Особенности строения солей желчных кислот. Какую функцию выполняют желчные кислоты и какова их структура? Как избежать застоя желчи

Переваривание липидов в ЖКТ

Суточная потребность в липидах взрослого человека 70-100г в зависимости от энергозатрат, пола, возраста, климатических условий. 90% липидов пищи составляют ТАГ, 10% - фосфолипиды, эфиры холестерина, сфингозинсодержащие липиды. В составе липидов пищи в организм поступают полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), жирорастворимые витамины.

Липиды нерастворимы в воде, поэтому их переваривание возможно только на границе раздела жир/вода, которая увеличивается при эмульгировании липидов. Практически перевариваются только эмульгированные лииды. Для переваривания липидов необходимы следующие условия:

1. Наличие ферментов: липаз, фосфолипаз, эстераз, и др.

2. Наличие условий для эмульгирования жиров,

3. Оптимальное значение рН для активности ферментов.

Спинка языка содержит фермент – лингвальную липазу, который может расщеплять эмульгированные жиры пищи, например, молока. Слизистая оболочка желудка выделяет фермент липазу, который имеет низкую активность, т.к. нет условий для эмульгирования липидов и рН желудочного сока =1-2. Поэтому частичное переваривание липидов в желудке возможно только у детей до 1 года – расщепляются только липиды молока, т.к. они эмульгированы, и рН желудочного сока близка к оптимальной для липазы.

Основная масса липидов пищи переваривается в тонком кишечнике, где представлены все необходимые для этого условия: ферменты панкреатического происхождения(липаза, фосфолипазы и др.); рН кишечного сока 7-8, т.е. соответствует оптимальному значению для липолитических ферментов; имеются эмульгаторы: желчные кислоты, мыла, белки. Главная роль в эмульгировании липидов пищи принадлежит желчным кислотам, которые выделяются в составе желчи в ответ на поступление пищи в тонкий кишечник. По химической структуре они являются производными холановой кислоты.

Желчные кислоты: простые и парные

Простые : 1. Холевая (3,7,12 тригидроксихолановая)

2. дезоксихолевая (3,12 дигидроксихолановая)

3. хенодезоксихолевая (3,7.дигидроксихолановая)

Парные желчные кислоты образуются в результате комплексирования простых с таурином или гликоколом

Таурохолевая Гликохолевая

Комплексирование простых желчных кислот с гликоколом и таурином значительно повышает их растворимость и поверхностно-активные свойства. Желчные кислоты имеют амфифильный характер, т.к. содержат в своей структуре гидрофильную головку и гидрофобную часть.

Благодаря такому строению они адсорбируются на поверхности капли жира, погружаясь в неё гидрофобной частью. При этом поверхностное натяжение капли жира снижается, и она распадается на мелкие капли, которые обволакиваются слоем ПАВ. В результате образуется устойчивая эмульсия. Эмульгированные жиры (ТАГ) расщепляются ступенчато под действием липазы панкреатического происхождения на глицерин и жирные кислоты:

ТАГ → ДАГ → МАГ → Глицерин + 3 молекулы жирных кислот

40% ТАГ расщепляется полностью, 50% - до ДАГ и МАГ

Эфиры холестерина расщепляются под действием эстераз до холестерина и жирной кислоты. Продукты переваривания подвергаются всасыванию слизистой тонкого кишечника. Глицерин и жирные кислоты с числом углеродных атомов менее 10 и фосфорная кислота всасываются в виде водных растворов. Не растворимые в воде продукты переваривания липидов пищи: жирные кислоты с числом углеродных атомов более 10, холестерин, ДАГ, МАГ всасываются с участием желчных кислот, образуя с ними мицеллярные комплексы, растворимые в воде. При этом образуется гидрофобный центр, а гидрофильные радикалы липидов и желчных кислот располагаются на поверхности мицеллы. Мицеллы проходят в толщу слизистой оболочки кишечника, где распадаются. Желчные кислоты с током крови поступают в печень, а затем в составе желчи вновь попадают в кишечник, совершая кругооборот (гепатоэнтеральная циркуляция). Часть желчных кислот при этом теряется с калом.

Функции желчных кислот. 1.Эмульгируют липиды пищи. 2. Активируют липазу. 3. Участвуют во всасывании продуктов переваривания липидов.

4.Активируют перистальтику кишечника.

Нарушение желчеобразования и желчевыделения ведет к патологии переваривания липидов. Нерасщепленные жиры выделяются с калом и могут быть обнаружены в нем микроскопически. Этот симптом называется стеаторея . При этом с калом теряются витамины А,D,Е,К,F.

Стеаторея может иметь место при холецистите, панкреатите, гепатитах, циррозе печени.

Из всосавшихся продуктов переваривания липидов пищи в слизистой тонкого кишечника происходит синтез липидов, свойственных организму человека. Этот процесс называется ресинтез липидов.

Основным компонентом желчи являются органические кислоты. Эти соединения обеспечивают смешение жиров пищи с пищеварительным соком, в котором поджелудочной железой активирована липаза. Этот фермент необходим для расщепления жиров, которые в форме мельчайших капелек после гидролиза всасываются клетками слизистой тонкого кишечника. Там происходит их дальнейшая переработка с выводом вредного холестерина. И это только одна роль желчи из многих.

Что представляют собой компоненты кислоты в желчи?

Желчными кислотами еще называют холевые, холиевые или холеновые производные С23Н39СООН. Органические кислотные соединения входят в состав желчи и являются остаточными продуктами холестеринового обмена. Холены выполняют важные функции:

переваривания жиров с последующим их всасыванием;
поддержка роста и функционирования стабильной микрофлоры в кишечнике.

Помимо холевых кислотных соединений в жидкости содержатся хенодезоксихолевая и дезоксихолевая кислоты. Нормальная пропорция холевой, хенодезоксихолевой и дезоксихолевой веществ к желчи: 1: 1: 0,6, соответственно.

Если присутствуют желчные кислоты в моче, следует проверить работоспособность печени. В норме их количество не должно превышать 0,5 г или они должны отсутствовать.

Функции желчных кислот

Желчь наделена амфифильными свойствами. У соединения есть две части:

в виде боковой цепочки глицина или таурина, которые наделены гидрофильным качеством;
циклический участок молекулы - гидрофобным.

Амфифильность кислотных соединений наделяет их свойствами активной поверхности, позволяющими участвовать в переваривании, эмульгировании и всасывании жиров. Молекула соединения разворачивается так, чтобы ее гидрофобные ответвления погружались в жир, а гидрофильное кольцо - в водную фазу.

Это позволяет получить стабильную эмульсию. Благодаря активной поверхности, которая надежно сцепляется с обеими фазами при эмульгировании, улучшается процесс дробления одной капли жира на 106 мельчайших частичек. В таком виде жиры быстрее перевариваются и всасываются. Благодаря свойствам желчная жидкость:

активирует липолитические ферменты с преобразованием пролипазы в липазу, чем повышаются панкреатические свойства в несколько раз;
регулирует и налаживает перистальтику кишечника;
оказывает бактерицидные эффекты, что позволяет своевременно подавить гнилостные процессы;
способствует растворению продуктов липидного гидролиза, чем улучшает их всасывание и трансформацию в готовые вещества для обмена.

Синтез желчных кислот осуществляется в печени. Образуются соединения по циклу: после реагирования с жирами, большая их часть поступает обратно в печень для выработки новой порции жидкости. Организм ежесуточно выводит кислоту в количестве 0,5 г от всей ее циркулирующей массы, поэтому 90% массы поступает обратно в начальную точку синтеза. Полное обновление желчи происходит за 10 суток.

Если процессы желчеобразования нарушаются, что может произойти по причине закупорки желчного протока камнем, жиры не перевариваются должным образом, не поступают в полном объеме в кровеносную систему. Поэтому растворимые в жирах витамины не всасываются, в результате человек зарабатывает гиповитаминоз.

Первичные и вторичные кислоты

С помощью холестериновых гепатоцитов продуцируются первичные желчные кислоты, представленные группой хенодезоксихолевых и холевых соединений. Под воздействием ферментов, присутствующих в микрофлоре кишечника, первичные преобразуются во вторичные желчные кислоты, представленные литохолевой и дезоксихолевой группами.

Полученные кислотные вещества эмульгируются с жирами и всасываются в воротную вену, по которой поступают в печеночные ткани и в желчный пузырь. Микроорганизмы в кишечнике способны образовать свыше 20 наименований вторичных кислот, но все они, кроме дезоксихолевой и литохолевой, выводятся из организма.

Какую роль играют секвестранты?

Препараты, содержащие желчные кислоты, оказывают гиполипидемический эффект на человеческий организм. Применение этих средств искусственным образом снижает концентрацию холестерина в крови. Благодаря приему препаратов, снижается риск развития патологий сердечной мышцы и сосудов, ишемии и т. п. Секвестранты применяются для оказания комплексного и вспомогательного лечения при нарушениях в пищеварении.

Сегодня появилась другая группа медикаментов - статины. Они отличаются повышенной эффективностью и хорошими гиполипидемическими свойствами. Главное преимущество - минимальный набор побочных действий.

Метаболизм и его дисфункция

Получение желчной кислоты первичного типа осуществляется в цитоплазме печеночных клеток. После этого они направляются в желчь. Главный процесс метаболизма - конъюгирование, позволяющий повысить детергентность и амфифильность кислотных молекул. Энтерогепатическая циркуляция желчи состоит в выделении печеночными тканями растворимых в воде конъюгированных соединений. Таким образом, на первой стадии образуются КоА кислотные эфиры желчи.

На второй стадии присоединяются глицин или таурин. Происходит деконъюгирование, когда желчная масса поступает в протоки внутри печени и затем абсорбируется желчным пузырем, в котором происходит ее аккумулирование.

Захваченные жиры вместе с порцией кислой желчи частично всасываются стенками в желчном пузыре. Полученная масса поступает в 12-перстный отросток для ускорения липолизиса. В кишечной микрофлоре при воздействии ферментов кислоты модифицируются с образованием вторичных форм, которые затем формируют конечную желчную жидкость.

Циркулирование желчи в организме здорового человека совершается от 2 до 6 раз за 24 часа. Частотность зависит от режима питания. Следовательно, из 15-30 г желчнокислых солей, что равно 90%, в экскрементах могут обнаружиться 0,5 г, что соответствует ежедневному биосинтезу холестерина.

Нарушения метаболизма приводят к циррозу печени. Сразу снижается количество образуемой холевой кислоты. Это приводит к сбоям функции пищеварения. В достаточной мере не образуется дезоксихолевая кислота. В итоге суточный запас желчи снижается в половину.

Повышенная желчная кислотность в крови влияет на снижение частоты пульсаций с артериальным давлением, начинают разрушаться эритроциты, и понижается уровень СОЭ. Эти процессы происходят на фоне деструкции печеночных клеток, сопровождаются желтухой и кожным зудом.

Застой желчи (холестаз).

Пониженные количества кислот в кишечнике приводят к не перевариванию жиров, получаемых с едой. Сбивается процесс всасывания жирорастворимых витаминов, что приводит к гипо- или авитаминозу с нехваткой витаминов А, D, K. У человека падает показатель свертываемости крови из-за недостатка витамина К, обнаруживается большое количество не переваренного жира в каловых массах (стеаторея). При сбоях в резорбции при билиарном печеночном циррозе развивается куриная слепота с недостатком витамина А, остеомаляция с нехваткой витамина D.

Сбой в метаболизме ведет к ослабеванию печеночного поглощения желчи. Дисбаланс приводит к развитию холестаза. Это заболевание характеризуется застоем желчи в печеночных тканях. Пониженные ее количества не доходят до двенадцатиперстной кишки.

Нередко при холестазе наблюдается повышение внутрипеченочных концентраций желчи, что способствует цитолизу гепатоцитов, которые организм начинает атаковать как детергентов. При нарушении энтерогепатической циркуляции снижается абсорбционное свойство кислот. Но этот процесс является вторичным. Он вызван обычно холецистэктомией, хроническим панкреатитом, целиакией, муковисцидозом.

Повышенная кислотность в желудке образуется при попадании желчи не в 12-перстную кишку, а в желудочный сок. Понизить уровень кислотности можно специальными препаратами - ингибиторами протонной помпы, которые защитят стенки желудка от агрессивного воздействия желчи.

Они представляют собой органические кислоты, которые являются особыми компонентами желчи и играют важную роль при всасывании и переваривании жиров, а также участвуют в переносе липидов в водной среде. Ко всему прочему, желчные кислоты представляют собой конечный продукт обмена холестерина.

Структура кислот

Химическая структура желчной кислоты является производной холановой кислоты (C23H39COOH). К ее кольцевой структуре происходит присоединение одной или нескольких гидроксильных групп. Холановые и желчные кислоты включают в себя 5 углеродных атомов, в конце которых находится COOH. Желчь человека содержит холевую (3-альфа, 7-альфа, 12-альфа-триокси-5-бета-холановая) и хенодезоксихолевую кислоту, а также в толстой кишке происходит преобразование первичных кислот во вторичные, содержащие дезоксихолевую, литохолевую, аллохолевую и урсодезоксихолевую кислоты. У взрослого человека они должны составлять: литохолевая – 2 %, хенодезоксихолевая - 34 %, холевая- 38 %, дезоксихолевая - 28 %.

Биологическая роль

Важную роль желчные кислоты играют в пищеварительной системе человека. В первую очередь они эмульгируют пищевые жиры. Во-вторых, выполняют роль перевозчика, который переносит труднорастворимые в воде витамины - продукты гидролиза жира. Во время процесса эмульгирования происходит дробление сложных частиц на более мелкие, что позволяет им лучше усвоиться. Третья роль желчных кислот – это активация липолитических ферментов.

Функция кислот

Какую функцию выполняют желчные кислоты в организме человека? Благодаря своей структуре, в которой содержится гидроксильная группа, а также их соли, обладающие свойством детергента, кислотное соединение способно расщепить липиды и принимать участие во всасывании и их переваривании.

Помимо всего, выполняют желчные кислоты функцию регулировки синтеза холестерина в печени. К тому же холевые кислоты нейтрализуют желудочный сок, который поступает в кишечник вместе с пищей. Способствует подавлению бродильных и гнилостных процессов за счет проявления бактерицидных действий. Желчные кислоты усиливают перистальтику кишечника, чем предотвращают возникновение запора. Также они принимают участие в водно-электролитном обмене. Холевые кислоты способствуют росту полезной микрофлоры кишечника. Также важной является роль желчных кислот в переваривании липидов. Это позволяет им лучше усваиваться и трансформировать вещества для обмена.

Образование кислот

Образование кислот происходит во время процесса переработки холестерина печенью. Когда пища попадает в желудок, происходит сжатие желчного пузыря и выброс порции желчи в 12-перстную кишку. На этой начальной стадии происходит процесс расщепления и усвоение жиров. Происходит всасывание жирорастворимых витаминов. Когда пищевой комок достигнет тонкого кишечника, появятся в крови желчные кислоты. После в процессе кровообращения они начнут поступать в печень.

Классификация холеновых кислот

Желчные кислоты делятся на две группы: первичные и вторичные.

Первичные состоят из хенодезоксихолевых и холевых соединений. Они образуются непосредственно в печени. Вторичные возникают у человека в кишечнике за счет воздействия микрофлоры на первичные кислоты.

Происходит синтез аллохолевых, литохолевых, урсодезоксихолевых и дезоксихолевых молекул. Микроорганизмы в кишечнике образуют около 20 различных вторичных кислот. Только две молекулы: литохолевая и дезоксихолевая возвращаются обратно в печень человека путем всасывания в кровяное русло. Остальные выводятся вместе с калом. Первичные кислоты, перед тем как попасть в кишечник, соединяются с таурином, аминокислотами и глицином. В результате чего происходит образование тауродезоксихолевых, гликолевых молекул. В науке они называются парными. За счет своего сложного состава они выполняют различные функции организма.

Кислоты и липиды

Переваривание липидов происходит в двенадцатиперстной кишке. Именно туда поступает липаза вместе соком поджелудочной железы, а также конъюгированные кислоты, которые входят в состав желчи. Также с желчью поступают вещество, которое стабилизирует липазу.

Холевые кислоты точно так же, как амфифильные соединения, преобразуются на границе жира и воды. Гидрофильная погружается в воду, а вот гидрофобная в жир, что приводит к разделению капель жира и увеличивает их количество. Липаза сорбируется на поверхности мицелл, она гидролизует эфирные связи в молекулах липидов. Происходит высвобождение жирных кислот, которые усиливают липидное эмульгирование. Примерно 3/4 липидов всасываются в кишечник в виде моноациглицеридов, а также в небольшом количестве нераспавшихся жиров.

Холевые кислоты образуют с жирными кислотами мицеллы, которые позволяют проникнуть в клетки слизистой. После чего происходит высвобождение желчных кислот в кровоток. Кровь поступает в печень и затем происходит секретирование в желчные капилляры. В сутки организм теряет около 0,3 граммов желчных кислот, они выходят вместе с калом. Потеря холевых кислот восполняется за счет синтеза, происходящего в печени.

Нарушение в работе кислот

Нарушение оттока желчи называют холестаз. Пища, которая потребляется в течение дня, влияет на желчь, а также на секреторную жидкость. В момент переваривания жидкость смешивается с холевыми кислотами, растворяя их и очищая организм от токсинов. Также помогает усваиваться аминокислотам и витаминам. С наступлением перерыва в приеме пищи, желчь также продолжает выделяться, но уже поступает в желчный пузырь. Она скапливается в пузыре до нового приема еды. Жидкость проходит по двенадцатиперстной кишке, объединяясь с секреционной жидкостью, которую выделяет печень.

Холестаз делят на два типа:

Внутрипеченочный – этот тип возникает при заболевании или проблеме с печенью. Он может быть вызван инфекцией или вирусом, а также хроническим заболеванием организма в целом.
Внепеченочный – этот тип возникает при заболевании поджелудочной железы или двенадцатиперстной кишки.

Причина нарушения

При циррозе печени, а также при гепатите происходит нарушение протока желчи. Так как желчь проходит по протокам, то при заболевании органов пищеварения могут возникнуть проблемы с ее прохождением. Причины возникновения нарушения желчегонного свойства следующие:

большое содержание холестерина в желчи может привести к нарушению липидного обмена веществ в организме;
однообразное питание может привести к ограниченному оттоку жидкости;
тяжелые заболевания печени, такие как цирроз или рак, также вызывают меньший отток;
маленькое содержание липидов препятствует сгущению желчи;
при заболевании желчного пузыря возникают проблемы с оттоком;
у женщин проблемы с желчными кислотами возникают при беременности, а также при климаксе;
нестабильный эмоциональный фон и прием антидепрессантов также ведут к нарушению.

Плохая проходимость желчи может вызвать более серьезную проблему - это ее застой. При эмульгации липидов желчные кислоты выводят из организма лишний билирубин и холестерин. Застой приведет к поносу, вздутию живота и метеоризму. Из-за того, что холестерин будет попадать в кровь, велика вероятность появления атеросклероза. Возникает риск возникновения холецистита, что может привести к образованию камней. Возникает недостаток холевых кислот, из-за чего не происходит переваривание сложных липидов и усвоение жирорастворимых витаминов в организме. У человека возникает синдром мальабсорбции.

Токсины и вредные организмы не уничтожаются и не выводятся при помощи желчных кислот, а наоборот, развиваются в организме человека, вызывая опасные заболевания. Большое количество желчи приводит к повреждению печени разрушению. Заболевание желчного пузыря может привести к желтухе.

Диагностика кислот

Одним из способов узнать содержание желчных кислот в организме является биохимический анализ на желчные кислоты. Его назначает доктор в том случае, если возникли подозрения на сбой в работе печени. Уровень их повышается даже при небольшой патологии. Первичными симптомами для доктора служат следующие факторы:

резкая потеря веса:
высыпание и кожный зуд:
размер печени увеличивается:
сухость кожи.

Изменение нормы в количестве желчных кислот может возникнуть у женщин в период беременности. Поэтому помимо сдачи анализа, требуются и другие исследования для точной картины заболевания.

Лечение и восстановление работы желчных кислот

При возникновении незначительных проблем с проходимостью желчи врач может назначить желчегонные препараты, которые способствуют улучшению ее оттока. Помимо медикаментозного лечения, доктор предлагает и народные средства, которые способствуют проходимости. В основном, это желчегонные травы, а также настой из шиповника.

При возникновении инфекционной проблемы, связанной с застоем желчи, доктор выписывает антибиотики и спазмолитики.

При сильном застое требуется хирургическое вмешательство. Хирург делает операцию в зависимости от того места, где произошел сбой. Основной задачей врача является восстановление протока желчи в печень. Для этого ставятся специальные дренажи. Они способствуют протоку желчных кислот и восстанавливают тем самым их функции. Если протокам желчи мешает камень, его удаляют. Удаление камня может происходить как хирургическим путем, так и при помощи лазера.

В сложных случаях происходит удаление желчного пузыря, а проток пускают прямо в двенадцатиперстную кишку.

Как избежать застоя желчи?

Для лучшей работы желчных кислот нужно соблюдать простые правила. Еда должна быть разнообразной и съедаться в одно и то же время. Ограничить потребление очень жирной пищи, применять небольшое количество соли в пищу. Для людей, перенесших удаление желчного пузыря, врачи рекомендуют диету № 5, которая содержит полезные вещества и способствует восстановлению организма.

Для того чтобы желчь выделялась в достаточном количестве и не происходил ее застой, важно двигаться. Застой желчных кислот может быть вызван не только неправильным питанием, но также сидячей и малоподвижной работой.

Работа желчных кислот зависит от человека и его образа жизни. Даже генетически расположенные к проблемам люди могут избежать их появления, соблюдая правильный образ жизни и консультируясь со специалистом. Важно включить в свой день зарядку, простую гимнастику, больше гулять на свежем воздухе. Не нужно перегружать организм, лучше всего подходит умеренная физическая активность. Желчная кислота играет важную роль в пищеварительной системе.

Желчные кислоты являются основной составной частью желчи, на их долю приходится около 60% органических соединений желчи. Желчным кислотам принадлежит ведущая роль в стабилизации физико-коллоидных свойств желчи. Они участвуют во многих физиологических процессах, нарушение которых способствует формированию широкого спектра гепатобилиарной и кишечной патологии. Несмотря на то что желчные кислоты имеют схожее химическое строение, они не только обладают разнообразными физическими свойствами, но и значительно отличаются по своим биологическим характеристикам.

Основное предназначение желчных кислот хорошо известно - участие в переваривании и абсорбции жиров. Однако их физиологическая роль в организме значительно шире, например, генетически обусловленные нарушения их синтеза, биотрансформации и/или транспорта могут закончиться тяжелой патологией со смертельным исходом или быть причиной трансплантации печени. Следует отметить, что успехи в изучении этиологии и патогенеза целого ряда заболеваний гепатобилиариой системы, в которых доказана роль нарушенного обмена желчных кислот, дали серьезный толчок к производству лекарственных препаратов, влияющих на различные звенья патологического процесса.

Физико-химическая характеристика

В медицинской литературе термины «желчные кислоты» и «соли желчных кислот» используются в качестве синонимов, хотя с учетом их химической структуры название «соли желчных кислот» является более точным.

По химической природе желчные кислоты являются производными хода новой кислоты (рис. 3.5) и имеют сходную структуру, отличающую их по количеству и расположению гидроксильных групп.

В желчи человека в основном содержатся холевая (3,7,12-гриоксихолановая), деоксихолевая (3,12-диоксихолановая) и хенодеоксихолеиая (3,7-диоксихолановая) кислоты (рис. 3.6). Все гидроксильные группы имеют α-конфигурацию и поэтому обозначены пунктирной линией.

Кроме того, в желчи человека в небольшом количестве содержатся лигохолевая (3α-оксихолановая) кислота, а также аллохолевая и уреодеоксихолевая кислоты - стереоизомеры холевой и хенодеоксихолевой кислот.

Желчные кислоты, так же как и лецитины желчи и холестерин, являются амфифильными соединениями. Поэтому на границе раздела двух сред (вода/ воздух, вода/липид, вода/углеводород) их гидрофильная часть молекулы будет направлена в водную среду, а липофильная часть молекулы будет обращена в липидную среду. Нa этом основании их подразделяют на гидрофобные (липофильные) желчные кислоты и гидрофильные желчные кислоты. К первой группе относятся холевая, деоксихолевая и литохолевая, а ко второй - урсодеоксихолевая (УДХК) и хенодеоксихолевая (ХДХК).

Гидрофобные ЖК вызывают важные пищеварительные эффекты (эмульгация жиров, стимуляция панкреатической липазы, образование мицелл с жирными кислотами и др.), стимулируют выход в желчь холестерина и фосфолипидов, снижают синтез α-интерферона гепатоцитами, а также обладают выраженным детергентным свойством. Гидрофильные ЖК дают также пищеварительный эффект, но снижают кишечную абсорбцию холестерина, его синтез в гепатоците и поступление в желчь, уменьшают детергентное действие гидрофобных ЖК, стимулируют выработку гепатоцитами α-интерферона.

Синтез

Желчные кислоты, синтезируемые из холестерина в печени, являются первичными . Вторичные ЖК образуются из первичных желчных кислот под влиянием кишечных бактерий. Третичные желчные кислоты - результат модификации вторичных ЖК кишечной микрофлорой или гепатоцитами (рис. 3.7). Суммарное содержание ЖК: хенодеоксихолевая - 35%, холевая - 35%, деоксихолевая - 25%, уреодеоксихолевая - 4%, литохолевая - 1%.

Желчные кислоты являются конечным продуктом метаболизма холестерина в гепатоците. Биосинтез желчных кислот является одним из важных путей выведения холестерина из организма. ЖК синтезируются из неэтерифицированного холестерина в гладкой эндоплазматической сети гепатоцита (рис. 3.8) в результате ферментативных превращений с окислением и укорочением его боковой цепи. Во всех реакциях окисления участвует цитохром Р450 гладкого эндоплазматической сети гепатоцита - мембранного фермента, катализирующего монооксигеназные реакции.

Определяющей реакцией в процессе биосинтеза ЖК является окисление XC в 7α-положенин, которое происходит в гладком эндоплазматическом ретикулуме гепатоцита при участии холестерол-7α-гидроксмлазы и цитохрома Р450 (CYP7A1). В ходе этой реакции происходит преобразование плоской молекулы XC в L-образную. что обеспечивает ей устойчивость к осаждению кальцием. Окисляется в желчные кислоты и таким образом выводится из организма до 80% общего пула XC.

Лимитирует синтез желчных кислот 7α-гидроксилирование холестерина холестерол-7α-гидроксилазой в микросомах. Активность этого фермента регулируется количеством абсорбировавшихся в тонкой кишке ЖК по типу обратной связи.

Ген CYP7A1, кодирующий синтез 7α-редуктазы, расположен на хромосоме 8. Экспрессия гена регулируется многими факторами, однако основным из них являются ЖК. Экзогенное введение ЖК сопровождается снижением синтеза ЖК на 50%, прерывание ЭГЦ - увеличением их биосинтеза. На стадии синтеза желчных кислот в печени ЖК, особенно гидрофобные, активно подавляют транскрипцию гена CYP7A 1. однако механизмы этого процесса длительное время оставались невыясненными. Открытие фарнезилового Х-рецептора (farnesoid X receptor, FXR) - ядерного рецептора гепатоцита, который активируется только ЖК. позволило уточнить некоторые из этих механизмов.

Ферментативное 7α-гидроксилпрование холестерина является первым шагом на пути превращения его в ЖК. Последующие шаги биосинтеза ЖК состоят в перемещении двойных связей на стероидном ядре в различные положения, в результате чего происходит разветвление синтеза в направлении холевой или хенодеоксихолевой кислоты. С помощью ферментативного 12α-гидроксилирования холестерина посредством расположенной в эндоплазматическом ретикулуме 12α-гмдроксилазы происходит синтез холеной кислоты. Когда ферментативные реакции на стероидном ядре заканчиваются, две гидроксигруппы являются предступенями для хенодеоксихолевой кислоты, а три гидроксигруппы - предступенями для холеной кислоты (рис. 3.9).

Имеются также и альтернативные пути синтеза ЖК с помощью других ферментов, но они играют менее важную роль. Так. активность стерол-27-гидроксилазы, переносящей в молекуле холестерина гидроксильную группу в позицию 27 (CYP27A1), повышалась пропорционально активности холсстерол-7α-гидроке плазы и также изменялась по типу обратной связи в зависимости от количества желчных кислот, поглощенных гепатоцитом. Однако эта реакция менее выражена по сравнению с изменением активности холестерол-7α-гидроксилазы. В то время как суточный ритм активности стсрол-27-гидроксилазы и холестсрол-7α-гидроксилазы изменяется более пропорционально.

В печеночной клетке человека синтезируются холевая и хенодеоксихоле-вая кислоты, они называются первичными. Соотношение холевой и хенодеоксихолевой кислот составляет 1:1.

Суточный дебит первичных желчных кислот, по разным данным, колеблется от 300 до 1000 мг.

В физиологических условиях свободные ЖК практически не встречаются и секретируются преимущественно в виде конъюгатов с глицином и таурином. Конъюгаты желчных кислот с аминокислотами являются более полярными соединениями, чем свободные ЖК, что позволяет им легче сегрегироваться через мембрану гепатоцита. Кроме того, конъюгированные ЖК имеют меньшую критическую концентрацию мицеллообразования. Коньюгирование свободных желчных кислот осуществляется с помощью лизосомного фермента гепатоцита N-ацетилтрансферазы. Реакция протекает в два этапа при участии ATФ и в присутствии ионов магния. Соотношение глициновых и тауриновых конъюгатов желчных кислот составляет 3:1. Физиологическое значение конъюгированных желчных кислот заключается еще и в том, что, согласно последним данным, они способны влиять на процессы клеточного обновления. ЖК частично выделяются и в виде других конъюгатов - в соединении с глтокуроновой кислотой и в виде сульфатированных форм (при патологии). Сульфатирование и глюкуронирование желчных кислот приводит к уменьшению их токсических свойств и способствует экскреции с фекалиями и мочой. У больных с холестазом часто увеличивается концентрация сульфатированных и глюкуронированных конъюгатов желчных кислот.

Выведение желчных кислот в желчные капилляры происходит с помощью двух транспортных белков (см рис. 3.8):

Переносчика, обозначаемого как белок устойчивости ко многим лекарствам (multidrag resistance protein - MRP, MDRP), который переносит двухвалентные, глюкуронированные или сульфатированные конъюгаты желчных кислот;

Переносчика, обозначаемого как насос выведения желчных кислот (ПВЖК) (bile salt export pump, BSEP, кодируемый геном ABCB11), который переносит одновалентные ЖК (например, таурохолевую кислоту).

Синтез ЖК является устойчивым физиологическим процессом, генетические дефекты синтеза желчных кислот встречаются достаточно редко и составляют приблизительно 1-2% холестатических поражений у детей.

Последними исследованиями показано, что определенная часть холестатических поражений печени у взрослых также может быть связана с наследственным дефектом биосинтеза ЖК. Выявлены дефекты синтеза ферментов, осуществляющих модификацию холестерина как по классическому (холестерин 7α-гидроксилаза, CYP7A1), так и альтернативному пути (оксистерол 7α-гидроксилаза, CYP7B1), 3β-гидрокси-С27-стероид дегидрогеназа/изомераза, δ-4-3-оксмстероид 5β-редуктаза и др.). Для утих пациентов важен ранний диагноз, так как некоторые из них могут успешно лечиться диетой, дополненной желчными кислотами. При этом достигается двойной эффект: во-первых, замещаются отсутствующие первичные ЖК; во-вторых, регулируется синтез желчных кислот по принципу обратной связи, в результате чего снижается продукция гепатоцитами токсических промежуточных метаболитов.

В синтез ЖК могут вмешиваться различные гормоны и экзогенные вещества. Например, инсулин влияет на синтез ряда ферментов, таких как CYP7A1 и CYP27A1, а гормоны щитовидной железы вызывают генную транскрипцию СУР7А1 у крыс, хотя влияние гормонов щитовидной железы на регулирование CYP7A1 у людей еще остается спорным.

Недавними исследованиями установлено влияние различных препаратов на синтез желчных кислот: фенобарбитала, действующего через ядерный рецептор (CAR) и рифамницина через Х-рецептор (PXR), которые подавляют транскрипцию CYP7A1. Кроме того, установлено, что активность CYP7A1 подвержена суточным колебаниям и связана с ядерным рецептором гепатоцита HNF-4α. Синхронно с активностью CYP7A1 изменяется и уровень FGF-19 (фактор роста фибробластов).

Желчные кислоты влияют на процессы желчеобразования. При этом выделяют кислотозависимую и кислотонезависимую фракции желчи. Желчеобразование, зависимое от секреции желчных кислот, связано с количеством в желчных канальцах осмотически активных желчных кислот. Объем образующейся при этом желчи находится в линейной зависимости от концентрации желчных кислот и обусловлен их осмотическим эффектом. Образование желчи, не зависимое от желчных кислот, связано с осмотическим влиянием других веществ (бикарбонатов, транспортом ионов натрия). Имеется определенная взаимосвязь между этими двумя процессами желчеобразования.

На апикальной мембране холангиоцита в высокой концентрации выявлен белок, получивший в иностранной литературе сокращенное название CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). CFTR - мембранный белок, обладающий полифункциональностью, в том числе и оказывающий регуляторное влияние на хлорные каналы и секрецию бикарбонатов холангноцитами. Желчные кислоты как сигнальные молекулы влияют через эти механизмы на секрецию бикарбонатов.

Потеря белком CFTR способности влиять па функцию хлорных каналов приводит к тому, что желчь становится вязкой, развивается гепатоцеллюлярный и канальцевый холестаз, который приводит к целой серии патологических реакций: задержке гепатотоксических желчных кислот, продукции медиаторов воспаления, цитокинов и свободных радикалов, усилению перекисного окисления липидов и повреждению клеточных мембран, поступлению желчи в кровь и ткани и к уменьшению количества или даже отсутствию желчи в кишечнике.

На процессы холереза оказывают влияние глюкагон и секретин. Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами гепатоцита, а секретина - с рецепторами холангиоцитов. Оба гормона приводят к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению внутриклеточного уровня цАМФ и активации цАМФ-зависимых Cl- и НCO3 секреторных механизмов. R результате происходит секреция бикарбонатов и увеличивается холерез.

Вслед за желчными кислотами выделяются электролиты и вода. Возможны 2 пути их транспорта: чресклеточный и околоклеточный. Считается, что основным является околоклеточный путь через так называемые плотные контакты.

Предполагается, что вода и электролиты из межклеточного пространства через плотные контакты проходят в желчные капилляры, а избирательность экскреции обусловлена наличием отрицательного заряда в месте плотного контакта, который является барьером для обратного заброса веществ из желчного капилляра в синусоидальное пространство. Желчные протоки также способны продуцировать жидкость, богатую бикарбонатами и хлоридами. Этот процесс регулируется в основном секретином и частично другими гастроинтестинальными гормонами. ЖК в составе желчи по внутри- и внепеченочным протокам попадают в желчный пузырь, где находится основная их часть, которая по мере необходимости поступает в кишечник.

При билиарной недостаточности, сопровождающей большинство заболеваний гепатобилиарной системы, нарушается синтез ЖК. Например, при циррозе печени наблюдается уменьшенное образование холевой кислоты. Поскольку бактериальное 7α-дегидроксилирование холевой кислоты в деокенхолевую при циррозе печени также нарушено, то отмечается уменьшение количества и деоксихолевой кислоты. Хотя при циррозе печени биосинтез хенодеоксихолевой кислоты протекает без повреждений, общий уровень ЖК вследствие уменьшения синтеза холевой кислоты уменьшается примерно наполовину.

Уменьшение общего количества ЖК сопровождается снижением их концентрации в тонкой кишке, что приводит к нарушению пищеварения. Хроническая билиарная недостаточность проявляется различными клиническими симптомами. Так, нарушение резорбции жирорастворимых витаминов может сопровождаться куриной слепотой (дефицит витамина А), остеопорозом или остеомаляцией (дефицит витамина D), нарушением свертывания крови (дефицит витамина К), стеатореей и другими симптомами.

Энтерогепатическая циркуляция

При приеме пищи желчь поступает в кишечник. Основное физиологическое значение ЖК заключается в эмульгировании жиров за счет уменьшения поверхностного натяжения, благодаря чему увеличивается площадь для действия липазы. Являясь поверхностно активными веществами, желчные кислоты в присутствии свободных жирных кислот и моноглицеридов адсорбируются на поверхности капелек жира и образуют тончайшую пленку, препятствующую слиянию мельчайших капелек жира и более крупные. Желчные кислоты ускоряют липолиз и усиливают абсорбцию жирных кислот и моноглицеридов в тонкой кишке, где под воздействием липаз и при участии солей ЖК образуемся мельчайшая эмульсия в виде липоидно-желчных комплексов. Эти комплексы активно всасываются энтероцитами, в цитоплазме которых происходит их распад, при этом жирные кислоты и моноглицериды остаются в энтероците, а ЖК в результате их активного транспорта из клетки поступают обратно в просвет кишки и вновь принимают участие в катаболизме и всасывании жиров. Эта система обеспечивает многократное и эффективное использование ЖК.

Тонкая кишка участвует в поддержании гомеостаза желчных кислот. Установлено. что фактор роста фибробластов 15 (FGF-15) - белок, выделяемый энтероцитом, в печени способен подавлять экспрессию гена, кодирующего холестерол-7α-гидроксилазу (CYP7A1, которая лимитирует скорость синтеза желчных кислот по классическому пути. Экспрессия FGF-15 в топкой кишке стимулируется желчной кислотой через ядерный рецептор FXR. В эксперименте показано, что у мышей, имеющих дефицит FGF-15, увеличивается активность холестерол-7α-гидроксилазы и фекальная экскреции желчных кислот.

Кроме того, ЖК активируют панкреатическую липазу, в связи с этим способствуют гидролизу и всасыванию продуктов переваривания, облегчают всасывание растворимых в жирах витаминов A, D, Е, К, а также усиливают перистальтику кишечника. При обтурационной желтухе, когда ЖК не поступают в кишечник, или при их потере через наружную фистулу более половины экзогенного жира теряется с калом, т.е. не всасывается.

Учитывая тот факт, что процесс желчеобразования непрерывен, за ночной период суток практически весь пул ЖК (около 4 г) находится в желчном пузыре. В го же время для нормального пищеварения в течение суток человеку необходимо 20-30 г желчных кислот. Это обеспечивается за счет энтерогепатической циркуляции (ЭГЦ) желчных кислот, суть которой заключается в следующем: желчные кислоты, синтезированные в гепатоците, через систему желчных протоков попадают в двенадцатиперстную кишку, где принимают активное участие в процессах метаболизма и всасывания жиров. Большая часть ЖК всасывается преимущественно в дистальном отделе тонкой кишки в кровь и через систему воротной вены вновь доставляется в печень, где реабсорбируется гепатоцитами и вновь выделяется с желчью, заканчивая энтерогепатический кругооборот (рис. 3.10). В зависимости от характера и количества принятой пищи количество энтерогепатических циклов в течение суток может достигать 5-10. При обтурации желчных путей ЭГЦ желчных кислот нарушается.

В нормальных условиях 90-95% ЖК подвергается обратному всасыванию. Реабсорбция происходит за счет как пассивного, так и активного всасывания в подвздошной кишке, а также пассивного обратного всасывания в толстой кишке. При этом илеоцекальный клапан и скорость перистальтики тонкой кишки регулируют скорость продвижения химуса, что в конечном итоге отражается на реабсорбции ЖК энтероцитами и их катаболизме бактериальной микрофлорой.

В последние годы доказана важная роль ЭГЦ желчных кислот и холестерина в билиарном литогенезе. При этом особое значение в нарушении ЭГЦ желчных кислот придается кишечной микрофлоре. При ненарушенной ЭГЦ желчных кислот лишь небольшая их часть (около 5-10%) теряется с фекалиями, что восполняется новым синтезом.

Таким образом, энтерогепатическая циркуляция ЖК имеет важное значение в обеспечении нормального пищеварения и только сравнительно небольшая их потеря с калом восполняется за счет дополнительного синтеза (примерно 300-600 мг).

Повышенные потери ЖК компенсируются усиленным синтезом в гепатоците, однако максимальный уровень синтеза не может превышать 5 г/сут, что может быть недостаточным при выраженном нарушении реабсорбции ЖК в кишечнике. При патологии подвздошной кишки или при ее резекции всасывание ЖК может резко нарушаться, что определяется по значительному увеличению их количества в кале. Снижение концентрации ЖК в просвете кишечника сопровождается нарушением абсорбции жиров. Аналогичные нарушения в энтерогепатической циркуляции ЖК происходят и при применении так называемых холатных (клешневидных) химических соединений, таких, например, как холестирамии. Ha энтерогепатическую циркуляцию ЖК влияют и невсасывающиеся антациды (рис. 3.11).

Примерно 10-20% ЖК минуют илеоцекальный клапан и поступают в толстую кишку, где метаболизируются ферментами анаэробной кишечной микрофлоры. Эти процессы имеют важное значение для полноценной энтерогепатической циркуляции ЖК, гак как конъюгированные ЖК плохо всасываются слизистой оболочкой кишечника.

Конъюгаты холевой и хенодеоксихолевой кислоты частично деконъюгируются (отщепляются аминокислоты таурин и глицин) и дегидроксидируются. в результате чего происходит образование вторичных желчных кислот. Кишечная микрофлора с помощью своих ферментов способна образовывать 15-20 вторичных желчных кислот. Из тригидроксилированной холевой кислоты образуется дигидроксилированная деоксихолевая кислота, а из дигидроксилированной хенодеоксихолевой кислоты - моногидроксилированная литохолевая кислота.

Деконъюгация позволяет ЖК повторно входить в энтерогепатическую циркуляцию через портальную систему, откуда они возвращаются в печень и вновь конъюгируются. Антибиотики, подавляя кишечную микрофлору, приводят к угнетению энтерогепатической циркуляции не только ЖК, но и других метаболитов, экскретируемых печенью и участвующих в энтерогепати ческой циркуляции, увеличивая их фекальную экскрецию и уменьшая содержание в крови. Например, уровень в крови и время полувыведения эстрогенов, содержащихся в контрацептивных средствах, уменьшается на фоне приема антибиотиков.

Литохолевая кислота наиболее токсичная, всасывается медленнее по сравнению с деоксихолевой. При замедлении пассажа содержимого кишечника количество всосавшейся литохолевой кислоты увеличивается. Биотрансформация ЖК с помощью микробных ферментов имеет важное значение для организма хозяина, так как позволяет им реабсорбироваться в толстой кишке вместо выведения с фекалиями. У здорового человека около 90% фекальных ЖК составляют вторичные желчные кислоты. Вторичные ЖК повышают секрецию натрия и воды в толстой кишке и могут принимать участие в развитии хологенной диареи.

Таким образом, эффективность энтерогепатической циркуляции желчных кислот достаточно высока и достигает 90-95%, а небольшая потеря их с калом легко восполняется здоровой печенью, обеспечивая общий пул желчных кислот на постоянном уровне.

При воспалительных заболеваниях тонкой кишки, особенно при локализации патологического процесса в терминальном отделе или при резекции этого отдела, развивается дефицит: ЖК. Последствия недостатка ЖК приводят к образованию холестериновых камней в желчном пузыре, диарее и стеаторее, нарушению всасывания жирорастворимых витаминов, образованию камней в почках (оксалатов).

Помимо известных механизмов действия ЖК установлено их участие во многих других процессах в организме. ЖК облегчают абсорбцию кальция в кишечнике. Кроме того, они обладают бактерицидным свойством, препятствующим избыточному бактериальному росту в тонкой кишке. В прошедшее десятилетие, ознаменовавшееся открытием ядерных рецепторов, таких как farnesoid X-rceeptor (FXR) и совсем недавно мембранного рецептора TGR-5 - белка со специфическими свойствами, способных взаимодействовать с ЖК, стала очевидной роль последних как сигнальных молекул с важными паракринными и эндокринными функциями. Установлено влияние ЖК на обмен тиреоидных гормонов: желчные кислоты, поступая из кишечника в системный кровоток, повышают термогенез. TCR-5. связывающий ЖК, обнаружен в бурой жировой ткани. В преадипоцитах ЖК могут не только изменять метаболизм, но и способствовать их дифференцировке в зрелые жировые клетки. Литохолевая и таурохолсвая кислоты являются наиболее мощными активаторами дейодиназы-2 в бурой жировой ткани - фермента, ответственного за превращение T1 в более активный T3.

Независимо от влияния ЖК на собственный синтез в печени и ЭГЦ они включаются в триггерный механизм адаптационной реакции на холестаз и другие повреждения печени. Наконец, установлена их роль в контроле общего энергия-связанного метаболизма, включая метаболизм глюкозы в печени.

Всасывание и внутриклеточный транспорт

За счет активного (с помощью натрийзависимого транспортера желчных кислот SLC10A2) и пассивного всасывания в кишечнике большинство желчных кислот попадает и систему воротной вены и поступает в печень, где практически полностью (99%) абсорбируются гепатоцитами. Только ничтожно малое количество желчных кислот (1%) попадает в периферическую кровь. Концентрация ЖК в воротной вене составляет 800 мкг/л, т.с. примерно в 6 раз выше, чем в периферической крови. После еды концентрация ЖК в системе воротной вены повышается от 2 до 6 раз. При патологии печени, когда снижается способность гепатоцита абсорбировать ЖК, последние в повышенной концентрации могут циркулировать в крови. В связи с этим определение концентрации ЖК имеет важное значение, так как может быть ранним и специфическим маркером заболевания печени.

Поступление ЖК из системы воротной вены происходит за счет натрийзависимой и натрийнезависимой транспортной системы, расположенной на синусоидной (базолатеральной) мембране гепатоцита. Высокая специфичность транспортных систем обеспечивает активное «перекачивание» ЖК из синусоида в гепатоцит и обусловливает их низкий уровень в опекающей из печени крови и плазме в целом, который составляет обычно ниже 10 ммоль/л у здоровых людей. Количество экстрагированных желчных кислот при первом их проходе составляет 50-90%, в зависимости от структуры желчной кислоты. При этом максимальная скорость поглощения печенью ЖК больше, чем транспортный максимум их экскреции.

Конъюгированные ЖК проникают в гепатоцит при участии натрийзависимого транс мембранного котранспортера (NTCP - Na-Taurocholate Cotransporting Protein, таурохолатный транспортный белок - SLCl0А1), а пеконъюгированные - преимущественно при участии транспортера органических анионов (ОATP - Organic Anion Transport Protein, белки-транспортеры органических анионов SLC21 А). Эти транспортеры позволяют продвигать ЖК из крови в гепатоцит против высокого градиента концентрации и электрического потенциала.

В гепатоците ЖК связываются с транспортными системами и в течение 1-2 мин доставляются к апикальной мембране. Внутриклеточное перемещение вновь синтезированных и поглощенных гепатоцитами ЖК. как отмечено выше, осуществляется с помощью двух транспортных систем. В просвет желчного капилляра ЖК секретируются при участии ATФ-зависимого механизма, транспортера - насоса выведения желчных кислот - см. рис. 3.8.

Последними исследованиями показано, что транспорт липидов, в том числе и желчных кислот, осуществляется с помощью транспортеров ЛВС - семейства, структурные особенности которых позволяют им связываться с белками и липидами клеточных мембран (син.: ATФ-связывающие кассетные транспортеры, MDRР, MRP). Эти транспортеры, объединенные в так называемую ЛТФ-зависимую кассету (ABC - ATP-Binding Cassette), обеспечивают активный транспорт и других компонентов желчи: холестерина - ABCG5/G8; желчных кислот - ABCB11; фосфолипидов - ABCB4 (см. рис. 3.2).

Желчные кислоты как амфифильные соединения в водной среде не могут существовать в мономолекулярной форме и образуют мицеллярные или ламеллярные структуры. Включение молекул липидов в мицеллы желчных кислот и образование смешанных мицелл - основная форма взаимодействия желчных кислот и липидов в желчи. При образовании смешанных мицелл нерастворимые в воде гидрофобные части молекул включаются во внутреннюю гидрофобную полость мицеллы. Путем образования смешанных мицелл желчные кислоты совместно с лецитином обеспечивают солюбилизацию холестерина.

Следует отметить, чт о желчные кислоты, образуя простые мицеллы, способны растворять в них лишь небольшую часть холестерина, но при образовании сложной мицеллы с участием лецитина эта способность значительно увеличивается.

Так, в отсутствие лецитина требуется приблизительно 97 молекул желчных кислот для рас творения 3 молекул холестерина. При наличии в мицелле лецитина пропорционально возрастает и количество растворенного холестерина, по это осуществляется только до определенного предела. Максимальная солюбилизация холестерина достигается при соотношении: 10 молекул холестерина, 60 молекул желчных кислот и 30 молекул лецитина, что является индикатором предела насыщения желчи холестерином.

Еще в середине 80-х годов прошлого века установлено, что значительная часть холестерина растворяется и транспортируется в содержащихся в желчи фосфолипидных пузырьках (везикулах), а не в мицеллах. При снижении тока желчи, зависимого от секреции желчных кислот (например, натощак), наблюдается увеличение транспорта холестерина, опосредуемого системой фосфолипидных пузырьков за счет мицеллярного транспорта, обратное соотношение наблюдается при увеличении в желчи концентрации желчных кислот.

Наличие фосфолипидных пузырьков может объяснить феномен относительно длительной стабильности холестерина, солюбилизированного в перенасыщенном его растворе. Вместе с тем в концентрированной, перенасыщенной холестерином желчи фосфолипидные пузырьки содержат повышенную концентрацию холестерина; эти растворы отличаются меньшей стабильностью и большей склонностью к нуклеации, чем разведенные растворы желчи, содержащие фосфолипидные пузырьки с низкой концентрацией холестерина. Стабильность фосфолипидных пузырьков снижается также при увеличении в желчи соотношения желчные кислоты/фосфолипиды и при наличии в растворе ионизированного кальция. Агрегация фосфолипидных пузырьков желчи может быть ключевым феноменом процесса нуклеации холестерина.

Смесь желчных кислот, лецитина и холестерина при определенных соотношениях молекул способна образовывать ламеллярные жидкокристаллические структуры. Пропорция смешанных мицелл и везикул желчи зависит от концентрации и состава желчных кислот.

Работа транспортеров основных компонентов желчи регулируется по принципу отрицательной обратной связи, и при повышении концентрации желчных кислот в протоках их экскреция из гепатоцита замедляется или прекращается.

Для выравнивания осмотического равновесия и достижения электронейтральности вслед за ЖК в желчный каналец выделяются вода и электролиты. При этом, как было сказано выше, ЖК влияют на кислотозависимую фракцию желчи. С экскрецией ЖК в желчные канальцы связан транспорт лецитина и холестерина, по не транспорт билирубина.

Болезни печени могут приводить к нарушению синтеза, конъюгации и экскреции ЖК, а также поглощения их из системы воротной вены.

Желчные кислоты как детергенты

Вследствие амфифильных особенностей ЖК могут вести себя как детергенты, которые во многих случаях являются причиной повреждения при накоплении их в печени и других органах. Гидрофобные свойства желчных кислот и связанная с ними токсичность нарастают в следующем порядке: холевая кислота → урсодеоксихолевая кислота → хенодеоксихолевая кислота → деоксихолевая кислота → литохолевая кислота. Эта связь гидрофобности и токсичности желчных кислот обусловлена тем, что гидрофобные кислоты липофилъны, что дает им возможность проникать в липидные слои, в том числе в клеточные мембраны и мембраны митохондрий, вызывать нарушение их функций и гибель. Наличие транспортных систем позволяет ЖК быстро покидать гепатоцит и избегать его повреждения.

При холестазе происходит повреждение печени и желчных путей непосредственно гидрофобными ЖК. Однако в ряде случаев это происходит и при нарушении транспорта другой составной части желчи - фосфатидилхолина. Так, при холестазе, известном как PF1C тип 3 (Progressive familial intrahepatic cholcstasis, прогрессирующий семейный внутрипеченочный холестаз - ПСВПХ) вследствие дефекта в MDR3 (генный символ АВСВ4) нарушается транслокация фосфолипидов, главным образам фосфатидилхолина, с внутреннею на внешний листок капаликулярной мембраны. Дефицит в желчи фосфатидилхолина, обладающего буферными свойствами и являющегося «компаньоном» желчных кислот, приводит к разрушению ЖК апикальных мембран гепатоцитов и эпителия желчных протоков и. как следствие, к повышению в крови активности ГГТП. Как правило, при ПСВПХ в течение нескольких лет (в среднем 5 лет) происходит формирование цирроза печени.

Повышенная внутриклеточная концентрация ЖК, аналогичная возникающей при холестазе. может быть связана с оксидантным стрессом и апоптозом и отмечалась как во взрослой, так и в эмбриональной печени. Следует отметить, что ЖК могут вызывать аноптоз двумя путями - как прямой активацией Fas-рецепторов, так и через окислительное повреждение, которое провоцирует дисфункцию митохондрий и в конечном итоге гибель клетки.

Наконец, существует зависимость между ЖК и клеточной пролиферацией. Некоторые разновидности ЖК модулируют синтез ДНК во время регенерации печени после частичной гспатэктомии у грызунов, и заживление зависит от желчной кислоты, сигнализирующей через ядерный рецептор FXR. Имеются сообщения о тератогенном и канцерогенном эффекте гидрофобных желчных кислот раке толстой кишки, пищевода и даже вне желудочно-кишечного тракта, У мышей, имеющих дефицит FXR, спонтанно развиваются опухоли печени.

Немногочисленные данные о роли ЖК в онкогенезе билиарного тракта противоречивы, и результаты исследований зависят от многих факторов: методов получения желчи (назобилиарное дренирование, чрескожное чреспеченочное дренирование желчных путей, пункция желчного пузыря во время оперативного вмешательства и др.). методов определения ЖК в желчи, подбора больных. контрольных групп и т.д. По данным J.Y. Park и соавт., суммарная концентрация желчных кислот при раке желчного пузыря и желчных протоков была ниже по сравнению с контролем и мало отличалась от таковой у больных с холецисто- и холедохолитиазом, содержание вторичных ЖК - деоксихолевой и литохолевой, «подозреваемых» в канцерогенезе, также было ниже по сравнению с контролем. Высказывалось мнение, что низкая концентрация вторичных ЖК в желчи связана с обструкцией желчных путей опухолью или камнем и невозможностью первичных ЖК достичь кишечника, чтобы трансформироваться во вторичные ЖК. Однако уровень вторичных ЖК не повышался и после устранения механического препятствия. В связи с этим появились сведения, указывающие на го, что сочетание обструкции и воспаления в желчных путях влияет на экскрецию ЖК. В эксперименте на животных показано, что перевязка общего желчного протока снижает экспрессию транспортера желчных кислот и НВЖК, а провоспалительные цитокины усугубляют этот процесс. Однако нельзя исключить, что более длительный контакт холангиоцитов с токсичными ЖК вследствие обструкции желчный путей может усиливать влияние других канцерогенных веществ.

Многочисленные исследования подтверждают, что при дуоденогастральном и гастроэзофагеальном рефлюксс рефлюктат, содержащий гидрофобные ЖК, оказывает повреждающее действие на слизистую оболочку желудка и пищевода. В то время как УДХК, обладающая гидрофильными свойствами, - цитопротекторный эффект. Ho последним данным, гликоурсодеоксихолевая кислота вызывает цитопротекторный эффект при пищеводе Барретта за счет уменьшения оксидантного стресса и ингибирования цитопагогенного влияния гидрофобных желчных кислот.

Обобщая результаты последних исследований, в том числе на молекулярном уровне, можно заключить, что наши представления о функциональной роли желчных кислот в организме человека существенно расширились. В обобщенном виде их можно представить следующим образом.

Общее влияние

Элиминация холестерина из организма.

Печень

Гепатоциты:

Способствуют транспорту фосфолипидов;

Индукция секреции липидов желчи;

Способствуют митозу во время регенерации печени;

По типу отрицательной обратной связи влияют на собственный синтез путем активации рецепторов FXR (желчные кислоты - естественные лиганды для FXR), ингибирующих транскрипцию гена, ответственного за синтез холестерол-7α-гидроксилазы (CYP7A1) и тем самым оказывают супрессивное влияние на биосинтез желчных кислот в гепатоците.

Эндотелиальные клетки:

Регулирование печеночного кровотока через активацию мембранного рецептора TGR-5.

Билиарный тракт

Просвет желчных протоков:

Солюбилизация и транспорт холестерина и органических анионов;

Солюбилизация и транспорт катионов тяжелых металлов.

Холангиоциты:

Стимуляция секреции бикарбонатов через CFTR и АЕ2;

Способствуют пролиферации при билиарной обструкции.

Полость желчного пузыря:

Солюбилизация липидов и катионов тяжелых металлов.

Эпителий желчного пузыря:

Модуляция секреции цАМФ через G-рецептор, в результате чего повышается активность аденилатциклазы и увеличивается внутриклеточный уровень цАМФ, что сопровождается увеличением секреции бикарбонатов;

Способствует секреции муцина.

Тонкая кишка

Просвет кишки:

Мицеллярная солюбилизация липидов;

Активируют липазу;

Антибактериальные эффекты;

Денатурация бел кои пищи, приводящая к ускоренному протеолизу.

Энтероцит подвздошной кишки:

Регуляция экспрессии генов через активацию ядерных рецепторов;

Участие в гомеостазе желчных кислот через выделение энтероцитом FGF-15 - белка регулирующего биосинтез желчных кислот в печени.

Эпителий подвздошной кишки:

Секреция антимикробных факторов (через активацию FXR).

Толстая кишка

Эпителий толстой кишки:

Способствует абсорбция жидкости при низкой концентрации желчи;

Индуцирует секрецию жидкости в просвет кишки при высокой концентрации желчи.

Мышечная оболочка толстой кишки:

Способствует дефекации, увеличивая пропульсивиую моторику.

Бурая жировая ткань

Адипоциты:

Влияют па термогенсз через TGR-5.

Tаким образом, исследования последних лет существенно расширили наши знания о физиологической роли желчных кислот в организме, и в настоящее время они уже не ограничиваются представлением только об участии их в процессах пищеварения.

Терапевтические эффекты желчных кислот

Накопленные данные, свидетельствующие о влиянии ЖК на различные звенья патологических процессов в организме человека, позволили сформировать показания к использованию ЖК в клинике. Литолитический эффект ЖК дал возможность применять их для растворения холестериновых камней в желчном пузыре (рис. 3.12).

Хенодеоксихолевая кислота была первой, которая использовалась для растворения желчных камней. Под влиянием ХДХК происходит выраженное снижение активности ГМГ-КоА-рсдуктазы, участвующей в синтезе холестерина, восполнение дефицита ЖК и изменение соотношения желчных кислот и холестерина благодаря превалированию в общем пуле желчных кислот ХДХК. Перечисленные механизмы определяют эффект ХДХК при растворении желчных камней, состоящих преимущественно из холестерина. Однако последующие наблюдения показали, что она вызывает ряд существенных побочных эффектов, значительно ограничивающих применение ее с лечебной целью. Среди них наиболее частые - повышение активности амниотрансфераз и диарея. К неблагоприятным факторам ХДХК следует отнести и снижение активности холестерол-7α-гидроксилазы.

В связи с этим в настоящее время при гепатобилиарной патологии в основном применяется УДХК (урсосан), клинические эффекты которой за более чем 100-летнюю историю достаточно хорошо изучены и постоянно пополняются.

Основные эффекты УДХК (урсосан):

1. Гепатопротекторный. Защищает клетки печени от гепатотокснческих факторов за счет стабилизации структуры мембраны гепатоцитов.

2. Цитопротекторный. Защищает холангиоциты и эпителиоциты слизистой оболочки пищевода, желудка от агрессивных факторов, в том числе и от эмульгирующего действия гидрофобных желчных кислот за счет встраивания в фосфолипидный бислой мембран; регулирует проницаемость митохондриальной мембраны, текучесть мембран гепатоцитов.

3. Антифибротический . Предупреждает развитие фиброза печени - снижает выброс цитохрома С, ЩФ и лактатдегндрогеназы, подавляет активность звездчатых клеток и перисинусоидное коллагеиообразование.

4. Иммуномодулирующий. Уменьшает аутоиммунные реакции против клеток печени и желчных путей и подавляет аутоиммунное воспаление. Снижает экспрессию антигенов гистосовместимости: HLA-1 на гепатоцитах и HLA-2 на холангиоцитах, уменьшает образование сенсибилизированных к печеночной ткани цитотоксических Т-лимфоцитов, снижает «атаку» иммуноглобулинами клеток печени, снижает продукцию провосцалительных цитокинов (IL-1, LL-6, ИФН-у) и др.

5. Антихолестатический. Обеспечивает транскрипционную регуляцию ка-наликулярных транспортных белков, улучшает везикулярный транспорт, устраняет нарушение целостности канальцев, таким образом, уменьшает кожный зуд, улучшает биохимические показатели и гистологическую картину печени.

6. Гиполипидемический. Регулирует холестериновый обмен путем как снижения всасывания холестерина в кишечнике, так и вследствие уменьшения его синтеза в печени и экскреции в желчь.

7. Антиоксидантный. Предупреждает оксидантное повреждение клеток печени и желчных путей - блокирует высвобождение свободных радикалов, подавляет процессы перекисиого окисления липидов и др.

8. Aнти- и проапиптический. Подавляет избыточный апоптоз клеток печени и желчных путей и стимулирует апоптоз в слизистой оболочке толстой кишки и предупреждает развитие колоректального рака.

9. Литолитический. Снижает литогенность желчи вследствие формирования жидких кристаллов с молекулами холестерина, предупреждает образование и способствует растворению холестериновых камней.

Жёлчные кислоты (синоним: холевые кислоты, холиевые кислоты, холеновые кислоты) - органические кислоты, входящие в состав желчи и представляющие собой конечные продукты обмена холестерина; играют важную роль в процессах переваривания и всасывания жиров; способствуют росту и функционированию нормальной кишечной микрофлоры.

Желчные кислоты - производные холановой кислоты С 23 Н 39 СООН, в молекуле которой к кольцевой структуре присоединены гидроксильные группы. Основными Ж. к., обнаруживаемыми в жёлчи человека, являются холевая кислота (3a , 7a , 12a -триокси-5b -холановая кислота), хенодезоксихолевая кислота (антроподезоксихолевая кислота. 3a , 7a -диокси-5b -холановая кислота) и дезоксихолевая кислота (3a , 12a -диокси-5b -холановая кислота). В значительно меньших количествах в желчи обнаружены стереоизомеры холеной и дезоксихолевой кислот - аллохолевая, урсодезоксихолевая и литохолевая (3a -маноокси-5b -холановая) кислоты. Холевая и хенодезоксихолевая кислоты - так называемые первичные Ж. к. - образуются в печени при окислении холестерина , а дезоксихолевая и литохолевая кислоты образуются из первичных Ж. к. в кишечнике под влиянием ферментов микроорганизмов кишечной микрофлоры. Количественное соотношение холевой, хенодезоксихолевой и дезоксихолевой кислот и желчи в норме составляет 1:1:0,6.

В пузырной желчи Ж. к. присутствуют главным образом в виде парных соединений - конъюгатов. В результате конъюгирования Ж. к. с аминокислотой глицином образуются гликохолевая или гликохенодезоксихолевая кислоты. При конъюгировании Ж. к. с таурином (2-аминоэтан-сульфокислотой C 2 H 7 O 3 N 5), продуктом деградации аминокислоты цистеина, образуются таурохолевая или тауродезоксихолевая кислоты. Конъюгирование Ж. к. включает стадии образования КоА - эфиров Ж. к. и соединения молекулы Ж. к. с глицином или таурином посредством амидной связи при участии лизосомного фермента ацилтрансферазы. Соотношение глициновых и тауриновых конъюгатов Ж. к. в желчи, составляющее в среднем 3:1, может изменяться в зависимости от состава пищи и гормонального статуса организма.

Относительное содержание глициновых конъюгатов Ж. к. в желчи повышается при преобладании в пище углеводов, при заболеваниях, сопровождающихся белковой ю, пониженной функцией щитовидной железы, а содержание тауриновых конъюгатов возрастает при высокобелковой диете и под действием кортикостероидных гормонов.

В печеночной желчи Ж. к. находятся в виде желчнокислых солей (холатов, или холеатов) калия и натрия, что объясняет щелочную реакцию печеночной желчи. В кишечнике соли Ж. к. обеспечивают эмульгирование жира и стабилизацию образующейся жировой эмульсии, а также активируют панкреатическую липазу, смещая оптимум ее активности в область значений рН, характерных для содержимого двенадцатиперстной кишки.

Одной из основных функций Ж. к. является перенос липидов в водной среде, который обеспечивается благодаря детергентным свойствам Ж. к. (см. Детергенты ), т.е. их способности образовывать мицеллярный раствор липидов в водной среде. В печени при участии Ж. к. формируются мицеллы, в виде которых секретируемые печенью липиды переносятся в кишечник в гомогенном растворе, т.е. в желчи. За счет детергентных свойств Ж. к. в кишечнике образуются устойчивые мицеллы, содержащие продукты расщепления жиров липазой,

холестерин, фосфолипиды, жирорастворимые витамины и обеспечивающие перенос этих компонентов к всасывающей поверхности кишечного эпителия. В кишечнике (главным образом в подвздошной кишке) Ж. к. всасываются в кровь, с кровью вновь возвращаются в печень и снова секретируются в составе желчи (так называемая портально-билиарная циркуляция Ж. к.), поэтому 85-90% всего количества желчных кислот, содержащихся в желчи, являются Ж. к., абсорбированными в кишечнике. Портально-билиарной циркуляции Ж. к. способствует то, что конъюгаты Ж. к. легко всасываются в кишечнике, т.к. они водорастворимы. Общее количество Ж. к., участвующих в обмене веществ, у человека составляет 2,8-3,5 г , а количество оборотов Ж. к. за сутки равно 5-6. В кишечнике 10-15% общего количества желчных кислот подвергается расщеплению под действием ферментов микроорганизмов кишечной микрофлоры, а продукты деградации Ж. к. выделяются с калом. Секреция Ж. к. в составе желчи и превращения Ж. к. в кишечнике играют важную роль в пищеварении и обмене холестерина .

В норме в моче человека Ж. к. не обнаруживаются. На ранних стадиях обтурационной желтухи и при острых ах в моче появляются небольшие количества Ж.

к. В крови содержание и состав Ж. к. изменяется при заболеваниях печени и желчного пузыря, что позволяет использовать эти данные в диагностических целях. Накопление Ж. к. в крови отмечают при поражениях паренхимы печени и затруднении оттока желчи. Повышение содержания Ж. к. в крови оказывает повреждающее действие на клетки печени, вызывает брадикардию и артериальную гипотензию, гемолиз эритроцитов, нарушение процессов свертывания крови и уменьшение СОЭ. При повышении концентрации Ж. к. в крови характерно появление кожного