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

Водонерастворимые продукты гидролиза (жирные кислоты  с длинной цепью, 2-МГ, холестерол, лизолецитины, фосфолипиды) вместе с  компонентами желчи (солями жёлчных  кислот, ХС, ФЛ) образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Смешанные мицеллы построены  таким образом, что гидрофобные  части молекул обращены внутрь мицеллы (жирные кислоты, 2-МГ, 1-МГ), а гидрофильные (желчные кислоты, фосфолипиды, ХС) — наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки. Стабильность мицелл обеспечивается в основном солями жёлчных кислот, а также моноглицеридами и лизофосфолипидами.  
 

 Регуляция переваривания

Пища стимулирует  секрецию из клеток слизистой тонкой кишки в кровь холецистокинина (панкреозимин, пептидный гормон). Он вызывает выделение в просвет  двенадцатиперстной кишки желчи  из желчного пузыря и панкреатического сока из поджелудочной железы.

Кислый химус стимулирует  секрецию из клеток слизистой тонкой кишки в кровь секретина (пептидный  гормон).  Секретин стимулирует секрецию бикарбоната (НСО3-) в сок поджелудочной  железы.

Особенность переваривания  липидов у детей

Секреторный аппарат  кишечника к моменту рождения ребенка в целом сформирован, в кишечном соке находятся те же ферменты, что и у взрослых, но активность их низкая. Особенно напряженно идет процесс переваривания жиров  из-за низкой активности липолитических ферментов. У детей, находящихся  на грудном вскармливании, эмульгированные  желчью липиды на 50% расщепляются под  влиянием липазы материнского молока. 

Переваривание липидов  жидкой пищи

 

ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ  ГИДРОЛИЗА

1. Водорастворимые  продукты гидролиза липидов всасываются  в тонкой кишке без участия  мицелл. Холин и этаноламин всасываются  в виде ЦДФ производных, фосфорная  кислота - в виде Na+ и K+ солей,  глицерол - в свободном виде.

2. Жирные кислоты  с короткой и средней цепью,  всасываются без участия мицелл  в основном в тонкой кишке,  а часть уже в желудке.

3. Водонерастворимые  продукты гидролиза липидов всасываются  в тонкой кишке с участием  мицелл. Мицеллы сближаются со  щёточной каймой энтероцитов,  и липидные компоненты мицелл (2-МГ, 1-МГ, жирные кислоты, холестерин, лизолецитин, фосфолипиды и т.д.) диффундируют через мембраны  внутрь клеток.

Рециклирование компоненты желчи

Вместе с продуктами гидролиза всасываются компоненты желчи - соли жёлчных кислот, фосфолипиды, холестерин. Наиболее активно соли жёлчных кислот всасываются в  подвздошной кишке. Жёлчные кислоты  далее попадают через воротную вену в печень, из печени вновь секретируются  в жёлчный пузырь и далее опять  участвуют в эмульгировании липидов. Этот путь жёлчных кислот называют «энтерогепатическая циркуляция». Каждая молекула жёлчных кислот за сутки проходит 5— 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями. 

НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И  ВСАСЫВАНИЯ ЛИПИДОВ. СТЕАТОРЕЯ

Нарушение переваривания  липидов может быть при:

1) нарушение оттока  жёлчи из жёлчного пузыря (желчекаменная  болезнь, опухоль). Уменьшение секреции  жёлчи вызывает нарушение эмульгирования  липидов, что ведет к снижению  гидролиза липидов пищеварительными  ферментами;

2) нарушение секреции  сока поджелудочной железы приводит  к дефициту панкреатической липазы  и снижает гидролиз липидов.

 Нарушение переваривания  липидов тормозит их всасывание, что приводит к увеличению  количества липидов в фекалиях  — возникает стеаторея (жирный  стул). В норме в фекалиях липидов  не более 5%. При стеаторее нарушается  всасывание жирорастворимых витаминов  (A, D, Е, К) и незаменимых жирных  кислот (витамин F), поэтому развиваются  гиповитаминозы жирорастворимых  витаминов. Избыток липидов связывает  вещества нелипидной природы  (белки, углеводы, водорастворимые  витамины), и препятствует их перевариванию и всасыванию. Возникают гиповитаминозы по водорастворимым витаминам, белковое и углеводное голодание. Непереваренные  белки подвергаются гниению в толстой кишке. 

ОБМЕН ЛИПИДОВ В ЭНТЕРОЦИТАХ

Липиды поступают  в энтероциты как из просвета кишечника, так и из тканей. Большая часть  липидов, поступивших в энтероцит, подвергается ресинтезу. 

1. 1-МГ гидролизуется  кишечной липазой до глицерина  и жирной кислоты.

2. Короткоцепочечные   жирные кислоты, ФЛ (кроме лецитина) и часть глицерина без изменений  направляются из энтероцита в  кровь.

3. Длинноцепочечные  эндогенные и экзогенные жирные  кислоты под действием ацил-КоА-синтетазы  (тиокиназы) активируются, образуя  Ацил~КоА: 

RCOOH + HS-КоА + АТФ  → Ацил~КоА + АМФ + ФФн

4. Моноацилглицероловый  путь синтеза ТГ и ФЛ

 При ресинтезе  ТГ Ацил~КоА с участием ацилтрансферазы  этерифицирует 2-МГ до ДГ, а  затем до ТГ:   2-МГ + Ацил~КоА  → 1,2-ДГ + HS-КоА, 

               1,2-ДГ + Ацил~КоА → ТГ + HS-КоА

При ресинтезе ФЛ на 1,2-ДГ переносится фосфохолин или  фосфоэтаноламин с ЦДФ.

1,2-ДГ + ЦДФ-холин →  лецитин + ЦМФ

1,2-ДГ + ЦДФ-этаноламин  → кефалин + ЦМФ

В клетках слизистой  оболочки тонкой кишки синтезируются  в основном видоспецифич-ные ТГ. Однако при поступлении с пищей  ТГ с необычными жирными кислотами, например бараньего жира, в адипоцитах появляются ТГ, содержащие кислоты, характерные  для бараньего жира (насыщенные разветвлённые  жирные кислоты).

5. Глицерофосфатный  путь синтеза ТГ и ФЛ

глицерол + АТФ →  глицеро-ф + АДФ                               Фермент: глицерокиназа

глицеро-ф +  Ацил~КоА  → лизофосфатид + HS-КоА      Фермент: ацилтрансфераза

лизофосфатид +  Ацил~КоА  → фосфатид + HS-КоА       Фермент: ацилтрансфераза

фосфатид + Н2О → 1,2-ДГ + Фн                                          Фермент: фосфатидаза

1,2-ДГ + Ацил~КоА →  ТГ + HS-КоА                                 Фермент: ацилтрансфераза

1,2-ДГ + ЦДФ-холин →  лецитин + ЦМФ                           Фермент: холинтрансфераза

1,2-ДГ + ЦДФ-этаноламин  → кефалин + ЦМФ

6. При ресинтезе  лецитина Ацил~КоА с участием  ацилтрансферазы этерифицирует  лизолецитин до лецитина: лизолецитин  + Ацил~КоА → лецитин + HS-КоА

7. При ресинтез  эфиров холестерина Ацил~КоА с  участием ацилхолестеролацилтрансферазы  (АХАТ) этерифицирует холестерин  до эфира холестерина:

Ацил~КоА + ХС → ЭХС + HS-КоА 

От активности АХАТ зависит скорость поступления экзогенного  холестерола в организм.  

ТРАНСПОРТ ЛИПИДОВ В ОРГАНИЗМЕ

Транспорт липидов  в организме идет двумя путями:

1) жирные кислоты  транспортируются в крови с  помощью альбуминов;

2) ТГ, ФЛ, ХС, ЭХС и  д.р. липиды транспортируются  в крови в составе липопротеинов. 

Обмен липопротеинов

Липопротеины (ЛП) –  это надмолекулярные комплексы  сферической  формы, состоящие из липидов, белков и углеводов. ЛП имеют  гидрофильную оболочку и гидрофобное  ядро. В гидрофильную оболочку входят белки и амфифильные липиды - ФЛ, ХС. В гидрофобное ядро входят гидрофобные липиды - ТГ, эфиры ХС и т.д. ЛП хорошо растворимы в воде.

 

В организме синтезируются  несколько видов ЛП, они отличаются химическим составом, образуются в  разных местах и осуществляют транспорт  липидов в различных направлениях.

ЛП разделяют с  помощью:

1) электрофореза,  по заряду и размеру, на α-ЛП, β-ЛП, пре-β-ЛП и ХМ;

2) центрифугирования,  по плотности, на ЛПВП, ЛПНП, ЛППП, ЛПОНП и ХМ.

Соотношение и количество ЛП в крови зависит от времени  суток и от питания. В постабсорбтивный период и при голодании в крови  присутствуют только ЛПНП и ЛПВП.

Основные виды липопротеинов

Состав, % ХМ ЛПОНП

(пре-β-ЛП) ЛППП

(пре-β-ЛП) ЛПНП

(β-ЛП) ЛПВП

(α-ЛП)

Белки 2 10 11 22 50

ФЛ 3 18 23 21 27

ХС 2 7 8 8 4

ЭХС 3 10 30 42 16

ТГ 85 55 26 7 3

Плотность, г/мл 0,92-0,98 0,96-1,00 0,96-1,00 1,00-1,06 1,06-1,21

Диаметр, нм >120 30-100 30-100 21-100 7-15

Функции Транспорт к тканям экзогенных липидов пищи  Транспорт к тканям эндогенных липидов печени Транспорт к тканям эндогенных липидов печени Транспорт ХС

в ткани Удаление избытка ХС

из тканей

Донор

апо А, С, Е

Место образования энтероцит гепатоцит в крови из ЛПОНП в крови из ЛППП гепатоцит

Апо В-48, С-II, Е В-100, С-II, Е В-100, Е В-100 А-I С-II, Е, D

Норма в крови    < 2,2 ммоль/л 0,9- 1,9 ммоль/л

Апобелки

Белки, входящие в  состав ЛП, называются апопротеины (апобелки, апо). К наиболее распространенным апопротеинам относят: апо А-I, А-II, В-48, В-100, С-I, С-II, С-III, D, Е. Апобелки могут быть периферическими (гидрофильные: А-II, С-II, Е) и интегральными (имеют гидрофобный участок: В-48, В-100). Периферические апо переходят  между ЛП, а интегральные – нет. Апопротеины выполняют несколько  функций:

Апобелок Функция Место образования Локализация

А-I Активатор ЛХАТ, образование ЭХС печень ЛПВП

А-II Активатор ЛХАТ, образование ЭХС  ЛПВП, ХМ

В-48 Структурная (синтез ЛП), рецепторная (фагоцитоз ЛП) энтероцит ХМ

В-100 Структурная (синтез ЛП), рецепторная (фагоцитоз ЛП) печень ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП

С-I Активатор ЛХАТ, образование ЭХС Печень ЛПВП, ЛПОНП

С-II Активатор ЛПЛ, стимулирует гидролиз ТГ в ЛП Печень ЛПВП → ХМ, ЛПОНП

С-III Ингибитор ЛПЛ, ингибирует гидролиз ТГ в ЛП Печень ЛПВП → ХМ, ЛПОНП

D Перенос эфиров холестерина (БПЭХ) Печень ЛПВП

Е Рецепторная, фагоцитоз ЛП печень ЛПВП → ХМ, ЛПОНП, ЛППП

Ферменты транспорта липидов

Липопротеинлипаза (ЛПЛ) (КФ 3.1.1.34, ген LPL, около 40 дефектных  аллелей) связана с гепарансульфатом, находящимся на поверхности эндотелиальных клеток капилляров кровеносных сосудов. Она гидролизует ТГ в составе  ЛП до глицерина и 3 жирных кислот. При  потере ТГ, ХМ превращаются в остаточные ХМ, а ЛПОНП повышают свою плотность  до ЛППП и ЛПНП.

Апо С-II ЛП активирует ЛПЛ, а фосфолипиды ЛП участвуют  в связывании ЛПЛ с поверхностью ЛП. Синтез ЛПЛ индуцируется инсулином. Апо С-III ингибирует ЛПЛ.

ЛПЛ синтезируется  в клетках многих тканей: жировой, мышечной, в легких, селезёнке, клетках  лактирующей молочной железы. Ее нет  в печени. Изоферменты ЛПЛ разных тканей отличаются по значением Кm. В жировой ткани ЛПЛ имеет  Кm в 10 раз больше, чем в миокарде, поэтому в жировая ткань поглощает  жирные кислоты только при избытке  ТГ в крови, а миокард – постоянно, даже при низкой концентрации ТГ в  крови. Жирные кислоты в адипоцитах используются для синтеза ТГ, в  миокарде как источник энергии.

Печёночная липаза находиться на поверхности гепатоцитов, она не действует на зрелые ХМ, а  гидролизует ТГ в ЛППП.

Лецитин: холестерол-ацил-трансфераза (ЛХАТ) находиться в ЛПВП, она переносит  ацил с лецитина на ХС с образование  ЭХС и лизолецитина. Ее активируют апо А-I, А-II и С-I.

лецитин + ХС → лизолецитин + ЭХС

ЭХС погружается  в ядро ЛПВП или переноситься с  участием апо D на другие ЛП.

Рецепторы транспорта липидов

Рецептор ЛПНП —  сложный белок, состоящий из 5 доменов  и содержащий углеводную часть. Рецептор ЛПНП взаимодействует с белками ano B-100 и апо Е, хорошо связывает ЛПНП, хуже ЛППП, ЛПОНП, остаточные ХМ, содержащие эти апо. Клетки тканей содержат большое количество рецепторов ЛПНП на своей поверхности. Например, на одной клетке фибробласта имеется от 20 000 до 50 000 рецепторов.

Если количество холестерола, поступающего в клетку, превышает её потребность, то синтез рецепторов ЛПНП подавляется, что уменьшает  поток холестерола из крови в  клетки. При снижении концентрации свободного холестерола в клетке, наоборот, активируется синтез ГМГ-КоА-редуктазы  и рецепторов ЛПНП. Стимулируют синтез рецепторов ЛПНП гормоны: инсулин и  трийодтиронин (Т3), половые гормоны, а глюкокортикоиды – уменьшают.