Shema varenja lipida u gastrointestinalnom traktu. Varenje masti u gastrointestinalnom traktu. Enzimi uključeni u ovaj proces. Glicerol i trigliceridi

Varenje lipida u crijevima.

19.1.1. Glavno mjesto varenja lipida je gornje tanko crijevo. Za varenje lipida neophodni su sljedeći uslovi:

prisustvo lipolitičkih enzima;

uslovi za emulzifikaciju lipida;

optimalne pH vrednosti životne sredine (unutar 5,5 – 7,5).

19.1.2. Razni enzimi su uključeni u razgradnju lipida. Masti iz ishrane kod odrasle osobe razgrađuju se uglavnom lipazom pankreasa; Lipaza se također nalazi u crijevnom soku i pljuvački; kod dojenčadi lipaza je aktivna u želucu. Lipaze spadaju u klasu hidrolaza; hidroliziraju estarske veze -O-CO- da nastaju slobodne masne kiseline, diacilgliceroli, monoacilgliceroli, glicerol (slika 19.1).

Slika 19.1. Shema hidrolize masti.

Glicerofosfolipidi koji se unose hranom izloženi su specifičnim hidrolazama - fosfolipazama, koje cijepaju esterske veze između komponenti fosfolipida. Specifičnost djelovanja fosfolipaza prikazana je na slici 19.2.

Slika 19.2. Specifičnost djelovanja enzima koji razgrađuju fosfolipide.

Produkti hidrolize fosfolipida su masne kiseline, glicerol, neorganski fosfat, azotne baze (holin, etanolamin, serin).

Estri holesterola u ishrani se hidroliziraju esterazom holesterola pankreasa u formiranje holesterola i masnih kiselina.

19.1.3. Razumjeti strukturu žučnih kiselina i njihovu ulogu u probavi masti. Žučne kiseline su krajnji proizvod metabolizma holesterola i nastaju u jetri. Tu spadaju: holna (3,7,12-trioksiholanska), kenodeoksiholna (3,7-dioksiholanska) i deoksiholna (3,12-dioksiholanska) kiseline (Slika 19.3, a). Prve dvije su primarne žučne kiseline (nastaju direktno u hepatocitima), deoksiholna kiselina je sekundarna (nastaje iz primarnih žučnih kiselina pod utjecajem crijevne mikroflore).

U žuči su ove kiseline prisutne u konjugovanom obliku, tj. u obliku jedinjenja sa glicinom H 2 N -CH 2 -COOH ili taurinom H 2 N -CH 2 -CH 2 - SO 3 H (slika 19.3, b).

Slika 19.3. Struktura nekonjugiranih (a) i konjugiranih (b) žučnih kiselina.

19.1.4. Žučne kiseline imaju amfifilna svojstva: hidroksilne grupe i bočni lanac su hidrofilni, ciklična struktura je hidrofobna. Ova svojstva određuju učešće žučnih kiselina u probavi lipida:

1) žučne kiseline su sposobne da emulgiraju masti, njihove molekule se svojim nepolarnim dijelom adsorbiraju na površini masnih kapljica, dok hidrofilne grupe u isto vrijeme stupaju u interakciju sa okolnom vodenom sredinom. Kao rezultat, površinska napetost na granici između lipidne i vodene faze se smanjuje, zbog čega se velike kapljice masti razbijaju na manje;

2) žučne kiseline, zajedno sa žučnom kolipazom, učestvuju u aktivaciji pankreasne lipaze, pomerajući njen pH optimum na kiselu stranu;

3) žučne kiseline formiraju vodotopive komplekse sa hidrofobnim produktima varenja masti, što olakšava njihovu apsorpciju u zid tankog crijeva.

Žučne kiseline, koje prodiru u enterocite tokom apsorpcije zajedno sa produktima hidrolize, ulaze u jetru kroz portalni sistem. Ove kiseline se mogu ponovo izlučiti žuči u crijeva i sudjelovati u procesima probave i apsorpcije. Takva enterohepatična cirkulacija žučnih kiselina može se dogoditi i do 10 ili više puta dnevno.

19.1.5. Karakteristike apsorpcije produkata hidrolize masti u crijevima prikazane su na slici 19.4. Tokom probave hrane triacilglicerola, oko 1/3 ih se u potpunosti razgrađuje do glicerola i slobodnih masnih kiselina, otprilike 2/3 se djelimično hidrolizira u mono- i diacilglicerole, a manji dio se uopće ne razgrađuje. Glicerol i slobodne masne kiseline dužine lanca do 12 atoma ugljika su topljive u vodi i prodiru u enterocite, a odatle kroz portalnu venu u jetru. Duže masne kiseline i monoacilgliceroli se apsorbiraju uz učešće konjugiranih žučnih kiselina koje formiraju micele. Nesvarene masti se očito mogu apsorbirati od strane stanica crijevne sluznice pinocitozom. Kolesterol nerastvorljiv u vodi, kao i masne kiseline, apsorbira se u crijevima u prisustvu žučnih kiselina.

Slika 19.4. Varenje i apsorpcija acilglicerola i masnih kiselina.

Odjeljak 19.2

Resinteza lipida u zidu crijeva i stvaranje hilomikrona.

19.2.1. U stanicama crijevne sluznice lipidi specifični za tijelo se sintetiziraju iz produkata probave prehrambenih lipida (sastav masnih kiselina takvih lipida odgovara sastavu masnih kiselina endogenih masti). U procesu resinteze uglavnom nastaju triacilgliceroli, kao i fosfolipidi i estri holesterola.

19.2.2. Transport resintetiziranih lipida iz crijevnog zida odvija se u obliku hilomikrona. Hilomikroni su složene čestice koje se sastoje od lipida i proteina. Imaju sferni oblik, njihov prečnik je oko 1 mikron. Lipidnu jezgru hilomikrona formiraju triacilgliceroli (80% ili više) i estri holesterola. Hilomikronska ljuska se sastoji od amfifilnih jedinjenja - proteina (apolipoproteina), fosfolipida i slobodnog holesterola (vidi sliku 19.5).

Slika 19.5. Dijagram strukture hilomikrona.

Hilomikroni su oblik transporta lipida iz crijeva u druge organe i tkiva; iz ćelija sluzokože ulaze prvo u limfu, a zatim u krv. Endotelne ćelije krvnih kapilara masnog tkiva, ćelije jetre i drugih organa sadrže enzim lipoprotein lipazu. Lipoprotein lipaza djeluje na hilomikrone, hidrolizirajući njihove sastavne masti (vidi dalje 19.5.2 i sliku 19.9).

19.2.3. Slobodne masne kiseline (FFA) nastale tokom katabolizma hilomikrona transportuju se krvlju u kombinaciji sa proteinima albumina. FFA u krvi apsorbuju i koriste ćelije masnog tkiva i drugih organa.

FFA također ulaze u krv kao rezultat lipolize triacilglicerola u masnom tkivu. Ove reakcije lipolize su katalizirane tkivnom lipazom. Aktivnost ovog enzima regulirana je hormonima. Na primjer, hormoni adrenalin i glukagon aktiviraju lipazu i pospješuju procese lipolize, dok hormon inzulin pomaže u usporavanju lipolize u masnom tkivu.

Glavni putevi stvaranja i upotrebe slobodnih masnih kiselina prikazani su na slici 19.6.

Slika 19.6. Glavni putevi stvaranja i upotrebe masnih kiselina.

Varenje proteina

Proteolitički enzimi uključeni u probavu proteina i peptida sintetiziraju se i izlučuju u šupljinu probavnog trakta u obliku proenzima ili zimogena. Zymogeni su neaktivni i ne mogu probaviti vlastite proteine stanica. Proteolitički enzimi se aktiviraju u lumenu crijeva, gdje djeluju na proteine hrane.

U ljudskom želučanom soku postoje dva proteolitička enzima - pepsin i gastriksin, koji su po strukturi vrlo slični, što ukazuje na njihovo stvaranje iz zajedničkog prekursora.

Pepsin nastaje u obliku proenzima - pepsinogena - u glavnim stanicama želučane sluznice. Izolovano je nekoliko pepsinogena slične strukture od kojih se formira nekoliko varijeteta pepsina: pepsin I, II (IIa, IIb), III. Pepsinogeni se aktiviraju uz pomoć hlorovodonične kiseline koju luče parijetalne ćelije želuca, a autokatalitički, odnosno uz pomoć nastalih molekula pepsina.

Pepsinogen ima molekulsku težinu od 40 000. Njegov polipeptidni lanac uključuje pepsin (molekulska težina 34 000); fragment polipeptidnog lanca koji je inhibitor pepsina (molekulske težine 3100) i rezidualni (strukturni) polipeptid. Inhibitor pepsina ima izrazito bazična svojstva, jer se sastoji od 8 lizinskih i 4 argininskih ostataka. Aktivacija se sastoji od cijepanja 42 aminokiselinske ostatke sa N-kraja pepsinogena; Prvo, rezidualni polipeptid se odcjepi, a zatim slijedi inhibitor pepsina.

Pepsin pripada karboksiproteinazama koje sadrže ostatke dikarboksilne aminokiseline u aktivnom mjestu s optimalnim pH od 1,5-2,5.

Pepsin supstrati su proteini, bilo nativni ili denaturirani. Potonje se lakše hidroliziraju. Denaturacija bjelančevina hrane osigurava se kuhanjem ili djelovanjem hlorovodonične kiseline. Treba napomenuti sljedeće biološke funkcije hlorovodonične kiseline:

aktivacija pepsinogena;
stvaranje optimalnog pH za djelovanje pepsina i gastricina u želučanom soku;
denaturacija proteina hrane;
antimikrobno dejstvo.

Vlastiti proteini zidova želuca zaštićeni su od denaturirajućeg djelovanja klorovodične kiseline i probavnog djelovanja pepsina sluznim sekretom koji sadrži glikoproteine.

Pepsin, kao endopeptidaza, brzo cijepa unutrašnje peptidne veze u proteinima formiranim od karboksilnih grupa aromatskih aminokiselina - fenilalanin, tirozin i triptofan. Enzim sporije hidrolizira peptidne veze između leucina i dikarboksilnih amino kiselina: u polipeptidnom lancu.

Gastricin blizu pepsina po molekularnoj težini (31.500). Njegov optimalni pH je oko 3,5. Gastriksin hidrolizira peptidne veze koje formiraju dikarboksilne aminokiseline. Odnos pepsin/gastricin u želudačnom soku je 4:1. U slučaju peptičkog ulkusa, odnos se menja u korist gastricina.

Prisustvo dvije proteinaze u želucu, od kojih pepsin djeluje u jako kiseloj sredini, a gastriksin u umjereno kiseloj sredini, omogućava tijelu da se lakše prilagodi obrascima ishrane. Na primjer, biljna i mliječna prehrana djelomično neutraliziraju kiselo okruženje želučanog soka, a pH pogoduje probavnom djelovanju gastricina, a ne pepsina. Potonji razgrađuje veze u proteinima hrane.

Pepsin i gastriksin hidroliziraju proteine u mješavinu polipeptida (koji se nazivaju i albumoze i peptoni). Dubina varenja proteina u želucu zavisi od dužine vremena u kome se hrana nalazi u njemu. Obično je ovo kratak period, tako da se većina proteina razgrađuje u crijevima.

Intestinalni proteolitički enzimi. Proteolitički enzimi ulaze u crijevo iz pankreasa u obliku proenzima: tripsinogen, kimotripsinogen, prokarboksipeptidaze A i B, proelastaza. Aktivacija ovih enzima se događa kroz djelomičnu proteolizu njihovog polipeptidnog lanca, odnosno fragmenta koji maskira aktivni centar proteinaza. Ključni proces aktivacije svih proenzima je stvaranje tripsina (slika 1).

Tripsinogen koji dolazi iz pankreasa aktivira se enterokinazom, ili enteropeptidazom, koju proizvodi crijevna sluznica. Enteropeptidaza se također luči kao prekursor gena kinaze, koji se aktivira žučnim proteazom. Aktivirana enteropeptidaza brzo pretvara tripsinogen u tripsin, tripsin provodi sporu autokatalizu i brzo aktivira sve ostale neaktivne prekursore proteaza soka pankreasa.

Mehanizam aktivacije tripsinogena je hidroliza jedne peptidne veze, što rezultira oslobađanjem N-terminalnog heksapeptida koji se naziva inhibitor tripsina. Zatim, tripsin, razbijajući peptidne veze u drugim proenzimima, uzrokuje stvaranje aktivnih enzima. U ovom slučaju nastaju tri vrste kimotripsina, karboksipeptidaza A i B i elastaza.

Intestinalne proteinaze hidroliziraju peptidne veze proteina hrane i polipeptida nastalih nakon djelovanja želučanih enzima na slobodne aminokiseline. Tripsin, himotripsini, elastaza, kao endopeptidaze, pospješuju rupturu unutrašnjih peptidnih veza, razbijajući proteine i polipeptide u manje fragmente.

Tripsin hidrolizira peptidne veze formirane uglavnom od karboksilnih grupa lizina i arginina; manje je aktivan protiv peptidnih veza koje formira izoleucin.
Himotripsini su najaktivniji protiv peptidnih veza u čijem stvaranju učestvuju tirozin, fenilalanin i triptofan. U smislu specifičnosti djelovanja, himotripsin je sličan pepsinu.
Elastaza hidrolizira te peptidne veze u polipeptidima gdje se nalazi prolin.
Karboksipeptidaza A je enzim koji sadrži cink. Ona cijepa C-terminalne aromatične i alifatične aminokiseline od polipeptida, dok karboksipeptidaza B cijepa samo C-terminalne ostatke lizina i arginina.

Enzimi koji hidroliziraju peptide također su prisutni u crijevnoj sluznici, a iako se mogu izlučiti u lumen, funkcionišu prvenstveno intracelularno. Zbog toga dolazi do hidrolize malih peptida nakon što uđu u ćelije. Među ovim enzimima su leucin aminopeptidaza, koju aktiviraju cink ili mangan, kao i cistein, a oslobađa N-terminalne aminokiseline, kao i dipeptidaze, koje hidroliziraju dipeptide u dvije aminokiseline. Dipeptidaze se aktiviraju jonima kobalta, mangana i cisteina.

Različiti proteolitički enzimi dovode do potpunog razlaganja proteina na slobodne aminokiseline, čak i ako proteini prethodno nisu bili izloženi pepsinu u želucu. Stoga pacijenti nakon operacije za djelomično ili potpuno uklanjanje želuca zadržavaju sposobnost apsorpcije proteina hrane.

Mehanizam varenja složenih proteina

Proteinski dio složenih proteina probavlja se na isti način kao i jednostavni proteini. Njihove protetske grupe su hidrolizirane ovisno o njihovoj strukturi. Ugljikohidratne i lipidne komponente, nakon što se odcijepe od proteinskog dijela, hidroliziraju se amilolitičkim i lipolitičkim enzimima. Porfirinska grupa hromoproteina se ne cijepa.

Zanimljiv je proces razgradnje nukleoproteina, kojima su bogate neke namirnice. Nukleinska komponenta se odvaja od proteina u kiseloj sredini želuca. U crijevima se polinukleotidi hidroliziraju crijevnim i pankreatičnim nukleazama.

RNK i DNK se hidroliziraju pod djelovanjem enzima pankreasa - ribonukleaze (RNaze) i deoksiribonukleaze (DNaze). RNK pankreasa ima optimalni pH od oko 7,5. Cepa unutrašnje internukleotidne veze u RNK. U tom slučaju nastaju kraći polinukleotidni fragmenti i ciklični 2,3-nukleotidi. Ciklične fosfodiestarske veze hidrolizira ista RNKaza ili intestinalna fosfodiesteraza. DNAza pankreasa hidrolizira internukleotidne veze u DNK koja se isporučuje hranom.

Produkti hidrolize polinukleotida - mononukleotidi izloženi su dejstvu enzima crevnog zida: nukleotidaze i nukleozidaze:

Ovi enzimi imaju relativnu grupnu specifičnost i hidroliziraju i ribonukleotide i ribonukleozide i deoksiribonukleotide i deoksiribonukleozide. Nukleozidi, azotne baze, riboza ili deoksiriboza, H 3 PO 4 se apsorbuju.

Količina masti u ishrani određena je različitim okolnostima, koje uključuju intenzitet rada, klimatske uslove i starost osobe. Osoba koja se bavi intenzivnim fizičkim radom treba više kalorične hrane, a time i više masti. Klimatski uslovi sjevera, koji zahtijevaju veliku potrošnju toplinske energije, također uzrokuju povećanje potrebe za mastima. Što više energije tijelo koristi, potrebno je više masti da bi se nadoknadila.

Prosječna fiziološka potreba za mastima kod zdrave osobe iznosi oko 30% ukupnog unosa kalorija. Uz teški fizički rad i shodno tome visok kalorijski unos ishrane, koji osigurava takav nivo utroška energije, udio masti u ishrani može biti nešto veći - 35% ukupne energetske vrijednosti.

Normalan nivo unosa masti je otprilike 1-1,5 g/kg, odnosno 70-105 g dnevno za osobu od 70 kg. Izračun uzima u obzir svu masnoću sadržanu u prehrani (i kao dio masnih proizvoda i skrivenu masnoću svih ostalih proizvoda). Masna hrana čini polovinu sadržaja masti u ishrani. Drugu polovinu čine takozvane skrivene masti, odnosno masti koje su dio svih proizvoda. Skrivene masti unose se u određene pekarske i konditorske proizvode radi poboljšanja njihovog ukusa.

Uzimajući u obzir potrebe organizma za višestruko nezasićenim masnim kiselinama, 30% konzumiranih masti treba da budu biljna ulja, a 70% životinjske masti. U starijoj dobi je racionalno smanjiti udio masti na 25% ukupne energetske vrijednosti ishrane, koja se također smanjuje. Omjer životinjskih i biljnih masti u starijoj dobi treba promijeniti na 1:1. Isti odnos je prihvatljiv i kada se nivo holesterola u krvnom serumu poveća.

Izvori masti u ishrani

Table Izvori nezasićenih i mononezasićenih masnih kiselina.

Table Izvori polinezasićenih masnih kiselina.

Table Izvori holesterola.

Visok sadržaj Xc	Umjeren sadržaj holesterola	Nizak sadržaj Xc
Žumanca	ovčetina
	govedina
	perad (bez kože)
	meki margarin
Tvrdi margarin
Torte, kolači		Biljna ulja

gotovi proizvodi			Količina	holesterol (mg)



Pileći stomak
Rakovi, lignje
Kuvana jagnjetina
Riblje konzerve u vlastitom soku
riblji kavijar (crveni, crni)
Kuvana govedina
masni sir 50%
Piletina, tamno meso (noga, leđa)
Meso peradi (guska, patka)
Kuvani zec
Sirova dimljena kobasica

Kuvana nemasna svinjetina
Svinjska mast, lungić, prsa
Piletina, belo meso (prsa sa kožom)
Srednje masna riba (brancin, som, šaran, haringa, jesetra)
Curd cheese
Topljeni sir i slani sirevi (brynza, itd.)
Kozice
Kuvana kobasica
Masni svježi sir 18%
Sladoled sundae
Sladoled
svježi sir 9%
Sladoled od mlijeka
Svježi sir s niskim udjelom masti
Žumance)

Mleko 6%, fermentisano pečeno mleko
Mlijeko 3%, kefir 3%
Kefir 1%, mlijeko 1%
Obran kefir, obrano mleko.
pavlaka 30%			1/2 šolje
pavlaka 20%			1/2 šolje
Maslac

pavlaka 30%
Kondenzirano mlijeko

Prve dvije faze varenja lipida, emulgiranje I hidroliza, javljaju se gotovo istovremeno. Pri tome se produkti hidrolize ne uklanjaju, već ostajući u lipidnim kapljicama, olakšavaju daljnju emulzifikaciju i rad enzima.

Probava u ustima

Kod odraslih se varenje lipida ne događa u usnoj šupljini, iako dugotrajno žvakanje hrane doprinosi djelomičnom emulgiranju masti.

Varenje u želucu

Kod odrasle osobe lipaza želuca ne igra značajnu ulogu u varenju lipida zbog male količine i činjenice da je njen optimalni pH 4,5-5,5. Na to utiče i nedostatak emulgovanih masti u redovnoj hrani (osim mleka).

Međutim, kod odraslih uzrokuje toplo okruženje i želučana peristaltika neke emulzifikacije debeo Istovremeno, čak i niska aktivna lipaza razgrađuje male količine masti, što je važno za dalju probavu masti u crijevima, jer prisustvo barem minimalne količine slobodnih masnih kiselina olakšava emulzifikaciju masti u duodenumu i stimulira lučenje pankreasne lipaze.

Probava u crijevima

Pod utjecajem peristaltiku Gastrointestinalni trakt i sastavne komponente žuč jestiva mast je emulgirana. Nastaje tokom varenja lizofosfolipidi Takođe su dobar surfaktant, pa pospešuju dalje emulgovanje masti u ishrani i stvaranje micela. Veličina kapljice takve emulzije masti ne prelazi 0,5 mikrona.

Izvodi se hidroliza CS estera holesterol esteraze sok pankreasa.

Varenje TAG-a u crijevima vrši se pod uticajem pankreasnu lipazu sa optimalnim pH od 8,0-9,0. U crijeva ulazi u obliku prolipaze, za ispoljavanje njegove aktivnosti potrebna je kolipaza, koja pomaže lipazi da se locira na površini kapljice lipida.

Colipase, zauzvrat, aktivira tripsin i zatim formira kompleks sa lipazom u omjeru 1:1. Pankreasna lipaza uklanja masne kiseline vezane za C1 i C3 ugljikove atome glicerola. Kao rezultat njegovog rada ostaju 2-monoacilgliceroli (2-MAG), koji se apsorbuju ili pretvaraju monoglicerol izomeraza u 1-MAG. Potonji se hidrolizira u glicerol i masnu kiselinu. Otprilike 3/4 TAG nakon hidrolize ostaje u obliku 2-MAG, a samo 1/4 TAG je potpuno hidrolizirano.

Potpuna enzimska hidroliza triacilglicerola

IN pankreasa sok također sadrži fosfolipazu A 2 aktiviranu tripsinom, koja cijepa masnu kiselinu od C 2 u fosfolipidima; aktivnost fosfolipaze C i lizofosfolipaze.

Djelovanje fosfolipaze A 2 i lizofosfolipaze na primjeru fosfatidilholina

IN crijevni sok takođe ima aktivnost fosfolipaze A 2 i fosfolipaze C.

Da bi svi ovi hidrolitički enzimi radili u crijevima, potrebni su ioni Ca 2+ kako bi se olakšalo uklanjanje masnih kiselina iz katalitičke zone.

Tačke djelovanja fosfolipaza

Formiranje micela

Kao rezultat djelovanja enzima pankreasa i crijevnog soka na emulgirane masti, 2-monoacilglicerol s, besplatno masna kiselina i besplatno holesterol, formirajući strukture micelarnog tipa (veličine već oko 5 nm). Slobodni glicerol se apsorbira direktno u krv.

LIPID DIGESTION

Digestija je hidroliza nutrijenata u njihove asimilibilne oblike.

Samo 40-50% prehrambenih lipida se potpuno razgrađuje, od 3% do 10% lipida u ishrani se apsorbuje nepromijenjeno.

Kako su lipidi netopivi u vodi, njihova probava i apsorpcija ima svoje karakteristike i odvija se u nekoliko faza:

1) Lipidi iz čvrste hrane, pod mehaničkim djelovanjem i pod utjecajem žučnih surfaktanata, miješaju se sa probavnim sokovima u emulziju (ulje u vodi). Formiranje emulzije je neophodno za povećanje područja djelovanja enzima, jer djeluju samo u vodenoj fazi. Lipidi iz tečne hrane (mlijeko, čorba itd.) odmah ulaze u tijelo u obliku emulzije;

2) Pod dejstvom lipaza digestivnih sokova dolazi do hidrolize emulzionih lipida sa stvaranjem vodotopivih supstanci i jednostavnijih lipida;

3) Supstance rastvorljive u vodi koje se oslobađaju iz emulzije apsorbuju se i ulaze u krv. Jednostavniji lipidi izolovani iz emulzije kombinuju se sa komponentama žuči i formiraju micele;

4) Micele osiguravaju apsorpciju lipida u endotelne stanice crijeva.

Usnoj šupljini

U usnoj šupljini dolazi do mehaničkog mljevenja čvrste hrane i vlaženja pljuvačke (pH = 6,8).

Kod dojenčadi ovdje počinje hidroliza TG sa kratkim i srednjim masnim kiselinama koje dolaze s tekućom hranom u obliku emulzije. Hidrolizu provodi lingvalna triglicerid lipaza („lingvalna lipaza“, TGL), koju luče Ebnerove žlijezde smještene na dorzalnoj površini jezika.

Budući da “jezikova lipaza” djeluje u pH rasponu od 2-7,5, može funkcionirati u želucu 1-2 sata, razgrađujući do 30% triglicerida kratkim masnim kiselinama. Kod dojenčadi i male djece aktivno hidrolizira TG mlijeka, koji sadrže uglavnom kratko- i srednjelančane masne kiseline (4-12 C). Kod odraslih, doprinos “jezične lipaze” probavi TG je beznačajan.

Glavne ćelije želuca proizvode želučanu lipazu, koja je aktivna pri neutralnoj pH vrijednosti, karakterističnoj za želudačni sok dojenčadi i male djece, a nije aktivna kod odraslih (pH želučanog soka ~ 1,5). Ova lipaza hidrolizira TG, cijepajući uglavnom masne kiseline na trećem atomu ugljika glicerola. FA i MG formirani u želucu dalje učestvuju u emulzifikaciji lipida u duodenumu.

Tanko crijevo

Glavni proces varenja lipida odvija se u tankom crijevu.

1. Emulzifikacija lipida (miješanje lipida sa vodom) nastaje u tankom crijevu pod djelovanjem žuči. Žuč se sintetiše u jetri, koncentriše u žučnoj kesi i nakon uzimanja masne hrane oslobađa se u lumen duodenuma (500-1500 ml/dan).

Žuč je viskozna žuto-zelena tečnost, ima pH = 7,3-8,0, sadrži H2O - 87-97%, organske supstance (žučne kiseline - 310 mmol/l (10,3-91,4 g/l), masne kiseline - 1,4-3,2 g/l, žučni pigmenti – 3,2 mmol/l (5,3-9,8 g/l), holesterol – 25 mmol/l (0,6-2,6 ) g/l, fosfolipidi – 8 mmol/l) i mineralne komponente (natrijum 130-145 mmol/l, hlor 75-100 mmol/l, HCO3 - 10-28 mmol/l, kalijum 5-9 mmol/l). Kršenje omjera žučnih komponenti dovodi do stvaranja kamenja.

Žučne kiseline (derivati holanske kiseline) sintetiziraju se u jetri iz kolesterola (holna i kenodeoksiholna kiselina) i formiraju se u crijevima (deoksiholna, litoholna i oko 20 drugih) od holne i kenodeoksiholne kiseline pod utjecajem mikroorganizama.

U žuči su žučne kiseline prisutne uglavnom u obliku konjugata sa glicinom (66-80%) i taurinom (20-34%), formirajući parne žučne kiseline: tauroholnu, glikoholnu itd.

Žučne soli, sapuni, fosfolipidi, proteini i alkalna sredina žuči djeluju kao deterdženti (surfaktanti), smanjuju površinski napon lipidnih kapljica, kao rezultat toga, velike kapljice se raspadaju na mnogo malih, tj. dolazi do emulgiranja. Emulzifikaciju takođe olakšava crevna peristaltika i CO2 koji se oslobađa tokom interakcije himusa i bikarbonata: H+ + HCO3- → H2CO3 → H2O + CO2.

2. Hidrolizu triglicerida vrši lipaza pankreasa. Njegov optimalni pH = 8, hidrolizira TG pretežno na pozicijama 1 i 3, uz stvaranje 2 slobodne masne kiseline i 2-monoacilglicerola (2-MG). 2-MG je dobar emulgator.

28% 2-MG se pretvara u 1-MG pomoću izomeraze. Većina 1-MG hidrolizira se lipazom pankreasa u glicerol i masnu kiselinu.

U pankreasu, pankreasna lipaza se sintetiše zajedno sa proteinskom kolipazom. Kolipaza se formira u neaktivnom obliku i aktivira se u crijevima pomoću tripsina kroz djelomičnu proteolizu. Kolipaza se svojom hidrofobnom domenom vezuje za površinu lipidnih kapljica, a njena hidrofilna domena pomaže da se aktivni centar pankreasne lipaze što više približi TG, što ubrzava njihovu hidrolizu.

3. Hidroliza lecitina se odvija uz učešće fosfolipaza (PL): A1, A2, C, D i lizofosfolipaze (lysoPL).

Kao rezultat djelovanja ova četiri enzima, fosfolipidi se razlažu na slobodne masne kiseline, glicerol, fosfornu kiselinu i amino alkohol ili njegov analog, na primjer, aminokiselinu serin, ali neke fosfolipide razgrađuje samo fosfolipaza A2 u lizofosfolipide i u tom obliku mogu ući u crijevni zid.

PL A2 se aktivira parcijalnom proteolizom uz učešće tripsina i hidrolizira lecitin u lizolecitin. Lizolecitin je dobar emulgator. LysoPL hidrolizira dio lizolecitina u glicerofosfoholin. Preostali fosfolipidi se ne hidroliziraju.

4. Hidrolizu estera holesterola do holesterola i masnih kiselina vrši holesterol esteraza, enzim pankreasa i crevnog soka.

5. Formiranje micela

Produkti hidrolize nerastvorljivi u vodi (dugolančane masne kiseline, 2-MG, holesterol, lizolecitini, fosfolipidi) zajedno sa žučnim komponentama (žučne soli, holesterol, PL) formiraju strukture koje se nazivaju mešane micele u lumenu creva. Mješovite micele su konstruirane na način da su hidrofobni dijelovi molekula okrenuti prema unutrašnjoj strani micela (masne kiseline, 2-MG, 1-MG), a hidrofilni dijelovi (žučne kiseline, fosfolipidi, holesterol) okrenuti prema van, pa se micele dobro otapaju u sadržaju vodene faze tankog crijeva. Stabilnost micela osiguravaju uglavnom žučne soli, kao i monogliceridi i lizofosfolipidi.

Regulacija probave

Hrana stimuliše lučenje holecistokinina (pankreozimina, peptidnog hormona) iz ćelija sluznice tankog creva u krv. Izaziva oslobađanje žuči iz žučne kese i soka pankreasa iz gušterače u lumen duodenuma.

Kiseli himus stimuliše lučenje sekretina (peptidnog hormona) iz ćelija sluznice tankog creva u krv. Sekretin stimuliše lučenje bikarbonata (HCO3-) u sok pankreasa.

Osobitosti varenja lipida kod djece

Intestinalni sekretorni aparat se uglavnom formira do rođenja djeteta; crijevni sok sadrži iste enzime kao i kod odraslih, ali je njihova aktivnost niska. Proces varenja masti posebno je intenzivan zbog niske aktivnosti lipolitičkih enzima. Kod dojene dece lipidi emulgovani žuči se razlažu za 50% pod uticajem lipaze majčinog mleka.

Varenje tekućih lipida hrane

APSORPCIJA PROIZVODA HIDROLIZE

1. Vodotopivi produkti hidrolize lipida apsorbiraju se u tankom crijevu bez sudjelovanja micela. Holin i etanolamin se apsorbuju u obliku derivata CDP, fosforna kiselina - u obliku Na+ i K+ soli, glicerol - u slobodnom obliku.

2. Masne kiseline sa kratkim i srednjim lancima apsorbuju se bez učešća micela uglavnom u tankom crevu, a neke već u želucu.

3. U vodi nerastvorljivi proizvodi hidrolize lipida apsorbuju se u tankom crevu uz učešće micela. Micele se približavaju rubu enterocita, a lipidne komponente micela (2-MG, 1-MG, masne kiseline, holesterol, lizolecitin, fosfolipidi, itd.) difundiraju kroz membrane u ćelije.

Recikliranje žučnih komponenti

Zajedno s produktima hidrolize apsorbiraju se komponente žuči - žučne soli, fosfolipidi, kolesterol. Žučne soli se najaktivnije apsorbiraju u ileumu. Žučne kiseline zatim ulaze u jetru kroz portalnu venu, ponovo se izlučuju iz jetre u žučnu kesu i zatim ponovo učestvuju u emulzifikaciji lipida. Ovaj put žučne kiseline naziva se "enterohepatična cirkulacija". Svaki molekul žučnih kiselina prolazi kroz 5-8 ciklusa dnevno, a oko 5% žučnih kiselina se izlučuje izmetom.

POREMEĆAJI U VARENJU I APSORPCIJI LIPIDA. STEATHORHEA

Poremećaj varenja lipida može se javiti sa:

1) poremećaj odliva žuči iz žučne kese (holelitijaza, tumor). Smanjenje lučenja žuči uzrokuje kršenje emulzifikacije lipida, što dovodi do smanjenja hidrolize lipida pomoću probavnih enzima;

2) poremećeno lučenje pankreasnog soka dovodi do nedostatka pankreasne lipaze i smanjuje hidrolizu lipida.

Poremećaj varenja lipida inhibira njihovu apsorpciju, što dovodi do povećanja količine lipida u fecesu - javlja se steatoreja (masna stolica). Normalno, feces ne sadrži više od 5% lipida. Kod steatoreje, poremećena je apsorpcija vitamina rastvorljivih u mastima (A, D, E, K) i esencijalnih masnih kiselina (vitamin F), pa se razvija hipovitaminoza vitamina rastvorljivih u mastima. Višak lipida vezuje nelipidne tvari (proteine, ugljikohidrate, vitamine rastvorljive u vodi) i sprečava njihovu probavu i apsorpciju. Dolazi do hipovitaminoze vitamina rastvorljivih u vodi, gladovanja proteina i ugljenih hidrata. Nesvareni proteini podležu truljenju u debelom crevu.

34. Klasifikacija transportnih lipoproteina krvi (prema gustini, elektroforetskoj pokretljivosti, po apoproteinima), mjestu sinteze, funkcijama, dijagnostičkoj vrijednosti (a – d):
)

TRANSPORT LIPIDA U TELU

Transport lipida u tijelu odvija se na dva načina:

1) masne kiseline se transportuju u krvi uz pomoć albumina;

2) TG, FL, HS, EHS, itd. Lipidi se transportuju krvlju kao dio lipoproteina.

Metabolizam lipoproteina

Lipoproteini (LP) su sferni supramolekularni kompleksi koji se sastoje od lipida, proteina i ugljikohidrata. LP-ovi imaju hidrofilnu ljusku i hidrofobno jezgro. Hidrofilna ljuska uključuje proteine i amfifilne lipide - PL, holesterol. Hidrofobno jezgro uključuje hidrofobne lipide - TG, estere holesterola itd. LP-ovi su visoko rastvorljivi u vodi.

U tijelu se sintetizira nekoliko vrsta lipida, razlikuju se po kemijskom sastavu, formiraju se na različitim mjestima i transportuju lipide u različitim smjerovima.

Lijekovi se odvajaju pomoću:

1) elektroforeza, prema naelektrisanju i veličini, za α-LP, β-LP, pre-β-LP i CM;

2) centrifugiranje, po gustini, za HDL, LDL, LDLP, VLDL i CM.

Odnos i količina LP u krvi zavisi od doba dana i ishrane. U periodu nakon apsorpcije i tokom gladovanja, u krvi su prisutni samo LDL i HDL.

Glavne vrste lipoproteina

Sastav, % VLDL CM

(pre-β-LP) DILI

(pre-β-LP) LDL

(β-LP) HDL

Proteini 2 10 11 22 50

FL 3 18 23 21 27

EHS 3 10 30 42 16

TG 85 55 26 7 3

Gustina, g/ml 0,92-0,98 0,96-1,00 0,96-1,00 1,00-1,06 1,06-1,21

Prečnik, nm >120 30-100 30-100 21-100 7-15

Funkcije Transport egzogenih lipida iz hrane do tkiva Transport endogenih lipida jetre u tkiva Transport endogenih lipida jetre u tkiva Transport holesterola

u tkivu Uklanjanje viška holesterola

od tkanina

apo A, C, E

Mjesto formiranja hepatocita enterocita u krvi iz VLDL u krvi iz LDLP hepatocita

Apo B-48, C-II, E B-100, C-II, E B-100, E B-100 A-I C-II, E, D

Normalno u krvi< 2,2 ммоль/л 0,9- 1,9 ммоль/л

Apobelki

Proteini koji čine lijek nazivaju se apoproteini (apoproteini, apo). Najčešći apoproteini uključuju: apo A-I, A-II, B-48, B-100, C-I, C-II, C-III, D, E. Apo proteini mogu biti periferni (hidrofilni: A-II, C-II , E) i integralni (imaju hidrofobni presjek: B-48, B-100). Periferni apos prenos između LP-ova, ali integralni apos ne. Apoproteini obavljaju nekoliko funkcija:

Apoprotein Funkcija Mjesto formiranja Lokalizacija

A-I Activator LCAT, formiranje ECS HDL jetre

A-II Aktivator LCAT, formiranje ECS HDL, CM

B-48 Strukturni (LP sinteza), receptor (LP fagocitoza) enterocit HM

B-100 Strukturni (LP sinteza), receptor (LP fagocitoza) VLDL jetre, LDPP, LDL

C-I Activator LCAT, formiranje ECS jetre HDL, VLDL

C-II LPL aktivator, stimuliše hidrolizu TG u lipoproteinu Jetra HDL → CM, VLDL

C-III LPL inhibitor, inhibira hidrolizu TG u LP Jetra HDL → CM, VLDL

D Prenos holesteril estera (CET) HDL jetre

E receptor, fagocitoza LP jetre HDL → CM, VLDL, LDLP

Enzimi za transport lipida

Lipoprotein lipaza (LPL) (EC 3.1.1.34, LPL gen, oko 40 defektnih alela) je povezana sa heparan sulfatom, koji se nalazi na površini endotelnih ćelija kapilara krvnih sudova. Hidrolizuje TG u sastavu lijeka u glicerol i 3 masne kiseline. Sa gubitkom TG, holesterol se pretvara u rezidualni holesterol, a VLDL povećava svoju gustinu u LDLP i LDL.

Apo C-II LP aktivira LPL, a LP fosfolipidi su uključeni u vezivanje LPL za površinu LP. Sintezu LPL inducira inzulin. Apo C-III inhibira LPL.

LPL se sintetiše u ćelijama mnogih tkiva: masti, mišića, pluća, slezine, ćelija mlečne žlezde u laktaciji. Nije u jetri. LPL izoenzimi različitih tkiva razlikuju se u Km vrijednostima. U masnom tkivu LPL ima Km 10 puta veći nego u miokardu, stoga masno tkivo apsorbira masne kiseline samo kada postoji višak TG u krvi, a miokard stalno, čak i uz nisku koncentraciju TG u krvi. Masne kiseline u adipocitima se koriste za sintezu TG, u miokardu kao izvor energije.

Hepatična lipaza se nalazi na površini hepatocita, ne djeluje na zreli kolesterol, već hidrolizira TG u LDPP.

Lecitin: holesterol acil transferaza (LCAT) nalazi se u HDL-u, prenosi acil sa lecitina na holesterol da bi formirao ECL i lizolecitin. Aktivira ga apo A-I, A-II i C-I.

lecitin + CS → lizolecitin + ECS

ECS je uronjen u HDL jezgro ili se prenosi uz učešće apo D na drugi HDL.

Receptori za transport lipida

LDL receptor je kompleksni protein koji se sastoji od 5 domena i sadrži ugljikohidratni dio. LDL receptor ima ligande za proteine ano B-100 i apo E, dobro veže LDL, lošije od LDLP, VLDL i rezidualnog CM koji sadrži ove apo.

LDL receptor se sintetizira u gotovo svim nuklearnim stanicama tijela. Aktivacija ili inhibicija transkripcije proteina je regulisana nivoom holesterola u ćeliji. Kada postoji nedostatak holesterola, ćelija pokreće sintezu LDL receptora, a kada je višak, naprotiv, blokira ga.

Hormoni stimulišu sintezu LDL receptora: insulin i trijodtironin (T3), polni hormoni i glukokortikoidi je smanjuju.

Michael Brown i Joseph Goldstein dobili su Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 1985. za njihovo otkriće ovog ključnog receptora za metabolizam lipida.

Protein sličan LDL receptoru Na površini ćelija u mnogim organima (jetra, mozak, posteljica) postoji još jedan tip receptora koji se naziva “protein sličan LDL receptoru”. Ovaj receptor stupa u interakciju sa apo E i hvata ostatke (rezidualne) CM i DILI. Pošto ostatke čestica sadrže holesterol, ovaj tip receptora takođe obezbeđuje njegov ulazak u tkiva.

Osim ulaska holesterola u tkiva endocitozom lipoproteina, određena količina holesterola ulazi u ćelije difuzijom iz LDL i drugih lipoproteina nakon njihovog kontakta sa ćelijskim membranama.

Normalna koncentracija u krvi je:

LDL< 2,2 ммоль/л,

HDL > 1,2 mmol/l

Ukupni lipidi 4-8g/l,

HS< 5,0 ммоль/л,

TG< 1,7 ммоль/л,

Slobodne masne kiseline 400-800 µmol/l

CHILOMICRON EXCHANGE

Lipidi koji se resintetiziraju u enterocitima transportuju se do tkiva kao dio CM.

· Formiranje CM počinje sintezom apo B-48 na ribosomima. Apo B-48 i B-100 imaju zajednički gen. Ako se samo 48% informacija kopira iz gena na mRNA, onda se iz njega sintetiše apo B-48, ako 100%, onda se iz njega sintetiše apo B-100.

· Sa ribozomom, apo B-48 ulazi u lumen ER, gdje se glikozilira. Zatim, u Golgijevom aparatu, apo B-48 je okružen lipidima i dolazi do formiranja "nezrelih" CM u nastajanju.

Eksocitozom, nastali CM se oslobađaju u međućelijski prostor, ulaze u limfne kapilare a kroz limfni sistem, kroz glavni torakalni limfni kanal ulaze u krv.

· U limfi i krvi, apo E i C-II se prenose sa HDL na CM u nastajanju, a CM se pretvaraju u "zrele". ChM su prilično velike veličine, tako da krvnoj plazmi daju opalescentan izgled poput mlijeka. Pod uticajem LPL, TG CM se hidroliziraju u masne kiseline i glicerol. Najveći dio masnih kiselina prodire u tkivo, a glicerol se s krvlju transportuje do jetre.

· Kada se količina TG u CM smanji za 90%, oni se smanjuju u veličini, a apo C-II se vraća nazad u HDL, “zreli” CM se pretvaraju u “rezidualni” ostatak CM. Ostatak CM sadrži fosfolipide, holesterol, vitamine rastvorljive u mastima i apo B-48 i E.

· Preko LDL receptora (hvatanje apo E, B100, B48), hepatociti hvataju ostatak holesterola. Kroz endocitozu, rezidualni CM ulaze u ćelije i probavljaju se u lizosomima. ChM nestaju iz krvi u roku od nekoliko sati.