Реферат: Переваривание и всасывание липидов
Несмотря на то , что расщепление ТГ в желудке взрослого человека невелико, оно в какой-то степени облегчает последующее переваривание их в кишечнике. Даже незначительное по объему расщепление ТГ в желудке приводит к появлению свободных ЖК, которые, не подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и способствуют там эмульгированию жиров, облегчая, таким образом, воздействия на них липазы панкреатического сока. Кроме того, появление длинноцепочечных ЖК в двенацатиперстной кишке стимулирует секрецию понкреатической липазы.
Основная масса пищевых ТГ подвергается расщеплению в верхних отделах тонкой кишки при действии липазы панкреатического сока. Панкреатическая липаза является гликопротеидом, имеющим ММ 48 кДа ( у человека) и оптимум рН 8 – 9 . Она расщепляет ТГ, находящиеся в эмульгированном состоянии (действие ее на растворенные субстраты значительно слабее).Фермент катализирует гидролиз эфирных связей в a-,a1- положениях, в результате чего образуется b-МГ и освобождаются две частицы ЖК. Это отличает панкреатическую липазу от лингвальной, преджелудочной и желудочной липаз, при действии которых освобождается только одна ЖК.
Панкреатическая липаза , как и другие пищеварительные ферменты (пепсин, трипсин и химотрипсин), поступает в верхний отдел тонкой кишки в виде неактивной пролипазы. Превращение пролипазы в активную липазу происходит при участии желчных кислот и еще одного белка панкреатического сока – колипазы. Колипаза секретируется в виде проформы – проколипазы , и для ее превращения в активную колипазу требуется гидролиз специфических пептидных связей, который происходит при действии трипсина поджелудочного сока. Образовавшаяся активная колипаза образует с липазой комплекс в молярном отношении 1:1 за счет формирования двух ионных связей Lys – Glu и Asp – Arg. Образование такого комплекса приводит к тому, что липаза становится активной и устойчивой к действию трипсина.
Итак, основные продукты расщепления ТГ при действии панкреатической липазы - b-МГ и ЖК. На скорость катализируемого липазой гидролиза ТГ не оказывают существенного влияния ни степень ненасыщенности ЖК, ни длина ее цепи (С12 – С18).
Во время триптического гидролиза проколипазы освобождается пентапептид, названный энтеростатином, функция которого еще до конца невыяснена, но установлено, что, всасываясь в кровь, он угнетает аппетит:
Val – Pro – Asp – Pro – Arg
энтеростатин
Другими словами, энтеростатин можно рассматривать как своеобразный “кишечный гормон”, вызывающий чувство сытости при приеме и переваривании жирной пищи.
В панкреатическом соке , наряду с липазой, содержится моноглицеридная изомераза – фермент, катализирущий внутримолекулярный перенос ацила из b-положении МГ превращается в a-положение. В процессе переваривания пищевых жиров при участии этого фермента примерно 1/3 b-МГ превращается в a-МГ. Поскольку эфирная связь в a-положении глицерида чувствительна к действию панкреатической липазы, последняя расщепляет большую часть a-МГ до конечных продуктов – глицерина и ЖК (рис. 3). Меньшая часть a-МГ успевает всосаться в стенку тонкой кишки, минуя воздействие со стороны липазы.
Фосфолипиды.
Подавляющая часть ФЛ содержимого тонкой кишки приходится на фосфотидилхолин (лецитин), основная масса которого поступает в кишечник с желчью (11 – 12 г/сут) и меньшая (1 –2 г/сут) – с пищей.
Столь значительная разница в количествах экзогенных и эндогенных ФЛ, находящихся в тонкой кишке, послужила основанием для высказывания двух точек зрения относительно дальнейшей их судьбы. Согласно одной из них, и те, и другие ФЛ подвергаются в кишечнике атаке со стороны фосфолипазы А2, катализирующей гидролиз сложноэфирной связи в b-положении ФЛ. Фосфолипаза А2 выделяется в кишечник с панкреатическим соком в виде неактивного проэнзима и при воздействии на нее трипсина и ионов кальция превращается в активный энзим. В результате катализируемой фосфолипазой А2 реакции глицеро-ФЛ расщепляются с образованием лизофосфолипида (лизо-ФЛ) и ЖК. Для протекании этой реакции требуются соли желчных кислот. Таким образом, согласно приведенной точке зрения, судьба экзогенных и эндогенных ФЛ одна и та же. Авторы другой точке зрения считают, что ФЛ “желчного”(более того ,печеночного) происхождения, в отличии от пищевых ФЛ, не подвергаются воздействию фосфолипазы А2. При этом подчеркивается, что функция “желчных” ФЛ исключительно связана с гепатоэнтеральной циркуляцией желчи: с желчью они поступают в кишечник, с желчными кислотами участвуют в мицеллярной солюбилизации липидов и вместе с ним же возвращаются в печень. Таким образом, существуют как бы два пула ФЛ в кишечнике – “желчный” , защищенный от действия фосфолипазы, и “пищевой”, подверженный ее действию. Пока мы не можем объяснить причину существования двух пулов ФЛ и их различное отношение к действию фосфолипазы.
Образующиеся при действии фосфолипазы А2 лизо-ФЛ является хорошим ПАВом, и поэтому он способствует эмульгированию пищевых жиров и образованию смешанных жировых мицелл. Вместе с тем какая-то часть лизо-ФЛ может подвергаться расщеплению при действии другого фермента панкреатического сока – лизофосфолипазы, катализирующей гидролиз сложноэфирной связи в a-положении. В результате из лизолецитина освобождается последняя частица ЖК и образуется глицерилфосфохолин, который хорошо растворяется в водной среде и всасывается из кишечника в кровь.
СН2–О–СО–R1 СН2–О–СО–R1
½ Н2О R2СООН ½ Н2О R1СООН
СН–О–СО–R2 ¾¾¾¾¾¾¾® СН–ОН ¾¾¾¾¾¾¾®
½ фосфолипаза А2 ½ ФОСФОЛИПАЗА А1
СН2–О–Р–О–СН2СН2N(CН3)3 СН2–О–Р–СН2СН2N(СН3)3
фосфотидилхолин лизофосфотидилхолин
СН2 – ОН
½
¾¾¾¾® СН – ОН
½
СН2 – О – Р – СН2СН2N(СН3)3
глицерилфосфохолин
Из других представителей ФЛ сфингомиелин всасывается в тонкой кишке в виде интактных молекул.
Холестерин.
В зависимости от рода пищи в организм взрослого человека вводится ежедневно 300 – 500 мг ХС ,содержащегося в пищевых продуктах частично в свободном (неэстерефицированном) виде, частично в виде эфиров с ЖК. Последние расщепляются на ХС и ЖК особым ферментом панкреатического сока – гидролазой ЭХС , или холестеринэстеразой. Активность фермента проявляется в присутствии желчных кислот [5,1999].
Химический состав и строение мицелл, механизм всасывания липидов.
В стенку кишечника легко всасываются вещества, хорошо растворимые в воде. Из продуктов расщепления липидов к ним относятся, например, глицерол, аминоспирты и жирные кислоты с короткими углеводородными радикалами (С8 - С10), натриевые или калиевые соли фосфорной кислоты. Эти соединения из клеток кишечника обычно поступают непосредственно в кровь и вместе с током крови транспортируются в печень.
В то же время большинство продуктов переваривания липидов:высшие жирные кислоты, моно- и диацилглицерины,холестерол, лизофосфолипиды и др. плохо растворимые в воде и для их всасывания в стенку кишечника требуется специальный механизм. Перечисленные соединения, наряду с желчными кислотами и ФЛ, образуют мицеллы. Каждая мицелла состоит из гидрофобного ядра и внешнего мономолекулярного слоя амфифильных соединений, расположенных таким образом, что гидрофильные части их молекул контактирует с водой, а гидрофобные участки ориентированны внутрь мицеллы, где они контактируют с гидрофобным ядром. В состав мономолекулярной амфифильной оболочки мицеллы входят преимущественно ФЛ и желчные кислоты, сюда же могут быть включены молекулы холестерола. Гидрофобное ядро мицеллы состоит преимущественно из высших жирных кислот, продуктов неполного расщепления жиров, эфиров холестерола, жирорастворимых витаминов и др [6, 1999].
Основная часть ТГ всасывается после расщепления их липазой на ЖК и b-МГ. Всасывание этих соединений происходит при участии желчи, которая содержит соли желчных кислот, ФЛ и НЭХС. Образовавшиеся при действии липазы ЖК и b-МГ формируют с этими компонентами желчи смешанные мицеллы.
Относительно механизма всасывания жировых мицелл или их ингредиентов нет единой точки зрения. Прежде всего признается возможность непосредственного проникновения мицелл в эпителиальные клетки ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки. Согласно этой точки зрения, мицеллы проникают внутрь эпителиальных клеток целой частицей путем так называемой мицеллярной диффузии без затраты энергии. В клетках происходит распад мицеллярного комплекса, при этом желчные кислоты сразу же поступают в кровь и с током крови через воротную вену доставляются в печень, где снова переходят в состав желчи. Согласно другой точке зрения , проникновение жировых мицелл внутрь эпителиальных клеток частично или полностью осуществляется путем пиноцитоза. Наконец , допускается возможность перехода только липидных ингредиентов(молекулярная диффузия липидов) из жировых мицелл внутрь эпителиальных клеток при соприкосновении мицелл с поверхностью слизистой оболочки ворсинок кишечника. При этом соли желчных кислот не проникают внутрь клеток, а остаются в просвете кишечника и подвергаются обратному всасыванию , главным образом, в подвздошной кишке.
Каков бы ни был механизм всасывания липидов, исключительно важное значение при этом имеет гепатоэнтеральная циркуляция желчных кислот из печени в кишечник и обратно, обеспечивающая всасывание больших количеств ЖК и МГ (50 – 70, а иногда и более 100 г/сут) при относительно невысоком общем пуле желчных кислот (2,8 – 3,5 г). Последние в процессе гепатоэнтеральной циркуляции совершают 6 – 8 циклов, поступая, таким образом, в проксимальный отдел тонкой кишки в суммарном количестве около 18 г /сут при потере примерно 0,5 г . Эта потеря компенсируется образованием в печени такого же количества желчных кислот из ХС.
Продукты расщепления ТГ (ЖК и b-МГ) в процессе всасывания сначала поступают в мембрану эпителиальных клеток ворсинок тонкой кишки. Из внутренней поверхности мембраны они переносятся в цитоплазму к месту ресинтеза ТГ – в гладкий эндоплазматический ретикулум, причем ЖК транспортируются с помощью связывающего их белка.
ЖК со средней длиной углеводородной цепи (С6– С12), поступившие в эпителиальные клетки слизистой оболочки тонкой кишки, не участвуют в ресинтезе ТГ. Они непосредственно поступают в воротную вену, связываются альбуминами и транспортируются в печень. Такие ЖК оказались полезными в качестве пищевой добавки (взамен обычных пищевых жиров) больным с недостаточностью панкреатической липазы и липопротеидлипазы (ЛПЛ).
Как уже упоминалось, при переваривании жиров освобождаются некоторые количества глицерина (примерно 1/5 от его содержания в пищевых ТГ). Будучи хорошо растворимым в воде, глицерин легко всасывается в тонкой кишке и поступает в воротную вену.
ФЛ и лизо-ФЛ, которые участвуют в образовании смешанных жировых мицелл, всасываются в составе этих мицелл, не подвергаясь расщеплению. Основная часть их, как уже отмечалось, подвергается в полости тонкой кишки ферментативному гидролизу. При этом всасывание ЖК, образовавшихся при гидролизе ФЛ, лизо-ФЛ и ЭХС, происходит точно так же, как и всасывание ЖК, образовавшихся при расщеплении ТГ.
Отдельно следует остановится на вопросе о всасывании ХС, источником которого в тонкой кишке являются:
· ХС пищи(0,3-0,5 г/сут; у вегетарианцев значительно меньше);
· ХС желчи (ежедневно с желчью в тонкую кишку выделяется1-2 г эндогенного НЭХС);
· ХС, содержащийся в слущенном эпителии желудочно-кишечного тракта и в кишечных соках (до 0,5 г/сут).
В общей сложности в кишечник поступает 1,8-2,5 г эндогенного и экзогенного ХС. Из этого количества около 0,5 г ХС выделяется с фекалиями в виде востановленного продукта – капростерина и очень не большая часть в виде окисленных продуктов – холестеноно и др. И восстановление , и окисление ХС происходят в толстой кишке под воздействием ферментов микробной флоры. Основная часть ХС в неэстерефицированной форме подвергается всасыванию в тонкой кишке в составе смешанных жировых мицелл, состоящих, как уже отмечалось выше, из желчных кислот, ЖК, МГ, ФЛ и лизо-ФЛ.
Одной из причин уменьшенного всасывания жиров в тонкой кишке может быть не достаточно полное их расщепление вследствие либо пониженной секреции панкреатического сока (недостаток панкреатической липазы), либо недостаточного выделения желчи. Второй , наиболее частой причиной пониженного всасывания жира является нарушения функции кишечного эпителия, наблюдаемое при энтеритах, гиповитаминозах, недостаточности коры надпочечников и некоторых других патологических состояниях. В этом случае b-МГ и ЖК , образовавшиеся в полости кишечника, не могут нормально всасываться из-за повреждения эпителиального покрова кишечника.
Уменьшение всасывания ХС будет происходить, если с пищей употреблять большое количество растительных стеринов (главным образом, b-фитостерина), которые по конкурентному механизму препятствуют вхождению ХС в состав смешанных жировых мицелл, хотя сами по неизвестной причине не всасываются. На приеме фитостеринов видно, что малейшие изменения в структуре ХС ведут к существенному изменению физико-химических и физиологических свойств. В целом, при обычном смешанном питании и с учетом того, что принятый с пищей ХС образует в тонкой кишке общий пул с ХС, секретируемым желчью, всасыванию подвергается не более 60% пищевого ХС [5,1999].
Механизм ресинтеза липидов в энтероцитах, значение.
Более ста лет тому назад А. Перевозников в статье “К вопросу о синтезе жиров” сообщил, что он вводил через зонд в двенадцатиперстную кишку голодной собаки смесь мыла (соль ЖК) и глицерина и спустя 1,5ч на секционном материале наблюдал следующую картину: эпителий ворсинок тонкой кишки животного оказался наполненным “жировыми шариками” разной величины, а лимфа грудного протока выглядела как молоко. Автор сделал фундаментальный вывод, что в кишечной стенке собаки происходит синтез ТГ из ЖК и глицерина.
По современным представлениям ресинтез ТГ происходит в эпителиальных клетках (энтероцитах) слизистой оболочки ворсинок тонкой кишки двумя путями. Первый путь - b-моноглицеридный. Долгое время он считался единственным. Суть его состоит в том ,что b-МГ и ЖК, проникшие в процессе всасывания в эмителиальные клетки кишечной стенки, задерживаются в гладком эндоплазматическом ретикулуме клеток. Здесь из ЖК образуется их активная форма – ацил-КоА – и происходит ацилирование b-МГ с образованием сначала ДГ, а затем ТГ. Все реакции катализируются энзимнм комплексом – триглицерид-синтетазой, включающим в себя ацил-КоА-синтетазу, моноглицерид-ацилтрансферазу и диглицерид-ацилтрансферазу [5, 1999].
CH2–OH H2C–O–C Н2С–О–С
½ + R–CO-SKoA ½ + R–CO–SKoA ½
CH–O–C ¾¾¾¾¾¾¾® HC–O–C ¾¾¾¾¾¾® НС–О–С
½ - HC–KoA ½ - HC–KoA ½
CH2–OH H2C–OH Н2С–О-С
b-МГ ДГ ТГ [6,1999]
Второй путь ресинтеза ТГ - a-глицерофосфатный. Он протекает в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме эпителиальных клеток и включает следующие реакции:
· Образование активной формы жирной кислоты – ацил-КоА – при участии ацил-КоА-синтетазы (тиокиназы);
· Образование a-глицерофосфата при участии глицеролкиназы;
· Превращение a-глицерофофсфата в фосфатидную кислоту при участии глицерофосфат-ацилтрансферазы;
