Переваривание нейтрального жира в желудочно-кишечном тракте. Липазы и их роль. Усвоение белков, жиров, углеводов. Гликемическая нагрузка Где происходит наиболее активное переваривание жиров

Расщепление нейтральных жиров осуществляет группа ферментов известных под общим названием липаза.

Виды липаз

1. желудочная
2. панкреатическая
3. кишечная
4. клеточная

Они обладают неодинаковой ферментной актив­ностью, но результат их воздействия на триглицериды однотипный - триглицериды расщепляются на глицерин и высшие жирные кислоты.

В слюне липаза отсутствует, поэтому в ротовой полости перева­ривание жиров не происходит. Начинается процесс пищеварительно­го расщепления триглицеридов в желудке под воздействием желу­дочной липазы. Но активность ее невелика из-за сильно кислой реак­ции содержимого желудка и отсутствия условий для эмульгирования жиров. Поэтому желудочная липаза воздействует только на хорошо эмульгированные жиры, а в таком виде в желудок могут поступать только жиры молока и яичного желтка. Желудочная липаза имеет пре­имущественное значение у детей грудного возраста при вскармливании молоком.

Основное расщепление триглицеридов происходит в верхних отделах тонкого кишечника под действием липазы, продуцируемой поджелудоч­ной железой. В этом процессе принимает участие также кишечная ли­паза, но активность ее незначительная. Поджелудочная железа выде­ляет в кишечник сок богатый бикарбонатами, что создает оптимальную для липазы слабо щелочную реакцию среды.

Панкреатическая липаза выделяется в кишечник в неактивном состоянии. Ее активация проис­ходит под влиянием желчных кислот, поступающих в кишечник в соста­ве желчи из печени.

К основным желчным кислотам относят: холевую, дезоксихолевую, хенодезоксихолевую, литохолевую. Как правило, в желчи они присут­ствуют в виде конъюгатов с аминокислотами глицином и таурином.

Конъюгаты называются соответственно:

1. гликохолевая,
2. гликодезоксихолевая,
3. гликохенодезоксихолевая,
4. гликолитохолевая или таурохолевая,
5. тауродезоксихолевая,
6. таурохенодезоксихолевая,
7. тауролитохолевая кис­лоты.

Но только активацией липазы роль желчных кислот в перева­ривании липидов не ограничивается. Желчные кислоты обеспечивают эмульгирование жиров в результате чего образуется тонкая водно-жи­ровая эмульсия обладающая большой поверхностью соприкосновения с активной липазой.

Липаза, воздействуя на триглицериды пищи, расщеп­ляет их на глицерин и высшие жирные кислоты. Глицерин, как легко растворяющийся в воде, беспрепятственно всасывается кишечной стен­кой.

Несколько сложнее осуществляется процесс всасывания жирных кислот.

Нерастворимые в воде жирные кислоты реагируют с имеющи­мися в кишечнике в достаточном количестве ионами натрия и калия, образуя соответствующие соли жирных кислот или иначе - мыла. По­следние соединяются с желчными кислотами, в ходе чего возникают холеиновые комплексы, хорошо растворимые в воде и поэтому способ­ные всасываться кишечной стенкой. Всосавшись, они распадаются на исходные компоненты. Освободившиеся из этих комплексов желчные кислоты по системе воротной вены поступают в печень и вновь до­ставляются в желчный пузырь. Жирные кислоты и глицерин в клетках кишечного эпителия реагируют между собой с образованием триглицеридов, но уже специфических для данного организма, это, так назы­ваемый, первичный синтез триглицеридов, которые иначе называются экзогенными.

Фосфолипиды гидролизуются в тонком кишечнике под воздействием панкреатических фосфолипаз на составные компоненты: спирт, жирные кислоты, азотистое основание и фосфорную кислоту. Процесс всасыва­ния жирных кислот в кишечнике аналогичен приведенному выше. Ос­тальные компоненты, более или менее, легко всасываются кишечной стенкой.

Этерифицированный холестерин расщепляется панкреатической и кишечной холестеролэстеразами на свободный холестерин и жирные кислоты. Нерастворимый в воде холестерин всасывается в кишечнике подобно жирным кислотам.

В клетках кишечного эпителия происходит ресинтез специфических фосфолипидов и частичная этерификация холестерина.

Продукты первичного синтеза:

1. триглицериды,
2. фосфолипиды,
3. холесте­рин,

там же в клетках кишечника соединяются с небольшим коли­чеством белка и образуют хиломикроны.

Хиломикроны - это стабильные сферичес­кие частички диаметром от 100 до 5000 нм. Содержание триглицери­дов в хиломикронах преобладает и может достигать до 80% всей их массы. Из-за относительно крупного диаметра хиломикроны вначале поступают в лимфатические сосуды кишечника, затем в грудной лимфа­тический проток и оттуда в венозную кровь. Лишь небольшая часть наиболее мелких хиломикронов, состоящих из липидов с короткими ра­дикалами жирных кислот, могут непосредственно всасываться через капиллярную стенку кровеносных сосудов кишечника и поступать в си­стему воротной вены печени.

Насыщение крови хиломикронами - али­ментарная гиперлипемия, наступает уже через 1-2 часа после приема пищи и достигает максимума через 2-3 часа. Если в это время взять кровь из вены, то сыворотка будет иметь молочновидный характер, это так называемая хилезная сыворотка.

Хилезность обусловлена рассея­нием света крупными жировыми шариками какими являются хило­микроны. Просветляется сыворотка крови т. е. освобождается от хило­микронов, приблизительно через 3-4 часа после приема пищи. Время просветления зависит от количества жиров принятых с пищей. Наиболь­шую роль в этом процессе, как и в жировом обмене вообще, играют печень и жировая ткань.

Переваривание жиров в желудочно-кишечном тракте was last modified: Октябрь 5th, 2017 by Мария Салецкая

Некоторые полагают, что углеводы, жиры и белки всегда полностью усваиваются организмом. Многие думают, что абсолютно все присутствующие на их тарелке (и, конечно, подсчитанные) калории поступят в кровь и оставят свой след в нашем организме. На самом деле все обстоит иначе. Давайте рассмотрим усвоение каждого из макронутриентов по отдельности.

Переваривание (усвоение) - это совокупность механических и биохимических процессов, благодаря которым поглощаемая человеком пища преобразуется в вещества, необходимые для функционирования организма.

Процесс переваривания обычно начинается уже во рту, после чего пережеванная пища попадает в желудок, где подвергается различным биохимическим обработкам (в основном на данном этапе обрабатывается белок). Продолжается процесс в тонком кишечнике, где под воздействием различных пищевых ферментов происходит превращение углеводов в глюкозу, расщепление липидов на жирные кислоты и моноглицериды, а белков - на аминокислоты. Все эти вещества, всасываясь через стенки кишечника, попадают в кровь и разносятся по всему организму.

Всасывание макронутриентов не длится часами и не растягивается на все 6,5 метров тонкой кишки. Усвоение углеводов и липидов на 80%, а белков - на 50% осуществляется на протяжении первых 70 сантиметров тонкого кишечника.

Усвоение углеводов

Усвоение различных типов углеводов происходит по-разному, так как они имеют различную химическую структуру, а следовательно, различную скорость усвоения. Под действием различных ферментов сложные углеводы расщепляются на простые и менее сложные сахара, которые имеют несколько типов.

Гликемический индекс (ГИ) - это система классификации гликемического потенциала углеводов в различных продуктах. По сути, эта система рассматривает, как тот или иной продукт влияет на уровень глюкозы в крови.

Наглядно: если мы съедим 50 г. сахара (50% глюкоза/ 50% фруктоза) (см. картинку ниже) и 50 г. глюкозы и проверим через 2 часа уровень глюкозы в крови, то ГИ сахара будет меньше, чем у чистой глюкозы, так как ее количество в сахаре ниже.

А если мы съедим равное количество глюкозы, например, 50 г глюкозы и 50 г крахмала? Крахмал - это длинная цепочка, состоящая из большого количества единиц глюкозы, но для того чтобы эти "единицы" можно было обнаружить в крови, цепочку надо переработать: расщепить каждое соединение и по одному отпустить в кровь. Поэтому у крахмала ГИ ниже, т. к. уровень глюкозы в крови после съеденной крахмала будет ниже, чем после глюкозы. Представьте, если в чай бросить ложку сахара или кубик рафинада, что растворится быстрее?

Гликемическая реакция на продукты:

• левая - медленное усвоение крахмальных продуктов с низким ГИ;


• правая - быстрое усваивание глюкозы с резким падением уровня глюкозы в крови как результат быстрого выброса инсулина в кровь.

ГИ - это относительная величина, и измеряется она относительно влияния глюкозы на гликемию. Выше приведен пример гликемической реакции на съеденную чистую глюкозу и на крахмал. Таким же экспериментальным образом ГИ был измерен для более тысячи продуктов питания.

Когда мы видим цифру "10" рядом с капустой, это значит, что сила ее воздействия на гликемию будет равна 10% от того, как повлияла бы глюкоза, у груши 50% и т. д.

Мы можем повлиять на уровень глюкозы, выбирая продукты не только с низким ГИ, но и с низким содержанием углеводов, которое называется гликемической нагрузкой (ГН).

ГН учитывает и ГИ продукта, и количество глюкозы, которое поступит в кровь при его употреблении. Так, нередко у продуктов с высоким ГИ будет маленькая ГН. Из таблицы видно, что смотреть только на какой-то один параметр не имеет смысла - необходимо комплексно рассматривать картину.

(1) Хотя в гречке и в сгущенном молоке содержание углеводов практически одинаковое, у этих продуктов разный ГИ, потому что вид углеводов в них разный. Поэтому, если гречка приведет к постепенному высвобождению углеводов в кровь, то сгущенное молоко вызовет резкий скачок. (2) Несмотря на идентичный ГИ у манго и сгущенного молока, их влияние на уровень глюкозы в крови будет разным, на этот раз не потому, что вид углеводов разный, а потому что количество этих углеводов значительно отличается.

Гликемический индекс продуктов и похудение

Начнем с простого: есть огромное количество научных и медицинских исследований, которые указывают на то, что продукты с низким ГИ положительно влияют на снижение веса. Биохимических механизмов, которые в этом участвуют, множество, но назовем наиболее актуальные для нас:

1. Продукты с низким ГИ вызывают большее чувство сытости, нежели продукты с высоким ГИ.


2. После употребления продуктов с высоким ГИ поднимается уровень инсулина, который стимулирует всасывание глюкозы и липидов в мышцы, жировые клетки и печень, параллельно приостанавливая расщепление жиров. Как следствие, уровень глюкозы и жирных кислот в крови падает, и это стимулирует голод и новый прием пищи.


3. Продукты с разными ГИ по-разному влияют на расщепление жиров во время отдыха и во время спортивных тренировок. Глюкоза из продуктов с низким ГИ не так активно откладывается в гликоген, но зато во время тренировок гликоген не так активно сжигается, что указывает на повышенное использование жиров для этой цели.

Почему мы едим пшеницу, но не едим пшеничную муку?

• Чем продукт более измельчен (в основном относится к зерновым), тем выше ГИ продукта.

Различия между пшеничной мукой (ГИ 85) и зерном пшеницы (ГИ 15) попадают под оба этих критерия. Это значит, что процесс расщепления крахмала из зерна более длительный и образующаяся глюкоза поступает в кровь медленней, чем из муки, тем самым дольше обеспечивая организм необходимой энергией.

• Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.


• Количество углеводов в продукте не менее важно, чем ГИ.

Свекла - это овощ с более высоким содержанием клетчатки, чем мука. Несмотря на то что у нее высокий гликемический индекс, у нее низкое содержание углеводов, т. е. более низкая гликемическая нагрузка. В данном случае несмотря на то, что ГИ у нее такой же, как и у зернового продукта, количество глюкозы, поступившее в кровь, будет намного меньше.

• ГИ сырых овощей и фруктов ниже, чем вареных.

Это правило касается не только моркови, но и всех овощей с высоким содержанием крахмала, таких как батат, картошка, свекла и т. д. В процессе тепловой обработки существенная часть крахмала превращается в мальтозу (дисахарид), который очень быстро усваивается.

Следовательно, даже вареные овощи лучше не разваривать, а следить, чтобы они оставались целыми и твердыми. Однако, если у вас такие заболевания, как гастрит или язва желудка, все же лучше употреблять в пищу овощи в приготовленном виде.

• Сочетание белков с углеводами снижает ГИ порции.

Белки, с одной стороны, замедляют всасывание простых сахаров в кровь, с другой стороны, само присутствие углеводов способствует наилучшей усвояемости белков. Кроме того, овощи также содержат полезную для организма клетчатку.

Натуральные продукты, в отличие от соков, содержат клетчатку и тем самым понижают ГИ. Более того, желательно есть фрукты и овощи с кожурой не только потому, что кожура - это клетчатка, но и потому, что большая часть витаминов прилегает непосредственно к кожуре.

Усвоение белков

Процесс переваривания белков требует повышенной кислотности в желудке. Желудочный сок с повышенной кислотностью необходим для активизации ферментов, ответственных за расщепление белков на пептиды, а также за первичное расформировывание пищевых белков в желудке. Из желудка пептиды и аминокислоты попадают в тонкую кишку, где часть из них всасывается через стенки кишечника в кровь, а часть расщепляется далее на отдельные аминокислоты.

Для оптимизации этого процесса нужно нейтрализовать кислотность желудочного раствора, и за это отвечает поджелудочная железа, а также желчь, вырабатываемая печенью и необходимая для абсорбции жирных кислот.
Белки из пищи делятся на две категории: полноценные и неполноценные.

Полноценные белки - это белки, которые содержат все необходимые (незаменимые) для нашего организма аминокислоты. Источником этих белков в основном являются животные белки, т. е. мясо, молочные продукты, рыба и яйца. Есть также растительные источники полноценного белка: соя и киноа.

Неполноценные белки содержат только часть незаменимых аминокислот. Считается, что бобовые и злаковые сами по себе содержат неполноценные белки, однако их сочетание позволяет нам получить все незаменимые аминокислоты.

Во многих национальных кухнях правильные сочетания, приводящие к полноценному потреблению белков, возникли естественным путем. Так, на Ближнем Востоке распространена пита с хумусом или фалафелем (пшеница с нутом) или рис с чечевицей, в Мексике и Южной Америке нередко сочетают рис с фасолью или кукурузой.

Одним из параметров, определяющих качество белка, является наличие незаменимых аминокислот . В соответствии с этим параметром существует система индексации продуктов.

Так, например, аминокислота лизин находится в малых количествах в злаках, и поэтому они получают низкую оценку (хлопья - 59; цельная пшеница - 42), а в бобовых содержится небольшое количество незаменимых метионина и цистеина (нут - 78; фасоль - 74; бобовые - 70). Животные белки и соя получают высокую оценку по этой шкале, так как содержат необходимые пропорции всех незаменимых аминокислот (казеин (молоко) - 100; яичный белок - 100; соевый белок - 100; говядина - 92).

Кроме того, необходимо учитывать белковый состав , их усвояемость из данного продукта, а также пищевую ценность всего продукта (наличие витаминов, жиров, минералов и калорийность). Например, гамбургер будет содержать много белка, но также много насыщенных жирных кислот, соответственно, его пищевая ценность будет ниже, чем у куриной грудки.

Белки из разных источников и даже разные белки из одного источника (казеин и белок из молочной сыворотки) утилизируются организмом с разной скоростью .

Питательные вещества, поступающие с пищей, не обладают стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта и поглощаемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры.

Основная цель для детокса - выйти из зоны комфорта и попробовать новые системы питания.

Более того, очень часто, как и "печенька к чаю", употребление мяса и молочных продуктов - это привычка. У нас никогда не было возможности поисследовать их важность для нас в рационе и понять, насколько они нам нужны.

Кроме выше сказанного, большинство диетологических организаций рекомендует, чтобы в основу здорового рациона ложилось большое количество растительной пищи. Этот выход из зоны комфорта отправит вас на поиск новых вкусов и рецептов и разнообразит ваш повседневный рацион после.

В частности, результаты исследований указывают на повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороза, заболеваний почек, ожирения и диабета.

При этом низкоуглеводные, но высокопротеиновые диеты, основанные на растительных источниках белка, ведут к снижению концентрации жирных кислот в крови и к снижению риска сердечных заболеваний .

Но даже при большом желании разгрузить наш организм не стоит забывать об особенностях каждого из нас. Такое относительно резкое изменение рациона может вызвать дискомфорт или побочные эффекты, такие как вздутие (следствие большого количества растительного белка и особенности микрофлоры кишечника), слабость, головокружение. Эти симптомы, возможно, указывают на то, что такой строгий рацион не полностью подходит вам.

Когда человек употребляет большое количество белка, особенно в совокупности с низким количеством углеводов, происходит расщепление жиров, в процессе которого возникают вещества под названием кетоны. Кетоны могут иметь негативное воздействие на почки, выделяющие кислоту для его нейтрализации.

Есть утверждения, что для восстановления кислотно-щелочного баланса кости скелета выделяют кальций, и поэтому повышенное вымывание кальция ассоциируется с высоким потреблением животного белка. Также белковая диета ведет к обезвоживанию и слабости, головным болям, головокружениям, плохому запаху изо рта.

Усвоение жиров

Жир, попадая в организм, проходит через желудок почти нетронутым и попадает в тонкую кишку, где есть большое количество ферментов, перерабатывающих жиры в жирные кислоты. Эти ферменты называются липазы. Они функционируют в присутствии воды, но для переработки жиров это проблематично, т. к. жиры не растворяются в воде.

Для того чтобы иметь возможность утилизировать жиры , наш организм производит желчь. Желчь разъединяет комки жира и позволяет ферментам, находящимся на поверхности тонкой кишки, расщепить триглицериды на глицерол и жирные кислоты.

Транспортеры для жирных кислот в организме называются липопротеины . Это специальные белки, способные упаковывать и транспортировать жирные кислоты и холестерин по кровеносной системе. Далее жирные кислоты упаковываются в жировых клетках в довольно компактном виде, т. к. для их комплектации (в отличие от полисахаридов и белков) не требуется вода .

Доля всасывания жирной кислоты зависит от того, какую позицию она занимает относительно глицерина. Важно знать, что только те жирные кислоты, которые занимают позицию Р2, хорошо всасываются. Это связано с тем, что липазы имеют разную степень воздействия на жирные кислоты в зависимости от расположения последних.

Не все поступившие с пищей жирные кислоты полностью всасываются в организме, как ошибочно полагают многие диетологи. Они могут частично или полностью не усвоиться в тонком кишечнике и быть выведены из организма.

Например, в сливочном масле 80% жирных кислот (насыщенных) находятся в позиции Р2, то есть они полностью всасываемы. Это же относится к жирам, входящим в состав молока и всех не проходящих процесс ферментации молочных продуктов.

Жирные кислоты, присутствующие в зрелых сырах (особенно сырах длительной выдержки), хоть и являются насыщенными, находятся все же в позициях Р1 и Р3, что делает их менее абсорбируемыми.

Кроме того, в большинстве своём сыры (особенно твердые) богаты кальцием. Кальций соединяется с жирными кислотами, образуя «мыла», которые не всасываются и выводятся из организма. Вызревание сыра способствует переходу входящих в него жирных кислот в положение P1 и P3, что свидетельствует о слабой их всасываемости .

Высокое потребление насыщенных жиров также коррелирует с некоторыми типами рака, включая рак толстой кишки, и инсультом.

На усвоение жирных кислот влияет их происхождение и химический состав:

- Насыщенные жирные кислоты (мясо, сало, омары, креветки, яичный желток, сливки, молоко и молочные продукты, сыр, шоколад, топленый жир, растительный шортенинг, пальмовое, кокосовое и сливочное масла), а также транс-жиры (гидрогенизированный маргарин, майонез) имеют тенденцию откладываться в жировые запасы, а не сразу сжигаться в процессе энергетического обмена.

- Мононенасыщенные жирные кислоты (мясо птицы, оливки, авокадо, кешью, арахис, арахисовое и оливковое масла) преимущественно используются непосредственно после всасывания. Кроме того, они способствуют снижению гликемии, что уменьшает выработку инсулина и тем самым ограничивает формирование жировых запасов.

- Полиненасыщенные жирные кислоты , в особенности Омега-3 (рыба, подсолнечное, льняное, рапсовое, кукурузное, хлопковое, сафлоровое и соевое масла), всегда расходуются непосредственно после всасывания, в частности, за счёт повышения пищевого термогенеза - энергозатрат организма на переваривание пищи. Кроме того, они стимулируют липолиз (расщепление и сжигание жировых отложений), способствуя тем самым похудению.

В последние годы наблюдается целый ряд эпидемиологических исследований и клинических испытаний, которые ставят под сомнение предположение, что обезжиренные молочные продукты здоровее, чем полноценные. Они не просто реабилитируют молочные жиры, они все чаще находят связь между полноценными молочными продуктами и улучшением здоровья.

Недавнее исследование показало, что у женщин появление сердечно-сосудистых заболеваний полностью зависит от типа потребляемых молочных продуктов. Потребление сыра было обратно пропорционально связано с риском сердечного приступа, в то время как масло, намазанное на хлеб, повышает риск. Другое исследование показало, что ни обезжиренные, ни полные жира молочные продукты не связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Тем не менее, цельные кисломолочные продукты защищают от сердечно-сосудистых заболеваний. Молочный жир содержит более 400 "видов" жирных кислот, что делает его самым сложным естественным жиром. Не все из этих видов были изучены, но есть доказательства того, что, по крайней мере, несколько из них оказывают благотворное влияние.

Литература:

1. Mann (2007) FAO/WHO Scientific Update on carbohydrates in human nutrition: conclusions. European Journal of Clinical Nutrition 61 (Suppl 1), S132-S137
2. FAO/WHO. (1998). Carbohydrates in human nutrition. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation (Rome, 14-18 April 1997). FAO Food and Nutrition Paper 66
3. Holt, S. H., & Brand Miller, J. (1994). Particle size, satiety and the glycaemic response. European Journal of Clinical Nutrition, 48 (7), 496-502.
4. Jenkins DJ (1987) Starchy foods and fiber: reduced rate of digestion and improved carbohydrate metabolismScand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (26):14930-5.
6. Jenkins DJ (2009) The effect of a plant-based low-carbohydrate ("Eco-Atkins") diet on body weight and blood lipid concentrations in hyperlipidemic subjects. Arch Intern Med. 169(11):1046-54.
7. Halton, T.L., et al., Low-carbohydrate-diet score and the risk of coronary heart disease in women. N Engl J Med, 2006. 355 (19): p. 1991-2002.
8. Levine ME (2014) Low protein intake is associated with a major reduction in IGF-1, cancer, and overall mortality in the 65 and younger but not older population. Cell Metabolism 19, 407-417.
9. Popkin, BM (2012) Global nutrition transition and the pandemic of obesity in developing countries. Nutrition reviews 70 (1): pp. 3 -21.
10.

Транспорт веществ через клеточные мембраны

1. Пассивный транспорт веществ, который осуществляется по градиенту концентрации через соответствующие мембранные каналы
2. Активный транспорт против градиента концентрации с использованием энергии АТФ
3. Облегчённый транспорт, в котором участвуют особые дополнительные транспортные белки, осуществляющие или однонаправленное перемещение двух веществ, или разнонаправленное перемещение двух веществ через мембрану

4. Транспорт макромолекул осуществляется путём эндоцитоза или экзоцитоза.

Для взрослого человека суточная потребность в жирах составляет 70-80 г, для детей 5 – 7 г/кг.

У взрослых людей процесс пищеварения происходит в тонком кишечнике. Необходимыми условиями для этого являются:

Наличие ферментов

Оптимальное рН

Эмульгирование жиров

Необходимость эмульгирования жиров связана с водонерастворимостью жиров. Водорастворимые ферменты могут действовать на липиды только на поверхности жировой капли. Эмульгирование повышает поверхность раздела липид / вода и обеспечивает большую поверхность контакта фермента и жира. В эмульгировании жиров основную роль играют жёлчные кислоты, выделяемые в просвет кишечника в составе жёлчи.

Различают простые и парные, первичные и вторичные жёлчные кислоты:

Простые жёлчные кислоты являются производными холановой кислоты.

К простым жёлчным кислотам относятся холевая, дезоксихолевая кислота, хенодезоксихолевая и литохолевая кислоты.

Синтез желчных кислот из холестерина происходит в печени. Ключевым ферментом является 7-альфагидроксилаза. Она переводит холестерин при участии цитохрома Р 450 в 7-альфахолестерин - 3,7 (ОН) 2 . Он, в свою очередь, переходит в хенодезоксихолевую кислоту 3,7 (ОН) 2 путём укорочения бокового радикала и в холевую кислоту 3,7,12 (ОН) 3 . Эти две кислоты являются первичными жёлчными кислотами. Их полярность увеличивается при образовании парных жёлчных кислот путём присоединения глицина (гликокола) и таурина.

У взрослого человека до 80% всех жёлчных кислот представлено гликохолевой и таурохолевой кислотами. В кишечнике под действием микрофлоры происходит отцепление таурина, гликокола и ОН группы в 7 положении с образованием вторичных желчных кислот: дезоксихолевой и литохолевой.

Все жёлчные кислоты относятся к поверхностно активным веществам, имеющим в своем составе гидрофобные и гидрофильные участки. Гидрофильными являются ОН - группы, остатки таурина и гликокола, а гидрофобными – радикал жёлчной кислоты. Благодаря дифильности жёлчные кислоты располагаются в поверхностном слое жировой капли и уменьшают поверхностное натяжение.

В результате снижения поверхностного натяжения под действием перистальтики кишечника, выделения СО 2 происходит дробление крупных капель жира на множество мелких – эмульгирование, резко возрастает поверхность соприкосновения капель жира и ферментов.

Липолитические ферменты, участвующие в переваривании жиров, активны при pН 8 – 8,5. Такая среда обеспечивается секрецией бикарбонатов поджелудочной железой.

Основные ферменты переваривания жиров вырабатываются поджелудочной железой и стенкой тонкого кишечника.

Впереваривании ТАГ участвует поджелудочная липаза. Она вырабатывается в неактивной форме, и в тонком кишечнике взаимодействует с дополнительным белком колипазой, который повышает активность липазы и обеспечивает контакт фермента с соответствующими жирами. Поджелудочная липаза отщепляет последовательно остатки жирных кислот из альфа-положении с образованием бета – моноацилглицерина (β -МАГ)

Образующиеся бета-МАГ могут в дальнейшем подвергаться расщеплению под действием липазы до глицерина и жирных кислот. Около 50% МАГ подвергается всасыванию.

Переваривание глицерофосфолипидов происходит под действием ферментов поджелудочной железы фосфолипаз, которые чаще всего обозначаются как фосфолипаза А, А 2 , С, Д. Под действием фосфолипазы А 2 отщепляется остаток жирной кислоты из β – положения с образованием продукта неполного распада глицерофосфолипида – лизофосфолипида. Лизофосфолипиды являются поверхностно активными веществами и усиливают процессы эмульгирования жиров.

Первые два этапа переваривания липидов, эмульгирование и гидролиз , происходят практически одновременно. Вместе с этим, продукты гидролиза не удаляются, а оставаясь в составе липидных капелек, облегчают дальнейшее эмульгирование и работу ферментов.

Переваривание в ротовой полости

У взрослых в ротовой полости переваривание липидов не идет, хотя длительное пережевывание пищи способствует частичному эмульгированию жиров.

Переваривание в желудке

Собственная липаза желудка у взрослого не играет существенной роли в переваривании липидов из-за ее небольшого количества и того, что ее оптимум рН 4,5-5,5. Также влияет отсутствие эмульгированных жиров в обычной пище (кроме молока).

Тем не менее, у взрослых теплая среда и перистальтика желудка вызывает некоторое эмульгирование жиров. При этом даже низко активная липаза расщепляет незначительные количества жира, что важно для дальнейшего переваривания жиров в кишечнике, т.к. наличие хотя бы минимального количества свободных жирных кислот облегчает эмульгирование жиров в двенадцатиперстной кишке и стимулирует секрецию панкреатической липазы.

Переваривание в кишечнике

Под влиянием перистальтики ЖКТ и составных компонентов желчи пищевой жир эмульгируется. Образующиеся лизофосфолипиды также являются хорошим поверхностно-активным веществом, поэтому они способствуют эмульгированию пищевых жиров и образованию мицелл. Размер капель такой жировой эмульсии не превышает 0,5 мкм.

Гидролиз эфиров ХС осуществляет холестерол-эстераза панкреатического сока.

Переваривание ТАГ в кишечнике осуществляется под воздействием панкреатической липазы с оптимумом рН 8,0-9,0. В кишечник она поступает в виде пролипазы , для проявления ее активности требуется колипаза , которая помогает липазе расположиться на поверхности липидной капли.

Колипаза , в свою очередь, активируется трипсином и затем образует с липазой комплекс в соотношении 1:1. Панкреатическая липаза отщепляет жирные кислоты, связанные с С 1 и С 3 атомами углерода глицерола. В результате ее работы остается 2-моноацилглицерол (2-МАГ). 2-МАГ всасываются или превращаются моноглицерол-изомеразой в 1-МАГ. Последний гидролизуется до глицерола и жирной кислоты. Примерно 3/4 ТАГ после гидролиза остаются в форме 2-МАГ и только 1/4 часть ТАГ гидролизуется полностью.

Полный ферментативный гидролиз триацилглицерола

В панкреатическом соке также имеется активируемая трипсином фосфолипаза А 2 , отщепляющая в фосфолипидах жирную кислоту от С 2 , также обнаружена активность фосфолипазы С и лизофосфолипазы .

Действие фосфолипазы А 2 и лизофосфолипазы на примере фосфатидилхолина

В кишечном соке также имеется активность фосфолипазы А 2 и фосфолипазы С.

Для работы всех указанных гидролитических ферментов в кишечнике необходимы ионы Са 2+ , способствующие удалению жирных кислот из зоны катализа.

Точки действия фосфолипаз

Образование мицелл

В результате воздействия на эмульгированные жиры ферментов панкреатического и кишечного соков образуются 2-моноацилглицерол ы, жирные кислоты и свободный холестерол , формирующие структуры мицеллярного типа (размер около 5 нм). Свободный глицерол всасывается прямо в кровь.

Суточная потребность жиров

Количество жира в пищевом рационе определяется разными обстоятельствами, к которым относят интенсивность труда, климатические особенности, возраст человека. Человек, занятый интенсивным физическим трудом, нуждается в более калорийной пище, следовательно, и в большем количестве жиров. Климатические условия севера, требующие большой затраты тепловой энергии, также вызывают увеличение потребности в жирах. Чем больше расходуется энергия организма, тем большее количество жира нужно для ее восполнения.

Средняя физиологическая потребность в жире здорового человека составляет около 30 % от общей калорийности рациона. При тяжелом физическом труде и соответственно высокой калорийности рациона, обеспечивающей такой уровень энергетических затрат, доля жира в рационе может быть несколько выше - 35 % от общей энергетической ценности.

Нормальный уровень потребления жира составляет примерно 1 -1,5 г/кг, т. е. 70-105 г в день для человека с массой тела 70 кг. В расчет берется весь жир, содержащийся в рационе (как в составе жировых продуктов, так и скрытый жир всех других продуктов). Жировые продукты составляют половину содержания жира в рационе. Вторая половина приходится на так называемые скрытые жиры, т. е. жиры, входящие в состав всех продуктов. Скрытые жиры вводят в те или иные хлебобулочные и кондитерские изделия для улучшения их вкусовых качеств.

С учетом потребности организма в жирных полиненасыщенных кислотах 30% потребляемого жира должны составлять растительные масла и 70% животные жиры. В пожилом возрасте рационально снизить долю жира до 25 % от общей энергетической ценности рациона, которая также уменьшается. Соотношение животных и растительных жиров в пожилом возрасте должно быть изменено до 1:1. Такое же соотношение допустимо при увеличении содержания холестерина в сыворотке крови.

Пищевые источники жиров

Табл. Источники ненасыщенных и мононенасыщенных жирных кислот.

Табл. Источники полиненасыщенных жирных кислот.

Табл. Источники холестерола.

Высокое содержание Хс	Умеренное содержание Хс	Низкое содержание Хс
Яичные желтки	баранина
	говядина
	мясо птицы (без кожи)
	мягкий маргарин
Твёрдый маргарин
Торты, пирожное		Растительные масла
Готовые продукты			Количество	Холестерин (мг)
Куриный желудок
Крабы, кальмары
Баранина вареная
Консервы рыбные в собственном соку
Рыбная икра (красная, черная)
Говядина вареная
Сыр жирный 50%
Куры, темное мясо (ножка, спинка)
Мясо птицы (гусь, утка)
Кролик вареный
Колбаса сырокопченая
Свинина постная вареная
Шпик, корейка, грудинка
Куры, белое мясо (грудка с кожей)
Рыба средней жирности (морской окунь, сом, карп, сельдь, осетр)
Сырок творожный
Сыр плавленый и соленые сыры (брынза и др.)
Креветки
Колбаса вареная
Творог жирный 18 %
Мороженое пломбир
Мороженое сливочное
Творог 9%
Мороженое молочное
Творог обезжиренный
Яйцо (желток)
Молоко 6 %, ряженка
Молоко 3 %, кефир 3 %
Кефир 1 %, молоко 1 %
Кефир обезжир., молоко обезжир.
Сметана 30 %			1/2 стакана
Сметана 20 %			1/2 стакана
Масло сливочное
Сметана 30 %
Молоко сгущенное

Переваривание жиров

Ферменты, которые расщепляют жиры – липазы. Воздействие на жиры липаз становится возможным после эмульгирования жиров, т.к. липиды нерастворимы в воде и они подвергаются воздействию липолитических ферментов только на границе разделе фаз и, следовательно, скорость переваривания зависит от площади этой поверхности. При эмульгировании жиров увеличивается их общая поверхность, что улучшает контакт жира с липазой и ускоряет его гидролиз. В организме основными эмульгаторами являются соли желчных кислот.

Синтез желчных кислот происходит на мембранах ЭПС гепатоцитов под действием гидроксилаз (цитохромов, в состав которых входит цитохром P 450), катализирующих включение гидроксильных групп в положение 7 α, 12 α, с последующим укорочением бокового радикала в положении 17 с окислением его до карбоксильной группы, откуда и происходит название - желчные кислоты.

Рис. Синтез и конъюгация желчных кислот.

Образующиеся в печени холевая и хенодезоксихолевая кислоты называются первичными желчными кислотами. Они этерифицируются глицином или таурином, давая парные (или конъюгированные) желчные кислоты, и в такой форме секретируются в желчь. В процесс конъюгации желчные кислоты вступают в активной форме в виде производных HS-KoA. Конъюгация желчных кислот делает их более амфифильными и таким образом увеличивает детергентные свойства.

Желчные кислоты, синтезированные в печени, секретируются в желчный пузырь и накапливаются в желчи. При приёме жирной пищи эндокринные клетки эпителия тонкого кишечника вырабатывают гормон холецистокинин, который стимулирует сокращение желчного пузыря, и желчь изливается в тонкий кишечник, эмульгирует жиры и обеспечивает их переваривание и всасывание.

Когда первичные желчные кислоты достигают нижних отделов тонкой кишки, они подвергаются действию ферментов бактерий, которые сначала отщепляют глицин и таурин, а затем удаляют 7α-гидроксильную группу. Так образуются вторичные желчные кислоты: дезоксихолевая и литохолевая.

Рис. А. Конъюгация желчных кислот в печени. Б. Образование вторичных желчных кислот в кишечнике.

Около 95% желчных кислот всасывается в подвздошной кишке и через воротную вену возвращается в печень, где они опять конъюгируются с таурином и глицином и выделяются в желчь. В результате в желчи находятся и первичные и вторичные желчные кислоты. Весь этот путь называется энтерогепатическая циркуляция желчных кислот. Каждая молекула жёлчных кислот за сутки проходит 5- 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями.

Рис. Энтерогепатическая циркуляция желчных кислот.

Желчные кислоты образуют соли Na и K, которые являются главными эмульгаторами жиров (они окружают каплю жира и способствуют её дроблению на множество мелких капелек), делая их доступными для действия липаз, содержащихся в соке поджелудочной железы.

Особенности действия

Лингвальная липаза

Обнаружена у грудных детей. Катализирует расщепление эмульгированных триглицеридов грудного молока в желудке. У взрослых малозначима.

Желудочный сок

Лингвальная липаза

2. Желудочная липаза

В составе жидкой пищи (грудное молоко), поступившей из полости рта. Катализирует расщепление эмульгированных триглицеридов грудного молока. У взрослых малозначима.

Катализирует расщепление эмульгированных триглицеридов

Сок поджелудочной железы

1.Панкреатическая липаза

2.Колипаза

3. Моноглицеридлипаза

4. Фосфолипаза А, лецитиназа

5. Холестеролэстераза

В полости тонкой кишки катализирует расщепление эмульгированных жёлчью триглицеридов. В результате гидролиза образуются сначала 1.2 и 2.3-диглицериды, а затем 2-моноглицериды. Из одной молекулы триглицерида образуется две молекулы жирных кислот. Может быть адсорбирована в гликокаликсе щеточной каймы энтероцитов и участвовать в мембранном пищеварении.

Во взаимодействии с липазой катализирует расщепление триглицеридов. В результате гидролиза образуются жирные кислоты, глицерин и моноглицериды.

Адсорбируется в гликокаликсе щеточной каймы энтероцитов и участвовует в мембранном пищеварении. Катализирует гидролиз 2-моноглицерида. В результате гидролиза образуются глицерин и жирная кислота.

Катализирует расщепление лецитина. В результате гидролиза образуются диглицерид и холинфосфат.

Катализирует расщепление эфиров колестерола. В результате гидролиза образуются холестерол и жирная кислота.

Не обнаружены

Липолитические ферменты проявляют максимальную активность при рН= 7,8-8,2.

У взрослого человека в ротовой полости жиры не подвергаются химическим изменениям из-за отсутствия липолитических ферментов.

Отделом, в котором переваривается основная часть липидов, является тонкий кишечник, где имеется слабощелочная среда, оптимальная для активности липазы. Нейтрализация попавшей с пищей соляной кислоты осуществляется бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках:

HCl + NaHCO 3 →NaCl + H 2 CO 3

Затем выделяется углекислый газ, который вспенивает пищу и способствует процессу эмульгирования.

Н + + НСО 3 - → Н 2 СО 3 → Н 2 О + СО 2 .

Панкреатическая липаза выводится в двенадцатиперстную кишку в виде неактивного профермента - пролипазы. Активация пролипазы в активную липазу происходит под действием жёлчных кислот и другого фермента сока поджелудочной железы - колипазы.

Колипаза попадает в полость кишечника в неактивном виде, и частичным протеолизом под действием трипсина превращается в активную форму. Колипаза гидрофобным доменом связывается с поверхностью эмульгированного жира. Другая часть молекулы колипазы способствует формированию такой конфигурации молекулы панкреатической липазы, при которой активный центр фермента максимально приближен к молекулам жиров, поэтому скорость реакции гидролиза резко возрастает.

Рис. Действие панкреатической липазы.

Панкреатическая липаза – гидролаза, отщепляющая с высокой скоростью жирные кислоты из α-положения молекулы, поэтому основными продуктами гидролиза ТАГ являются 2-МАГ и жирные кислоты.

Особенностью панкреатической липазы является то, что она действует ступенчато: сначала отщепляет одну ВЖК в α-положении, и из ТАГ образуется ДАГ, затем отщепляет вторую ВЖК в α-положении, и из ДАГ образуется 2-МАГ.

Рис. Расщепление ТАГ панкреатической липазой.

Особенности переваривания ТАГ у грудных детей

У грудных детей и детей младшего возраста основной пищей служит молоко. Молоко содержит жиры, в состав которых входят в основном жирные кислоты с короткой и средней длиной цепей (4-12 атомов углерода). Жиры в составе молока находятся уже в эмульгированном виде, поэтому они сразу же доступны для гидролиза ферментами. На жиры молока в желудке детей действует липаза, которая синтезируется в железах языка (липаза языка).

Кроме того, в желудке детей грудного и младшего возраста вырабатывается желудочная липаза, которая активна при нейтральном значении рН, характерном для желудочного сока детей. Эта липаза гидролизует жиры, отщепляя, в основном, жирные кислоты у третьего атома углерода глицерола. Далее гидролиз жиров молока продолжается в кишечнике под действием панкреатической липазы. Жирные кислоты с короткой цепью, как водорастворимые, всасываются частично уже в желудке. Остальные жирные кислоты всасываются в тонком кишечнике.

Рис. Переваривание жиров в ЖКТ.

Переваривание фосфолипидов

В переваривании фосфолипидов участвуют несколько ферментов, синтезирующихся в поджелудочной железе: фосфолипаза А1, А2, С и D.

Рис. Действие фосфолипаз.

В кишечнике фосфолипиды подвергаются прежде всего расщеплению с помощью фосфолипазы А2, катализирующей гидролиз сложноэфирной связи во 2 положении, с образованием лизофосфолипида и жирной кислоты.

Рис. Образование глицерофосфохолина под действием фосфолипаз.

Фосфолипаза А2секретируется в виде неактивной профосфолипазы, которая активируется в тонкой кишке путём частичного протеолиза трипсином. Коферментом фосфолипазы А2 являетсяCa 2+ .

В дальнейшем лизофосфолипид подвергается действию фосфолипазы А1, катализирующей гидролиз сложноэфирной связи в 1 положении, с образованием глицерофосфатидила, связанного с азотсодержащим остатком (серин, этаноламин, холин), который

1) либо расщепляется по действием фосфолипаз C иD до глицерина, H 3 PO 4 и азотистых оснований (холин, этаноламин и т. д.)

2) либо остаётся глицерофолфолипидом (фосфолипазы С и D не работают) и включается в состав мицелл.

Переваривание эфиров холестерола

В составе пищи холестерол находится в основном в виде эфиров. Гидролиз эфиров холестерола происходит под действием холестеролэстеразы - фермента, который также синтезируется в поджелудочной железе и секретируется в кишечник.

Холестеролэстераза вырабатывается в неактивном состоянии и активируется трипсином и Ca 2+ .Продукты гидролиза (холестерол и жирные кислоты) всасываются в составе смешанных мицелл.

Рис. Гидролиз эфиров холестерола под действием холестеролэстеразы.

Мицеллообразование

Растворимые в воде глицерин, Н 3 РО 4 , жирные кислоты с числом углеродных атомов меньше 10, азотсодержащие вещества всасываются диффузно в воротную вену.

Остальные продукты гидролиза образуют мицеллу, которая состоит из 2-х частей: внутренней - ядра, в которое входят ХС, жирные кислоты с числом углеродных атомов больше 10, МАГ, жирорастворимые витамины и наружной – внешней оболочки, в которую входят соли желчных кислот. Соли желчных кислот гидрофобной группировкой обращены внутрь мицеллы, а гидрофильной – наружу, к диполям воды.

Стабильность мицелл обеспечивается в основном солями жёлчных кислот. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот.

Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.

Рис. Строение мицеллы.

Мицеллы желчных солей выполняют функцию транспортных посредников для переноса моноглицеридов и свободных жирных кислот к щеточной каемке кишечного эпителия, иначе моноглицериды и свободные жирные кислоты будут нерастворимы. Здесь моноглицериды и свободные жирные кислоты всасываются в кровь, а желчные соли высвобождаются обратно в химус, чтобы быть вновь использованными для процесса переноса.

Ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкого кишечника

После всасывания продуктов гидролиза жиров жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника включаются в процесс ресинтеза с образованием триацилглицеролов. Жирные кислоты вступают в реакцию этерификации только в активной форме в виде производных коэнзима А, поэтому первая стадия ресинтеза жиров - реакция активации жирной кислоты:

HS КоА + RCOOH + АТФ → R-CO ~ КоА + АМФ + Н 4 Р 2 О 7 .

Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-синтетазой (тиокиназой). Затем ацил~КоА участвует в реакции этерификации 2-моноацилглицерола с образованием сначала диацилглицерола, а затем триацилглицерола. Реакции ресинтеза жиров катализируют ацилтранеферазы.

Рис. Образование ТАГ из 2-МАГ.

В реакциях ресинтеза жиров участвуют, как правило, только жирные кислоты с длинной углеводородной цепью. В ресинтезе жиров участвуют не только жирные кислоты, всосавшиеся из кишечника, но и жирные кислоты, синтезированные в организме, поэтому по составу ресинтезированные жиры отличаются от жиров, полученных с пищей. Однако возможности "адаптировать" в процессе ресинтеза состав пищевых жиров к составу жиров организма человека ограничены, поэтому при поступлении с пищей жиров с необычными жирными кислотами, например бараньего жира, в адипоцитах появляются жиры, содержащие кислоты, характерные для бараньего жира (насыщенные разветвлённые жирные кислоты). В клетках слизистой оболочки кишечника происходит активный синтез глицерофосфолипидов, необходимых для формирования структуры липопротеинов - транспортных форм липидов в крови.