31. Жовчні кислоти .Панкреатична ліпаза. Гідроліз тригліцеридів при участі панкреатичної ліпази
Жовчні кислоти присутні в жовчі в кон’югованій формі, тобто у вигляді глікохолевої, глікодезоксихолевої, глікохенодезоксихолевої (близько 2/3 - 4/5 всіх жовчних кислот) або таурохолевої, тауродезоксихолевої та таурохенодезоксихолевої (близько 1/5 - 1/3 всіх жовчних кислот) кислот. Ці сполуки іноді називають парними жовчними кислотами, тому що вони складаються із двох компонентів - жовчної кислоти й гліцину або таурину. Співвідношення між кон’югатами обох видів можуть змінюватися залежно від характеру їжі: у випадку переваги в ній вуглеводів збільшується відносний зміст гліцинових кон’югатів, а при високобілковій дієті - тауринових кон’югатів. Будова парних жовчних кислот може бути представлена в наступному виді:
С23Н36( ОН)3-С-NH-CH2-COOH Глікохолева кислота
ІІ
O
С23Н36( ОН)3-С-NH-CH2-CH2-SO3 H Таурохолева кислота
O
Тільки комбінація сіль жовчної кислоти + ненасичена жирна кислота + моногліцерид надає необхідний ступінь емульгування жиру. Солі жовчних кислот різко зменшують поверхневий натяг на поверхні розділу жир/вода, завдяки чому вони не тільки полегшують емульгування, але й стабілізують вже, ту що утворила емульсію.
Відомо, що основна маса харчових гліцеридів піддається розщепленню у верхніх відділах тонкої кишки при дії ліпази панкреатичного соку. Цей фермент був уперше виявлений відомим французьким фізіологом С. Bernard у середині минулого століття.
Панкреатична ліпаза (КФ 3.1.1.3) є глікопротеїдом, що має мол. масу 48000 (у людини) і оптимум рН 8-9. Даний фермент розщеплює тригліцериди, що перебувають в емульгованному стані (дія ферменту на розчинені субстрати значно слабкіше). Як і інші травні ферменти (пепсин, трипсин, химотрипсин), панкреатична ліпаза надходить у верхній відділ тонкої кишки у вигляді неактивної пролипази.
Перетворення проліпази в активну ліпазу відбувається при участі жовчних кислот і ще одного білка панкреатичного соку - колипази (мол. маса 10000). Остання приєднується до проліпазі в молекулярному співвідношенні 2:1. Це приводить до того, що ліпаза стає активною й стійкою до дії трипсину.
Установлено, що основними продуктамі розщеплення тригліцеридів при дії панкреатичної ліпази є (2)-моногліцерид і жирні кислоти. Фермент каталізує гідроліз ефірних зв'язків в альфа(1), -альфа(3)-положеннях, у результаті чого й утворяться альфа(2)-моногліцерид і дві частки (молекули) жирної кислоти. На швидкість реакції гідролізу тригліцеридів, яка каталізується ліпазою не впливає ні ступінь ненасиченості жирних кислот, ні довжина її ланцюга (від З12 до З18).
32.Усмоктування тригліцеридів і продуктів їхнього розщеплення.
Розщеплення й всмоктування фосфоліпідів і холестерину
.
Всмоктування тригліцеридів і продуктів їхнього розщеплення. Всмоктування відбувається в проксимальній частині тонкої кишки. Тонко емульговані жири (величина жирових крапель емульсії не повинна перевищувати 0,5 мкм) частково можуть всмоктуватися через стінки кишківника без попереднього гідролізу. Основна частина жиру всмоктується лише після розщеплення його панкреатичною ліпазою на жирні кислоти, моногліцериди й гліцерин. Жирні кислоти з коротким вуглецевим ланцюгом (менш 10 атомів вуглецю) і гліцерин, будучи добре розчинними у воді, вільно всмоктуються в кишківнику й надходять у кров воротной вени, звідки в печінку, минаючи які-небудь перетворення в кишковій стінці.
Більш складно відбувається усмоктування жирних кислот з дівгим вуглецевим ланцюгом і моногліцеридів. Цей процес здійснюється при участі жовчі й головним чином жовчних кислот, що входять у її склад. У жовчі солі жовчних кислот, фосфоліпіди й холестерин утримуються в співвідношенні 12,5:2,5:1,0. Жирні кислоти з довгим ланцюгом і моногліцериди в просвіті кишківнику утворять із цими з'єднаннями стійкі у водному середовищі міцели. Структура міцел така, що їхнє гідрофобне ядро (жирні кислоти, моногліцериди й ін.) виявляється оточеним зовні гідрофільною оболонкою з жовчних кислот і фосфоліпідів. Міцели приблизно в 100 разів менше самих дрібних эмульгированних жирових крапель. У складі міцел вищі жирні кислоти й моногліцериди переносяться від місця гідролізу жирів до усмоктувальної поверхні кишкового епітелію. щодо механізму усмоктування жирових міцел єдиної думки немає. Одні дослідники вважають, що в результаті так званої міцелярной дифузії, а можливо, і піноцитозу міцел цілком проникають в епітеліальні клітини ворсинок, де відбувається розпад жирових міцел. При цьому жовчні кислоти надходять у загальний потік крові й через систему воротної вени попадають спочатку в печінку, а звідси знову в жовч. Інші дослідники допускають можливість переходу в клітини ворсинок тільки ліпідного компоненту жирових міцел. Солі жовчних кислот, виконавши свою фізіологічну роль, залишаються в просвіті кишківнику; пізніше основна маса їх всмоктується в кров (у клубовій кишці), попадає в печінку й потім виділяється з жовчю. Таким чином, всі дослідники визнають, що відбувається постійна циркуляція жовчних кислот між печінкою й кишківником. Цей процес одержав назву печінково-кишкової (гепатоентеральної) циркуляції.
За допомогою методу помічених молекул було показано, що в жовчі втримується лише невелика частина жовчних кислот (10-15% від загальної кількості), знову синтезованих печінкою. Таким чином, основна маса жовчних кислот (85-90%) - це жовчні кислоти, реабсорбировані в кишківнику й повторно секретуться в складі жовчі. Встановлено, що в людини загальний пул жовчних кислот становить приблизно 2,8-3,5 г, при цьому вони роблять 6-8 оборотів за добу.
Розщеплення й всмоктування фосфоліпідів і холестерину. Основна частина фосфоліпідів вмісту тонкої кишки діводиться на фосфатидилхолин (лецитин), основна маса якого надходить у кишечник з жовчю (11-12 г/доб) і менша частина (1-2 г/доб) - з їжею.
Існує дві точки зору щодо долі фосфоліпідів, які поступили у тонку кишку, екзогенним і ендогенним шляхом. Відповідно до однієї з них, і ті, і др фосфоліпіди піддаються в кишківнику атаці з боку фосфоліпази А2, яка каталізує гідроліз складноноефіоного зв'язку У результаті реакції, яка каталізується фосфоліпазою А2 гліцерофосфолипиди розщеплюються з утворенням лізофосфоліпиду й жирної кислоти. Лізофосфоліпид може піддаватися розщепленню при дії іншого ферменту панкреатичного соку - лізофосфоліпази. У результаті з лізолецитину звільняється остання частка жирної кислоти й утвориться гліцерофосфохолін, що добре розчиняється у водному середовищі й всмоктується з кишківнику в кров.
Прихильники іншої точки зору вважають, що фосфоліпіди "жовчного" (більш точно печіночного) походження на відміну від харчових фосфоліпідів не піддаються впливу фосфоліпази А2. Отже, функція "жовчних" фосфоліпідів винятково пов'язана з гепатоентеральною циркуляцією жовчі: з жовчю вони надходять у кишківник, з жовчними кислотами беруть участь у міцеллярній солюбилізації ліпідів і разом з ними повертаються в печінку. Таким чином, існує як би два пули фосфоліпідів у кишківнику: "жовчний", захищений від дії фосфоліпази А2, і "харчовий", підданий її дії. Поки важко пояснити причину існування двох пулів фосфоліпідів і їхнє різне відношення до дії фосфоліпази А2.
Залежно від їжі організм дорослої людини одержує щодня 300-500 мг холестерину, що втримується в харчових продуктах частково у вільному (неестерицифицированному) виді, частково у вигляді ефірів з жирними кислотами. Ефіри холестерину розщеплюються на холестерин і жирні кислоти особливим ферментом панкреатичного й кишкового соків - гідролазой ефірів холестерину, або холестеролестеразой (КФ 3.1.1.13). У тонкій кишці відбувається всмоктування холестерину, джерелом якого є:
- холестерин їжі (0,3-0,5 г/доб; у вегетаріанців значно менше); - холестерин жовчі (щодня з жовчю виділяється 1-2 м ендогенного неестерифицированного холестерину);
- холестерин, що втримується в злущенному епітелії травного тракту й у кишкових соках (до 0,5 г/доб).
У цілому в кишечник надходить 1,8-2,5 г ендогенного і екзогенного холестерину. Із цієї кількості близько 0,5 г холестерину виділяється з фекаліями у вигляді відновленого продукту - копростерину й дуже невелика частина у вигляді окислених продуктів - холестенону й ін. Відновлення, і окислювання холестерину відбуваються в тівстій кишці під впливом ферментів мікробної флори. Основна частина холестерину в неестерифицированній формі піддається всмоктуванню в тонкій кишці в складі змішаних жирових мицелл, що складаються з жовчних кислот, жирних кислот, моногліцеридів, фосфоліпідів і лизофосфоліпідів.
33 Ресинтез ліпідів у кишковій стінці. Ресинтез фосфоліпідів у кишковій стінці.
Ресинтез ліпідів у кишковій стінці
За сучасними данними, ресинтез тригліцеридів відбувається в епітеліальних
клітинах (ентероцитах слизової оболонки ворсинок тонкої кишки) двома шляхами. Перший шлях - моногліцеридний. Довгий час цей шлях вважався єдиним.
Шлях його полягає в тому, що моногліцериди й жирні кислоти, що проникають у процесі усмоктування в епітеліальні клітини кишкової стінки, затримуються в гладкому ендоплазматическом рети-кулуме кліток. Тут з жирних кислот утвориться їхня активна форма - ацил-Коа й потім відбувається ацилирування -моногліцеридів з утворенням спочатку дигліцеридів, а потім тригліцеридів:
Моногліцерид + R-СО-S-Ko -> Дигліцерид + HS-Ko ;
Дигліцерид + R1-СО-S-Ko -> Тригліцерид + HS-Ko.
Всі реакції каталізуються ферментним комплексом - тригліцерид-синтетазой, що включає в себе ацил-коа-синтетазу, моногліцеридацил-трансферазу й дигліцеридацилтрансферазу.
Інший шлях ресинтезу тригліцеридів протікає в шорсткуватому ендоплазматичному ретикулумі епітеліальних кліток і включає наступні реакції:
1) утворення активної форми жирної кислоти - ацил-Коа при участі ацил-коа-синтетази;
2) утворення -гліцерофосфату при участі гліцеролкинази;
3) перетворення гліцерофосфату у фосфатидну кислоту при участі гліцерофосфат-ацилтрансферази;
4) перетворення фосфатидной кислоти в дигліцерид при участі фосфатидат-фосфогідролази;
5) ацилірування дигліцериду з утворенням тригліцериду при участі дигліцеридацилтрансферази.
Як видно, перша й остання реакції повторюють аналогічні реакції моногліцеридного шляху. Установлено, що гліцерофосфатний шлях ресинтезу жирів (тригліцеридів) зсутуває значення, якщо в епітеліальні клітини слизової оболонки тонкої кишки надійшли переважно жирні кислоти. У випадку, якщо в стінку кишки надійшли жирні кислоти разом з моногліцеридами, запускається моногліцеридний шлях. Як правило, навність в епітеліальних клітках надлишку моногліцеридів гальмує протікання гліцерофосфатного шляху. Ресинтез фосфоліпідів у кишковій стінці. В ентерцитах поряд з ресинтезом тригліцеридів відбувається також і ресинтез фосфоліпідів. В утворенні фосфатидилхолїнів і фосфатидилэтаноламінов бере участь ресинтезированний дигліцерид, а в утворенні фосфатидилинозитолів - ресинтезированна фосфатидна кислота. Участь цих субстратів в утворенні фосфоліпідів у стінці кишківнику відбувається по тимі ж закономірностям, що й в інших тканинах
Необхідно підкреслити, що в стінці кишківнику синтезуються жири, у значній мірі специфічні для даного виду тварини й відрізняються за своєю будовою від харчового жиру. У відомій мері це забезпечується тим, що в синтезі тригліцеридів (а також фосфоліпідів) у кишковій стінці беруть участь поряд з екзогенними й ендогенні жирні кислоти. Однак здатність до здійснення в стінці кишківнику синтезу жиру, специфічного для даного виду тварини, все-таки обмежена. Показано, що при годуванні тварини (наприклад, собаки), який особливо попередньо знаходвся в стані голоду, більших концентрацій чужерідного жиру (наприклад, лляного масла або верблюжого жиру) частина його виявляється в жирових тканинах тварини в незміненому виді. Жирова тканина швидше за все є єдиною тканиною, де можуть відкладатися чужерідні жири. Ліпіди, що входять до складу протоплазми кліток інших органів і тканин, відрізняються високою специфічністю, їхній склад і властивості мало залежать від харчових жирів.
34. Утворення хіломикронів і транспорт ліпідів.
Жирова тканина і її участь в обміні ліпідів. Ліполіз тригліцеридів у жировій тканині .
Утворення хіломикронів і транспорт ліпідів.
Ресинтезированні в епітеліальних клітках кишківнику тригліцериди й фосфоліпіди, а також, що надійшов у ці клітини з порожнини кишківнику холестерин (тут він може частково естерифікуватися) з'єднується з невеликою кількістю білка й утворює відносно стабільні комплексні частки - хіломікрони (ХМ). Останні містять близько 2% білка, 7% фосфоліпідів, 8% холестерину і його ефірів і більше 80% тригліцеридів. Діаметр ХМ коливається від 0,1 до 5 мкм. Завдяки більшим розмірам часток ХМ не здатні проникати з ендотеліальні клітини кишківника в кровоносні капіляри й дифундувати в лімфатичну систему кишківника, а з неї попадають у грудну лімфатичну протоку. Потім із грудної лімфатичної протоки ХМ попадають у кров'яне русло, тобто з їхньою допомогою здійснюється транспорт екзогенних тригліцеридів, холестерину й частково фосфоліпідів з кишківнику через лімфатичну систему в кров. Уже через 1-2 год після прийому їжі, що містить жири, спостерігається аліментарна гіперліпемія. Це фізіологічне явище, що характеризується в першу чергу підвищенням концентрації тригліцеридів у крові й появою в ній ХМ. Пік аліментарної гіперліпемії спостерігається через 4-6 ч після прийому жирної їжі. Звичайно через 10-12 год після прийому їжі зміст тригліцеридів вертається до нормальних величин, а ХМ повністю зникають із кров'яного русла.
Відомо, що печінка й жирова тканина грають найбільш істотну роль у подальшій долі ХМ. Останні вільно дифундують із плазми крові в міжклітинні простори печінки (синусоїди). Допускається, що гідроліз тригліцеридів ХМ відбувається як усередині печікових клітин, так і на поверхні. ХМ не здатні (через свої розміри) проникати в клітини жирової тканини. У зв'язку із цим тригліцериди ХМ піддаються гідролізу на поверхні ендотелію капілярів жирової тканини при участі ферменту ліпопротеїдліпази.
Жирова тканина і її участь в обміні ліпідів
Загальна кількість жирової тканини в дорослого чолівіка із середньою масою тіла дорівнює приблизно 20 кг, а в гладких людей - на десятки кілограмів більше. Жирова тканина, що складається в основному з жирових кліток, або адипоцитів, поширена по всьому організмі: під шкірою, у черевній порожнині, утворить жирові прошарки навколо окремих органів. Близько 65% від маси жирової тканини діводиться на частку відкладених у ній тригліцеридів, що становить приблизно 95% від всіх тригліцеридів організму.
Відомо, що головним джерелом жирних кислот, використаних у якості "палива", служить резервний жир, що втримується в жировій тканині. Прийнято вважати, що тригліцериди жирових депо виконуть в обміні ліпідів таку ж роль, як глікоген у печінці в обміні вуглеводів, а вищі жирні кислоти за своїю енергетичною роллю нагадують глюкозу, що утвориться в процесі фосфоролізу глікогену. При фізичній роботі й інших станах організму, котрі вимагають підвищених енерговитрат, споживання тригліцеридів жирової тканини як енергетичного резерву збільшується.
Ліполіз тригліцеридів у жировій тканині . Як джерело енергії можуть використатися тільки вільні, тобто неестерифіковані, жирні кислоти. Тому тригліцериди спочатку гідролізуються за допомогою специфічних тканевих ферментів - ліпаз - до гліцерину й вільних жирних кислот. Останні з жирових депо можуть переходити в плазму крові (мобілізація вищих жирних кислот), після чого вони використаються тканинами й органами тіла як енергетичний матеріал.
У жировій тканині втримується кілька ліпаз, з яких найбільше значення мають тригліцеридліпаза (так звана гормоночутлива ліпаза), дигліцеридліпаза й моногліцеридліпаза. Активність двох останніх ферментів в 10-100 разів перевищує активність першого. Тригліцеридліпаза активується рядом гормонов (наприклад, адреналіном, норадреналіном, глюкагоном і ін.), тоді як дигліцеридліпаза й мо-ногліцеридліпаза не чутливі до їхньої дії. Тригліцеридліпаза є регуляторним ферментом.
Установлено, що гормоночутлива ліпаза (тригліцеридліпаза) перебуває в жировій тканині в неактивній формі, і активація її гормонами протікає складним каскадним шляхом, що включає участь принаймні двох ферментативних систем. Процес починається із взаємодії гормону із клітинним рецептором, у результаті чого модифікується структура рецептора (сам гормон у клітку не надходить) і такий рецептор активує аденилатциклазу (КФ 4.6.1.1). Остання, як відомо, каталізує утворення циклічного аденозинмонофосфата (цАМФ) з аденозинтрифосфата (АТФ):
утворений цАМФ активує фермент протеїнкіназу (КФ 2.7.1.37), що шляхом фосфорилювання неактивної тригліцеридліпази перетворює її в активну форму (мал. 11.1). Активна тригліцеридліпаза розщеплює тригліцерид на дигліцерид і жирну кислоту. Потім при дії ди- і моногліцеридліпаз утворюються кінцеві продукти Ліпо-Ліза - гліцерин і вільні жирні кислоти, які надходять у кров'яне русло.
Швидкість ліполізу тригліцеридів не є постійної, вона піддана регулюючому впливу різних факторів, серед яких особливе значення мають нейрогормональні фактори.
Пов'язані з альбумінами плазми крові у вигляді комплексу вільні жирні кислоти зі струмом крові попадають в органи й тканини, де комплекс розпадається, а жирні кислоти піддаються або бета-окислюванню, або частково використаються для синтезу тригліцеридів, гліцерофосфолипідів, сфингофосфолипідів і інших сполук, а також на естерифікацію холестерину.
