (H₂​O) וכמובן – אנרגיה.
3. מסה: מכיוון שמסה נשמרת (חוק שימור המסה), כל אטום פחמן (C), מימן (H) וחמצן (O) שהיו בתוך הטריגליצריד חייבים לעזוב את הגוף כחלק מה-CO₂​ או ה-H₂​O.

המשוואה הסטוכיומטרית (חישוב כמויות החומרים) מראה שחמצון מלא של 10 ק"ג שומן אנושי דורש שאיפה של 29 ק"ג חמצן, ומייצר 28 ק"ג של CO₂​ ו-11 ק"ג של H₂​O.

אבל כמה מהמסה המקורית של השומן יצא כ-CO₂​ וכמה כ-H₂​O? בשביל זה נדרש חישוב מעט יותר מעמיק.

החישוב החדש: 84% פחמן דו-חמצני, 16% מים

כדי לחשב את הפרופורציות המדויקות, עלינו להתחקות אחר מסלול היציאה של כל אטום בתוך מולקולת השומן המקורית (C_55​H₁₀₄​O₆​):

• אטומי פחמן (C): כל 55 אטומי הפחמן שהופכים לחלק ממולקולות הפחמן הדו-חמצני (CO₂​) יוצאים בהכרח מהריאות.
• אטומי מימן (H): כל 104 אטומי המימן הופכים לחלק ממולקולות המים (H₂​O).
• אטומי חמצן (O): 6 אטומי החמצן המקוריים שבתוך הטריגליצריד מתחלקים בין המים לפחמן הדו-חמצני. ממחקרים עולה שהם מתחלקים ביחס של 2:1, כלומר, 4 אטומים הופכים לחלק מה-CO₂​ ו-2 אטומים הופכים לחלק מה-H₂​O.

כאשר מזינים את הנתונים הללו לנוסחאות חישוב משקל מולקולרי (דַלְטוֹנים), מתקבלת התוצאה הבאה:

תוצר סופי	אחוז ממסת השומן המקורית
פחמן דו-חמצני (CO2​)	84%
מים (H2​O)	16%

המשמעות היא שעל כל 10 ק"ג שומן שאנחנו מאבדים, 8.4 ק"ג מהם יוצאים מהגוף כפחמן דו-חמצני, ואילו רק 1.6 ק"ג הופכים למים.

הריאות – איבר ההפרשה המרכזי של רקמות השומן

החישוב הזה מציב את הדברים בפרספקטיבה אחרת ולא שגרתית כלל: הריאות הן איבר ההפרשה העיקרי אשר דרכו השומן מופרש כאשר יורדים במשקל.

הפחמן הדו-חמצני נפלט מהגוף אך ורק בתהליך הנשיפה. המים, לעומת זאת, יכולים לצאת במגוון דרכים – זיעה, שתן, דמעות, צואה, וכמובן, גם נשיפה (אדי מים). אבל עיקר המסה (אותם 84%) יוצאת דרך הנשימה.

אדם ממוצע השוקל 70 ק"ג, מבלי לבצע כל פעילות מיוחדת, מוציא כ-0.74 ק"ג של CO₂​ ביממה (על ידי שינה, מנוחה ופעילות קלה). ב-0.74 ק"ג אלה מסתתרים 203 גרם של פחמן שהופרש מהגוף.

האם אנחנו צריכים פשוט לנשום יותר?

אי לכך, אתם בוודאי חושבים לעצמכם – "אז כל מה שצריך לעשות זה פשוט לנשום יותר?". אז זהו שלא כל כך. גם אם תנשמו מהר יותר אין זה אומר שאתם מפרישים יותר פחמן דו חמצני, כך שככל הנראה תנשמו מהר לשווא.

מה שכן ניתן לעשות הוא להגביר את קצב ייצור הפחמן הדו חמצני על ידי הגברת המטבוליזים. איך עושים זאת? ניחשתם נכון – על ידי פעילות גופנית. פעילות גופנית גורמת לייצור מוגבר של פחמן דו חמצני שגורר עלייה בקצב הנשימה במטרה לפנות אותו ביעילות מהגוף.

פעילות גופנית אכן תסייע לכם להגביר את ההוצאה הקלורית היומית ולעשות שימוש בשומן כמקור אנרגיה, אך היא אינה הגורם המרכזי כאשר השיקול הוא ירידה במשקל.

השורה התחתונה: המאזן הקלורי הוא המלך

האמת המדעית עלולה לגרום לנו לחשוב שיותר פעילות פירושה יותר שריפת שומן, ומכיוון שחלק משמעותי מהשומן יוצא בזמן פעילות (בגלל הנשימה המוגברת), זה נכון. אך אל לנו לחשוב שפעילות גופנית היא הגורם המכריע בהליך הירידה במשקל.

במחקר של ראובן מירמן, שמציג ומסביר את מנגנון שריפת השומן באמצעות הנשימה, ישנה דוגמה שעוזרת לנו להבין מדוע יש לשים דגש על המאזן הקלורי כאשר בוחרים לרדת במשקל:

אם 500 גרם של סוכר (שהם כ-2000 קלוריות) מכילים 210 גרם פחמן, ויום שלם של מאמץ סביר מפריש בסך הכל כ-240 גרם פחמן, המשמעות היא שפשוט מאוד לצרוך מחדש את כל הפחמן שאיבדנו (ואף יותר) באמצעות כמות קטנה של מזון.

פעילות גופנית כאסטרטגיה לירידה במשקל ניתנת לסיכול בקלות על ידי כמויות קטנות יחסית של מזון עודף. לדוגמה, עוגה אישית (מאפין) בודדת במשקל 100 גרם מייצגת כ- 20% מסך דרישת האנרגיה היומית של אדם ממוצע.

אם 100 גרם מאפין מכיל מספיק קלוריות כדי לבטל 20% מסך הפחמן שאתם מנסים להפריש ביום שלם, קל להבין מדוע הכוח המניע העיקרי מאחורי הליך הירידה במשקל הוא עדיין קיום של מאזן קלורי שלילי.

כדי לרדת במשקל, הגוף חייב להיכנס למצב בו הוא "פותח את המנעול" של הפחמן האגור בתאי השומן (טריגליצרידים) ומאפשר לו להשתחרר כפחמן דו-חמצני.

לסיכום

למדנו שכאשר יורדים במשקל רקמת השומן אינה "נשרפת" לאנרגיה או מתנדפת בזיעה, אלא מופרשת באמצעות מנגנון הנשימה בצורת פחמן במהלך שלב הנשיפה. במילים אחרות, בכל פעם שאתם נושפים – אתם מוציאים שומן.

בהתאם לכך הדרך היעילה ביותר לרדת במשקל ו"לשרוף שומן" היא קיום של מאזן קלורי שלילי וניתן גם לשלב פעילות גופנית שתעזור להגדיל את ההוצאה הקלורית היומית או לחלופין – לנשוף יותר פחמן החוצה.

סימוכין

Meerman R, Brown A J. When somebody loses weight, where does the fat go? BMJ 2014; 349 :g7257 doi:10.1136/bmj.g7257