Kilo verdiğinde yağ nereye gider?

Kilo verdiğinde kaybettiğin yağın çoğu vücudundan nefesle, karbondioksit olarak çıkar. Hücrelerin yağı oksijenle birleştirir ve karbondioksite ve suya ayırır. Verdiğin her 10 kg yağın yaklaşık 8,4 kg'ı nefesle dışarı verilir, yaklaşık 1,6 kg'ı da su olarak vücuttan ayrılır. 1

Bu sayılar, Ruben Meerman ve Andrew Brown'ın 2014'te BMJ'de yayımlanan makalesinden geliyor; ikisi bir yağ molekülündeki her atomun nereye gittiğini tek tek hesapladı. 1 Bu sayfa bir kamp ateşiyle başlıyor, sonra tek bir yağ molekülünü yağ hücresinden akciğerlerine kadar izliyor, bütün tepkimeyi teraziye koyuyor ve herkesin hemen ardından sorduğu soruyla bitiyor: o zaman neden daha hızlı nefes almıyoruz?

Bir kamp ateşiyle başlayalım

Kamp ateşine kocaman bir kütük attığını düşün. Sabaha kütüğün çoğu gitmiştir. Geride kalan gri yığın küçüktür: yakacak odun, kuru ağırlığının yalnızca yaklaşık %1'i kadar kül bırakır. 21

Peki odunun geri kalanı nereye gitti? Havaya. Odun çoğunlukla karbon, hidrojen ve oksijenden oluşur; yandığında başlıca karbondioksit ve su açığa çıkar ve bunlar gaz olarak uçup gider. 21 Ateş seni ısıttı da, o sıcaklık da enerjidir. Ama odunun kendisi ısıya dönüşmedi. Atomları yeniden düzenlenip yeni moleküller oluşturdu ve o moleküller ortamdan ayrıldı. Kimyasal tepkimede kütle kaybolmaz. 1

Şimdi kütüğün yerine kendi vücudunu koy. Yağ senin depolanmış yakıtındır: vücudunun enerjiye ihtiyacı olana kadar yağ dokusunda saklanır. 6 Onu kullanmak için vücudunun oksijene ihtiyacı vardır, tıpkı ateşin havaya ihtiyacı olduğu gibi; o oksijeni de soluyarak alırsın. 1 Ortaya çıkan ürünler, ateşin ürettiği iki basit şeyle aynıdır: karbondioksit ve su. 1

Su, suyun her zaman çıktığı yollardan çıkar: idrar, ter, nefes ve gözyaşıyla, bir kısmı da dışkıyla. 1 Karbondioksit ise kanınla akciğerlerine taşınır ve onu nefesle dışarı verirsin. 8 Basit cevabın tamamı bu. Kaybedilen yağın ana çıkış kapısı akciğerlerin. 1

Kamp ateşi iyi bir resim, ama önemli birkaç yerde bozuluyor. Kimyayı masaya koyduktan sonra bu noktalara döneceğiz.

Çoğu insan nerede yanılıyor

Meerman ve Brown, pratisyen hekimlere, diyetisyenlere ve kişisel antrenörlere kaybedilen yağın nereye gittiğini sordu ve yaygın yanılgılarla karşılaştı. 1 En sık verilen cevap, yağın enerjiye ya da ısıya dönüştüğüydü. Diğer cevaplar, yağın dışkıyla atıldığı ya da kasa dönüştüğüydü. 1

Enerji cevabı kolay düşülen bir hata, çünkü yağı kullanmak gerçekten enerji açığa çıkarır. Yazarlar, "alınan enerji, harcanan enerji" mantrasının ve üniversitedeki biyokimya derslerinin enerji üretimine odaklanmasının bu yanılgının arkasında olduğundan şüpheleniyor. 1

Yağ neden düpedüz enerjiye dönüşemez

Yağın enerjiye dönüşmesi kütlenin korunumu yasasını çiğnemek olurdu. 1 Kimyasal bir tepkimede hiçbir atom yok edilmez; atomlar sadece eş değiştirir. Yani verdiğin yağdaki her atom tepkimeden sonra da oradadır ve bir şekilde vücudundan çıkması gerekir. 1

Fizik buna küçük bir dipnot ekler. Her enerji salınımına, E = mc² gereği çok küçük bir kütle kaybı eşlik eder. Besin enerjisi tabloları yağın gramına yaklaşık 37 kJ verir 14, yani 10 kg yağda yaklaşık 370 milyon joule vardır. Bunu ışık hızının karesine bölersen 20 kabaca 4 mikrogram çıkar: on bin gramın içinde bir gramın milyonda dördü. 14 20 Geri kalan her şey madde olarak vücuttan ayrılır.

Yağ neden düpedüz kasa dönüşemez

Kas proteinlerden, proteinler amino asitlerden yapılır ve her amino asit, azot içeren bir amino grubu taşır. 11 Ortalama yağ molekülünde, C55H104O6'da, hiç azot yoktur. 1 Bu yüzden yağ düpedüz kas proteinine dönüşemez. Bu kaynaklar sadece bileşim sorusunu çözer; yağın karbonunun bir kısmının yol boyunca başka moleküllere katılıp katılmadığını izlemezler.

Dışkı cevabı: yarı doğru

Yağdan oluşan suyun bir kısmı dışkıyla atılabilir. 1 Yağın kendisi ise atılmaz; Meerman ve Brown "dışkıyla atılır" cevabını yanılgılar arasında sayıyor. 1

Bir yağ molekülünün vücuttan çıkış yolu

Depolanmış yağ, yağ hücrelerinin içinde trigliserit olarak durur; trigliserit, yağ asitlerini depolamanın ve taşımanın en verimli biçimidir. 5 Bir trigliserit, üç yağ asidi zincirini tutan bir gliserol omurgasıdır. 5 6 İnsan yağındaki ortalama trigliseritte 55 karbon atomu, 104 hidrojen ve sadece 6 oksijen bulunur. 1

1. adım: yağ hücresi yağı bırakır

Vücudun yakıta ihtiyaç duyduğunda, sinirlerden ve hormonlardan gelen sinyaller yağın parçalanmasını başlatır. 5 22 Hormonlar arasında, adrenalinin de ait olduğu katekolaminler ailesi, kilit enzimlerden birinin en önemli harekete geçiricisidir. 5

Ardından üç enzim trigliseriti sırayla söker. İlk kesiği ATGL yapar, ikincisini çoğunlukla HSL üstlenir, işi MGL bitirir; geriye serbest yağ asitleri ve gliserol kalır. 5 Bu parçalanmaya lipoliz denir. 5 6 Gliserol ise ayrı bir yola, glikolize girer. 6

2. adım: kana karışma

Yağ asitleri yağ hücresinden kana geçer, albümin adlı bir kan proteinine tutunarak yolculuk eder ve sonunda vücudun dört bir yanındaki dokulara girer. 5 Her doku onları aynı ölçüde kullanmaz: beyin, yağ asitlerini yakıt olarak ancak zayıf biçimde kullanır. 23

3. adım: mitokondride doğranma

Hücrenin içinde bir yağ asidi, bir mitokondrinin zarından içeri taşınır; yağ asidinin bütün oksidasyonu orada gerçekleşir. 6 13 Beta oksidasyonu denen süreç onu iki karbonluk asetil parçalarına doğrar; bu parçalar asetil-KoA olarak taşınır. 6 9

Bu parçalar, mitokondrinin iç boşluğu olan matrikste sitrik asit döngüsünü besler. Döngünün her turu iki karbondioksit molekülü açığa çıkarır. 9 Tur tur, yağın karbonu burada nefesle dışarı vereceğin gaza dönüşür. 1 9

Hidrojenler başka bir yoldan gider. Elektronları, elektron taşıma zinciri boyunca son elektron alıcısı olan oksijene aktarılır; bu oksijen de hidrojen iyonlarını alarak su oluşturur. 10

4. adım: akciğerlerden dışarı

Karbondioksit, hücresel solunumun bir atık ürünüdür. 8 Kanda bunun yaklaşık %70'i bikarbonat olarak, yaklaşık %20'si hemoglobine bağlı olarak, %7 ile %10 arası da çözünmüş olarak taşınır. 8 Akciğerlerde serbest bırakılır ve nefesle dışarı verilir. 8

10 kg yağı teraziye koy

Meerman ve Brown, ortalama bir insan trigliseriti için tepkimenin tamamını yazdı 1:

C55H104O6 + 78 O2 → 55 CO2 + 52 H2O + enerji

10 kg yağa ölçeklendiğinde iki taraf da aynı ağırlıktadır 1:

Giren	Kütle	Çıkan	Kütle
Yağ	10 kg	Karbondioksit	28 kg
Soluduğun oksijen	29 kg	Su	11 kg
Toplam	39 kg	Toplam	39 kg

Oksijen, yağdan neredeyse üç kat ağırdır. 1

Şimdi sadece yağdan gelen atomları izle. 55 karbonun hepsi karbondioksite, 104 hidrojenin hepsi suya gider. Yağın 6 oksijeni 2'ye 1 oranında ayrılır: dördü karbondioksitin içinde nefesle verilir, ikisi su oluşturur. 1 Kütleleri topladığında yağın %84'ü karbondioksit, %16'sı su olarak çıkar; 10 kg'da bu 8,4 kg ve 1,6 kg eder. 1

O 28 kg karbondioksitin geri kalanı, soluduğun oksijenden gelir. 1 Yani solunan oksijen iki ürünün ikisinde de yer alır: hem karbondioksitte hem suda. 1

Atom sayısına göre değil, ağırlığa göre

%84, kütlenin payıdır. Atomları sayarsan tablo tersine döner: molekülün 165 atomundan 106'sı, yani 104 hidrojenin tamamı ve 2 oksijen, suya gider. 1 Hidrojen atomları o kadar hafiftir ki bu 106 atom, ağırlığın yalnızca %16'sını tutar.

Makaleden bir çekince daha: hesap, belirli fizyolojik koşullarda ya da hastalık durumlarında keton cisimleri olarak çıkabilen yağı dikkate almıyor. 1

Enerji nereye gider

Yağ yoğun bir yakıttır. Besin enerjisi tabloları gram yağ için 37 kJ (9 kcal), gram karbonhidrat için 17 kJ (4 kcal) kullanır. 14

Yağ oksitlendiğinde hücrelerin, açığa çıkan enerjinin bir kısmını taşıyıcı moleküllerde, en sık da ATP ve NADH'de yakalar. 13 ATP üretilirken ortaya çıkan enerjinin yaklaşık %60'ı ısı olarak açığa çıkar ve vücudunu çalışma sıcaklığında tutar. 7 Yani enerji ve atomlar ayrı yollardan gider: enerji ısı olarak ve taşıyıcı moleküllerde, atomlar karbondioksit ve su olarak. 1 7 13

Kamp ateşi benzetmesi nerede bozuluyor

İçinde alev yok. Hücrelerde oksidasyonu enzimler bir dizi küçük adımla yürütür; bu sayede tepkime vücut sıcaklığında gerçekleşebilir. 13

Kütük kül bırakır. Tamamen harcanan yağ ise geride karbondioksit ve sudan başka bir şey bırakmaz. 1 21

En büyük fark, kabın kendisine ne olduğu. Yanan kütük yok olur, ama yağ hücrelerin yerinde kalır ve küçülür. 2008'de Nature'da yayımlanan bir çalışma, yetişkinlerin zayıf da olsalar obez de olsalar, belirgin kilo kaybından sonra bile sabit sayıda yağ hücresi taşıdığını ve bu sayının çocukluk ve ergenlikte belirlendiğini buldu. 3 Hücreler yine de yenilenir: her yıl yağ hücrelerinin yaklaşık %10'u yenisiyle değişir, bu da her yetişkin yaşında ve her vücut ölçüsünde geçerlidir. 3

2014'teki bir çalışma, obezitesi olan 62 kadını gastrik bypass ameliyatından sonra iki yıl boyunca izledi. Vücut ağırlıkları %33 azaldı; yağ hücreleri küçüldü, ama sayıca azalmadı. 4

Yağı tek bir bölgeden yakabilir misin?

Yağ hücrelerinden kana çıkar ve kan onu vücudun dört bir yanındaki dokulara taşır. 5 Egzersiz çalışmaları da bu yolun düşündürdüğü sonucu buluyor.

Sağlıklı ve hareketsiz 24 yetişkinle yapılan bir çalışmada, altı hafta boyunca yalnızca karın egzersizi yapmak karın bölgesindeki deri altı yağı azaltmadı. 17 Bir başkasında 11 kişi 12 hafta boyunca tek bacağını çalıştırdı. Yağ kaybettiler, ama çalışan bacaktan değil, kollarından ve gövdelerinden. 18 2022'deki bir meta-analiz, yaşları 14 ile 71 arasında olan 1.158 katılımcıyla yapılmış 13 çalışmayı bir araya getirdi ve bölgesel yağ yakımına rastlamadı. 19

Hızlı nefes almak neden daha fazla yağ yakmaz

Karbondioksiti mutfağındaki çöp gibi düşün. Yemek pişirmek çöp kutusunu doldurur; poşeti daha sık dışarı çıkarmak hiçbir şey pişirmez. Vücudunda yemeği pişiren, yakıt kullanan hücrelerindir ve bunu yaparken atık ürün olarak karbondioksit üretirler. 8 Nefes vermek sadece poşeti dışarı taşır.

Vücudunun ihtiyacından hızlı nefes alırsan çoğunlukla sadece çöpü erken boşaltmış, kanındaki karbondioksiti düşürmüş olursun. 16 Çöp benzetmesi burada bozulur: boş çöp kutusu zararsızdır, ama kanındaki karbondioksit düştüğünde vücudun bunu fark eder. Hiperventilasyon denen hızlı ve derin nefes alıp verme sersemlik, baş dönmesi, halsizlik, uyuşma ya da karıncalanma yapabilir. 16 Sadece daha fazla nefes alarak yağ verilip verilemeyeceği sorusuna, çalışmanın yazarlarının üniversitesi net bir cevap veriyor: hayır. 2

Dinlenmekte olan 70 kg'lık biri için sayılar

Dinlenme hâlinde, karışık beslenen ortalama 70 kg'lık bir kişi dakikada yaklaşık 12 nefeste yaklaşık 200 ml karbondioksit verir. 1 Her nefes yaklaşık 33 mg karbondioksit taşır; bunun 8,9 mg'ı karbondur. 1

8 saat uyku, 8 saat dinlenme ve dinlenme hızını ikiye katlayan 8 saat hafif hareketten oluşan bir günde bu kişi 0,74 kg karbondioksit verir ve böylece 203 g karbon atar. 1 Karşılaştırma için: 500 g sofra şekerinde 210 g karbon ve 2.000 kcal enerji vardır. 1

Daha fazla karbon vermek için hücrelerinin daha fazla yakıt kullanması gerekir. Bir saatlik dinlenmenin yerine, dinlenme hızının yaklaşık yedi katında koşu koymak fazladan 39 g karbon attırır ve günün toplamını yaklaşık %20 artırarak 240 g'a çıkarır. 1

Yemek karbonu geri getirir

Her öğün karbonu geri getirir. 100 g'lık tek bir muffin, ortalama bir insanın günlük enerji ihtiyacının yaklaşık %20'sini karşılar. 1 Meerman ve Brown, kilo vermek için fiziksel aktiviteye dayanmanın görece küçük miktarda fazladan yiyecekle kolayca boşa gidebileceği sonucuna varıyor ve makaleleri o eski cümleye çıkıyor: "daha az ye, daha çok hareket et". 1

Karbon hesabının altında enerji dengesi yatar. Vücut ağırlığındaki değişim, yediğin besinlerdeki enerjiyle harcadığın enerji arasındaki farka bağlıdır ve insan fizyolojisi termodinamiğin birinci yasasına uyar. 15 Dinlenme hâlindeki enerji harcaması, harcadığın enerjinin yaklaşık üçte ikisini oluşturur ve dengenin bir parçasındaki değişim, diğer parçalarda telafi edici değişikliklere yol açma eğilimindedir. 15

Bu sayfa yağ kaybının kimyasını anlatır. Diyet ya da tıbbi tavsiye değildir.

Karbon sonra nereye gider

Bitkiler havadaki karbondioksiti stoma denen küçük gözeneklerden alır ve onu su ve güneş ışığıyla birlikte, enerji depolayan karbonhidratlar yapmak için kullanır. 12 Yani bir zamanlar yağında duran karbonun bir kısmı, bir gün bir ağacın parçası olabilir.