Функции жёлчных кислот, их строение и биологическая роль

ЖЕЛЧНЫЕ
КИСЛОТЫ .ХОЛЕЦИСТОКИНИН, ХИМОДЕНИН,
ИНТЕРОКЛИИН. Они обеспечивают:

  • образование
    желчи в печени,

  • сокращение
    желчного пузыря,

  • выделение
    панкреатического сока,

  • секрецию
    желез тонкого отдела кишечника.

Особую
роль в переваривании играют желчные
кислоты. В основе их строения лежит
структура ЦИКЛОПЕНТАНПЕРГИДРОФЕНАНТРЕН.

По
своей химической природе все желчные
кислоты являются производными ХОЛЕВОЙ
К-ТЫ. Если у ХОЛЕВОЙ кислоты присутствует
две группы в 3 и 7 положениях, то её
называют ХЕНОДЕЗОКСИХОЛЕВОЙ
. Если
присутствует две группы в 3 и 12 положении,
то она называется ДЕЗОКСИХОЛЕВОЙ. Если
одна группа в 3 положении, кислота
называется ЛИТОХОЛЕВАЯ
.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ
РОЛЬ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ:

1.
Эмульгируют пищевые жиры.

2.
Активируют ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты.

3.
Выполняют роль переносчиков трудно
растворимых в воде продуктов гидролиза
жира и жирорастворимых витаминов A,
D,
Е, К. При ЭМУЛЬГИРОВАНИИ жир дробится
на мелкие частички
. Желчные кислоты
адсорбируются на поверхности жира,
препятствуя слиянию частичек жира
. В
результате происходит стабилизация
жира и значительно увеличивается
поверхность контактов с ЛИПОЛИТИЧЕСКИМИ
ферментами
. Стабилизированная эмульсия
жира далее подвергается гидролизу под
влиянием панкреатических ферментов
(ЛИПАЗ, ФОСФОЛИПАЗ).

Желчнокаменная
болезнь
– патологический процесс, при котором
в желчном пузыре образуются камни.
Избыток ХС и недостаток желчных кислот
приводит к осаждению ХС в виде ХС или
смешанных камней (ХС+билирубин+Са)
Факторы:избыток ХС в пище, гиперкалорийное
питание, застой желчи, нарушение синтеза
желчных кислот, нарушение обмена
липопротеинов

65. Окисление высших жирных кислот в тканях. Окисление жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, энергетический эффект.

Окисление
ВЖК в тканях изучалось Ф. КНООПОМ
(1904г.), который назвал окисление ВЖК
бета- окислением
. Он показал, что процесс
этот циклический.В настоящее время
бета-окисление называют ЦИКЛОМ КНООПА
— ЛИНЕНА
. Транспорт ВЖК внутрь возможно
только при участии КАРНИТИНА
. АЦЕТИЛ-КОА
в цитоплазме соединяется с КАРНИТИНОМ
при участии фермента
АЦЕТИЛ-КОА-КАРНИТИНТРАНСФЕРАЗЫ.
Образуется комплекс, который легко
проникает через мембрану. В межмембранном
пространстве уже при участии
МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ТРАНСФЕРАЗЫ комплекс
распадается
. КАРНИТИН возвращается в
цитоплазму, а ВЖК в матрице подвергается
окислению.

При
бета -окислении выделилось 5АТФ и 12АТФ
выделилось при окислении АЦЕТИЛ-КОА в
ЦТК и сопряженных с ним ферментов
дыхательной цепи. Окисление ВЖК будет
происходить циклически одинаково, но
только до последней стадии — стадии
превращения масляной кислоты (БУТИРИЛ-КОА),
которая имеет свои особенности
.

66. Окисление глицерина в тканях. Энергетический эффект этого процесса.

В
результате гидролиза жира образуются
общие метаболиты: глицерины и ВЖК,
окисление которых сопровождается
образованием конечных продуктов -воды
и углекислого газа -и выделением энергии
в форме АТФ. Окисление глицеринов в
тканях тесно связано с ГЛИКОЛИЗОМ, в
который вовлекаются метаболиты обмена
глицерина по следующей схеме:

Т.о.
при окислении глицерина образовались
конечные продукты:

Н2О
на этапе превращения:

1
. альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2.
ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3.
2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ К-ТЫ

4.
ПВК

5.
ИЗОЦИТРАТА

6.
Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

7.
СУКЦИНАТА

8.
МАЛАТА

СО2
на этапе превращения:

1.
ПВК

2.
ОКСАЛОСУКЦИНАТА

3.
Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА АТФ на этапе
превращения:

1
. альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2.
ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3.
1,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ К-ТЫ
(СУБСТРАТНОЕФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

4.
2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТА (СУБСТРАТНОЕ
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

6.
ИЗОЦИТРАТА

7.
Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

8.
СУКЦИНИЛ-КОА (СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

9.
СУКЦИНАТА

10.
МАЛАТА

АТФ
= (3+3+1 + 1+3+12) -1 =22

Каждый день мы потребляем около 150 г липидов, основной массой которых являются жиры. Они необходимы нам для многих целей: получение энергии, построение мембран клеток, образование гормонов. Усвоение жиров – непростая для пищеварения функция, а жёлчные кислоты облегчают процесс переваривания.

Строение кислот

Жёлчные кислоты (они же холеновые, холиевые, холевые) относятся к органическим, образующиеся из холановой кислоты и являются конечными продуктами превращений холестерина. Все их можно разделить на две основные группы:

  1. Первичные. Образование первичных происходит в гепатоцитах печени, после чего они попадают в желчный проток и желчный пузырь. К представителям этой категории относят холевую и хенодезоксихолевую кислоты.
  2. Вторичные. Являются производными первичных, их образование происходит в толстом кишечнике. Ко вторичным относятся уродезоксихолевая, дезоксихолевая, аллохолевая и литохолевая кислоты.

На схеме представлены формулы строения жёлчных кислот, где можно увидеть, что холевая и хенодезоксихолевая кислоты, по сути, представляют собой молекулу холановой. Отличия заключаются в количестве гидроксильных групп. Холевая имеет три дополнительных OH-группы, а хенодезоксихолевая – две.

Холеновые кислоты в желчном пузыре образуют парные соединения – конъюгаты. Они могут находиться в соединённом состоянии с глицином (аминокислота) или таурином (конечный этап деградации цистеина). Конъюгирование происходит с образованием амидной связи. Этот процесс возможен благодаря действию лизосомального фермента – ацилтрансферазы. В результате конъюгации с глицином получаются гликохолевая и гликохенодезоксихолевая кислоты, а с таурином – таурохолевая и таурохенодезоксихолевая.

Соотношение тауриновых и глициновых соединений приблизительно равно 1:3. Пропорции могут варьировать при изменении состава пищи или гормонального фона. На повышение содержания глициновых конъюгатов влияют:

  • преобладание в пище углеводов;
  • заболевания, приводящие к белковой недостаточности;
  • понижение функции щитовидной железы.

К росту количества тауриновых соединений приводят увеличение количества в пище белков и избыточная выработка стероидных гормонов.

В печёночной жёлчи холевые кислоты находятся в виде жёлчнокислых соединений – солей натрия или калия (холатов и холеатов), что обеспечивает щелочную среду, необходимую для активации ферментов поджелудочной железы. Помимо этого, их наличие обеспечивает стабильность жировой эмульсии в просвете двенадцатипёрстной кишки.

Свойства желчнокислых соединений

Жиры плохо растворимы в воде, из-за этого площадь переваривания ограничена наружной поверхностью липидных капель, в этом месте образуется разграничение фаз жира и воды. За счёт этого скорость переваривания резко снижается. Печень человека вырабатывает жёлчь, которая на 67% состоит из желчнокислых соединений. К функциям желчных кислот относятся:

Эмульгация жиров – образование эмульсии.

  • Активация ферментов. Энзимы проявляют свою активность только при соблюдении определённых условий. Для работы липолитических ферментов основными факторами являются наличие холеновых соединений и определённый уровень Ph.
  • Образование мицелл. Обычные растворы (например, сахар в воде) представляют собой набор из хаотично расположенных молекул. Раствор жиров в воде является коллоидом (большое количество мелких групп гидрофобных молекул).
  • Всасывание липидов и жирорастворимых витаминов в кровь и лимфатическую систему.
  • Выведение холестерина. Холеновые образования построены на основе холестерина. Их выделение в просвет кишечника контролирует содержание холестерола в организме.

Роль в работе организма

Биологическая роль желчных кислот заключается в регуляции работы желудочно-кишечного тракта. Они продуцируются в печени и поступают в жёлчный пузырь для концентрации. Концентрированная жёлчь выбрасывается в кишечник после раздражения ампулы двенадцатиперстной кишки.

Выйдя в просвет, холиевые соединения проявляют свои детергентные свойства (детергенты – поверхностно-активные вещества). Происходит образование гомогенной массы и мицелл, которые включают в себя холестерин, жирорастворимые витамины, фосфолипиды. Это создаёт благоприятные условия для всасывания питательных веществ.

Желчнокислые образования проходят путь до толстого кишечника, в подвздошном отделе часть из них подвергается действию ферментов бактерий. За счёт этого можно выделить ещё одну функцию, какую выполняют желчные кислоты, – поддержание нормальной кишечной микрофлоры. На этом этапе образуются вторичные соединения (урсодезоксихолевая, дезоксихолевая, аллохолевая, литохолевая). Они через стенку толстого кишечника поступают в кровоток и переносятся обратно к печени (портально-биллиарная циркуляция), где заново включаются в состав жёлчи.

Жёлчные
кислоты. 
Жёлчные
кислоты обладают поверхностно-активными
свойствами и участвуют в переваривании
жиров, эмульгируя их и делая доступными
для действия панкреатической липазы.

Жёлчные
кислоты — производные холестерола с
пятиуглеродной боковой цепью в положении
17, которая заканчивается карбоксильной
группой. В организме человека синтезируются
две жёлчные кислоты: холевая, которая
содержит три гидроксильные группы в
положениях 3, 7, 12 (рис. 8-10), и хенодезокеихолевая,
содержащая две гидроксильные группы в
положениях 3 и 7
. Так как карбоксильные
группы этих жёлчных кислот имеют рК~6,
они не полностью диссоциированы при
физиологических значениях рН в кишечнике
и не являются эффективными эмульгаторами.
В печени эмульгирующие свойства жёлчных
кислот увеличиваются за счёт реакции
конъюгации, в которой к карбоксильной
группе жёлчных кислот присоединяются
таурин или глицин, полностью ионизированные
при рН кишечного сока. Эти производные
— конъюгированные жёлчные кислоты —
находятся в ионизированной форме и
поэтому называются солями жёлчных
кислот
. Именно они служат главными
эмульгаторами жиров в кишечнике.

Роль
желчных кислот и солей:

  • Эмульгирование
    липидов.

  • Активация
    липолитических ферментов.

  • Образование
    простой мицеллы.

  • Образование
    смешанной мицеллы.

  • Всасывание
    липидов и жирорастворимых витаминов
    в лимфатическую систему.

  • Выведение
    из организма холестерина.

Одной
из основных функций Ж. к. является перенос
липидов в водной среде, который
обеспечивается благодаря детергентным
свойствам Ж. к., т.е.
их способности образовывать
мицеллярный раствор липидов в водной
среде. В печени при участии Ж. к. формируются
мицеллы, в виде которых секретируемые
печенью липиды
переносятся
в кишечник
в гомогенном растворе, т.е
. в желчи. За
счет детергентных свойств Ж. к. в кишечнике
образуются устойчивые мицеллы, содержащие
продукты расщепления жиров
липазой, холестерин,
фосфолипиды, жирорастворимые витамины и
обеспечивающие перенос этих компонентов
к всасывающей поверхности кишечного
эпителия. В кишечнике (главным образом
в подвздошной кишке) Ж
. к. всасываются
в кровь,
с кровью вновь возвращаются в печень и
снова секретируются в составе желчи
(так называемая портально-билиарная
циркуляция Ж
. к.), поэтому 85—90% всего
количества желчных кислот, содержащихся
в желчи, являются Ж. к., абсорбированными
в кишечнике
. Портально-билиарной
циркуляции Ж. к. способствует то, что
конъюгаты Ж
. к. легко всасываются в
кишечнике, т.к. они водорастворимы. Общее
количество Ж. к., участвующих в обмене
веществ, у человека составляет 2,8—3,5 г,
а количество оборотов Ж. к. за сутки
равно 5—6
. В кишечнике 10—15% общего
количества желчных кислот подвергается
расщеплению под действием ферментов
микроорганизмов кишечной микрофлоры,
а продукты деградации Ж. к. выделяются
с калом. Секреция Ж.
к. в составе желчи и превращения Ж. к. в
кишечнике играют важную роль в пищеварении
и обмене Холестерина.

В
норме в моче человека Ж. к. не обнаруживаются.
На ранних стадиях обтурационной желтухи
и при острых панкреатитах в моче
появляются небольшие количества Ж
. к.
В крови содержание и состав Ж. к. изменяется
при заболеваниях печени и желчного
пузыря, что позволяет использовать эти
данные в диагностических целях
. Накопление
Ж
. к. в крови отмечают при поражениях
паренхимы печени и затруднении оттока
желчи
. Повышение содержания Ж. к. в крови
оказывает повреждающее действие на
клетки печени, вызывает брадикардию и
артериальную гипотензию, гемолиз эритроцитов,
нарушение процессов свертывания крови
и уменьшение СОЭ
. При повышении
концентрации Ж
. к. в крови характерно
появление кожного зуда.

При
холецистите содержание Ж. к. в пузырной
желчи значительно снижается за счет
уменьшения их образования в печени и
усиления всасывания Ж
. к. слизистой
оболочки желчного пузыря.

Ж.
к. обладают сильным желчегонным действием,
что обусловливает их введение в состав
желчегонных средств, а также стимулируют
моторику кишечника. Их бактериостатическое
и противовоспалительное действие
объясняет положительный эффект при
местном применении желчи для лечения
артритов
. При производстве препаратов
стероидных гормонов Ж. к. используют в
качестве исходного продукта.