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.
ВОПРОС № 40. Переваривание ТАГ панкреатической липазой. Переваривание фосфолипидов, эстерифицированного холестерина. Всасывание продуктов гидролиза в слизистую оболочку кишки. Образование мицелл.
Переваривание жиров происходит в тонком кишечнике. Действию панкреатической липазы, гидролизующей жиры, предшествует эмульгирование жиров. Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием солей жёлчных кислот. Эмульгирование приводит к увеличению площади поверхности раздела фаз жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической липазой.
Переваривание жиров - гидролиз жиров панкреатической липазой. Оптимальное значение рН для панкреатической липазы ≈8 достигается путём нейтрализации кислого содержимого, поступающего из желудка, бикарбонатом, выделяющимся в составе сока поджелудочной железы
Панкреатическая липаза выделяется в полость тонкой кишки из поджелудочной железы вместе с белком колипазой. Колипаза способствует формированию такой конформации панкреатической липазы, при которой активный центр фермента максимально приближен к своим субстратам - молекулам жиров.
Панкреатическая липаза гидролизует жиры преимущественно в положениях 1 и 3, поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы (β-моноацилглицеролы).
В переваривании глицерофосфолипидов участвуют несколько ферментов, синтезирующихся в поджелудочной железе.
Гидролиз эфиров холестерола происходит под действием холестеролэстеразы - фермента, который также синтезируется в поджелудочной железе и секретируется в кишечник. Продукты гидролиза (холестерол и жирные кислоты) всасываются в составе смешанных мицелл.
Продукты гидролиза липидов - жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, холестерол, а также соли жёлчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Смешанные мицеллы построены таким образом, что гидрофобные части молекул обращены внутрь мицеллы, а гидрофильные - наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток.
Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.
ВОПРОС № 41. Желчные кислоты, их структура, биосинтез. Конъюгация желчных кислот. Их роль в переваривании и всасывании липидов. Стеаторея.
Жёлчные кислоты - производные холестерола с пятиуглеродной боковой цепью в положении 17, которая заканчивается карбоксильной группой. В организме человека синтезируются две жёлчные кислоты: холевая, которая содержит три гидроксильные группы в положениях 3, 7, 12, и хенодезоксихолевая, содержащая две гидроксильные группы в положениях 3 и 7. Они не являются эффективными эмульгаторами.
Жёлчные кислоты синтезируются в печени из холестерола.
В печени эмульгирующие свойства жёлчных кислот увеличиваются за счёт реакции конъюгации, в которой к карбоксильной группе жёлчных кислот присоединяются таурин или глицин. Эти производные - конъюгированные жёлчные кислоты - находятся в ионизированной форме и поэтому называются солями жёлчных кислот. Именно они служат главными эмульгаторами жиров в кишечнике.
Так как жиры - нерастворимые в воде соединения, то они могут подвергаться действию ферментов, растворённых в воде только на границе раздела фаз вода/жир. Поэтому действию панкреатической липазы, гидролизующей жиры, предшествует эмульгирование жиров. Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием солей жёлчных кислот. Эмульгирование приводит к увеличению площади поверхности раздела фаз жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической липазой. Кроме того, соли желчных кислот обеспечивают стабильность мицелл, таким образом способствуя всасыванию продуктов гидролиза липидов в кровь.
Нарушение переваривания жиров может быть следствием нескольких причин. Одна из них - нарушение секреции жёлчи из жёлчного пузыря при механическом препятствии оттоку жёлчи. Уменьшение секреции жёлчи приводит к нарушению эмульгирования пищевых жиров и, следовательно, к снижению способности панкреатической липазы гидролизовать жиры.
Нарушение секреции сока поджелудочной железы и, следовательно, недостаточная секреция панкреатической липазы также приводят к снижению скорости гидролиза жиров. В обоих случаях нарушение переваривания и всасывания жиров приводит к увеличению количества жиров в фекалиях - возникает стеаторея (жирный стул). В норме содержание жиров в фекалиях составляет не более 5%. При стеаторее нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, E, К) и незаменимых жирных кислот.
Похожая информация.
Желчные кислоты - монокарбоновые гидроксикислоты из класса стероидов, производные холановой кислоты С 23 Н 39 СООН. Синонимы: жёлчные кислоты, холевые кислоты , холиевые кислоты или холеновые кислоты .
Основными типами желчных кислот, циркулирующими в организме человека, являются так называемые первичные желчные кислоты
, которые первично продуцируются печенью, холевая и хенодезоксихолевая , а также вторичные
, образующиеся из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры: дезоксихолевая , литохолевая, аллохолевая и урсодеоксихолевая . Из вторичных кислот в кишечно-печёночной циркуляции в заметном количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи .
В желчи желчного пузыря человека желчные кислоты находятся в виде конъюгатов холевой, дезоксихолевой и хенодезоксихолевой кислот с глицином и таурином: гликохолевой , гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой, таурохолевой , тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой кислотой - соединениями, называемыми также парными кислотами
. У разных млекопитающих наборы желчных кислот могут различаться.
Желчные кислоты в лекарственных препаратах
Желчные кислоты, хенодезоксихолевая и урсодеоксихолевая являются основой препаратов, применяющихся при лечении заболеваний желчного пузыря. В последнее время урсодеоксихолевая кислота признана эффективным средством при лечении желчных рефлюксов . В апреле 2015 года FDA дало разрешение на применение препарата Kybella для нехирургического лечения двойных подбородков, действующим веществом которого является синтетическая дезоксихолевая кислота.
В конце мая 2016 года FDA разрешило использование препарата обетихолевой кислоты Окалива (Ocaliva) для лечения первичного билиарного холангита у взрослых.
Метаболизм желчных кислот с участием микрофлоры кишечника
Желчные кислоты и заболевания пищевода
Кроме соляной кислоты и пепсин а, секретируемых в желудке , на слизистую оболочку пищевода при попадании в него могут оказывать повреждающее действие компоненты дуоденального содержимого: желчные кислоты, лизолецитин и трипсин .
Из них наиболее хорошо изучена роль желчных кислот, которым, по-видимому, принадлежит основная роль в патогенезе повреждения пищевода при дуоденогастральноэзофагеальных рефлюксах . Установлено, что конъюгированные желчные кислоты (в первую очередь тауриновые конъюгаты) и лизолецитин обладают более выраженным повреждающим эффектом на слизистую пищевода при кислом рН , что определяет их синергизм с соляной кислотой в патогенезе эзофагита . Неконъюгированные желчные кислоты и трипсин более токсичны при нейтральном и слабощелочном рН, т. е. их повреждающее действие в присутствии дуоденогастроэзофагеальных рефлюксов усиливается на фоне медикаментозного подавления кислого рефлюкса . Токсичность неконъюгированных желчных кислот обусловлена преимущественно их ионизированными формами, которые легче проникают через слизистую оболочку пищевода. Приведенные данные могут объяснять факт отсутствия адекватного клинического ответа на монотерапию антисекреторными препаратами у 15-20 % больных. Более того, длительное поддержание пищеводного рН, близкого к нейтральным значениям, может выступать в роли патогенетического фактора метаплазии и дисплазии эпителия (Буеверов А.О., Лапина Т.Л.). При лечения эзофагита, вызванного рефлюксами, в которых присутствует желчь, рекомендуется кроме ингибиторов протонной помпы параллельно назначать препараты урсодеоксихолевой кислоты . Их применение обосновано тем, что под его воздействием желчные кислоты, содержащиеся в рефлюксате, переходят в водорастворимую форму, которая в меньшей степени раздражает слизистую оболочку желудка и пищевода. Урсодеоксихолевая кислота обладает свойством изменять пул желчных кислот из токсичных на нетоксичные. При лечении урсодеоксихолевой кислотой в большинстве случаев исчезают или становятся менее интенсивными такие симптомы, как отрыжка горьким, неприятные ощущения в животе, рвота желчью. Исследования последних лет показали, что при желчном рефлюксе оптимальной следует считать дозу 500 мг в 1 сутки, разделив ее на 2 приема. Длительность курса лечения не менее 2 месяцев (
Дело в том, что циклическую структуру холестерола нельзя разомкнуть и расщепить на малые соединения для их последующей экскреции. Только клетки печени превращают холестерол в желчные кислоты, которые используются в качестве эмульгаторов для переваривания липидов.
В организме человека пути метаболизма синтезированных желчных кислот весьма своеобразны. Знание их позволяет понять механизмы развития и симптоматику целого ряда заболеваний. В печени синтезируются так называемые первичные желчные кислоты: холевая и хенодезоксихолевая.
Карбоксильная группа боковой цепи этих кислот может образовывать амидные связи или с глицином, или с таурином. В результате формируются конъюгированные желчные кислоты . Это обусловливает их эмульгирующие свойства, так как рК ионной группы боковой цепи ниже, чем у исходной карбоксильной группы. Если в качестве исходной желчной кислоты выступает холевая кислота, конъюгированными формами ее являются гликохолевая и таурохолевая кислоты.
Образующиеся желчные кислоты поступают из печени в двенадцатиперстную кишку с желчью. В нейтральной или слабощелочной среде просвета кишечника желчные кислоты, в основном таурохолевая и гликохолевая, являются амфифильными и служат в качестве не только эмульгирующих агентов, но и стабилизаторов образующейся эмульсии. Взаимодействуя гидрофобными частями своих молекул с жиром, а гидрофильной, полярной частью – с водным содержимым кишечника, желчные кислоты способствуют дроблению жира на мелкие частицы, то есть эмульгированию. Стабилизирующее влияние жирных кислот на образующиеся эмульсионные частицы обусловлено тем, что они препятствуют конгломерации (слипанию) эмульсионных частиц. Желчные кислоты покрывают поверхность эмульсионной частицы в виде монослоя.(рис.6.9). При этом наружу, к водному содержимому, направлены полярные
Таблица 6.3. Состав желчи человека
* - если уровень превышает 15 мол%, могут образовываться желчные камни
части молекул желчных кислот. В результате поверхность частицы приобретает суммарный электрический заряд, который будет одноименным у всех других эмульсионных частиц. В силу электростатического взаимодействия между отдельными частицами возникает отталкивание.
Рис.6.9. Образование оболочки из желчных кислот вокруг эмульсионной, или мицеллярной частицы при переваривании липидов
В кишечнике под действием ферментов бактерий образуются вторичные желчные кислоты, которые катализируют отщепление 7-ОН-группы и конъюгированной аминокислоты. В результате из двух первичных желчных кислот образуются дезоксихолевая и литохолевая кислоты.
Рециркуляция желчных кислот между печенью и кишечником . Если подвести итог, то оказывается, что за сутки из печени выделяется 15–30 г желчных кислот и только 0,5 г их выделяется с калом. Остальные желчные кислоты всасываются из тонкого кишечника, т.е., во время переваривания желчные кислоты выделяются в просвет тонкого кишечника, его верхних отделов, а затем в нижней части тонкого кишечника они подвергаются реабсорбции в систему воротной вены. Такой процесс секреции и обратного всасывания известен как печеночно-кишечная циркуляция (рис.6.10).
Рис.6.10. Печеночно-кишечная рециркуляция желчных кислот
Желчь представляет собой сложную жидкость со щелочной реакцией. В ней выделяют сухой остаток – около 3% и воду – 97%. В сухом остатке обнаруживается две группы веществ:
- попавшие сюда путем фильтрации из крови натрий, калий, бикарбонат-ионы (HCO 3 ¯), креатинин, холестерол (ХС), фосфатидилхолин (ФХ),
- активно секретируемые гепатоцитами билирубин и желчные кислоты.
В норме между основными компонентами желчи Желчные кислоты: Фосфатидилхолин: Холестерин выдерживается соотношение равное 65: 12: 5 .
В сутки образуется около 10 мл желчи на кг массы тела, таким образом, у взрослого человека это составляет 500-700 мл. Желчеобразование идет непрерывно, хотя интенсивность на протяжении суток резко колеблется.
Роль желчи
1. Наряду с панкреатическим соком нейтрализация кислого химуса, поступающего из желудка. При этом ионы HCO3 ¯ взаимодействуют с НСl, выделяется углекислый газ и происходит разрыхление химуса, что облегчает переваривание.
2. Обеспечивает переваривание жиров:
- эмульгирование для последующего воздействия липазой, необходима комбинация [желчные кислоты+жирные кислоты+моноацилглицеролы],
- уменьшает поверхностное натяжение , что препятствует сливанию капель жира,
- образование мицелл , способных всасываться.
3. Благодаря п.п.1 и 2 обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов (витамин A , витамин D , витамин K , витамин E).
4. Усиливает перистальтику кишечника.
5. Экскреция избытка ХС, желчных пигментов, креатинина, металлов Zn, Cu, Hg, лекарств. Для холестерина желчь – единственный путь выведения, с ней может выводиться 1-2 г/сут.
Формирование желчи (холерез ) идет непрерывно, не прекращаясь даже при голодании. Усиление холереза происходит под влиянием n.vagus и при приеме мясной и жирной пищи. Снижение – под влиянием симпатической нервной системы и повышения гидростатического давления в желчных путях.
Желчевыделение (холекинез ) обеспечено низким давлением в двенадцатиперстной кишке, усиливается под влиянием n.vagus и ослабляется симпатической нервной системой. Сокращение желчного пузыря стимулируется бомбезином , секретином , инсулином и холецистокинин -панкреозимином . Расслабление вызывают глюкагон и кальцитонин .
Образование желчных кислот идет в эндоплазматическом ретикулуме при участии цитохрома Р 450 , кислорода, НАДФН и аскорбиновой кислоты. 75% холестерина, образуемого в печени, участвует в синтезе желчных кислот.
Реакции синтеза желчных кислот на примере холевой кислоты
В печени синтезируются первичные желчные кислоты:
- холевая (3α, 7β, 12α, гидроксилирована по С 3 , С 7 , С 12),
- хенодезоксихолевая (3α, 7α, гидроксилирована по С 3 , С 7).
Затем они образуют парные желчные киcлоты – конъюгаты с глицином (гликопроизводные) и с таурином (тауропроизводные), в соотношении 3:1 соответственно.
Строение желчных кислот
В кишечнике под действием микрофлоры эти желчные кислоты теряют OH-группу при С 7 и превращаются во вторичные желчные кислоты:
- холевая в дезоксихолевую (3α, 12α, гидроксилирована по С 3 и С 12),
- хенодезоксихолевая в литохолевую (3α, гидроксилирована только по С 3) и 7-кетолитохолевую (7α-ОН-группа преобразуется в кетогруппу) кислоты.
Также выделяют третичные желчные кислоты. К ним относятся
- образованная из литохолевой кислоты (3α) – сульфолитохолевая (сульфонирование по C 3),
- образованная из 7-кетолитохолевой кислоты (3α, 7-кето) при восстановлении 7-кетогруппы до ОН-группы – урсодезоксихолевая (3α, 7β).
Урсодезоксихолевая кислота является действующим компонентом лекарственного препарата "Урсосан" и используется в терапии заболеваний печени как гепатопротекторное средство. Также она оказывает желчегонное, холелитолитическое, гиполипидемическое, гипохолестеринемическое и иммуномодулирующее действие.
Кишечно-печеночная циркуляция
Циркуляция желчных кислот заключается в их непрерывном движении из гепатоцитов в просвет кишечника и реабсорбция большей части желчных кислот в подвздошной кишке, что сберегает ресурсы холестерола. В сутки происходит 6-10 таких циклов. Таким образом, небольшое количество желчных кислот (всего 3-5 г) обеспечивает переваривание липидов, поступающих в течение суток. Потери в размере около 0,5 г/сут соответствуют суточному синтезу холестерола de novo .
