Травлення та всмоктування ліпідів

Ліпіди в організмі

Просто кажучи , ліпіди - клас органічних речовин, які розчинні в неполярних розчинниках - спиртах, наприклад.Не будемо вдаватися в подробиці,просто пригадаємо:
Є прості ліпіди(ті, які складаються з оксигену, гідрогену, карбону) - триацилгліцероли, жирні кислоти, воски.
А є складні ліпіди, які містять якусь додаткову групу, найвідоміші - фосфоліпіди, які мають фосфатну групу.
Функції ліпідів в організмі:

• Структурна - фосфоліпіди складають біліпідний шар мембрани клітин
• Регуляторна - статеві гормони та кортикоїди є похідними від холестерину, окрім цього простагландини є похідними арахідонової кислоти(жирна кислота)
• Енергетична - жирні кислоти запасаються в жирових клітинах,і у випадку голодання починають окислюватись до Ацетил-КоА
• Термоізоляція- бурий жир добре зберігає тепло, особливо ця властивість добре виражена у новонароджених
• Захисна - вісцеральний жир накопичується біля органів, для їх "армортизації".

Травлення ліпідів

І так, травлення ліпідів починається ще в ротовій порожнині, за допомогою ферменту, який виділяється в складі слини - ліпаза язика(або лінгвальна ліпаза), розщеплює триацигліцероли до моноацилгліцеролу(одна жирна кислота з'єднана з гліцеролом) та двох жирних кислот, за допомогою реакції гідролізу(додавання води).
Наступний відділ ШКТ - шлунок, де міститься шлункова ліпаза, яка ідентична язиковій ліпазі.
Насправді, вклад цих ферментів у травлення жирів мізерний, але про них все таки потрібно знати.

Ось тепер, коли вміст шлунку потрапив в дванадцятипалу кишку - це стимулює секрецію гормонів:секретину та холецистокініну, які в свою чергу прямують в кров, досягають печінки та підшлункової залози та стимулюють виведення жовчі та секрецію травних ферментів(але в неактивному стані), відповідно.Також, клітинами слизової оболонки дванадцятипалої кишки виділяється ентерокіназа, яка в подальшому буде активовувати ферменти підшлункової залози.
Перед тим як розглянути саме травлення, давай розглянемо процес емульгації жирів, який відбувається за участю жовчних кислот,які виділяються разом із жовчю.Так ось, так як вміст дванадцятипалої кишки буде полярним рідким середовищем, то жири будуть просто збиватися в купу і плавати по поверхні.Жовчні кислоти, за рахунок того, що вони амфіфільні молекули(проявляють полярні та неполярні властивості) прикріплюються до молекул ліпідів і ніби "розтягують" їх один від одного, таким чином утворюються маленькі краплинки жиру, які тепер доступні для травлення.
Тепер розглядаємо ферменти, які задіяні в травленні ліпідів(див. малюнок нижче):

• Ліпаза та коліпаза основні ферменти які будуть перетравлювати триацилгліцероли, за допомогою реакції гідролізу.Не можна сказати,який фермент важливіше, бо у випадках відсутності одного з них у пацієнтів спостерігається стеаторея.В результаті роботи цих ферментів ми маємо β-моноацилгліцерол та дві жирні кислоти.


• Фосфоліпаза А1 каталізує відщеплення жирної кислоти при першому положенні гліцеролу в молекулі фосфоліпіду.
• Фосфоліпаза А2 каталізує відщеплення жирної кислоти при другому положенні гліцеролу в молекулі фосфоліпіду.
• Фосфоліпаза С руйнує зв'язок між гліцеролом та фосфатом
• Фосфоліпаза Д відщеплює фосфат від радикалу.


• Холестерин-естераза.В основному холестерин, який ми отримуємо з їжею не простий, а у вигляді ефіру - зщеплений з якоюсь жирною кислотою, так ось цей фермент відщеплює цю жирну кислоту.В результаті маємо жирну кислоту та вільний холестерин.

Всмоктування ліпідів

Після перетравлення всього цього нам потрібно це доставати в системний кровообіг.Жовчні кислоти, знову ж таки за рахунок амфіфільності допомогають формувати міцели - структура, яка схожа на шар,"мембрана" цього шару утворена жовчними кислотами, до речі в жовчних кислотах доволі багато холестерину та його похідних.Виходить, що всі неполярні речовини(жирні кислоти,холестерин) будуть знаходиться всередині цього шару.І тепер ентероцит просто шляхом ендоцитозу захватує міцелу, таким чином забирає його вміст собі, але це ще не все.
Справа в тому, що приблизно 85% жирних кислот транспортуються за рахунок міцел, а остальні за допомогою каналів - FATP(fatty acid transport protein), CD36, в даному випадку жирна кислота не бере участь у формувані міцели, а просто через канал заходить в ентероцит.
З холестерином все навпаки, він не дуже охоче входить у склад міцели, в основному, потрапляє в ентероцит за допомогою особливого транспортера - NPC1L1, через нього проходить майже 70% відсотків холестерину, це і пояснює те, чому інгібітори цього каналу(езетіміб) знижують рівень холестерину.Далі, є ще два канали - ABCG5 та ABCG8, вони ж навпаки викидають холестерин з клітини при необхідності.Але тут є тонкий момент:
Після того,як холестерин потрапить в ентероцит його потрібно зробити ефіром - це виконує ACAT(Ацетил-Коа холестерол ацил-трансфераза), тепер цей холестерин-ефір ніяк не може покинути клітину.Є такі ліпіди - фітостероли("рослинний холестерин"), вони не дуже охоче естерифікуються, тому якщо вони потрапляють в ентероцит, то ABCG5 або ABCG8 їх одразу викидають.У випадку ж ,якщо багато фітостеринів потрапить в кровообіг, то може порушуватись функція зворотнього транспорту холестерину.

Хіломікрон

Жирні кислоти та β-моноацилгліцерол доставляються в гладкий ендоплазматичний ретикулум, де фермент моногліцерид ацилтрансфераза додає одну жирну кислоту до уже існуючого β-моноацилгліцеролу - отримаємо диацилгліцерол, а тепер дигліцерид ацилтрансфераза додає ще одну жирну кислоту в цю молекулу і маємо триацилгліцерол.
Тепер цей жир нам потрібно якось транспортувати, але так як він неполярний, то з кров'ю він не подружиться, тому його потрібно в щось впакувати.Це щось - хіломікрон.
В ентероциті завжди відбувається процес синтезу особливого білка - Аполіпротеїн B48(ApoB48) - основний структурний білок хіломікрону.Цей білок буде об'єднуватися з триацилгліцеролом, ефірами холестерину, фосфоліпідами.І особливістю буде те, що білок буде ззовні, а неполярні елементи , будуть, так би мовити утворювати "ядро"(вони будуть заховані).Цей весь процес відбувається за допомогою MTTP (microsomal triglyceride transport protein , іноді просто MTP).Важливо, що ApoB48 синтезується майже весь час, але у випадку нехватки ліпідів він просто сам зруйнується.Також, в склад хіломікрону входять жовчні кислоти(які представлені похідними холестерину).

Так,ми сформували хіломікрон, далі шляхом екзоцитозу він потрапляє в лімфу, потім через грудну протоку - в кровообіг.Тут мандрують ліпопротеїни високої щільності(ЛПВЩ), які мають купу різних білків.Вони будуть ділитися з хіломікроном Аполіпротеїном Е та Аполіпротеїном СII.
Розглянемо роль кожного окремо.
Аполіпротеїн СII.Хіломікрон не може постійно тягати жир з собою, коли він потрапляє в судини, які кровопостачають жирову або м'язову тканини, то на стінці судини знаходиться Ліпопротеїн ліпаза(ЛПЛ , про неї поговоримо детальніше пізніше) - цей фермент каталізує гідроліз триацилгліцеролу на жирні кислоти та гліцерол, які потім підуть або в м'язи або в жирову клітину, хоча гліцерол може піти в печінку для глюконеогенезу, а деякі жирні кислоти можуть приєднатися до альбуміну і також піти в печінку, або в інші тканини, якщо необхідно.Так ось Аполіпопротеїн СII буде кофактором для Ліпопротеїн Ліпази.Без цього кофактора нічого не буде відбуватися, у людей з мутаціями цього білка гіперліпідемія, доволі часто не сумісна з життям.
Аполіпротеїн Е.Після того, як хіломікрон скинув жир, він прямує до печінки, де знаходяться спеціальні рецептори для ліпопротеїнів.Так ось цей Аполіпротеїн Е слугує лігандом("ключ до замку") для рецептора.Завдяки цьому хіломікрон поглинається клітинами печінки. В складі цього хіломікрону може бути якась кількість триацилгліцеролу(в залежності від активності Ліпопротеїн Ліпази) та холестерину.Холестерин піде на синтез жовчних кислот, або в клітинну мембрану.А ось триацилгліцероли, як правило, будуть використовуватися для синтезу ендогенних ліпопротеїнів.
Пам'ятаєте про жовчні кислоти?Так ось, виходить що жовч з печінки потрапляє в дванадцятипалу кишку, потім холестерин, який був в складі цієї жовчі всмоктується і транспортується назад до печінки.Це має назву ентеро-гепатична циркуляція.