На что распадаются жиры в организме человека
про расщепление жиров
Куда уходит жир при похудении?
Наши представления об этом — полная чушь. Даже врачи и диетологи в этом мало что смыслят.
1) жир превращается в энергию,
2) жир выводится с фекалиями,
3) жир превращается в мышцы,
4) жир выводится с потом и мочой.
А куда он реально девается?
Превращение в энергию похоже на истину, ведь при сгорании жира выделяется тепло. Но куда деваются углерод, кислород и водород — эти кирпичики, из которых сделан жир?
Версия про фекалии не просто дурно пахнет. Её сторонники не знают азов физиологии, из крови обратно в кишечник практически ничего не выделяется. И если бы жиры снова поступали в просвет кишечника, это приводило бы к конфузу — недержанию стула. Так бывает при приёме лекарств, блокирующих всасывание жиров.
Если бы жир превращался в мышцы, это была бы мечта культуристов. Но мышцы — это белок, в котором обязательно должен быть азот, а в некоторых аминокислотах есть ещё сера. В жирах этих элементов нет. К сожалению, сжигание жира и наращивание мышечной массы — это два разных процесса.
Версия о том, что жир выводится с потом, кажется вероятной и наглядной. Ведь, сгоняя лишние килограммы, мы сильно потеем, но через потовые железы в основном выходят вода и соли — и никогда жиры.
Так что же реально происходит с жиром, когда мы худеем? Об этом рассказывает и президент Российской диабетической ассоциации Михаил Богомолов: «Механизм разрушения жиров универсальный. На первом этапе каждая молекула жира под действием ферментов распадается на две составные части — на 3 молекулы жирных кислот и 1 молекулу глицерина. Они выходят из жировых клеток в кровь и разносятся по организму, попадая в разные клетки. Но просто так сгореть жирные кислоты не могут, они должны попасть в митохондрии — это такие ТЭЦ клеток, в которых вырабатывается энергия. В них и происходит сгорание жирных кислот. Слово „сгорание“ уместно, потому что, как и при любом процессе горения, здесь происходит окисление топлива до углекислого газа и воды. Жирные кислоты, а заодно и глицерин, выступая в качестве топлива, точно так же должны распасться до этих веществ под действием кислорода. Но есть отличия. Горение идёт очень быстро, а окисление жирных кислот медленно — без огня и поэтапно, с выделением небольших количеств энергии.
Важно подчеркнуть, что это окисление требует большого количества кислорода. Поэтому, когда человек худеет, важно не только мало есть, но и много двигаться. Лишь физическая нагрузка может обеспечить приток кислорода, достаточный для нормального процесса сжигания жира.
К сожалению, так бывает нечасто, поэтому значительная часть жирных кислот сгорает не до конца. Из них образуются так называемые кетоновые тела. Это целая группа разных веществ, вызывающих в организме закисление (ацидоз). Когда их много, появляются головокружение, тошнота и даже рвота. Врачам известно, что при быстром снижении веса так бывает, поэтому они рекомендуют в таких ситуациях щелочные минеральные воды, витамины группы В и Е. Потребность в последнем сильно возрастает, и его можно принимать до 800 мг в день, он необходим для защиты от свободных радикалов, в избытке образующихся при окислении. Поэтому процесс потери лишних килограммов всегда сопровождается сильным окислительным стрессом и, чтобы ослабить его разрушительное действие на митохондрии, надо много витамина Е.
Что же происходит с кетоновыми телами?
Они выходят в кровь и выводятся через почки или кожу, придавая моче и поту запах ацетона, или через лёгкие, привнося в выдыхаемый воздух ароматы гнилых яблок. То есть некоторая часть остатков жира выводится этими путями. А судьба остальных конечных продуктов распада жиров, думаю, многим и так понятна. Ведь это вода и углекислый газ. Кто не знает, что этот газ выделяется через лёгкие при дыхании, обмениваясь на кислород. Вода, получившаяся при распаде жиров, смешивается с водой организма и участвует в массе биохимических реакций. Все они происходят в присутствии воды, а избыток её выводится с мочой, потом и через лёгкие в виде паров воды. Вот такими путями жир при похудании покидает тело, и кишечник тут ни при чём. В мускулатуру жир тоже не превращается, но мышцы играют большую роль в его сгорании. Ведь в мышечных клетках больше всего митохондрий, и большая часть жирных кислот распадается именно в них».
Жировые клетки (адипоциты) — главные хранители жира в организме и одни из самых необычных клеток. Их количество в течение жизни неизменно — все они заложены при рождении. Меняется только содержание жира в них. При большом избытке веса они превращаются в огромные шары, накачанные жиром. А ядро и другие органеллы оказываются прижатыми изнутри к мембране клетки. Когда человек худеет, они как бы сдуваются. И у тех, кто периодически сидит на диетах, а потом позволяет себе лишнее, эти циклы повторяются многократно.
Основные закономерности метаболических процессов в организме человека. Часть 2.
Рассматривая обмен веществ в условиях нормального функционирования организма, следует остановиться на безусловно взаимосвязанных, но в то же время достаточно специфичных составляющих метаболизма, а именно на углеводном, белковом, липидном и водно-электролитном обмене.
Очевидно, что основная роль углеводов в метаболизме определяется их энергетической функцией. Именно глюкоза крови вследствие наличия простого и быстрого пути гликолитической диссимиляции и последующего окисления в цикле трикарбоновых кислот, а также возможности максимально быстрого извлечения ее из депо гликогена, обеспечивающей экстренную мобилизацию энергетических ресурсов, является наиболее востребованным источником энергии в организме. Использование циркулирующей в плазме глюкозы разными органами неодинаково: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки — 5%. При этом уровень глюкозы плазмы крови является одной из важнейших гомеостатических констант организма, составляя 3, 3—5, 5 ммоль/л. Как известно снижение уровня глюкозы ниже допустимого передела имеет своим незамедлительным следствием дискоординацию деятельности ЦНС, проявляющуюся соответствующей клинической симптоматикой: головной мозг содержит небольшие резервы углеводов и нуждается в постоянном поступлении глюкозы, поскольку энергетические расходы мозга покрываются исключительно за счет углеводов. Глюкоза в тканях мозга преимущественно окисляется, а небольшая часть ее превращается в молочную кислоту.
При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов трансформации жиров и белков. В печени возможно новообразование углеводов как из собственных продуктов их распада (пировиноградной или молочной кислоты), так и из продуктов диссимиляции жиров и белков (кетокислот и аминокислот), что обозначается как глюконеогенез. В результате трансформации аминокислот образуется пировиноградная кислота, при окислении жирных кислот — ацетилкоэнзим А, который может превращаться в пировиноградную кислоту — предшественник глюкозы. Это наиболее важный общий путь биосинтеза углеводов. Между двумя основными источниками энергии — углеводами и жирами — существует тесная физиологическая взаимосвязь. Повышение содержания глюкозы в крови увеличивает биосинтез триглицеридов и уменьшает распад жиров в жировой ткани. Поступление в кровь свободных жирных кислот уменьшается. В случае возникновения гипогликемии процесс синтеза триглицеридов тормозится, ускоряется распад жиров и в кровь в большом количестве поступают свободные жирные кислоты. Гликогенез, гликогенолиз и глюконеогенез являются тесно взаимосвязанными процессами, обеспечивающими оптимальный уровень глюкозы крови сообразно степени функционального напряжения организма.
Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена и местом формирования сигналов, управляющих уровнем глюкозы, является гипоталамус. Отсюда регулирующие влияния реализуются вегетативными нервами и гуморальным путем, включающим эндокринные железы. Единственным гормоном, снижающим уровень гликемии, является инсулин — гормон, вырабатываемый β-клетками островков Ланхгерганса. Снижение гликемии происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма. Увеличение уровня глюкозы в крови возникает при действии нескольких гормонов. Это глюкагон, продуцируемый α-клетками островков Ланхгерганса, адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников, глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечников, соматотропный гормон гипофиза, тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы. Данные гормоны в связи с однонаправленностью их влияния на углеводный обмен и функциональным антагонизмом по отношению к эффектам инсулина часто объединяют понятием «контринсулярные гормоны».
Таким образом биологическая роль углеводов для организма человека определяется прежде всего их энергетической функцией. Обладая энергетической ценностью в 16, 7 кДж (4, 0 ккал) на 1 грамм вещества, углеводы являются основным источником энергии для всех клеток организма, при этом выполняя еще пластическую и опорную функции. Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет около 500 г.
— пластическая (структурная) функция заключается в том, что белки являются главной составной частью всех клеточных и межклеточных структур тканей;
— ферментная (каталитическая, энзимная) функция состоит в обеспечении всех химических реакций, протекающих в ходе обмена веществ в организме (дыхание, пищеварение, выделение), деятельностью ферментов, являющихся по своей структуре белками;
— транспортная функция белков заключается в их способности к соединению с целым рядом метаболитов и переносе последних в связанном состоянии в межтканевой жидкости и плазме крови к области их утилизации;
— защитная функция белков проявляется реализацией иммунного ответа образованием иммуноглобулинов (антител) и системы комплемента при поступлении в организм чужеродного белка, а также способностью к непосредственному связыванию экзогенных токсинов; белки системы гемостаза обеспечивают свертывание крови и остановку кровотечения при повреждении кровеносных сосудов;
— регуляторная функция, направленная на сохранение гомеостаза с поддержанием биологических констатнт организма, реализуется буферными свойствами молекулы протеинов, белковой структурой клеточных рецепторов, активируемых в свою очередь регуляторными полипептидами и гормонами, также имеющими белковую структуру;
— двигательная функция, обеспечивается взаимодействием сократительных белков мышечной ткани актина и миозина;
— энергетическая роль белков состоит в обеспечении организма энергией, образующейся при диссимиляции белковых молекул; при окислении 1 г белка в среднем освобождается энергия, равная 16, 7 кДж (4, 0 ккал).
При катаболизме почти все природные аминокислоты сначала передают аминогруппу на а-кетоглутарат в реакции трансаминирования с образованием глутамата и соответствующей кетокислоты. Затем глутамат подвергается прямому окислительному дезаминированию под действием глутаматдегидрогеназы, в результате чего получаются а-кетоглутарат и аммиак. При необходимости синтеза аминокислот и наличии необходимых а-кетокислот обе стадии непрямого дезаминирования протекают в обратном направлении. В результате восстановительного аминирования а-кетоглутарата образуется глутамат, который вступает в трансаминирование с соответствующей а-кетокислотой, что приводит к синтезу новой аминокислоты. В случае использования белков в качестве источника энергии большинство аминокислот окисляются в конечном счёте через цикл лимонной кислоты до углекислого газа и воды. Прежде, чем эти вещества вовлекаются в заключительный этап катаболизма, их углеродный скелет превращается в двухуглеродный фрагмент в форме ацетил-КоА. Именно в этой форме большая часть молекул аминокислот включается в цикл лимонной кислоты.
Таблица 1. 1. Аминокислоты, входящие в состав белков человека.
1. Незаменимые
2. Частично заменимые
3. Условно заменимые
4. Заменимые
Таблица 1. 2. Классификация липидов организма человека.
1. Гликолипиды.
Содержат углеводный компонент.
2. Жиры.
3. Минорные липиды.
4. Стероиды.
А. Стерины (спирты).
Наиболее важен холестерин.
В. Стериды.
Эфиры стеринов и высших жирных кислот. Наиболее распространены эфиры холестерина.
5. Фосфолипипы.
Одним из продуктов катаболизма жиров, имеющем важное значения для метаболизма в целом являются кетоновые тела. Кетоновые тела — группа органических соединений, являющихся промежуточными продуктами жирового, углеводного и белкового обменов. К кетоновым телам относят β-оксимасляную и ацетоуксусную кислоты и ацетон, имеющие сходное строение и способные к взаимопревращениям. Главным путем синтеза кетоновых тел, происходящего в основном в печени, считается реакция конденсации между двумя молекулами ацетил-КоА, образовавшегося при β-окислении жирных кислот или при окислительном декарбоксилировании пирувата (пировиноградной кислоты) в процессе обмена глюкозы и ряда аминокислот. Данный путь синтеза кетоновых тел более других зависит от характера питания и в большей степени страдает при патологических нарушениях обмена веществ. Из печени кетоновые тела поступают в кровь и с нею во все остальные органы и ткани, где они включаются в универсальный энергообразующий цикл — цикл трикарбоновых кислот, в котором окисляются до углекислоты и воды. Кетоновые тела используются также для синтеза холестерина, высших жирных кислот, фосфолипидов и заменимых аминокислот. При голодании, однообразном безуглеводистом питании и при недостаточной секреции инсулина использование ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот подавляется, так как все метаболически доступные ресурсы организма превращаются в глюкозу крови. В этих условиях увеличивается синтез кетоновых тел. Следует подчеркнуть важную роль кетоновых тел в поддержании энергетического баланса. Кетоновые тела – поставщики «топлива» для мышц, почек и действуют, возможно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая чрезвычайную мобилизацию жирных кислот из жировых депо. Печень в этом смысле является исключением, она не использует кетоновые тела в качестве энергетического материала.
Процесс образования, отложения и мобилизации из депо жира регулируется нервной и эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связаны с углеводным обменом. Так, повышение концентрации глюкозы в крови уменьшает распад триглицеридов и активизирует их синтез. Понижение концентрации глюкозы в крови, наоборот, тормозит синтез триглицеридов и усиливает их расщепление. Таким образом, взаимосвязь жирового и углеводного обменов направлена на обеспечение энергетических потребностей организма. При избытке углеводов в пище триглицериды депонируются в жировой ткани, при нехватке углеводов происходит расщепление триглицеридов с образованием неэтерифицнрованных жирных кислот, служащих источником энергии. В обмене жиров одна из важнейших ролей принадлежит печени. Печень — основной орган, в котором происходит образование кетоновых тел (бета-оксимасляная, ацетоуксусная кислоты, ацетон), используемых как альтернативный глюкозе источник энергии.
Как указывалось выше метаболизм жиров контролируется нервной и эндокринной системами. Мобилизация жиров из депо происходит под влиянием гормонов мозгового слоя надпочечников — адреналина и норадреналина. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизирующим действием. Аналогично действует тироксин — гормон щитовидной железы. Тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника, вероятно, вследствие того, что они несколько повышают уровень глюкозы в крови. Действие инсулина связано с повышением активности внутриклеточной фосфодиэстеразы, что приводит к снижению концентрации цАМФ и угнетению липолиза. Таким образом, инсулин усиливает синтез жира и уменьшает скорость его мобилизации. Имеются данные, свидетельствующие о возможности прямых нервных влияний на обмен жиров. Симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их распад. Парасимпатические влияния, напротив, способствуют отложению жира в депо.
Статья добавлена 31 мая 2016 г.
Ферменты, расщепляющие жиры
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Пища, которая попадает в организм, перерабатывается химическим способом. В тонком кишечнике сосредоточены ферменты, с помощью которых происходит процесс переваривания пищи, и жиров в том числе. Какие ферменты участвуют в процессе переработки жиров?
Что такое ферменты?
Ферменты представляют собой сложные молекулы белка. Они нужны для ускорения реакций. Содержатся во всех клетках живых организмов, но в разном количестве. Их можно получать из растительной и животной пищи.
На некоторых упаковках с пищеварительными ферментами можно встретить название «энзимы». Оно обозначает то же, что и ферменты.
Они расщепляют сложные молекулы веществ на более простые. Мелкие частицы организму усвоить легче. В этом и состоит процесс переваривания.
Их работа начинается уже тогда, когда человек взял кусочек еды в рот. Первичные ферменты содержатся в слюне. Их много в ротовой полости, желудке и кишечнике.
Какие бывают пищеварительные ферменты?
Организм вырабатывает много вспомогательных веществ (ферментов), каждое из которых выполняет свою функцию:
Кому требуется дополнительно употреблять ферменты?
Энзимы можно получать из лекарственных препаратов. Это требуется в следующих случаях:
Как происходит переваривание жиров?
Переваривание жирной пищи происходит в несколько этапов:
Где взять ферменты, помогающие перевариванию жиров?
Энзимы можно купить в аптеках в виде лекарственного препарата. Сторонникам натурального лечения следует употреблять в пищу следующие продукты:
Фрукты, овощи и ягоды важно употреблять сырыми. При термической обработке они лишаются ферментов.
Заключение
За переработку жиров в организме отвечает фермент липаза. Дополнительные ферменты можно получать из медицинских препаратов или продуктов питания.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
ЖИРОВОЙ ОБМЕН
ЖИРОВОЙ ОБМЕН — совокупность процессов превращений нейтральных жиров (триглицеридов) в организме животных и человека. К этим процессам относятся: 1) переваривание и всасывание жиров и продуктов их распада в жел.-киш. тракте; 2) промежуточный обмен жиров и жирных к-т в организме; 3) выделение жиров и продуктов их обмена из организма. Нарушения Жирового обмена различной этиологии служат причиной развития многих патологических состояний.
В состав тканей животных и растений входят нейтральные жиры (см.) и жироподобные соединения (липоиды), объединенные общим названием липиды (см.), поэтому понятия «жировой обмен» и «липидный обмен» часто понимаются как синонимы.
Начало изучения Жирового обмена относится к 1823 г., когда Шеврель (М. Chevreul) раскрыл химическую природу триглицеридов (см.), которые оказались сложными эфирами жирных кислот (см.) и глицерина (см.). Это открытие послужило стимулом к проведению исследований по изучению хим. состава различных жиров, в т. ч. жиров животного происхождения. В середине 19 в. было установлено наличие расщепляющего (липазного) действия желудочного и панкреатического соков на жиры. Позднее А. Н. Лебедев доказал возможность отложения в жировой ткани животных неизмененного чужеродного жира. В 1904 г. Ф. Кнооп создал оригинальную теорию окисления жирных кислот.
Значительные успехи в изучении обмена жиров и промежуточных продуктов их метаболизма, в первую очередь жирных к-т, были достигнуты во второй половине 20 в. в связи с широким использованием меченых атомов и общим прогрессом в развитии биохимии.
Содержание
Переваривание и всасывание жиров
Расщепление жиров в желудочно-кишечном тракте
В организм взрослого человека с пищей ежесуточно поступает в среднем 70 г жиров животного и растительного происхождения. В полости рта жиры не подвергаются никаким изменениям, т. к. слюна не содержит расщепляющих жиры ферментов. Частичное расщепление жиров на глицерин (или моно- и диглицериды) и жирные к-ты начинается в желудке. Однако расщепление жиров в желудке протекает с небольшой скоростью, что объясняется следующими причинами. Во-первых, в желудочном соке взрослого человека и млекопитающих активность липазы (см.) крайне невысока. Во-вторых, величина pH желудочного сока далека от оптимальной для действия этого фермента (оптимальное значение pH для желудочной липазы находится в пределах 5,5—7,5). В-третьих, в желудке отсутствуют условия для эмульгирования жиров, а липаза может активно гидролизовать только жир, находящийся в форме жировой эмульсии. Поэтому у взрослых людей неэмульгированные жиры, составляющие основную массу пищевого жира, проходят через желудок без особых изменений.
Вместе с тем гидролитическое расщепление жиров в полости желудка играет важную роль в процессе пищеварения у детей, особенно у детей грудного возраста. Умеренная кислотность желудочного сока у детей грудного возраста (pH ок. 5,0) способствует перевариванию эмульгированного жира молока желудочной липазой. Кроме того, при длительном употреблении молока в качестве основного продукта питания возможно адаптивное усиление синтеза желудочной липазы у детей грудного возраста.
В 70-х гг. 20 в. Скау (R. Scow) было установлено, что слизистая оболочка верхней части пищевода грудного ребенка секретирует свою собственную липазу в ответ на сосательные движения ребенка при кормлении грудью. Возможно, что именно эта липаза и проявляет свое действие в желудке детей грудного возраста.
Несмотря на то, что расщепление жиров в желудке взрослого человека невелико, оно в какой-то степени облегчает последующее переваривание жиров в кишечнике. Во-первых, в желудке происходит частичное разрушение липопротеидных комплексов мембран клеток пищи, что делает жиры более доступными для последующего воздействия на них липазы панкреатического сока. Во-вторых, даже незначительное по объему расщепление жиров в желудке приводит к появлению свободных жирных к-т, которые, не подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и там способствуют эмульгированию жиров.
Основная часть пищевых жиров подвергается расщеплению в верхних отделах тонкого кишечника при действии липазы панкреатического сока. Панкреатическая липаза (КФ 3.1.1.3) проявляет оптимум действия при pH ок. 8,0 и расщепляет субстраты, находящиеся в эмульгированном состоянии (действие ее на растворенные субстраты значительно слабее). Фермент катализирует гидролиз эфирных связей в молекуле триглицерида, в альфа-положениях, в результате чего образуются две молекулы жирных к-т и бета-моноглицерид. В качестве промежуточных продуктов липолиза образуются альфа-, бета-диглицериды (схема 1):
В кишечном соке содержится липаза, катализирующая гидролитическое расщепление моноглицеридов и не действующая на ди- и триглицериды. Ее активность, однако, невысока, поэтому практически основными продуктами, образующимися в кишечнике при расщеплении пищевых жиров, являются жирные к-ты и бета-моноглицериды. Что касается глицерина, то при расщеплении триглицеридов в кишечнике он образуется в небольших количествах.
Эмульгирование жиров зависит от ряда факторов. Наиболее сильным эмульгирующим действием обладают желчные кислоты (см.), попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью (см.) в виде натриевых солей соответствующих конъюгатов, гл. обр. гликохолеата и таурохолеата. В двенадцатиперстную кишку вместе с пищевой массой заносится нек-рое количество желудочного сока, содержащего соляную к-ту, к-рая в двенадцатиперстной кишке нейтрализуется в основном бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках и желчи. Образующиеся при разложении бикарбонатов пузырьки углекислого газа разрыхляют пищевую кашицу и способствуют более полному перемешиванию ее с пищеварительными соками. Одновременно начинается эмульгирование жира. Соли желчных к-т адсорбируются в присутствии небольших количеств свободных жирных к-т и моноглицеридов на поверхности капелек жира в виде тончайшей пленки, препятствующей слиянию этих капелек. Кроме того, соли желчных к-т, уменьшая поверхностное натяжение на поверхности раздела двух фаз — воды и жира, способствуют расчленению больших капелек жира на меньшие. Создаются условия для образования тонкой и устойчивой жировой эмульсии с размером частиц 0,5 мкм и меньше. В результате эмульгирования резко увеличивается поверхность жиров, что облегчает взаимодействие их с липазой, т. е. ускоряет ферментативный гидролиз, а также всасывание (см.).
Всасывание жиров в кишечнике
Всасывание жиров, как и других липидов (см.), происходит в проксимальной части тонкого кишечника. Тонко эмульгированные жиры могут частично всасываться через стенку кишечника без предварительного гидролиза. В этом случае фактором, лимитирующим этот процесс, по-видимому, является величина жировых капелек эмульсии, к-рая не должна превышать 0,5 мкм. Однако основная часть жира всасывается лишь после расщепления его панкреатической липазой на жирные к-ты и моноглицериды. Всасывание этих соединений происходит при участии желчи. В желчи содержатся соли желчных к-т, фосфатиды (см.) и холестерин примерно в соотношении 12,5 : 2,5 : 1,0. Жирные к-ты и моноглицериды образуют с этими компонентами желчи мицеллы, состоящие из солей желчных к-т, фосфатидов, холестерина, жирных к-т и моноглицеридов. Эти мицеллы могут связывать дополнительные количества неэтерифицированного холестерина, а также жирорастворимые витамины (A, D, Е и К). Структура мицелл такова, что их гидрофобное ядро, состоящее из липидов, оказывается окруженным снаружи гидрофильной оболочкой из желчных к-т и фосфатидов. Размеры мицелл примерно в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капель. Благодаря таким мелким размерам и наличию наружной гидрофильной оболочки мицеллы в водной среде находятся в виде р-ра, называемого мицеллярным. Жировые мицеллы рассматриваются как своеобразный комплекс липидов и продуктов их распада в кишечнике с желчными к-тами и другими компонентами желчи, обеспечивающий растворимость липидов и продуктов их распада в водной среде (так наз. мицеллярная солюбилизация липидов) и их всасывание в кишечную стенку.
Относительно механизма всасывания жировых мицелл единой точки зрения нет. Признается возможность непосредственного проникновения мицелл в эпителиальные клетки ворсинок слизистой оболочки тонкого кишечника целой частицей путем так наз. мицеллярной диффузии без затраты энергии. В клетках ворсинок происходит распад мицеллярного комплекса, при этом желчные к-ты сразу же поступают в кровь и с током крови через систему воротной вены доставляются в печень, где снова поступают в желчь. С другой точки зрения, проникновение жировых мицелл внутрь эпителиальных клеток частично или полностью осуществляется путем пиноцитоза (см.). Допускается также возможность перехода только липидных ингредиентов (молекулярная диффузия липидов) из жировых мицелл внутрь эпителиальных клеток при соприкосновении мицелл с поверхностью слизистой оболочки ворсинок кишечника. При этом соли желчных к-т не проникают внутрь клеток, а остаются в просвете кишечника и подвергаются обратному всасыванию, гл. обр. в подвздошной кишке. Некоторые исследователи считают, что вместо мицеллярной диффузии может иметь место активная передача мицеллами липидов на акцепторы клеточных мембран ворсинок слизистой оболочки кишечника, а затем уже переход липидов внутрь клеток.
Каков бы ни был механизм всасывания липидов внутрь кишечной стенки, исключительно важное значение при этом имеет энтерогепатическая циркуляция желчных кислот, обеспечивающая всасывание больших количеств жирных к-т и моноглицеридов (50—70, а иногда и более 100 г) при относительно невысоком общем пуле желчных к-т (2,8—3,5 г).
Как уже упоминалось, при переваривании жиров образуются небольшие количества глицерина. Будучи хорошо растворимым в воде, глицерин легко всасывается в тонком кишечнике. Частично он подвергается превращению в альфа-глицерофосфат в эпителиальных клетках кишечника, частично поступает в кровяное русло. Жирные к-ты с короткой углеродной цепью (менее 10 С-атомов) также легко всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке.
Ресинтез жиров в стенке кишечника и переход жиров в лимфатическую систему и кровь
Проникшие в цитоплазму эпителиальных клеток слизистой оболочки ворсинок тонкого кишечника свободные жирные к-ты и моноглицериды задерживаются в эндоплазматическом ретикулуме. Здесь из жирных к-т образуется их активная форма — ацил-КоА и происходит ацилирование моноглицеридов с образованием сначала диглицеридов, а затем триглицеридов. Т. о., продукты расщепления пищевых жиров, образовавшиеся в кишечнике и поступившие в его стенку, используются для ресинтеза жиров.
Биол, смысл этого процесса сводится к тому, что в стенке кишечника синтезируются жиры, специфичные для данного вида животного и отличающиеся по своей природе от пищевого жира. В известной степени это обеспечивается тем, что в синтезе триглицеридов и фосфатидов в кишечной стенке принимают участие наряду с экзогенными и эндогенные жирные к-ты, синтезированные заново или «модифицированные», напр, путем удлинения углеродной цепи, а также доставленные в клетки кишечной стенки из кровяного русла или синтезированные в печени и попавшие сначала в кишечник в составе фосфатидов желчи, а затем проникшие в эпителиальные клетки кишечника в составе липидных мицелл. Кроме того, в клетках кишечника происходит своеобразное перераспределение общего пула жирных к-т; напр., жирная к-та экзогенного триглицерид-ного происхождения может быть использована для этерификации холестерина как экзогенного, так и эндогенного происхождения; жирная к-та, ранее входившая в состав фосфатидов, может быть использована для ресинтеза триглицеридов и наоборот и т. д.
Наконец, в эпителиальных клетках тонкого кишечника содержатся ферменты — моноглицеридлипаза, расщепляющая моноглицерид на глицерин и жирную к-ту, и глицеролкиназа (КФ 2.7.1.30), катализирующая превращение глицерина, образовавшегося в ходе предыдущей реакции или всосавшегося из кишечника, в альфа-глицерофосфат. альфа-Глицерофосфат, взаимодействуя с жирнокислотным ацил-КоА, участвует в образовании фосфатидной к-ты, к-рая в стенке кишечника используется гл. обр. для ресинтеза фосфатидов, но частично может быть использована и для ресинтеза триглицеридов, в которых все три жирнокислотных остатка являются в таком случае заново синтезированными.
Однако способность организма к синтезу в клетках стенки кишечника жира, специфичного для данного вида животного, все же ограничена. А. Н. Лебедевым показано, напр., что при скармливании голодавшим собакам больших количеств чужеродного жира (напр., растительного масла) часть его обнаруживается в жировых тканях животного в неизмененном виде. Жировые депо, по-видимому, являются единственной тканью, где могут откладываться чужеродные жиры (этим пользуются в животноводстве при откорме на сало животных, напр, свиней; качество жира, образующегося при откорме, зависит от состава задаваемых кормов). Что касается жира, откладывающегося или вступающего в обмен в клетках других органов и тканей, то состав его отличается высокой специфичностью и мало зависит от пищевых жиров.
Механизм ресинтеза триглицеридов и фосфатидов в клетках стенки кишечника в общих чертах идентичен их биосинтезу в других тканях.
Образование хиломикронов и транспорт триглицеридов
Ресинтезированные в клетках кишечной стенки триглицериды и фосфатиды, а также поступивший в эти клетки из полости кишечника холестерин, который частично там этерифицируется, соединяются внутри цистерн гладкого эндоплазматического ретикулума с небольшим количеством белка и образуют относительно стабильные комплексные частицы — хиломикроны. Хиломикроны содержат ок. 2% белка, 84—87% триглицеридов, 4—7% фосфатидов и от 2 до 5% холестерина. Размер частиц хиломикронов колеблется от 120 до 1100 нм. Благодаря большим размерам частиц хиломикроны не способны проникать из эндотелиальных клеток кишечника в кровеносные капилляры и диффундируют в лимф, систему кишечника, а из последней— в грудной лимф, проток. Из грудного лимф, протока хиломикроны поступают в кровь. Т. о., благодаря хиломикронам осуществляется транспорт экзогенных триглицеридов, холестерина и, частично, фосфатидов из кишечника через лимф, систему в кровь.
Через 2 часа после приема пищи, содержащей жиры, развивается так наз. алиментарная гиперлипемия (см. Липемия), характеризующаяся в первую очередь повышением концентрации триглицеридов в крови и появлением в ней хиломикронов. После приема слишком жирной пищи плазма крови принимает молочный цвет, что объясняется появлением в ней большого количества хиломикронов. Пик алиментарной гиперлипемии приходится на период между 4—6 час. после приема жирной пищи. Через 10— 12 час. содержание жира в сыворотке крови возвращается к норме. К этому же времени у здоровых людей из плазмы крови полностью исчезают хиломикроны. В связи с этим взятие крови для исследования содержания в ней липидов должно проводиться натощак спустя 14 час. после приема пищи.
Печень и жировая ткань играют наиболее важную роль в дальнейшей судьбе хиломикронов. Т. к. эндотелиальный слой синусоидов печени имеет большие отверстия, хиломикроны свободно диффундируют из плазмы крови в межклеточные пространства печени. По мнению одних исследователей, при контакте хиломикронов с оболочкой паренхиматозных клеток последние захватывают только триглицериды хиломикронов; по мнению других, в паренхиматозные клетки попадают продукты гидролиза триглицеридов хиломикронов — глицерин и жирные к-ты. Поэтому допускают, что гидролиз триглицеридов хиломикронов имеет место как внутри печеночных клеток, так и снаружи, на их поверхности.
В клетках печени имеются ферментные системы, катализирующие превращение глицерина в альфа-глицерофосфат, а неэтерифицированных жирных к-т (НЭЖК)— в соответствующие ацилы КоА. Последние либо окисляются в печени с выделением энергии, либо используются для синтеза триглицеридов и фосфатидов. Синтезированные триглицериды и частично фосфатиды используются для образования липопротеидов очень низкой плотности (пре-бета-липопротеидов), которые секретируются печенью и поступают в кровь. Липопротеиды очень низкой плотности являются главной транспортной формой эндогенных триглицеридов и переносят за сутки в организме человека от 25 до 50 г триглицеридов. Хиломикроны из-за больших размеров не способны проникать в клетки жировой ткани, поэтому триглицеридная часть хиломикронов подвергается гидролизу на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани при действии фермента липопротеидлипазы. Локализация этого фермента тесно связана с поверхностью эндотелия капилляров. При действии липопротеидлипазы на триглицериды хиломикронов (а также на триглицериды пре-бета-лииопротеидов) происходит образование жирных к-т и глицерина. Часть жирных к-т проходит внутрь жировых клеток, а часть связывается с альбуминами сыворотки крови и уносится с ее током. С током крови покидают капиллярную сеть жировой ткани глицерин, а также частицы хиломикронов и пре-бета-липопротеидов, оставшиеся после расщепления их триглицеридного компонента и получившие название «ремнантов». Ремнанты задерживаются в печени и подвергаются распаду.
После проникновения в жировые клетки жирные к-ты превращаются в метаболически активные формы (ацил-КоА) и вступают в реакцию с альфа-глицерофосфатом, образующимся в жировой ткани из глюкозы. В результате этого взаимодействия ресинтезируются триглицериды, которые пополняют общий запас триглицеридов жировой ткани.
Расщепление триглицеридов хиломикронов в кровеносных капиллярах жировой ткани и печени приводит к фактическому исчезновению самих хиломикронов и сопровождается «просветлением» плазмы крови, т. е. она теряет молочный цвет. Просветление ускоряется гепарином. Предполагается, что гепарин активирует солюбилизацию липопротеидлипазы и ее действие. При некоторых заболеваниях отмечается пониженная активность липопротеидлипазы, в результате чего в крови постоянно определяются большие количества хиломикронов (хиломикронемия).
Промежуточный обмен жиров
Промежуточный обмен жиров включает в себя следующие процессы: мобилизацию жирных к-т из жировых депо и их окисление (бета-окисление — см. Жирные кислоты), биосинтез жирных к-т и триглицеридов и превращение непредельных жирных к-т.
Мобилизация жирных кислот (липолиз жира жировой ткани)
В жировой ткани человека содержится большое количество жира, преимущественно в виде триглицеридов, которые выполняют в обмене жиров такую же функцию, как гликоген печени в обмене углеводов. Эти соединения представляют собой запасные вещества, которые могут потребляться при голодании, физ. работе и других состояниях организма, требующих затраты энергии. Запасы этих веществ пополняются после потребления пищи, и они, т. о., являются своеобразным буфером в процессах накопления и использования энергии в организме.
Значение триглицеридов жировой ткани как энергетического резерва убедительно подтверждается следующими цифрами. Организм здорового человека содержит ок. 15 кг триглицеридов (140 000 ккал) и только 0,35 кг гликогена (1410 ккал). Гликоген, две трети запасов к-рого находится в мышцах, используется организмом при кратковременных и внезапно возникающих нагрузках. Что касается триглицеридов жировой ткани, то при средней энергетической потребности взрослого человека в 3500 ккал в сутки 15 кг жира теоретически достаточно, чтобы обеспечить энергией 40-дневную потребность организма.
Триглицериды жировой ткани подвергаются липолизу под действием липаз. В жировой ткани содержится несколько липаз, из которых наибольшее значение имеют так наз. гормоночувствительная липаза (триглицеридлипаза), диглицерид-липаза и моноглицеридлипаза. Гормоночувствительная липаза находится в жировой ткани в неактивной форме и активируется под влиянием циклического 3′,5′-АМФ (аденозинмонофосфата). Последний образуется из АТФ при участии аденилатциклазы. Воздействие гормона (или гормонов) направлено на первичный клеточный рецептор, который, связывая гормон, модифицирует свою структуру и в такой форме активирует пусковой фермент липолиза— аденилатциклазу. Образовавшийся в результате этих реакций циклич. 3′,5′-АМФ активирует фермент протеинкиназу (КФ 2.7.1.37), который в свою очередь активирует путем фосфорилирования липазу, превращая ее тем самым из неактивной формы в активную (схема 2).
При действии на триглицериды активированной таким сложным путем триглицеридлипазы, а затем при действии на промежуточные продукты липолиза ди- и моноглицерид-липаз образуются конечные продукты — глицерин и НЭЖК, которые из жировой ткани поступают в кровяное русло (глицерин — в свободном виде; НЭЖК — в виде комплекса с альбуминами плазмы крови). В действительности же судьба НЭЖК в самой жировой ткани во многом зависит от содержания в последней глюкозы или, более точно, от интенсивности протекающего в ней гликолиза (см.). Это объясняется тем, что образующийся в ходе гликолиза диоксиацетонфосфат частично восстанавливается при действии глицерофосфатдегидрогеназы в альфа-глицерофосфат, который в свою очередь вступает в реакцию с жирными к-тами, в результате чего снова образуются триглицериды.
Ресинтезированные триглицериды остаются в жировой ткани, способствуя, т. о., сохранению ее общих запасов. Такое состояние имеет место у сытых животных. При голодании, когда содержание глюкозы в жировой ткани понижено и образуются лишь незначительные количества альфа-глицерофосфата, освободившиеся в ходе липолиза НЭЖК не могут быть использованы жировой тканью для ресинтеза триглицеридов и поэтому они быстро покидают эту ткань. Т. о., активация гликолиза в жировой ткани является фактором, способствующим накоплению в ней триглицеридов, а угнетение гликолиза, наоборот, способствует их удалению.
Во всех случаях усиление липолиза в жировой ткани сопровождается нарастанием концентрации свободных жирных к-т в крови. Комплекс альбумин — свободные жирные к-ты содержит 99% белка и всего 1% жирных к-т. Несмотря на такое относительно низкое содержание жирных к-т в этом комплексе, их транспорт осуществляется в больших размерах: в организме человека за сутки переносится от 50 до 150 г жирных к-т. Это объясняется высокой скоростью обновления комплекса (период его полураспада ок. 5 мин.).
Связанные с альбуминами жирные к-ты попадают с током крови в органы и ткани, где подвергаются бета-окислению (см. Жирные кислоты), а затем окислению в цикле Трикарбоновых к-т (см. Трикарбоновых кислот цикл). Ок. 30% жирных к-т задерживается в печени уже при однократном прохождении через нее крови, где часть их используется для синтеза триглицеридов. Ресинтезированные триглицериды идут на образование пре-бета-липопротеидов. Нек-рое количество жирных к-т окисляется в печени до кетоновых тел (см.)— ацетоуксусной и бета-оксимасляной к-т. Кетоновые тела, не подвергаясь дальнейшим превращениям в печени, попадают с током крови в другие органы и ткани (мышцы, сердце и др.), где окисляются до CO2 и H2O. Небольшая часть мобилизованных жирных к-т используется в различных тканях для этерификации холестерина, синтеза фосфатидов, сфинголипидов и других соединений.
Биосинтез триглицеридов
Триглицериды синтезируются во многих органах и тканях, но наиболее важную роль в этом отношении играют печень, стенка кишечника и жировая ткань. Путь биосинтеза триглицеридов протекает через образование альфа-глицерофосфата как промежуточного соединения.
В стенке кишечника и почках, где активность глицеролкиназы (КФ 2.7.1.30) высока, альфа-глицерофосфат образуется непосредственно путем фосфорилирования глицерина при участии АТФ. В жировой ткани и мышцах вследствие чрезвычайно низкой активности этого фермента путь образования альфа-глицерофосфата связан с гликолизом (или гликогенолизом). В печени имеют место оба пути образования альфа-глицерофосфата. альфа-Глицерофосфат реагирует с двумя молекулами активированных жирных к-т, в результате чего образуется фосфатидная к-та:
Фосфатидная к-та, одно время считавшаяся гипотетическим промежуточным соединением в биосинтезе триглицеридов и фосфатидов, обнаружена во многих тканях. В печени, напр., на ее долю приходится ок. 1% всех фосфатидов. Фосфатидная к-та при действии фосфатазы фосфатидной к-ты (фосфатидатфосфатазы; КФ 3.1.3.4.) теряет фосфорную к-ту и превращается в альфа,бета-диглицерид:
альфа,бета-Диглицерид является главным конечным субстратом в синтезе триглицеридов, а также фосфатидов в большинстве органов и тканей, за исключением кишечной стенки. Завершающая реакция протекает путем взаимодействия диглицерида с активированной жирной к-той (ацил-КоА):
Выделение жиров и продуктов их обмена из организма
В норме количество нейтральных жиров и жирных к-т, выделяющихся из организма человека в неизмененном виде, не превышает 5% от количества жира, принятого с пищей. При этом основной путь выведения жира и жирных к-т осуществляется через кожу с секретами сальных и потовых желез. В секрете потовых желез содержатся гл. обр. водорастворимые жирные к-ты с короткой углеродной цепью; в секрете сальных желез преобладают нейтральные жиры, эфиры холестерина с высшими жирными к-тами и свободные высшие жирные к-ты, прогоркание которых обусловливает неприятный запах этих секретов. Небольшое количество жира выделяется в составе отторгающихся клеток эпидермиса.
При заболеваниях кожи, сопровождающихся усиленной секрецией сальных желез (себорея, псориаз, угри и др.) или усиленным ороговением и слущиванием эпителиальных клеток, выведение жира и жирных к-т через кожу значительно увеличивается.
В процессе переваривания жиров в жел.-киш. тракте всасыванию подвергается ок. 98% жирных к-т, входящих в состав пищевых жиров, и практически весь образовавшийся глицерин. Оставшаяся небольшая часть жирных к-т выделяется с фекалиями в неизмененном виде или жеподвергается воздействию микробной флоры кишечника. При этом происходит восстановление непредельных жирных к-т, образование оксикислот, к-т с разветвленной боковой цепью и т. п. В целом за сутки у человека с фекалиями выделяется ок. 5 г жирных к-т, причем не менее чем половина их имеет полностью микробное происхождение. С мочой выделяется небольшое количество короткоцепочечных жирных к-т (уксусная, масляная, валериановая), а также бета-оксимасляная и ацетоуксусная к-ты. Количество последних в суточной моче составляет от 3 до 15 мг. Появление высших жирных к-т в моче наблюдается при липоидном нефрозе, переломах трубчатых костей, при заболеваниях мочевых путей, сопровождающихся усиленным слущиванием эпителия, и при состояниях, связанных с появлением в моче альбумина (альбуминурия).
Регуляция жирового обмена
Ж. о. находится под регулирующим влиянием ц. н. с., к-рое осуществляется непосредственным направлением импульсов к жировым тканям или к железам внутренней секреции. Участие высших отделов ц. н. с. в регуляции Ж. о. наглядно иллюстрируется экспериментами, в которых повреждение гипоталамической области мозга вызывало у животных развитие ожирения.
Влияние ц. н. с., как было установлено еще исследованиями И. П. Павлова и его сотрудников, проявляется уже на этапе расщепления и всасывания жиров в жел.-киш. тракте путем воздействия на количество секретируемых пищеварительных соков и на содержание в них в зависимости от состава пищи различных ферментов, в т. ч. и липаз. Денервация изолированных оперативным путем участков жел.-киш. тракта, а также состояние наркоза приводят к замедлению расщепления и всасывания жиров.
Нейрогормональное влияние на Ж. о. в первую очередь связано с регулированием процесса мобилизации жирных к-т из жировых депо (табл.) Хорошо известно, что при эмоциональных стрессах в крови резко повышается содержание НЭЖК. Этот феномен объясняется резким увеличением выброса в кровь катехоламинов и активацией последними аденилатциклазы в жировой ткани. В конечном итоге происходит активация липолиза и освобождение НЭЖК. Длительно продолжающийся отрицательный эмоциональный стресс может вызвать таким путем заметное похудание. Жировая ткань, кроме того, иннервируется волокнами симпатической нервной системы, и возбуждение этих волокон сопровождается выделением норадреналина непосредственно в жировую ткань и активацией в ней липолиза. Вот почему денервация жировой ткани приводит к накоплению в ней жира. Через активацию или угнетение липолиза осуществляется действие на Ж. о. и многих других гормонов — глюкокортикоидов (см. Глюкокортикоидные гормоны), глюкагона (см.), АКТГ (см. Адренокортикотропный гормон), липомобилизующего фактора гипофиза (см. Липотропные факторы гипофиза), тироксина (см.), а также реализуется влияние различных физиол, состояний организма (голодание, охлаждение и др.).
Таблица. Влияние некоторых факторов на мобилизацию жирных кислот из жировой ткани
Предполагаемый механизм действия
Катехоламины, глюкагон, тироксин, глюкокортикоиды
Ускорение синтеза аденилатциклазы и гормоночувствительной липазы
Ослабление действия катехоламинов на аденилатциклазу; угнетение аденилатциклазы
Торможение освобождения жирных к-т в результате активации гликолиза в жировой ткани; угнетение аденилатциклазы
Стресс, физическая нагрузка, голодание, охлаждение
Стимуляция секреции катехоламинов и угнетение секреции инсулина
Как уже отмечалось, увеличение концентрации глюкозы в жировой ткани и повышение скорости гликолиза угнетают липолиз. К этому следует добавить, что повышение концентрации глюкозы в крови стимулирует секрецию инсулина, являющегося ингибитором аденилатциклазы, что также приводит к угнетению липолиза. Т. о., когда в организм поступает достаточное количество углеводов и скорость их расщепления высока, мобилизация НЭЖК и их окисление идут с пониженной скоростью. Как только запасы углеводов истощаются и снижается интенсивность гликолиза, происходит усиление липолиза, в результате чего ткани получают повышенные количества жирных к-т для окисления. Вместе с тем повышение содержания длинноцепочечных жирных к-т вызывает понижение интенсивности утилизации и окисления глюкозы, напр, в мышцах. Все это свидетельствует о том, что Ж. о. и углеводный обмен (см.)— главные энергообразующие процессы в животном организме — настолько тесно связаны друг с другом, что многие факторы, влияющие на один обмен, прямо или косвенно сказываются на течении другого.
Говоря о гормональном влиянии на Ж. о., следует отметить активирующее влияние гормона щитовидной железы на окисление жирных к-т, а также стимулирующее действие инсулина на синтез жиров из углеводов. Гиперфункция щитовидной железы сопровождается похуданием и уменьшением запасного жира, гипофункция — нередко ожирением. Удаление половых желез (кастрация) вызывает у животных и часто у человека избыточное отложение жира.
Немаловажное значение в регуляции Ж. о. имеет характер питания. Длительное избыточное потребление пищи, богатой жирами и углеводами, приводит к значительному отложению жира, и в этом случае никакие регуляторные механизмы не могут предотвратить этот процесс. При недостатке в пище липотропных веществ (см.), в частности фосфатидов или веществ, входящих в их состав (холина, инозита), а также метионина (см.) наблюдается избыточное отложение жира в печени («жировая печень»). Появление «жировой печени» объясняется скорее всего тем, что в отсутствие фосфатидов печень не может утилизировать триглицериды для образования липопротеидов. В поджелудочной железе обнаружено вещество липокаин (см.), введение к-рого предотвращает развитие «жировой печени».
Нарушения жирового обмена
Нарушение всасывания жиров
Одной из причин пониженного всасывания жиров в тонком кишечнике может быть недостаточно полное их расщепление либо вследствие пониженной секреции панкреатического сока (недостаток панкреатической липазы), либо вследствие пониженного выделения желчи (недостаток желчных к-т для эмульгирования жира и образования жировых мицелл). Второй, наиболее частой причиной пониженного всасывания жира является нарушение функции кишечного эпителия, наблюдаемое при энтеритах, гиповитаминозах, недостаточности коры надпочечников и некоторых других патол, состояниях. В этом случае бета-моноглицериды и жирные к-ты, образовавшиеся в полости кишечника, не могут нормально всасываться из-за повреждения эпителиального покрова кишечника.
Нарушение всасывания жиров наблюдается при панкреатитах различной этиологии, закупорке желчевыводящих путей, массивной резекции тонкого кишечника, а также при осложнениях после хирургического вмешательства, при резекциях желудка и пищевода. В последнем случае причину нарушения всасывания жиров связывают с перерезкой волокон блуждающего нерва, приводящей к понижению тонуса желчного пузыря и замедленному поступлению желчи в кишечник. Пониженное всасывание жира отмечается при гипогаммаглобулинемиях, болезни спру (см.), болезни Уиппла (см. Интестинальная липодистрофия), при лучевой болезни, а иногда и при лучевой терапии.
Нарушение всасывания жира в тонком кишечнике приводит к появлению большого количества жира и жирных к-т в кале — стеаторее (см.). При длительном нарушении всасывания жира наблюдается пониженное поступление в организм жирорастворимых витаминов.
Нарушение процессов перехода жира из крови в ткани
При недостаточной активности липопротеидлипазы наблюдается нарушение перехода жирных к-т из хиломикронов и липопротеидов низкой плотности (пре-бета-липопротеидов) плазмы крови в жировые депо. Наиболее резко это нарушение представлено при I типе гиперлипопротеинемии [по классификации Фредриксона (D. S. Fredrickson) с сотр.]. Этот тип гиперлипопротеинемии, называемый также «индуцированной жирами липемией» или гиперхиломикронемией, характеризуется тем, что вследствие полного отсутствия активности липопротеидлипазы наследственного характера триглицериды плазмы крови не могут подвергаться расщеплению и накапливаются в крови. Плазма крови в таких случаях имеет молочный цвет из-за чрезвычайно высокого содержания хиломикронов, а при ее стоянии всплывает сливкообразный слой хиломикронов. Наиболее эффективное лечение этого заболевания заключается в замене природных жиров синтетическими, содержащими короткоцепочечные жирные к-ты с 8—10 углеродными атомами, всасывающимися из кишечника непосредственно в кровь без предварительного образования хиломикронов. При V типе гиперлипопротеинемии, называемом также «смешанной гиперлипемией», вследствие пониженной активности липопротеидлипазы в крови накапливаются вместе с хиломикронами пре-бета-липопротеиды. Внутривенное введение гепарина, являющегося активатором липопротеидлипазы, больным с V типом гиперлипопротеинемии приводит к просветлению плазмы крови (при I типе введение гепарина не дает эффекта). При V типе гиперлипопротеинемии назначается диета с низким содержанием жиров и ограниченным содержанием углеводов.
При нарушении процесса превращения пре-бета-липопротеидов в бета-липопротеиды в крови накапливаются так наз. патологические «флотирующие» бета-липопротеиды (III тип гиперлипопротеинемии). Для больных с III типом гиперлипопротеинемии характерна пониженная толерантность к углеводам: нагрузка углеводами приводит к стойкому увеличению содержания триглицеридов и пре-бета-липопротеидов в крови. Характерно частое сочетание этого типа гиперлипопротеинемии с диабетом.
Избыточное накопление жира в жировой ткани
У практически здоровых людей, особенно среднего и пожилого возраста, нередко наблюдается избыточное отложение жира в подкожной жировой клетчатке и других жировых тканях. Причиной такого отложения жира является излишнее потребление пищи, общая калорийность к-рой превышает энергетические затраты организма. Избыточное отложение жира часто наблюдается при переходе от физически активной деятельности к малоподвижному образу жизни, когда сохраняется прежний уровень возбудимости пищевого центра и прежний аппетит, а энерготраты организма значительно снижаются. Патол. ожирение (см.) наблюдается в тех случаях, когда отдельно или в комплексе действуют следующие факторы: 1) пониженная активность жировой ткани в отношении мобилизации жира и повышенная активность ее в отношении отложения жира, 2) усиленный переход углеводов в жиры, 3) повышенная возбудимость пищевого центра, 4) пониженная по сравнению с нормой мышечная подвижность. Понижение активности жировой ткани в отношении мобилизации жира наблюдается, напр., при поражениях гипоталамических центров, когда ослабляются импульсы, идущие в жировую ткань по симпатическим путям и ускоряющие липолиз триглицеридов. Торможение мобилизации жира из его депо имеет также место при ослаблении функции щитовидной железы и гипофиза, гормоны которых (тироксин, тиреотропный и соматотропный гормоны, липомобилизующий фактор гипофиза) активируют липолиз. Пониженная функция половых желез приводит к избыточному отложению жира, особенно если она сопровождается нарушением деятельности гипофиза, гипоталамических центров и понижением мышечной активности (см. Адипозо-генитальная дистрофия; Иценко—Кушинга болезнь; Лоренса—Муна—Бидля синдром). Усиление перехода углеводов в жиры и отложение их в жировой ткани имеет место при повышенной секреции АКТГ, глюкокортикоидов и инсулина. Гиперсекреция инсулина является главным фактором в развитии так наз. наследственно-конституционного ожирения.
Необычное отложение жира может наблюдаться в отдельных участках жировой ткани, в т. ч. располагающихся по зонам распространения нервных волокон определенных сегментов ц. н. с., что указывает на то, что подобное отложение жира или, наоборот, атрофия подкожной жировой ткани связаны с изменением трофической функции нервной системы как в центральных его отделах, так и периферических (см. Деркума болезнь, Липоматоз, Липодистрофия, Маделунга синдром).
Недостаточное отложение жира в жировой ткани (исхудание) развивается вследствие угнетения возбудимости пищевого центра (см. Анорексия), понижения всасывания жиров и углеводов (напр., при энтеритах), преобладания процессов мобилизации жира из жировой ткани над его отложением и при длительном голодании.
Нарушение образования жира из углеводов может наблюдаться при поражениях вегетативных (трофических) центров гипофизарно-диэнцефалической системы, а также коры надпочечников. Такие нарушения лежат в основе прогрессирующего истощения при болезни Симмондса (см. Гипофизарная кахексия) и аддисоновой болезни (см.).
Жировая инфильтрация печени
Накопление жира в печеночных паренхиматозных клетках часто является реакцией печени на различные заболевания, токсические воздействия и повреждения. С биохим, точки зрения накопление жира в печени происходит тогда, когда скорость образования в ней триглицеридов превышает скорость их утилизации (липолиз триглицеридов и последующее окисление жирных к-т, включение триглицеридов в пре-бета-липопротеиды и их секреция в кровяное русло).
Жировая инфильтрация печени наблюдается при диабете, ожирении, белковой недостаточности, при отравлении четыреххлористым углеродом, фосфором, алкоголем и при недостаточности липотропных веществ.
Одним из наиболее распространенных нарушений Ж. о. у человека является кетоз — повышенное образование в организме, накопление в тканях и крови и выделение с мочой кетоновых тел.
Жировой обмен при лучевом поражении
В результате радиоактивного облучения в различных тканях организма Ж. о. претерпевает выраженные изменения, которые имеют и качественные и временные особенности, зависящие от вида ткани. Поражение при облучении тонкого кишечника приводит к уменьшению содержания липопротеидов, фосфолипидов, жирных к-т и холестерина в слизистой оболочке, что обусловлено наряду с деструкцией клеток подавлением синтеза липидов. Активность гидролитических ферментов в слизистой оболочке тонкой кишки понижается, в результате чего снижается интенсивность расщепления жиров и всасывания триглицеридов; всасывание жирных к-т угнетается в меньшей степени. В зависимости от условий питания содержание липидов в печени увеличивается или остается нормальным, но в любом случае усиливается синтез общих липидов и их отдельных фракций — триглицеридов, фосфолипидов, жирных к-т и холестерина. При этом происходит угнетение синтеза жиров, сопряженного с гликолизом (или гликогенолизом) и активация синтеза жиров из уксусной к-ты.
В результате изменений Ж. о. после облучения в печени, как правило, развивается гиперлипемия (после неспецифической реакции). В ранние сроки после облучения гиперлипемия обусловлена увеличением содержания триглицеридов, фосфолипидов, холестерина и его эфиров, а в более поздние — и жирных к-т. В основе механизма пострадиационной гиперлипемии лежит не столько мобилизация липидов из периферических депо, сколько усиление их биосинтеза в печени. Механизм переноса липидов из крови в ткани после облучения не изменяется. Стимуляция биосинтеза жиров в печени из уксусной к-ты не является результатом прямого воздействия облучения на печень, а первично обусловлена пострадиационной деструкцией радиочувствительных тканей, катаболиты к-рой, гл. обр. лактат и аминокислоты, поступая в избытке в печень, индуцируют глюконеогенез, что сопряжено с угнетением гликолиза и соответственно синтеза липидов из глюкозы и усилением синтеза липидов из уксусной к-ты в результате активизации ферментной системы, катализирующей биосинтез жирных к-т.
В первые дни после облучения в жировой ткани усиливается синтез липидов из глюкозы и ее метаболитов, что также связано с активизацией глюконеогенеза и последующей гипергликемией и увеличением содержания инсулина в крови. В более поздние сроки после облучения синтез жиров в жировой ткани понижается и сменяется мобилизацией жиров. Указанные изменения Ж. о. начинают развиваться через несколько часов после облучения, вскоре достигают максимума и остаются на этом уровне в течение нескольких дней. У большинства экспериментальных животных эти нарушения Ж. о., вызванные облучением, нивелируются в течение недели, за исключением мобилизации липидов из депо, к-рая продолжается еще нек-рое время, и имеют количественные и качественные видовые особенности. В лимфоидной ткани (тимус и селезенка) через несколько часов после облучения увеличивается концентрация общих липидов и жирных к-т, а также стимулируется синтез холестерина и общих липидов. В эти же сроки в костном мозге наблюдается увеличение содержания жирных к-т, содержание же липидов возрастает позднее; на протяжении недели после облучения в костном мозге происходит синусоидальное увеличение и уменьшение концентрации насыщенных и ненасыщенных жирных к-т при нормальном общем содержании жирных к-т в сыворотке крови. Увеличение содержания липидов в костном мозге обусловлено усилением их биосинтеза преимущественно в кроветворных, а не в жировых клетках. Наряду с повышением интенсивности синтеза липидов в костном мозге после первоначального усиления отмечается резкое и длительное торможение окисления жирных к-т до CO2 и H2O, к-рое продолжается и после восстановления нормального клеточного состава костного мозга. В радиорезистентных тканях (головной мозг, почки, легкие, скелетные мышцы и мышцы сердца) существенных изменений в Ж. о. не происходит. Активизация синтеза холестерина в надпочечниках связана с развивающейся после облучения стрессовой реакцией и усилением биосинтеза кортикостероидов из холестерина.
Жировой обмен у детей
Состав триглицеридов в жировой ткани новорожденного отличен от материнского, т. к. человеческий плод синтезирует индивидуальноспецифические жиры из НЭЖК и глюкозы, поступающих трансплацентарно или с током пуповинной крови.
Доля жира в теле новорожденного зависит от его веса при рождении: при весе 1500 г она составляет примерно 3%, 2500 г — 8%, а 3500 г — 16% (норма). Жировая ткань ребенка содержит большее по сравнению с жировой тканью взрослого человека количество ди-глицеридов, воды, гликогена, ДНК, фосфолипидов и меньшее — нейтральных жиров, ненасыщенных жирных к-т с длинной углеродной цепью, холестерина; характерно также снижение величины коэффициента холестерин/фосфолипиды. С возрастом эти особенности постепенно нивелируются.
Гистол, и анатомической особенностью жировой ткани новорожденных является наличие скоплений бурого жира (до 8% от веса тела) вокруг органов, между лопатками, позади грудины, вокруг шеи, вдоль позвоночника. Этот жир играет роль своеобразного терморегулятора в силу высокой теплопродукции, обеспечиваемой большим содержанием в митохондриях цитохромов. Гипоксемические и железодефицитные состояния у детей (пневмонии, анемии, интоксикации) сопровождаются истощением бурого жира, резким снижением теплопродукции, что может способствовать легкому возникновению переохлаждения новорожденного.
У ребенка всех возрастов выше, чем у взрослых, способность синтезировать и накапливать жир, интенсивнее окисление жирных к-т, активнее процесс включения 14C-глюкозы в жирные к-ты и триглицериды клеток жировой ткани, более высока концентрация КоА. По мере роста и развития ребенка эти различия стираются.
Липолитическая активность сыворотки крови у детей стабильна, мало отличается от активности липаз в сыворотке крови взрослых, но степень торможения липолиза глюкозой с возрастом увеличивается, а активация адреналином уменьшается.
В первые часы жизни ребенка наблюдаются значительные изменения величины соотношения НЭЖК и глицерина сыворотки крови; у грудного ребенка она ниже, чем у взрослых. При недоношенности и гипотрофии величина этого соотношения резко уменьшается; в крови снижается и содержание высших ненасыщенных жирных к-т относительно общего количества ненасыщенных жирных к-т, что объясняется замедленностью обменных процессов.
В крови новорожденных сравнительно низка концентрация липидов и липопротеидов. Так, среднее содержание общего холестерина составляет ок. 70 мг%, а триглицеридов ок. 40 мг%. При низком содержании всех классов липопротеидов характерно сравнительно высокое относительное содержание альфа-липопротеидов. Концентрация НЭЖК в крови новорожденных может быть ниже или выше по сравнению с концентрацией НЭЖК в крови матери,— это зависит от веса новорожденного, его доношенности или недоношенности, состояния питания (нормо-, гипо- или паратрофия); она подвержена более значительным, чем у взрослых, колебаниям под влиянием количества и качества пищи (углеводистая и жирная пища повышает концентрацию НЭЖК, белковая — снижает) и различных заболеваний. Физ. и психические нагрузки, голодание, гормоны коры надпочечников, гипофиза, щитовидной железы способствуют более легкому повышению концентрации НЭЖК, а введение глюкозы, инсулина и белка — такому же снижению концентрации НЭЖК в крови у детей (по сравнению со взрослыми).
У новорожденных детей отмечается преобладание НЭЖК над этерифицированными жирными к-тами (ЭЖК), у грудных детей и детей более старшего возраста это соотношение обратное, как и у взрослых; остальные показатели липидного обмена также приближаются к аналогичным показателям у взрослых.
У новорожденных детей и детей раннего возраста расщепление и всасывание жиров имеет ряд особенностей. Они обусловлены функциональной незрелостью печеночных клеток и проявляются относительным недостатком желчных к-т, лимитированным вследствие этого эмульгированием жиров в кишечнике и нарушением их переноса через эпителий слизистой оболочки. Поэтому у детей чаще, чем у взрослых, встречаются диареи, связанные с расстройством переваривания и всасывания липидов.
Концентрация хиломикронов нарастает пропорционально степени зрелости ребенка: у недоношенных их число в 1 мм 2 счетной камеры составляет 1400, у доношенных— 7800. Это тоже является причиной более легкого развития нарушений липидного обмена у недоношенных детей.
Лабильность функционального состояния систем регуляции Ж. о., свойственная ребенку, ведет (особенно у недоношенных детей и у детей с гипотрофиями или паратрофиями) к более стойким и выраженным, чем у взрослых, изменениям состава липидов крови (дислипидемии) при воспалительных и аллергических заболеваниях кожи, инфекциях, интоксикациях, расстройствах пищеварения, повышенной чувствительности к аллергенам, при нарушениях роста и развития. У детей чаще наблюдается гиперлипемия, обусловленная адаптационным усилением мобилизации депонированных жиров, к-рое у недоношенных детей и детей с гипотрофиями вызывает такое быстрое и глубокое истощение энергоресурсов, что это может угрожать жизни больного. Эти особенности должны учитываться при назначении таким детям комплексной терапии (искусственное насыщение питательными веществами, смесями, близкими по составу к грудному молоку, глюкозой и физиологически активными препаратами: АТФ, витамином С и витаминами группы В, ферментами, ускоряющими переваривание и всасывание жиров и углеводов, анаболическими гормонами).
Не все нарушения липидного состава крови у детей носят вторичный характер. С целью ранней диагностики возможных первичных наследственных дислипидемий у ребенка всякая гиперлипемия и другие выявленные изменения Ж. о. требуют тщательного анализа этиол, факторов, учета семейного анамнеза, точной идентификации характера изменений, сопоставления их с клиникой и другими обменными и гормональными показателями. См. также Гаргоилизм, Гиперхолестеринемия, Гоше болезнь, Липемия, Липидозы, Ниманна-Пика болезнь, Сфинголипидозы, Хенда-Шюллера-Крисчена болезнь.
Изменения жирового обмена в процессе старения
Нарушения Ж. о. при старении проявляются прежде всего в повышении общего содержания жира в организме. В старости снижается абсолютная скорость накопления жира, но относительный его прирост (в процентах к сухому весу) выше, чем в молодом возрасте. Общее содержание жира увеличивается и в тканях (в жировых депо, печени, скелетной мускулатуре, селезенке и др.), и в крови (у мужчин 60— 74 лет до 472,5 ± 27,6 мг%, у женщин этого же возраста до 517,9 ± 26,6 мг%). В старости, по данным большинства исследователей, увеличивается содержание общего холестерина в крови (см. Гиперхолестеринемия), максимальная его концентрация в крови (260 мг%) наблюдается у мужчин в 40—50 лет, а у женщин приблизительно на 10 лет позже. Повышение концентрации общего холестерина происходит как за счет его свободной, так и за счет эфирносвязанной фракций, содержание его увеличивается в стенках аорты, в межреберных и межпозвоночных хрящах, в головном мозге, печени, почках, селезенке, в сердечной и скелетных мышцах. В коже концентрация холестерина снижается, а в легких и надпочечниках остается на прежнем уровне. Не установлена прямая зависимость между концентрацией холестерина в крови и содержанием его в тканях. С возрастом холестерин накапливается и в субклеточных структурах (ядрах, митохондриях, микросомах), что может приводить к снижению проницаемости клеточных мембран и тем самым — к нарушению процессов обмена веществ.
Верещагин А. Г. Биохимия триглицеридов, М., 1972, библиогр.; Габуния Р. И. Метод радиометрии всего тела в клинической диагностике, М., 1975, библиогр.; Геронтология и гериатрия, 1971, Ежегодник, под ред. Д. Ф. Чеботарева, с. 82, Киев, 1971; Климов А. Н. и Никульчева Н.Г. Типы гиперлипопротеинемий, их связь с атеросклерозом и лечение, Кардиология, т. 12, № 6, с. 133, 1972, библиогр.; Коровина Н. А., Барышков Ю. А. и Вельтищев Ю.Е. О физиологии и патологии липидного обмена у детей, Педиатрия, № 2, с. 74, 1967, библиогр.; Лейтес G. М. Физиология и патология жировой ткани, М., 1954; Липиды — структура, биосинтез, превращения и функции, под ред. С. Е. Северина, М., 1977; Мороз Б.Б. и Кендыш И. Н. Радиобиологический эффект и эндокринные факторы, М., 1975, библиогр.; Ныос-холм Э. и Старт К. Регуляция метаболизма, пер. с англ., с. 346, М., 1977; Рачев Л., Тодоров Й. и Статева Ст. Обмен веществ в детском возрасте, пер. с болг., София, 1967, библиогр.; Экспериментальный атеросклероз и возраст, под ред. H. Н. Горева, М., 1972, библиогр.; Adipose tissue, ed. by B. Jeanrenaud a. D. Hepp, Stuttgart a. o., 1970; Biochemical problems of lipids, ed. by A. C. Frazer, Amsterdam a. o., 1963; Blood lipids and lipoproteins, quantitation, composition and metabolism, ed. by G. J. Nelson, N. Y. a. o., 1972; Current trends in the biochemistry of lipids, International symposium on lipids, ed. by J. Ganguly a. R. M. S. Smellie, L.—N. Y., 1972; Intestinal absorption in man, ed. by I. Me Colia. G. E. G. Sladen, L., 1975; Jackson R. L., Morrisett J. D. a. Gotto A. M. Lipoprotein structure and metabolism, Physiol. Rev., v. 56, p. 259, 1976, bibliogr.; KingK. C, a. o. Sources of fatty acid in the newborn, Pediatrics, v. 47, Suppl. 2, p. 192, 1971; Lipid metabolism, ed. bv S. J. Wakil, N. Y.—L., 1970; Masoro E. J. Physiological chemistry of lipids in mammals, Philadelphia a. o., 1968; Scow R. O., Вlanchette-Mackie E. J. a. Smith L. C. Role of capillary endothelium in the clearance of chylomicrons, Circulat. Res., v. 39, p. 149, 1976; Searcу R. L. Lipopathies, Springfield, 1971.
A. H. Климов; Л. H. Богацкая (геронт.), А. В. Картелишев (пед.), И. Н. Кендыш (рад. био.).