Переваривание и всасывание липидов. Транспорт липидов в организме. Обмен липопротеидов

Тема: Переваривание и  всасывание липидов. Транспорт липидов в организме. Обмен липопротеидов.

Липиды - это разнообразная по строению группа органических веществ, которые объединены общим свойством - растворимостью в неполярных растворителях.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИПИДОВ

Липиды по способности  к гидролизу делят на омыляемые (двух и более компонентные) и  неомыляемые (однокомпонентные).

Омыляемые липиды в  щелочной среде гидролизуются с  образованием мыл, они содержат в  своем в составе жирные кислоты  и спирты глицерин (глицеролипиды) или  сфингозин (сфинголипиды). По количеству компонентов омыляемые липиды делятся  на простые (состоят из 2 классов  соединений) и сложные (состоят из 3 и более классов).

К простым липидам  относятся:

1) воска (сложный  эфир высшего одноатомного спирта  и жирной кислоты);

2) триацилглицериды, диацилглицериды, моноацилглицериды  (сложный эфир глицерина и жирных  кислот). У человека весом в  70 кг ТГ около 10 кг.

3) церамиды (сложный  эфир сфингозина и жирной кислоты  С18-26) – лежат в основе сфинголипидов;

К сложным липидам  относятся:

1) фосфолипиды (содержат  фосфорную кислоту):

а) фосфоглицеролипиды (сложный эфир глицерина и 2 жирных кислот, содержит фосфорную кислоту  и аминоспирт) - фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин, фосфатидилинозитол, фосфатидилглицерол;

б) кардиолипины (2 фосфатидные  кислоты, соединенные через глицерин);

в) плазмалогены (сложный  эфир глицерина и жирной кислоты, содержит ненасыщен-ный одноатомный  высший спирт, фосфорную кислоту  и аминоспирт) – фосфатидальэтаноламины, фосфатидальсерины, фосфатидальхолины;

г) сфингомиелины (сложный  эфир сфингозина и жирной кислоты  С18-26, содержит фосфорную кислоту  и аминоспирт - холин);

2) гликолипиды (производные  сфингозина, содержащие углеводы):

а) цереброзиды (сложный  эфир сфингозина и жирной кислоты  С18-26, содержит гексозу: глюкозу или  галактозу);

б) сульфатиды (сложный  эфир сфингозина и жирной кислоты  С18-26, содержит гексозу (глюкозу или  галактозу) к которой присоединена в 3 положение серная кислота). Много  в белом веществе;

в) ганглиозиды (сложный  эфир сфингозина и жирной кислоты  С18-26, содержит олигосахарид из гексоз и сиаловых кислот). Находятся в  ганглиозных клетках;

К неомыляемым липидам  относят:

1. стероиды;

2. жирные кислоты (структурный компонент омыляемых липидов),

3. витамины А, Д, Е, К;

4. терпены (углеводороды, спирты, альдегиды и кетоны с несколькими звеньями изопрена).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

В организме липиды выполняют разнообразные функции:

1) Структурная. Сложные липиды и холестерин амфифильны, они образуют все клеточные мембраны; фосфолипиды выстилают поверхность альвеол, образуют оболочку липопротеинов. Сфингомиелины, плазмалогены, гликолипиды образуют миелиновые оболочки и другие мембраны нервных тканей.

2) Энергетическая. В организме до 33% всей энергии АТФ образуется за счет окисления липидов;

3) Антиоксидантная. Витамины А, Д, Е, К препятсвуют СРО;

4) Запасающая. ТГ являются формой хранения жирных кислот;

5) Защитная. ТГ, в составе жировой ткани, обеспечивают теплоизоляционную и механическую защиту тканей. Воска образуют защитную смазку на коже человека;

6) Регуляторная. Фосфотидилинозитолы являются внутриклеточными посредниками в действии гормонов (инозитолтрифосфатная система). Из полиненасыщенных жирных кислот образуются эйкозаноиды (лейкотриены, тромбоксаны, простагландины, простациклины), вещества, регулирующие иммуногенез, гемостаз, неспецифическую резистентность организма, воспалительные, аллергические, пролиферативные реакции. Из холестерина образуются стероидные гормоны: половые, кортикоиды, кальцитриол;

7) Пищеварительная. Из холестерина синтезируются желчные кислоты. Желчные кислоты, фосфолипиды, холестерин обеспечивают эмульгирование и всасывание липидов;

8) Информационная. Ганглиозиды обеспечивают межклеточные контакты.

Источником липидов  в организме являются синтетические  процессы и пища. Некоторые липиды в организме не синтезируются (полиненасыщенные жирные кислоты - витамин F, витамины А, Д, Е, К), они являются незаменимыми и  поступают в организм только с  пищей.

ПРИНЦИПЫ  НОРМИРОВАНИЯ ЛИПИДОВ  В ПИТАНИИ

В сутки человеку требуется потреблять 80-100г липидов, из них 25-30г растительного масла, 30-50г сливочного масла и 20-30г жира животного происхождения.

Потребность в пищевых  липидах зависит от возраста. Новорожденным  до 3 месяцев требуется 6,5 г/кг липидов, детям до 6 месяцев - 6 г/кг, детям после 6 месяцев – 5,5 г/кг, взрослым – 1,4 г/кг, пожилым – 0,5 г/кг. Причины: 1). основным источником энергии для детей  грудного возраста являются липиды, а  для взрослых людей - глюкоза. 2). Энергозатраты  с возрастом снижаются.

Потребность в липидах  увеличивается на холоде, при физических нагрузках, в период выздоровления  и при беременности.

С пищей в норме  поступает около 85-90г ТГ, 1г ФЛ,  0,3—0,5 г ХС (в основном в виде эфиров). Растительные масла содержат много  полиеновых незаменимых (линолевая  до 60%, линоленовая) жирных кислот, фосфолипидов (удаляются при рафинировании). Сливочное  масло содержит много витаминов  А, Д, Е.

Все природные липиды хорошо перевариваются, масла усваиваются  лучше жиров. При смешанном питании  сливочное масло усваивается  на 93-98%, свиной жир - на 96-98%, говяжий  жир – на 80-94%, подсолнечное масло  – на 86-90%. Длительная тепловая обработка (> 30 мин) разрушает полезные липиды, при этом образуются токсические  продукты окисления жирных кислот и  канцерогенные вещества.

При недостаточном  поступлении липидов с пищей  снижается иммунитет, снижается  продукция стероидных гормонов, нарушается половая функция. При дефиците линолевой  кислоты развивается тромбоз  сосудов и увеличивается риск раковых заболеваний. При избытке  липидов в пище развивается атеросклероз и увеличивается риск рака молочной железы и толстой кишки.   
 

ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ

Переваривание –  это гидролиз пищевых веществ  до их ассимилируемых форм.

Лишь 40-50% пищевых  липидов расщепляется полностью, от 3% до 10% пищевых липи-дов всасываются  в неизмененном виде.

Так как липиды не растворимы в воде, их переваривание  и всасывание имеет свои особенности  и протекает в несколько стадий:

1) Липиды твердой  пищи при механическом воздействии  и под влиянием ПАВ желчи  смешиваются с пищеварительными  соками с образованием эмульсии (масло в воде). Образование эмульсии  необходимо для увеличения площади  действия ферментов, т.к. они  работают только в водной фазе. Липиды жидкой пищи (молоко, бульон  и т.д.) поступают в организм  сразу в виде эмульсии;

2) Под действием  липаз пищеварительных соков  происходит гидролиз липидов  эмульсии с образованием водорастворимых  веществ и более простых липидов;

3) Выделенные из  эмульсии водорастворимые вещества  всасываются и поступают в  кровь. Выделенные из эмульсии  более простые липиды, соединяясь  с компонентами желчи, образуют  мицеллы; 

4) Мицеллы обеспечивают  всасывание липидов в клетки  эндотелия кишечника.

 

Ротовая полость

В ротовой полости  происходит механическое измельчение  твердой пищи и смачивание ее слюной (рН=6,8).

У грудных детей  здесь начинается гидролиз ТГ с короткими  и средними жирными кислотами, которые  поступают с жидкой пищей в  виде эмульсии. Гидролиз осуществляет лингвальная триглицеридлипаза («липаза  языка», ТГЛ), которую секретируют  железы Эбнера, находящиеся на дорсальной поверхности языка.

Желудок

Так как «липаза  языка» действует в диапазоне 2-7,5 рН, она может функционировать  в желудке в течение 1-2 часов, расщепляя  до 30% триглицеридов с короткими  жирными кислотами. У грудных  детей и детей младшего возраста она активно гидролизует ТГ молока, которые содержат в основном жирные кислоты с короткой и средней  длиной цепей (4—12 С). У взрослых людей  вклад «липазы языка» в переваривание  ТГ незначителен.

В главных клетках  желудка вырабатывается желудочная липаза, которая активна при нейтральном  значении рН, характерном для желудочного  сока детей грудного и младшего возраста, и не активна у взрослых (рН желудочного  сока ~1,5). Эта липаза гидролизует  ТГ, отщепляя, в основном, жирные кислоты  у третьего атома углерода глицерола. Образующиеся в желудке ЖК и МГ далее участвуют в эмульгировании липидов в двенадцатиперстной кишке.

Тонкая кишка

Основной процесс  переваривания липидов происходит в тонкой кишке.

1. Эмульгирование  липидов (смешивание липидов с  водой) происходит в тонкой  кишке под действием желчи.  Желчь синтезируется в печени, концентрируется в желчном пузыре  и после приёма жирной пищи  выделяется в просвет двенадцатиперстной  кишки (500-1500 мл/сут).

Жёлчь это вязкая жёлто-зелёная жидкость, имеет рН=7,3-8.0, содержит Н2О – 87-97%, органические вещества (желчные кислоты – 310 ммоль/л (10,3-91,4 г/л), жирные кислоты – 1,4-3,2 г/л, пигменты желчные – 3,2 ммоль/л (5,3-9,8 г/л), холестерин – 25 ммоль/л (0,6-2,6) г/л, фосфолипиды – 8 ммоль/л) и минеральные компоненты (натрий 130-145 ммоль/л, хлор 75-100 ммоль/л, НСО3- 10-28 ммоль/л, калий 5-9 ммоль/л). Нарушение  соотношение компонентов желчи  приводит к образованию камней.

Жёлчные кислоты (производные  холановой кислоты) синтезируются  в печени из холестерина (холиевая, и хенодезоксихолиевая кислоты) и образуются в кишечнике (дезоксихолиевая, литохолиевая, и д.р. около 20) из холиевой и хенодезоксихолиевой кислот под  действием микроорганизмов.

 

В желчи желчные  кислоты присутствуют в основном в виде конъюгатов с глицином (66-80%) и таурином (20-34%), образуя парные желчные кислоты: таурохолевую, гликохолевую и д.р.

 

Соли жёлчных кислот, мыла, фосфолипиды, белки и щелочная среда желчи действуют как  детергенты (ПАВ), они снижают поверхностное  натяжение липидных капель, в результате крупные капли распадаются на множество мелких, т.е. происходит эмульгирование. Эмульгированию также способствует перистальтика кишечника и выделяющийся, при взаимодействии химуса и бикарбонатов СО2:  Н+ + НСО3- → Н2СО3 → Н2О + ↑СО2.

2. Гидролиз триглицеридов  осуществляет панкреатическая липаза. Ее оптимум рН=8,  она гидролизует  ТГ преимущественно в положениях 1 и 3, с образованием 2 свободных  жирных кислот и 2-моноацилглицерола  (2-МГ). 2-МГ является хорошим эмульгатором.

28% 2-МГ под действием  изомеразы превращается в 1-МГ. Большая часть 1-МГ гидролизуется  панкреатической липазой до глицерина  и жирной кислоты.

В поджелудочной  железе панкреатическая липаза синтезируется  вместе с белком колипазой. Колипаза образуется в неактивном виде и в  кишечнике активируется трипсином  путем частичного протеолиза. Колипаза своим гидрофобным доменом связывается  с поверхностью липидной капли, а  гидрофильным способствует максимальному  приближению активного центра панкреатической  липазы к ТГ, что ускоряет их гидролиз.

 

3. Гидролиз лецитина  происходит с участием фосфолипаз (ФЛ): А1, А2, С, D и лизофосфолипазы  (лизоФЛ).

 

В результате действия этих четырех ферментов фосфолипиды  расщепляются до свободных жирных кислот, глицерола, фосфорной кислоты и  аминоспирта или его аналога, например, аминокислоты серина, однако часть фосфолипидов расщепляется при  участии фосфолипазы А2 только до лизофосфолипидов и в таком виде может поступать в стенку кишечника.

ФЛ А2 активируется частичным протеолизом с участием трипсина и гидролизует лецитин  до лизолецитина. Лизолецитин является хорошим эмульгатором. ЛизоФЛ гидролизует  часть лизолецитина до глицерофосфохолина. Остальные фосфолипиды не гидролизуются.

4. Гидролиз эфиров  холестерина до холестерина и  жирных кислот осуществляет холестеролэстераза, фермент поджелудочной железы  и  кишечного сока.

5. Мицеллообразование