Желчные кислоты - основной компонент желчи, обеспечивающий эмульгирование жиров пищи, активацию липазы поджелудочной железы, которая расщепляет жиры на поверхности мелких капелек эмульсии, всасывание конечных продуктов гидролиза жиров клетками слизистой тонкого кишечника, единственная возможность избавиться от излишков холестерина. Это только часть функции желчных кислот.

Синтез и метаболизм желчных кислот

Желчные кислоты - это конечные продукты метаболизма холестерина в печени. Синтез желчных кислот является основным каналом катаболизма холестерина у млекопитающих. Хотя некоторые из ферментов, участвующих в синтезе желчных кислот, действуют во многих типах клеток, печень является единственным органом, в котором осуществляется их полный биосинтез. Синтез желчных кислот является одним из преобладающих механизмов экскреции избытка холестерина. Тем не менее, превращение холестерина в желчные кислоты недостаточно, чтобы компенсировать избыточное поступление холестерина с пищей. Наряду с использованием холестерина как субстрата для синтеза желчных кислот, желчные кислоты обеспечивают доставку холестерина и липидов пищи как необходимых питательных веществ в печень. Полный синтез желчной кислоты требует 17 отдельных ферментов и происходит в нескольких внутриклеточных отсеках гепатоцитов, в том числе в цитозоле, эндоплазматический ретикулум (ЭПР), митохондриях и пероксисомах. Гены, кодирующие несколько ферментов синтеза желчных кислот, находятся под строгим регуляторным контролем, который гарантирует, что необходимый уровень производства желчных кислот координируется в соответствии с изменяющимися условиями метаболизма. Учитывая тот факт, что многие метаболиты желчных кислот являются цитотоксическими, естественно, что синтез желчных кислот необходимо строго контролировать. Несколько врожденные нарушения метаболизма, вызванные дефектами в генах для синтеза желчных кислот проявляются прогрессивной нейропатией у взрослых.

Образование холевой и хенодезоксихолевой кислот при метаболизме холестерина отражает рис.1 -

Хенодезоксихолевая кислота (45%) и холевая кислоты (31%). Холевая и хенодезоксихолевая кислоты называются первичными желчными кислотами. Перед секрецией в просвет канальцев первичные желчные кислоты подвергаются конъюгированию - связыванию с аминокислотами глицином и тауринром. Продукт реакции конъюгации - соответственно гликохолевая и гликохенодезоксихолевая кислоты и таурохолевая и тауродезоксихолевая кислоты. Процесс конъюгации увеличивает амфипатические свойства желчных кислот, а также снижает их цитотоксическое действие. Конъюгированные желчные кислоты являются основными растворенными веществами в желчи человека (рис.2) .

Желчные кислоты из печени по протокам попадают в желчный пузырь, где они хранится для использования в будущем. Желчный пузырь концентрирует желчные кислоты до 1000 раз. После стимуляции желчного пузыря приемом пищи, желчь и в её составе конъюгаты желчных кислот изливается в двенадцатиперстную кишку (сокращение желчного пузыря стимулирует кишечный гормон холецистокинин), желчные кисслоты содействуют эмульгированию жиров пищи.
Первичные желчные кислоты под действием бактерий кишечника подвергаются процессу деконъюгации - отщеплению остатков глицина и таурина. Деконъюгированные желчные кислоты либо выводится с калом (небольшой процент), либо поглощается в кишечнике и возвращаются в печень. Анаэробные бактерии в толстой кишке изменяют первичные желчные кислоты преобразуют их во вторичные желчные кислот, которые определены как дезоксихолата (холат) и lithocholate (хенодезоксихолат) . Первичные и вторичные желчные кислоты, поглощаются в кишечнике и доставляются обратно в печень через портальную циркуляцию. В самом деле, до 95% желчных кислот в печени - это возврат их из дистального отдела подвздошной кишки. Этот процесс секреции печени в желчный пузырь, кишечник и, наконец, обратное всасывание называется энтерогепатической циркуляцией .

Энтерогепатическая циркуляции обеспечивается двумя насосами - печенью и кишечником и двумя резервуарами - просвет кишечника и кровь.

В энтерогепатической циркуляции печень как насос

• синтезирует новые желчные кислоты - <2% пула желчных кислот
• экстрагируеты желчные кислот из портальной крови
• выделяет желчные кислоты в канальцы

Кишечник как насос

• Осуществляет обратное всасывание желчных кислот из просвета кишечника.
• Секретирует желчные кислоты, что всосались, в кровь портальной вены.

Важно знать, что

• при оперативном удалении подвздошной кишки секреция желчных кислот увеличивается;
• у детей с врожденными ошибками биосинтеза желчных кислот в гепатоцитах (клетках печени) н акапливаются токсичные метаболиты, вызывающие холестаз и хронические повреждения печени;
• прием препаратов, содержащих гидрофобные желчные кислоты снижают накопление токсичных соединений в печени;
• увеличение холестерина в пище тормозит образование желчных кислот;
• Пул желчных кислот рециркулирует 10-20 раз в день;
• Общее содержание желчных кислот в организме от 1,5 до 4 г;
• Пул циркулирующих желчных кислот составляет от 17 до 40 г.
• 0.2 - 0.5 г желчных кислот теряется с калом и синтезируется заново. Таким образом, рециркуляция желчных кислот позволяет ограничивать их синтез в гепатоцитах-они ведь очень токсичны для клеток!
• Секреция вновь синтезированных желчных кислот и рециркуляция их в гепатоцитах обеспечивается семейством специфических белков-переносчиков.

Желчные кислоты человека

Основными типами желчных кислот, имеющимися в организме человека, являются так называемые первичные желчные кислоты (первично секретируемые печенью): холевая кислота (3α, 7α, 12α-триокси-5β-холановая кислота) и хенодезоксихолевая кислота (3α, 7α-диокси-5β-холановая кислота), а также вторичные (образуются из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры): дезоксихолевая кислота (3α, 12α-диокси-5β-холановая кислота), литохолевая (3α-маноокси-5β-холановая кислота), аллохолевая и урсодезоксихолевая кислоты. Из вторичных в кишечно-печёночной циркуляции во влияющем на физиологию количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи.

Аллохолевая, урсодезоксихолевая и литохолевая кислоты являются стереоизомерами холевой и дезоксихолевой кислот.

Все желчные кислоты человека имеют в составе своих молекул 24 атома углерода .

Желчные кислоты животных

Молекулы большинства желчных кислот включают 24 атома углерода . Однако встречаются желчные кислоты, молекулы которых имеют 27 или 28 атомов углерода. Структура доминирующих желчных кислот у различных видов животных отличается. В желчных кислотах млекопитающих характерно наличие в молекуле 24 атомов углерода, у некоторых земноводных - 27 атомов.

Холевая кислота имеется в желчи козы и антилопы (и человека), β-фокохолевая - у тюленя и моржа , нутрихолевая - у бобра , аллохолевая - у леопарда , битохолевая - у змеи , α-мурихолевая и β-мурихолевая - у крысы , гиохолевая и β-гиодезоксихолевая - у свиньи , α-гиодезоксихолевая - у свиньи и кабана , дезоксихолевая - у быка , оленя , собаки , овцы , козы и кролика (и человека), хенодезоксихолевая - у гуся , быка, оленя, собаки, овцы, козы и кролика (и человека), буфодезокихолевая - у жабы , α-лагодезоксихолевая - у кролика, литохолевая - у кролика и быка (и человека).

Желчный дуоденогастральный рефлюкс

Рефлюкс-гастрит

Рефлюкс-гастрит по современной классификации относится к хроническим гастритам типа С. Одной из причиной, его вызывающих, является попадание компонентов содержимого двенадцатиперстной кишки, в том числе желчных кислот, в желудок при дуоденогастральном рефлюксе . Длительное воздействие желчных кислот, лизолецитина, панкреатического сока на слизистую оболочку желудка вызывают дистрофические и некробиотические изменения поверхностного эпителия желудка.

В качестве лекарственного средств, уменьшающего патологическое влияние желчных кислот при дуоденогастральном рефлюксе, применяется урсодезоксихолевая кислота , которая при реасорбции желчных кислот в кишечнике изменяет пул желчных кислот, участвующих в кишечно-печёночной циркуляции с более гидрофобных и потенциально токсичных на менее токсичные, в большей степени растворимых в воде и в меньшей степени раздражаюших слизистую оболочку желудка.

Дуоденогастральноэзофагеальный рефлюкс

Желчные кислоты попадают на слизистую оболочку пищевода вследствие дуоденальногастральных и гастроэзофагеальных рефлюксов , вместе называемых дуоденогастральноэзофагеальным. Конъюгированные желчные кислоты, и, в первую очередь, конъюгаты с таурином обладают более значительным повреждающим эффектом на слизистую пищевода при кислом рН в полости пищевода. Неконъюгированные желчные кислоты, представленные в верхних отделах пищеварительного тракта, в основном, ионизированными формами, легче проникают через слизистую оболочку пищевода и, как следствие, более токсичны при нейтральном и слабощелочном рН. Таким образом, забрасывающие желчные кислоты в пищевод рефлюксы , могут быть кислыми, некислыми и даже щелочными и поэтому для обнаружения всех желчных рефлюксов не всегда бывает достаточно рН-мониторинга пищевода , некислые и щелочные желчные рефлюксы для своего определения требуют импеданс-рН-метрии пищевода .

Желчные кислоты - лекарственные препараты

Две желчные кислоты - упомянутая в разделе «Рефлюкс-гастрит» урсодезоксихолевая и хенодезоксихолевая являются международно признанными лекарственными средствами и отнесены анатомо-терапевтическо-химической классификацией к разделу A05A Препараты для лечения заболеваний желчного пузыря .

Фармакологическое действие этих препаратов основано на том, что они изменяют состав пула желчных кислот в организме (например, хенодезоксихолевая кислота увеличивает концентрацию гликохолевой кислоты по сравнению с таурохолевой), тем самым уменьшая содержания потенциально токсичных соединений. Кроме того, оба препарата способствуют растворению холестериновых желчных камней, уменьшают количество холестерина , количественно и качественно изменяют состав желчи.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Желчные кислоты" в других словарях:

ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ, группа стероидных кислот, содержащихся в ЖЕЛЧИ. У человека наиболее обычной является холевая кислота, С24Н40О5, карбоксильная группа которой связана с аминогруппой глицина и таурина (аминокислот). Желчные кислоты служат… … Научно-технический энциклопедический словарь

Тетрациклин. монокарбоновые оксикислоты из класса стероидов, вырабатываемые печенью позвоночных из холестерина и секретируемые с жёлчью в двенадцатиперстную кишку. У разных групп животных набор Ж. к. варьирует и связан с характером пищи. Осн. Ж.… …

желчные кислоты - – соединения стероидной природы, выполняющие роль эмульгаторов липидов и активаторов липолитических ферментов … Краткий словарь биохимических терминов

желчные кислоты - tulžies rūgštys statusas T sritis chemija apibrėžtis Steroidinės hidroksirūgštys, cholio rūgšties dariniai. atitikmenys: angl. bile acids rus. желчные кислоты … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

- (acida cholica) органические кислоты, входящие в состав желчи и представляющие собой гидроксилированные производные холановой кислоты; играют важную роль в переваривании и всасывании липидов, являются конечным продуктом обмена холестерина … Большой медицинский словарь

Монокарбоновые гидроксикислоты, относящиеся к классу стероидов. Почти все Ж. к. производные прир. холановой к ты (ф ла Iа). Наиб. распространены ее моно, ди и тригидроксизамещенные, содержащие 24 атома С; известны также ди, три и… … Химическая энциклопедия

Тетрациклин полиолы из класса стероидов, содержащие 27 атомов углерода и не менее одной ОН группы в конце боковой цепи. Вырабатываются печенью рыб и земноводных из холестерина и выполняют у них в процессе пищеварения ту же роль, что и жёлчные… … Биологический энциклопедический словарь

Органические кислоты, присутствующие в желчи; чаще встречаются в виде солей желчных кислот (гликохолата натрия и таурохолата натрия). К ним относятся: холевая, деоксихолевая, гликохолевая и таурохолевая кислоты.

Синтезируются в печени из холестерина, т.е. в основе их структуры лежит циклопентанпергидрофинантреновое кольцо.

Бывают первичные и вторичные:

Первичные (холевая и хенодезоксихолевая)

Они синтезируются в печени путем гидроксилирования (с участием О 2 , НАДФН и

цитохрома Р 450)затем поступают в желчный пузырь, где они существуют в

видеконъюгатов с глицином или таурином (биогенный аммин), получается гликохолевая

или таурохолевая кислоты.

Т.к. в желчи много натрия и калия, то конъюгаты находятся в виде солей кроме желчных

кислот в желчи содержится ~ 5% холестерина, ~ 15% фосфолипидов, -80% желчных

солей. Если это соотношение повышается в сторону холестерина, то он выпадает в

осадок в виде камней.

Желчные кислоты поступают в желчный пузырь постоянно, а выбрасываются из него в

процессе пищеварения.

Вторичные образуются из первичных под действием микрофлоры кишечника. Из холевой образуется литохолевая, из хенодезоксихолевой - дезоксихолевая кислота. Желчные кислоты способствуют активированию панкреатической липазы и всасыванию продуктов гидролиза жиров. Только 5% желчных кислот выводится из организма, остальная часть всасывается в кишечник, поступает в печень и используется повторно, т.е. циркулирует (энтерогепатическая циркуляция).

На эмульгированные жиры действует панкреатическая липаза, расщепляя сложноэфирные связи в а-положении. Отщепление жирных кислот в р-положении происходит медленнее, следовательно, продуктами гидролиза являются жирные кислоты, глицерин и β-МАГ.

Всасывание продуктов гидролиза.

Глицерин и жирные кислоты с кроткой цепью всасываются самостоятельно, а β-МАГ и жирные кислоты с длинной цепью всасываются при помощи мицелл. Мицеллы - это шаровидные образования, имеющие гидрофобное ядро (β-МАГ, жирные кислоты с длинной цепью, жирорастворимые витамины: А, Д, Е, К) и эфиры холестерины. Гидрофильная поверхность образована желчными кислотами и холестерином. Мицеллы всасываются в тонком кишечнике, в клетках слизистой оболочки кишечника они распадаются на желчные кислоты, холестерин, жирорастворимые витамины: А, Д, Е, К, β-МАГ, жирные кислоты.

Ресинтез в клетках слизистой кишечника. Существует заболевание стеаторрея (жирный кал). Причины:

1. закупорка желчных протоков или фистула желчного пузыря (желчные кислоты не
поступают в кишечник)

2. заболевание поджелудочной железы: жиры эмульгируются, но не расщепляются
липазой, выводятся с калом,

3. нарушение всасывания (диарея)

Ресинтез - это синтез жиров из продуктов гидролиза, в результате чего образуется жир,

характерный для каждого организма, т.к. в состав жира включаются жирные кислоты

собственного организма (эндогенные).

Ресинтез начинается с активирования жирных кислот, идет с участием энергии АТФ,

КоА и фермента ацилКоА синтетазы, активированная форма жирных кислот называется

Реакция ресинтеза жиров или ТАГ включает взаимодействие β-МАГ с двумя молекулами активированной жирной кислоты. Ферменты: триацилглицеролсинтетаза, в результате образуется ТАГ, специфические для данного организма.

Ресинтезированные жиры нерастворимы в воде -» в кишечнике образуются транспортные формы жиров - хиломикроны (ХМ), (транспортируют экзогенные или пищевые жиры, имеют гидрофобное ядро и гидрофильную оболочку. Ядро включает в себя ТАГ, эфиры Хс, А, Д, Е, К, поверхность образована монослоем фосфолипидов, полярные головы которых направлены к воде, а неполярные гидрофобные жирнорастворимые хвосты к ядру. На поверхности этих частиц находятся специфические белки - апопротеины). ХМ в кишечнике образуются под действием апопротеина В48. Образовавшиеся ХМ -незрелые. Состав ХМ в процентах: белки - 2%, фосфолипиды -3%, холестерин - 2%,

ЭХс - 3%, ТАГ - 90%-»ХМ - основная транспортная форма жиров. ХМ - большие,

самые крупные из всех липопротеинов, поэтому они не проникают в кровеносные

сосуды, а ХМ незрелые поступают в лимфатические сосуды, потом через лимфатический

проток поступают в сосуды, где превращаются в зрелые ХМ, т.к. получает от

липопротеинов высокой плотности (ЛВП) апобелки С2 и Е.

В дальнейшей судьбе ХМ принимают участие жировая ткань и печень. В крови ХМ

зрелые подвергаются действию ЛП-липазы (фермент, локализованный на поверхности

эндотелия капилляров). Этот фермент узнает ХМ зрелые взаимодействуя с оспобелком

С2, который активирует этот фермент. В результате ТАГ ХМ зрелые гидролизуются

этой липазой на глицерин и жирные кислоты. Глицерин поступает в печень, где

участвует в синтезе эндогенных жиров или фосфолипидов, а жирные кислоты

депанируются в жировой ткани в виде ТАГ, либо окисляется в сердце, в мышцах и

других органах, кроме мозга. В результате действия ЛП-липазы образуются остаточные

ХМ. Они захватываются печенью посредством апобелка энергии и под действием

лизосомальных ферментов распадаются на Хс, ЭХс, А, Д, Е, К, апопротеины и 10% ТАГ.

В кишечнике синтезируется в небольшом количестве другая транспортная форма -

ЛОНП (липопротеины очень низкой плотности), они поступают в кровь, затем в

жировую ткань, где под действием ЛП-липазы из них извлекаются жиры, которые

депонируются, а из ЛОНП в результате извлечения жиров образуются ЛНП, содержащие

до 50% Хс и ЭХс.

ЛНП частично захватываются печенью.

После приема жирной пищи концентрация ХМ и липопротеинов повышается через 4-5

часов (сыворотка мутная или белая), а затем концентрация понижается, т.к. действует

ЛП-липаза. При дефекте ЛП-липазы в крови повышается концентрация ЛОНП и ХМ,

сыворотка остается мутноватой - гиперхиломикронемия или гиперлипопротеинемия.

От жировых депо, где ТАГ распадаются на жирные кислоты и глицерин под действием

ЛП-липазы (или ТАГ-липазы). Жирные кислоты в комплексе с альбумином

транспортируются к органам и тканям, где подвергаются расщеплению с целью

извлечения энергии. Мозг не использует жирные кислоты. Этот процесс называется р-

окисление жирных кислот.

β-окисление - это специфический путь катаболизма жирных кислот до ацетилКоА,

протекает в почках, в мышцах, особенно интенсивно в печени, кроме мозга, в

митохондриях.

Значение процесса - извлечение энергии из жирных кислот. Процесс назван так из-за

окисления группы-СН в р-положении. Процесс циклический, в конце каждого цикла

молекула ЖК укорачивается на 2 углеродных атома в виде ацетилКоА, который

поступает в ЦТК, а укороченная на 2 атома углерода ЖК поступает в новый цикл.

Многократное повторение процесса приводит к полному расщеплению ЖК до

ацетилКоА.

Регуляторный фермент скорость лимитирующий фермент

карнитинацилКоАтрансфераза 1, активируется этот фермент гормоном голода -

глюкагоном. Ингибируется - инсулином и регуляторным ферментом синтеза ЖК

(ацетилКоАкарбоксилаза).

Прежде чем вступить в β-окисление ЖК должна превратиться в активированную форму

АцилКоА (см. Ресинтез жиров).

Активирование происходит в цитоплазме. Мембрана митохондрий непроницаема для

активированных ЖК, их перенос происходит при участии специфического переносчика

карнитина. Под действием ферментов карнитинацилКоАтрансферазы 1и 2

активированная ЖК присоединяется сложноэфирной связью к спиртовой группе карнитина, образуется комплекс ацилкарнитин. Он диффундирует в митохондрию, где с помощью специфических ферментов ацильная группа с карнитина переносится на КоА. Перенесенная в митохондрии ЖК подвергается β-окислению включая 4 реакции в одном цикле, 2 из них имеют непосредственную связь с ЦПЭ, т.к. это реакции окисления.

В последнем цикле образуется 2 молекулы ацетилКоА.

Подсчет энергии.

ацетилКоА, образующихся при р-окислении и число циклов, необходимых для

расщепления ЖК.

Число ацетилКоА = n/2 - 10/2=5

В данном случае число ацетилКоА = 5 -> ЦТК à 5* 12=60АТФ

Число циклов = п/2 -1=4, т.к. в последнем цикле образуется 2 молекулы ацетилКоА.

В каждом цикле есть 2 реакции окисления:

1- идет с участием НАД - Р/О = 3

2- идет с участием ФАД -> Р/О - 2, т.е. в каждом цикле за счет водородов от окисляемых
субстратов 1 и 3 реакции, в сопряженном синтезе образуется 5 АТФ, 5*4 = 20 АТФ
Итог: 20 + 60 =80АТФ - 1 АТФ (на активирование ЖК) - 79

79 АТФ выделится при окислении 10-углеродной ЖК.

ЖК с нечетным числом углеродных атомов окисляется аналогично, в последнем цикле

образуется вместе с ацетилКоА пропионилКоА - в ЦТК энергетический выход будет

немного ниже.

Регуляторный фермент р-окисления активируется в период пониженной концентрации

УВ, а именно, при мышечной нагрузке и в период между приемами пищи. Период после

приема пищи называется абсорбционный, период между приемами пищи -

постабсорбционный.

Биосинтез кетоновых тел.

Кетоновые тела - это β-гидроксимасляная кислота или р-гидроксибутират, ацетоуксусная кислота или ацетоацетат, ацетон (только при патологии). Нормальная концентрация кетоновых тел в крови Змг в 100 мл или 0,03-0,05 ммоль/л. Основное кетоновое тело - это β-гидроксибутират.

Синтезируется только в печени, используется организмом в качестве источника энергии, при длительном голодании даже мозгом. Не использует кетоновые тела печень. Субстратом для синтеза является ацетилКоА (получаемый при β-окислении). Часть ацетилКоА поступает в 1ДТК, часть на синтез кетоновых тел. Процесс протекает в митохондриях. В результате синтеза кетоновых тел образуется вещество -промежуточное соединение, которое играет большую роль при синтезе кетоновых тел или Хс - это вещество называется 3-гидрокси-β-метилглутарилКоА (ГМГКоА). 2 молекулы ацетилКоА под действием фермента тиолаза превращается в ацетоацетилКоА. Он под действием фермента 3-гидрокси-β-метилглутарилКоАсинтетазы с участием еще одной молекулы ацетилКоА образует β-гидрокси-β-метилглутарилКоА. Под действием β-гидрокси-β-метилглутарилсинтетазы образуется ацетоацетат. Про патологии происходит декарбоксилирование ацетоацетата с образованием ацетона.

Распад кетоновых тел.

Для того, чтобы кетоновые тела использовались в качестве источника энергии, необходимо активировать ацетоуксусную кислоту. Реакция протекает под действием фермента сукцинилКоАацетоацетаттрансферазы (его нет в печени, поэтому печень кетоновые тела не использует).

Подсчитаем сколько молекул АТФ выделяется при расщеплении ацетоуксусной кислоты - 24 молекулы АТФ. Так как при регенерации сукцината в сукцинилКоА затрачивается 1 АТФ, то общее количество АТФ - 23 молекулы. При окислении β-гидроксибутирата - 3 АТФ + 23 = 26 АТФ выделяется.

При патологических состояниях, таких как сахарный диабет (недостаток инсулина) или при длительном голодании скорость синтеза кетоновых тел резко повышается и концентрация их в крови повышается до 90мг /100мл, а при сахарном диабете - до 140мг/100мл. При этих состояниях образуется ацетон, который выделяется с выдыхаемым воздухом, такое состояние называется кетоз. В результате накопления этих кислот в крови рН сдвигается в кислую сторону и такое состояние организма называется метаболический некомпенсированный ацидоз (помочь можно в/в введении гипертонического раствора глюкозы).

Почему при голодании и сахарном диабете концентрация кетоновых тел резко увеличивается? В условиях длительного голодания и сахарного диабета, когда клетки находятся в состоянии энергетического голода (нет глюкозы) и поэтому -> основным источником энергии в этих условиях становятся ЖК, в составе жиров, депонированных в жировой ткани. Распад жиров активируется глюкагоном (гормон голода), расщепившиеся жиры жировой ткани на глицерин и ЖК, мобилизуются, глицерин идет в печень, а ЖК подвергаются β-окислению во всех органах, кроме мозга. В результате образуется много ацетилКоА, который в норме практически весь поступил бы в ЦТК, но в условиях голодания и сахарного диабета ЦТК тормозится, т.к. оксалоацетат будет использоваться для синтеза глюкозы в глюконеогенезе, необходимой для работы мозга в этих условиях, т.к. мозг ЖК не использует.

Поэтому основное количество ацетилКоА, образующегося при р-окислении, идет на синтез кетоновых тел à их концентрация повышается.

Биосинтез высших ЖК.

Это синтез их из ацетилКоА, полученного при расщеплении углеводов. Протекает в цитоплазме и наиболее интенсивно в печени, в почках, в молочной железе в период лактации. В организме человека синтезируется в основном пальмитиновая кислота (С 16), а в митохондриях гепатоцитов происходит удлинение цепей синтезированных ЖК.

Регуляторная реакция процесса - образование из ацетилКоА малонилКоА под действием фермента ацетилКоАкарбоксилаза, коферментом является биотип или витамин Н. Активируется этот фермент гормоном инсулином, в период достаточного поступления углеводов (много глюкозы -> гликолиз -»ПВК -» много ацетилКоА для синтеза ЖК). Данный регуляторный фермент ингибирует регуляторный фермент β-окисления (карнитинацилтрансферазу).

В синтезе ЖК во всех этапах вместо HSKoA участвует ацилпереносящий белок (АПБ). В двух реакциях будет участвовать кофермент НАДФН, как источник Н в реакциях восстановления (НАДФН из пентозофосфатного пути).

Синтез ЖК «похож» на β-окисление, но наоборот: процесс циклический, но в конце каждого цикла происходит удлинение цепи ЖК на 2 углеродных атома. В конце синтеза пальмитиновой кислоты происходит отщепление АПБ. Процесс синтеза осуществляется пальмитатсинтетазным комплексом. Это доменный белок (состоит из 1 ППЦ, которая в нескольких участках формирует домен, в третичной структуре обладающий ферментативной активностью).

Включает в себя 6 участков, обладающих ферментативной активностью. Все вместе они объединены в АПБ, который связан с фосфопантонеатом (фосфорилированная пантотеновая кислота с SH-группой на конце). На этом конце и протекают все реакции, то есть S не выделяется в среду. Пальмитатсинтетаза имеет 2 функциональные единицы, каждая из которых синтезирует 1 пальмитиновую кислоту.

Строение пальмитатсинтетазного комплекса.

1 фермент - трикетоацилсинтаза

2 - трансацилаза

3 - еноилредуктаза (фермент, у которого в качестве кофермента будет НАДФН)

4 - гидротаза

5 - кетоацилредуктаза (НАДФН+Н +)

6 - тиоэстераза (будет отщеплять синтезированную ЖК от АПБ)

Синтез жиров (ТАГ).

Обмен жиров или ТАГ включает в себя несколько стадий: 1). Синтез жиров (из глюкозы, эндогенные жиры), 2). Депонирование жиров, 3). Мобилизация.

В организме жиры могут синтезироваться из глицерина и из глюкозы. Основные 2 субстрата для синтеза жиров:

1) α-глицеролфосфат (α-ГФ)

2) ацилКоА (активированная ЖК).

Синтез ТАГ происходит через образование фосфатидной кислоты.

α-ГФ в организме человека может образовываться двумя путями: в органах, в которых активен фермент глицеролкиназа, ГФ может образоваться из глицерина, в органах, где активность фермента низкая, ГФ образуется из продуктов гликолиза (т.е. из глюкозы).

Если в реакцию вступает восстановленная форма НАД (НАДН+Н), то это реакция

восстановления и фермент называется по продукту + «ДГ».

Биосинтез ТАГ наиболее интенсивно протекает в печени и жировой ткани. В жировой

ткани синтез ТАГ протекает из УВ, т.е. часть глюкозы, поступившей с пищей может

превращаться в жиры (когда углеводов поступает больше, чем необходимо для

возобновления запаса гликогена в печени и мышцах).

Жиры, синтезированные в печени (двумя путями) упаковываются в частицы ЛОИП,

поступают в кровь -> ЛП-липазе, которая гидролизует ТАГ или жиры из этих частиц на

ЖК и глицерин. ЖК поступают в жировую ткань, где депонируются в виде жиров, либо

используются как источник энергии органами и тканями (р-окисление), а глицерин

поступает в печень, где может использоваться для синтеза ТАГ или фосфолипидов.

В жировой ткани депонируются жиры, которые образованы из глюкозы, глюкоза дает

оба или 2 субстрата для синтеза жира.

После приема пищи (абсорбционный период) f концентрация глюкозы в крови, |

концентрация инсулина, инсулин активирует:

1. транспорт глюкозы в адипоциты,

2. ЛП-липазу.

Активирует синтез жира в жировой ткани и его депонирование -> существует 2 источника жиров для депонирования в жировой ткани:

1. экзогенные (ТАГ из хиломикронов и ЛОНП кишечника, переносящие пищевые
жиры)

2. эндогенные жиры (из ЛОНП печени и образующиеся ТАГ в самих жировых
клетках).

Мобилизация жиров - это гидролиз жиров, находящихся в адипоцитах до ЖК и глицерина, под действием гормонзависимой ТАГ-липазы, которая находится в клетках и активируется в зависимости от потребностей организма в источниках энергии (в постабсорбтивном периоде, т.е. в промежутках между приемами пищи, при голодании, стрессе, длительной физической работе, т.е. активируется адреналином, глюкагоном и соматотропным гормоном (СТГ).

При длительном голодании концентрация глюкагона увел., это приводит к снижению синтеза ЖК, увеличению β-окисления, увеличеню мобилизации жиров из депо, увеличен синтез кетоновых тел, увеличен глюконеогенез.

Отличие действия инсулина в жировой ткани и печени:

Концентрации инсулина в крови приводит к активности ПФП, синтеза ЖК, гликолиза (глюкокиназа, фосфофруктокиназа (ФФК), пируваткиназа - ферменты гликолиза; глюкозо-6-ДГ - фермент ПФП; ацетилКоАкарбоксилаза - фермент синтеза ЖК).

В жировой ткани активируется ЛП-липаза и депонирование жиров, активируется поступление глюкозы в адипоциты и образование из нее жиров, которые тоже депонируются.

В организме человека существует 2 формы депонированного энергетического материала:
1. гликоген; 2. ТАГ или нейтральные жиры.

Отличаются по запасам и очередности мобилизации. Гликогена в печени от 120-150г, может быть до 200, жиров в норме ~ 10кг.

Гликогена хватает (в качестве источника энергии) на 1 сутки голодания, а жиров - на 5-7 недель.

При голодании и физической нагрузке в первую очередь используются запасы гликогена, затем постепенно нарастает скорость мобилизации жиров. Кратковременные физические.

нагрузки обеспечиваются энергией, за счет распада гликогена, а при длительных физических нагрузках используются жиры.

При нормальном питании количество жиров в жировой ткани постоянно, но жиры постоянно обновляются. При длительном голодании и физических нагрузках скорость мобилизации жиров больше, чем скорость депонирования à количество депонированных жиров уменьш. (похудение). Если скорость мобилизации ниже, чем скорость депонирования - ожирение.

Причины: несоответствие между количеством потребляемой пищи и энергозатратами организма, и поскольку мобилизация и депонирование жиров регулируются гормонами -» ожирение является характерным признаком эндокринных заболеваний.

Обмен холестерина. Биохимические основы возникновения атеросклероза. Основные функции холестерина в организме:

1. основная: большая часть Хс используется для построения клеточных мембран;

2. Хс служит предшественником желчных кислот;

3. служит предшественником стероидных гормонов и витамина D3 (половые
гормоны и гормоны коры надпочечников).

В организме на долю Хс приходится основная масса всех стероидов ~ 140г. Синтезируется Хс в основном в печени (-80%), в тонком кишечнике (-10%), в коже (-5%), скорость синтеза Хс в организме зависит от количества экзогенного Хс, если с пищей поступает более 1г Хс (2-3г) синтез собственного эндогенного Хс ингибируется, если Хс поступает мало (вегетарианцы) скорость синтеза эндогенного Хс |. Нарушение в регуляции синтеза Хс (а также образование его транспортных форм -> гиперхолестеринемия -» атеросклероз -> ИБС - инфаркт миокарда). Норма поступления Хс >1г (яйца, масло (сливочное), печень, мозг).

Синтез холестерина.

Хс с пищей поступает преимущественно в виде эфиров Хс (Хс этерифицирован ЖК по третьему положению). В кишечнике под действием фермента холестеролэстеразы ЭХс расщепляется на Хс и ЖК. После всасывания в кишечнике Хс этерифицируется и образуются ЭХс. Этот Хс и Хс, синтезированный в кишечнике (10%), встраиваются в хиломикроны (90%) и ЛОНП (10%) -> кровь -> ЛП-липаза. Под действием ЛП-липазы из хиломикронов и ЛОНП извлекаются жиры или ТАГ. Из хиломикронов образуются остаточные хиломикроны -> печень, где из них высвобождается Хс, который используется для синтеза желчных кислот, либо при избыточном поступлении ингибирует синтез собственного Хс, а из ЛОНП образуется ЛНП (содержание Хс, в которых более 50 %). На поверхности ЛНП находится апобелок β100. ЛНП -> органы и ткани, где клетки узнают ЛНП, за счет β100.

ЛНП поглощается клетками, содержащийся в них Хс используется для нужд клетки (для построения мембран).

Таким образом, функция ЛНП - снабжение Хс органов и тканей организма. В печени синтезируется собственный Хс, ферменты синтеза Хс имеются во всех клетках, имеющих ядро. Синтезируется Хс из ацетилКоА. Различают 3 этапа:

1. образование мевалоновой кислоты;

2. образование сквалена;

3. образование Хс.

1 этап протекает в цитоплазме, а остальные метаболиты не растворимы в воде à 2иЗ этапы протекают в мембранном слое ЭПР.

1 стадия похожа на синтез кетоновых тел. Регуляторная реакция - образование мевалоновой кислоты, катализируется регуляторным ферментом. ГМГ-редуктазой, она необратима, скорость лимитирующая. Этот фермент регулируется:

1. аллостерически, по механизму обратной отрицательной связи Хс или его
производными, ингибируется фермент экзогенным Хс, поступающим с пищей (более 1г в
сутки), желчными кислотами, активируется инсулином, эстрогенами,

2. изменяется количество фермента, которое контролируется на уровне экспрессии гена.

Биосинтез Хс.

На синтез одной молекулы Хс (С27 необходимо 18 молекул АТФ и 18 молекул ацетилКоА.

2 стадия: мевалоновая кислота превращается в сквален.

3 стадия■

сквален

холестерин

Синтезируемый в печени Хс упаковывается в ЛОНП вместе с жирами, которые поступают в кровь, из них образуются ЛНП, которые снабжают Хс органы и ткани. Как предотвратить накопление Хс в органах и тканях?

Этому способствуют другие транспортные частицы: ЛВПЗ, которые синтезируются в печени и содержат небольшое количество Хс. Они поступают в кровь, взаимодействуют с ЛНП либо с клетками тканей -> кровь, забирают избыток Хс из них.

Функционирование ЛНП и ЛВП поддерживает гомеостаз Хс в клетках.

Каким образом ЛВП забирают избыток Хс из других липопротеинов, органов и тканей?

Это связано с присутствием на поверхности ЛВПЗ фермента, который называется

лицетинХсацилтрансфераза (ЛХАТ). Здесь же на поверхности присутствует его

кофактор - А1. Этот фермент отщепляет ЖК от фосфолипидов на поверхности ЛВПЗ и

переносит ее на гидроксильную группу Хс.

В результате образуются ЭХс.

ЭХс - гидрофобные, погружаются внутрь ЛВПЗ.

Концентрация Хс на поверхности снижается и освобождается место для Хс и других

Желчные кислоты - монокарбоновые гидроксикислоты из класса стероидов, производные холановой кислоты С 23 Н 39 СООН. Синонимы: жёлчные кислоты, холевые кислоты , холиевые кислоты или холеновые кислоты .

Основными типами желчных кислот, циркулирующими в организме человека, являются так называемые первичные желчные кислоты , которые первично продуцируются печенью, холевая и хенодезоксихолевая , а также вторичные , образующиеся из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры: дезоксихолевая , литохолевая, аллохолевая и урсодеоксихолевая . Из вторичных кислот в кишечно-печёночной циркуляции в заметном количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи . В желчи желчного пузыря человека желчные кислоты находятся в виде конъюгатов холевой, дезоксихолевой и хенодезоксихолевой кислот с глицином и таурином: гликохолевой , гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой, таурохолевой , тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой кислотой - соединениями, называемыми также парными кислотами . У разных млекопитающих наборы желчных кислот могут различаться.

Желчные кислоты в лекарственных препаратах

В апреле 2015 года FDA дало разрешение на применение препарата Kybella для нехирургического лечения двойных подбородков, действующим веществом которого является синтетическая дезоксихолевая кислота.

В конце мая 2016 года FDA разрешило использование препарата обетихолевой кислоты Окалива (Ocaliva) для лечения первичного билиарного холангита у взрослых.

Метаболизм желчных кислот с участием микрофлоры кишечника

Желчные кислоты и заболевания пищевода

При лечения эзофагита, вызванного рефлюксами, в которых присутствует желчь, рекомендуется кроме ингибиторов протонной помпы параллельно назначать препараты урсодеоксихолевой кислоты . Их применение обосновано тем, что под его воздействием желчные кислоты, содержащиеся в рефлюксате, переходят в водорастворимую форму, которая в меньшей степени раздражает слизистую оболочку желудка и пищевода. Урсодеоксихолевая кислота обладает свойством изменять пул желчных кислот из токсичных на нетоксичные. При лечении урсодеоксихолевой кислотой в большинстве случаев исчезают или становятся менее интенсивными такие симптомы, как отрыжка горьким, неприятные ощущения в животе, рвота желчью. Исследования последних лет показали, что при желчном рефлюксе оптимальной следует считать дозу 500 мг в 1 сутки, разделив ее на 2 приема. Длительность курса лечения не менее 2 месяцев (

Дело в том, что циклическую структуру холестерола нельзя разомкнуть и расщепить на малые соединения для их последующей экскреции. Только клетки печени превращают холестерол в желчные кислоты, которые используются в качестве эмульгаторов для переваривания липидов.

В организме человека пути метаболизма синтезированных желчных кислот весьма своеобразны. Знание их позволяет понять механизмы развития и симптоматику целого ряда заболеваний. В печени синтезируются так называемые первичные желчные кислоты: холевая и хенодезоксихолевая.

Карбоксильная группа боковой цепи этих кислот может образовывать амидные связи или с глицином, или с таурином. В результате формируются конъюгированные желчные кислоты . Это обусловливает их эмульгирующие свойства, так как рК ионной группы боковой цепи ниже, чем у исходной карбоксильной группы. Если в качестве исходной желчной кислоты выступает холевая кислота, конъюгированными формами ее являются гликохолевая и таурохолевая кислоты.

Образующиеся желчные кислоты поступают из печени в двенадцатиперстную кишку с желчью. В нейтральной или слабощелочной среде просвета кишечника желчные кислоты, в основном таурохолевая и гликохолевая, являются амфифильными и служат в качестве не только эмульгирующих агентов, но и стабилизаторов образующейся эмульсии. Взаимодействуя гидрофобными частями своих молекул с жиром, а гидрофильной, полярной частью – с водным содержимым кишечника, желчные кислоты способствуют дроблению жира на мелкие частицы, то есть эмульгированию. Стабилизирующее влияние жирных кислот на образующиеся эмульсионные частицы обусловлено тем, что они препятствуют конгломерации (слипанию) эмульсионных частиц. Желчные кислоты покрывают поверхность эмульсионной частицы в виде монослоя.(рис.6.9). При этом наружу, к водному содержимому, направлены полярные

Таблица 6.3. Состав желчи человека

* - если уровень превышает 15 мол%, могут образовываться желчные камни

части молекул желчных кислот. В результате поверхность частицы приобретает суммарный электрический заряд, который будет одноименным у всех других эмульсионных частиц. В силу электростатического взаимодействия между отдельными частицами возникает отталкивание.

Рис.6.9. Образование оболочки из желчных кислот вокруг эмульсионной, или мицеллярной частицы при переваривании липидов

В кишечнике под действием ферментов бактерий образуются вторичные желчные кислоты, которые катализируют отщепление 7-ОН-группы и конъюгированной аминокислоты. В результате из двух первичных желчных кислот образуются дезоксихолевая и литохолевая кислоты.

Рециркуляция желчных кислот между печенью и кишечником . Если подвести итог, то оказывается, что за сутки из печени выделяется 15–30 г желчных кислот и только 0,5 г их выделяется с калом. Остальные желчные кислоты всасываются из тонкого кишечника, т.е., во время переваривания желчные кислоты выделяются в просвет тонкого кишечника, его верхних отделов, а затем в нижней части тонкого кишечника они подвергаются реабсорбции в систему воротной вены. Такой процесс секреции и обратного всасывания известен как печеночно-кишечная циркуляция (рис.6.10).

Рис.6.10. Печеночно-кишечная рециркуляция желчных кислот