VIVO Патофизиология

Абсорбция на липиди

Основната част от хранителните липиди са неутрални мазнини или триглицериди, съставени от глицеролов скелет с всеки въглерод, свързан с мастна киселина. Храните обикновено съдържат също фосфолипиди, стерини като холестерол и много незначителни липиди, включително мастноразтворими витамини. И накрая, съдържанието на тънките черва съдържа липиди от зацапани епителни клетки и значителен холестерол, доставен в жлъчката.

За да се абсорбира триглицеридът, трябва да се осъществят два процеса:

  • Големите агрегати от диетични триглицериди, които са практически неразтворими във водна среда, трябва да се разграждат физически и да се държат в суспензия - процес, наречен емулгиране.
  • Триглицеридните молекули трябва да бъдат усвоени ензимно, за да се получат моноглицериди и мастни киселини, които и двете могат ефективно да дифузират или да се транспортират в ентероцита

Ключовите играчи в тези две трансформации са жлъчните киселини и панкреатичната липаза, и двете от които се смесват с химус и действат в лумена на тънките черва. Жлъчните киселини са необходими и за разтваряне на други липиди, включително холестерола.

Емулгиране, хидролиза и образуване на мицели

Жлъчните киселини играят първата си критична роля в асимилацията на липидите чрез насърчаване на емулгирането. Като производни на холестерола, жлъчните киселини имат както хидрофилен, така и хидрофобен домен (т.е. те са амфипатични). При излагане на голям агрегат от триглицериди, хидрофобните части на жлъчните киселини се интеркалират в липида, като хидрофилните домени остават на повърхността. Такова покритие с жлъчни киселини спомага за разграждането на големи агрегати или капчици на все по-малки и по-малки капчици.

Хидролизата на триглицеридите до моноглицериди и свободни мастни киселини се осъществява предимно от панкреатична липаза. Активността на този ензим е да задържа мастните киселини в позиции 1 и 3 на триглицерида, оставяйки две свободни мастни киселини и 2-моноглицерид. Лекарството орлистат (Xenical), което се насърчава за лечение на затлъстяване, действа чрез инхибиране на панкреатичната липаза, като по този начин намалява храносмилането и усвояването на мазнините в тънките черва.

Липазата е водоразтворим ензим и с малко въображение е лесно да се разбере защо емулгирането е необходима прелюдия към нейната ефективна дейност. Малко след хранене липазата присъства в тънките черва в доста огромни количества, но може да действа само върху повърхността на триглиеридните капчици. За даден обем липид, колкото по-малък е размерът на капката, толкова по-голяма е повърхността, което означава, че повече молекули липаза могат да работят.

Тъй като моноглицеридите и мастните киселини се освобождават чрез действието на липазата, те запазват връзката си с жлъчните киселини и се комплексират с други липиди, за да образуват структури, наречени мицели. Мицелите са по същество малки агрегати (4-8 nm в диаметър) от смесени липиди и жлъчни киселини, суспендирани в рамките на поглъщането. Докато поглъщането се смесва, мицелите се блъскат в четката на тънките чревни ентероцити, а липидите, включително моноглицеридите и мастните киселини, се поемат в епителните клетки.

жлъчните киселини

Абсорбция и транспорт в кръвта

Основните продукти на липидното храносмилане - мастните киселини и 2-моноглицеридите - навлизат в ентероцита чрез проста дифузия през плазмената мембрана. Значителна част от мастните киселини също навлизат в ентероцита чрез специфичен транспортен протеин на мастна киселина в мембраната.

Липидите се транспортират от ентероцита в кръвта по механизъм, различен от този, който сме виждали за монозахариди и аминокиселини.

Веднъж попаднали в ентероцита, мастните киселини и моноглицеридите се транспортират в ендоплазмения ретикулум, където се използват за синтезиране на триглиерид. Започвайки от ендоплазмения ретикулум и продължавайки в Голджи, триглицеридите се пакетират с холестерол, липопротеини и други липиди в частици, наречени хиломикрони. Не забравяйте къде се случва това - в абсорбиращия ентероцит на тънките черва.

Хиломикроните се екструдират от Golgi в ​​екзоцитозни везикули, които се транспортират до базолатералния аспект на ентероцита. Везикулите се сливат с плазмената мембрана и претърпяват екзоцитоза, изхвърляйки хиломикроните в пространството извън клетките.

Тъй като хиломикроните са частици, практически всички стъпки по този път могат да бъдат визуализирани с помощта на електронен микроскоп, както демонстрира монтажът на изображенията по-долу.

Транспортът на липиди в циркулацията също се различава от това, което се случва със захарите и аминокиселините. Вместо да се абсорбират директно в капилярна кръв, хиломикроните се транспортират първо в лимфния съд, който прониква във всяка вилуса, наречена централна лактална. Доскоро не беше разбрано как големите хиломикрони се поемат в лактатите. Както се оказва, има петна от лактея, в които ендотелните клетки се задържат заедно чрез специализирани "бутонни връзки", които са много по-пропускливи за хиломикроните, отколкото нормалните клетъчни връзки. След това богата на хиломикрон лимфа се оттича в лимфната система, която бързо се влива в кръвта. Кръвните хиломикрони бързо се разглобяват и съставните им липиди се използват в тялото.

Когато се абсорбират голям брой хиломикрони, лимфата, оттичаща се от тънките черва, изглежда млечна и лимфната система се вижда лесно. На изображението по-долу, на коремното съдържание от койот, фините бели линии (стрелки) са чревна лимфатика, пълна с хиломикрони. Тази лимфа преминава през мезентериални лимфни възли (LN) и след това в по-големи лимфни възли.

Друг важен липид, който се абсорбира в тънките черва, е холестеролът. Хомеостатисът на холестерола е резултат от баланса на синтеза на холестрол, усвояването на диетичния холестерол и елиминирането на холестерола чрез екскреция в жлъчката. Преди години беше показано, че холестеролът, но не и растителните стерини, лесно се абсорбира в червата. Съвсем наскоро беше идентифициран специфичен транспортен протеин (NPC1L1), който пренася холестерола от чревния лумен в ентероцита. Оттам по-голямата част от холестерола се естерифицира, включва в хиломикрони и се пренася в кръвта по механизмите, описани по-горе.

Ако се интересувате да потвърдите за себе си поне някои от описаните по-горе процеси, трябва да извършите следния експеримент:

  • Консумирайте чаша богата сметана или чувал пържени картофи за бързо хранене.
  • Направете нещо продуктивно като учене за около 30 минути.
  • Вземете кръвна проба от себе си (достатъчно е капилярна тръба) - използвайте антикоагулант, за да предотвратите съсирването.
  • Центрифугирайте кръвната проба, за да отделите клетките и плазмата.

Когато изследвате плазмата си, тя ще изглежда отчетливо млечна поради наличието на милиарди светлоотразяващи хиломикрони (състоянието се нарича липемия). Ако искате допълнителен кредит, продължете вземането на кръв на всеки 15 минути, докато плазмата ви се изчисти, след това нанесете резултатите си на милиметрова хартия. Като алтернатива можете просто да разгледате изображението отдясно, за да видите как изглежда кучешкият серум след няколко часа гладуване в сравнение с липемичния серум, събран малко след хранене с кученце.

Абсорбция на аминокиселини и пептиди

Въведение и индекс