Обмен липидов и липопротеидов
Схема переваривания пищевых липидов в ЖКТ: этапы, субстраты, ферменты, роль продуктов гидролиза, роль жёлчных кислот. Стеаторея.
В ротовой полости клетками слизистой оболочки задней части языка вырабатывается лингвальная (язычная) липаза, а в желудке – желудочная липаза. Язычная липаза имеет оптимум pH=4-5 и может переваривать только эмульгированный жир, поэтому в желудке взрослого человека (рН=1,5-2,5) она неактивна.
Переваривание липидов начинается только в полости 12-перстной кишки, где созданы для этого все условия:
• присутствуют ферменты, гидролизуюцие липиды (липолитические ферменты) и эмульгаторы липидов;
• создано оптимальное значение рН кишечного сока для проявления высокой каталитической активности ферментов, равное 7,8-8,4. Переваривание липидов сложный процесс, включающий следующие этапы:
• эмульгирование жиров пищи – для увеличения площади поверхности соприкосновения липидов и скорости гидролиза;
• ферментативный гидролиз липидов под действием липолитических ферментов;
• образование мицелл из продуктов гидролиза (жирных кислот, МАГ, холестерола);
• всасывание и распад смешанных мицелл;
• 1-й ресинтез жиров;
• образование транспортных форм липидов: хиломикронов (ХМ) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП).
В гидрофильной среде тонкой кишки гидрофобные молекулы ТАГ пищи собираются в большие липидные капли. Фермент панкреатическая липаза может гидролизовать ТАГ только на поверхности этой капли. Поэтому для увеличения поверхности контакта фермента с молекулами ТАГ липидные капли подвергаются эмульгированию
Эмульгирование липидов протекает при участии солей жёлчных кислот, которые гидрофобным участком растворяются в жире, а гидрофильным - в воде. Полярные группы желчных кислот имеют отрицательный заряд, отталкиваясь, они растягивают поверхность липидной капли, и происходит ее дробление - эмульгирование. Обратное слипание маленьких капель в большую липидную каплю невозможно, так как тонкодисперсная эмульсия стабилизирована желчными кислотами. В результате эмульгирования увеличиваются: площадь поверхности липидов и скорость их переваривания (рис.1.1).
Рис.1-1. Эмульгирование жиров под действием солей желчных кислот Создание оптимальных значений рН (рН=7,8-8,4) требуется для проявления максимальной активности протеолитических ферментов. Сок поджелудочной железы поставляет в 12-перстную кишку гидрокарбонат (NaHCO3), который нейтрализует кислый химус:
HCl + NaHCO3 = СО2+ Н2О + NaCl
Выделяющийся углекислый газ и перистальтика кишечника способствуют дополнительному перемешиванию содержимого тонкой кишки.
Гидролиз ТАГ происходит с участием панкреатической липазы, которая вырабатывается в поджелудочной железе в неактивной форме и активируется в 12- перстной кишке при участии:
• специального белка – колипазы (синтезируется в поджелудочной железе в неактивном состоянии)
• солей желчных кислот.
Сама колипаза попадает в полость кишечника превращается в активную форму частичным протеолизом под действием трипсина (рис.7). эмульгированный жир
Рис.1-2. Схема активации панкреатической липазы в кишечнике
После отщепления пептида изменяется конформация колипазы, повышается ее сродство к неактивной форме панкреатической липазы и она присоединяется одним концом к С-концу панкреатической липазы с образованием комплекса «липазаколипаза» (в соотношении 1:1), а гидрофобным концом связывается с поверхностью мицеллы эмульгированного жира.
Комплекс активной липазы с колипазой:
• делает ее устойчивой к действию трипсина (трипсин - протеолитический фермент, гидролизующий белки).
• максимально приближает липазу к своим субстратам:
Рис.1-3. Адсорбция комплекса колипаза/липаза на поверхности ТАГ Панкреатическая липаза с высокой скоростью гидролизует жиры преимущественно в положениях 1 и 3, поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные ВЖК и 2-МАГ: Образовавшийся 2-МАГ всасывается в составе мицеллы и только небольшая его часть (до 30%) гидролизуется полностью до глицерина и ВЖК при участии панкреатической липазы, но после превращения 2-МАГ в 1-МАГ под действием кишечной изомеразы:
Скорость ферментативного гидролиза не зависит от длины и степени ненасыщенности остатков жирных кислот в составе ТАГ.
Гидролиз фосфолипидов В переваривании фосфолипидов принимает участие фосфолипаза А2, которая синтезируется поджелудочной железой в неактивном состоянии в виде профосфолипазы А2 и активируется в полости кишечника путём ограниченного протеолиза (отщепляется гептапептид) при участии: трипсина, солей жёлчных кислот и ионов Са2+.
Рис.1-4. Активация фосфолипазы А2 Фермент фосфолипаза А2 отщепляет от фосфолипидов жирную кислоту во 2- положении с образованием поверхностно - активного вещества (ПАВ) – лизофосфолипида, который также является эффективным эмульгатором жира. Далее лизофосфолипиды гидролизуются до глицерофосфохолина при участии другого фермента панкреатического сока – лизофосфолипазы. Подавляющая часть фосфолипидов содержимого тонкой кишки приходится на фосфатидилхолин (лецитин), который гидролизуется в несколько стадий: Глицерофосфохолин хорошо растворяется в водной среде и всасывается из кишечника в кровь.