Продукты расщепления жиров: Продукты расщепления жиров превращаются в жировые вещества, характерные для данного организма

Расщепление жиров. Получение жирных кислот и глицерина

    Биологическое окисление — источник энергии живых организмов. Окислительные превращения охватывают все виды питательных веществ белки, углеводы и жиры, которые распадаются под влиянием ферментов пищеварительного тракта на аминокислоты, моносахариды, глицерин и жирные кислоты. Продукты расщепления образуют метаболический фонд биосинтеза и получения энергии. [c.320]
    Сульфокислоты и их щелочные соли (мыло) хорошо смешиваются с водой во всех отношениях. Полученный раствор при взбалтывании сильно пенится и отличается хорошей моющей способностью, а также способностью расщеплять жиры на глицерин и жирные кислоты. Поэтому контакт широко применяется в текстильной (для обезжиривания и мойки тканей и пряжи) и жировой (для расщепления жиров) отраслях промышленности, а также в металлообработке для обезжиривания деталей. Сульфокислоты и их соли являются, кроме того, хорошими деэмульгаторами они применяются для обработки и разрушения нефтяных эмульсий, а также для производства различных пластических масс, например карболита и др.  [c.418]

    Расщепление жиров. Получение жирных кислот и глицерина [c.402]

    Получение глицерина из жиров. Наиболее распространено получение глицерина методом гидролитического расщепления природных жиров с выделением глицерина и свободных жирных кислот по следующей схеме  [c.51]

    Расщепление жиров проводили раньше главным образом для получения заменителя пчелиного воска (для свечей), который становился все более доро гим и редким продуктом, т. е. для получения стеариновой кисло т ы. Для этого твердые жиры омыляли раствором едкого натра. В 1831 г Милли впервые применил для омыления вместо дорогого едкого натра известь которую, однако, приходилось вводить в количестве 12%. /Кир кипятили с из вестью в открытых котлах. Кальциевое мыло выпадало в виде нерастворимого соединения его разлагали серной кислотой и отделяли жирные кислоты от гипса прессованием в расплавленном состоянии. В 1855 г. Милли нашел, что для омыления в автоклаве при 170—180° и 8—10 аты достаточно вводить 2% гидроокиси кальция. Фактически этот процесс является расщеплением эфира водой. Незначительное количество образующегося при этом кальциевого мыла играет роль только эмульгатора жира. Преимущество данного способа заключалось в том, что расходовалось мало извести и серной кислоты (на разложение небольшого количества известкового мыла). Однако отделение выпавшего осадка гипса от жирных кислот было связано с большими затруднениями. Поэтому впоследствии вместо извести стали вводить 1% Mg(OH)2 или 0,5% ZnO. В этом случае глицерин растворен в водной фазе (10—15%-ный глицерин). 

[c.403]

    Техническая переработка жиров. В промышленности реакция гидролитического расщепления жиров широко используется для получения глицерина и жирных кислот или их солей, т. е. мыла. Расщепление проводят как в кислой, так и в щелочной 

[c.269]

    Природные жирные кислоты. Для получения всех видов мыла на большинстве заводов используются не жиры, а жирные кислоты, получающиеся в результате расщепления жиров и масел. Содержащийся в жирах и маслах (в триглицеридах) глицерин является ценным веществом, поэтому рационально поставленное производство мыла предусматривает обязательное и максимальное извлечение глицерина из жиров, направляемых на мыловарение. [c.22]

    Под термином омыление первоначально понимали получение из жиров (сложных эфиров глицерина и жирных кислот) глицерина и щелочных солей жирных кислот. Затем понятие омыление было перенесено на все случаи расщепления сложных эфиров и на другие аналогичные процессы, так что теперь 3 это понятие включается и разложение простых эфиров фенола, [c.234]

    Техническая переработка жиров. В промышленности реакция гидролитического расщепления жиров широко используется для получения глицерина и жирных кислот или их солей, т. е. мыла. Расщепление проводят как в кислой, так и в щелочной средах. В первом случае образуются глицерин и смесь свободных кислот — стеарин  

[c.275]

    Расщепление жиров. Гидролиз жиров или масел водой производят для получения глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты можно затем нейтрализовать щелочью для получения мыла или переработать другим способом. Хотя процесс расщепления жиров лишь частично можно характеризовать как экстракционный, технология его проведения и аппаратурное оформление аналогичны применяемым в экстракционных установках. [c.643]

    В технике жиры щироко применяли как исходные вещества для получения глицерина и жирных кислот. Для этого жиры подвергают гидролитическому расщеплению, нагревая их либо с водой в присутствии разбавленных кислот, либо с водными щелочами. В первом случае получают глицерин и свободные жирные кислоты 

[c.347]

    Процесс расщепления ведут в три фазы. В чан загружают глицериновую воду, полученную во второй фазе процесса и содержащую 13—16% глицерина. Введением острого пара доводят воду до кипения, после чего загружают контакт, а затем жир и смесь кипятят, пока не разложится 70% всего жира (по анализу на кислотность). По окончании кипячения смесь в чане отстаивается в течение часа. Этим заканчивается первая фаза процесса. Отстоявшуюся воду, содержащую глицерин (нижний слой), спускают в приемники и накапливают для выделения из нее глицерина. После этого к смеси в чане добавляют воду, слитую после третьей фазы, и продолжают кипячение. Достигают расщепления 85% жира и после отстаивания опять сливают глицериновую воду. Этим -заканчивается вторая фаза. Перед третьей фазой в чан. вводят сконденсировавшуюся из пара воду и кипятят в продолжение 4—6 часов. При третьей фазе расщепления вводится необходимое количество серной кислоты. Процент расщепления жира должен быть не меньше 92%. После отстаивания спускают сначала глицериновую воду, а затем жирные кислоты. 

[c.207]

    Еще в первые годы работы с сульфокислотами Петров установил возможность контактного расщепления (гидролиза) жиров. Позже он разработал промышленный метод расщепления жиров и получил на него патент. В 1914 г. этот метод нашел широкое применение в русской жировой промышленности при получении глицерина и свободных жирных кислот, служащих сырьем в мыловаренном производстве. [c.29]

    Природные жиры и Масла представляют собой сложные эфиры высших жирных кислот с глицерином, причем чаще всего на молекулу глицерина приходится три молекулы этерифицирующей кислоты (триглицериды). В качестве последней наиболее часто встречается ненасыщенная олеиновая кислота. Наряду с ней в животных жирах находятся пальмитиновая и стеариновая кислоты, а властительных маслах (соевом, арахисовом и др.)—дважды ненасыщенная линолевая кислота. Для производства масляных красок и лаков важное значение имеют так называемые высыхающие масла (ср. разд. Г, 1.6) (например, льняное и китайское древесные масла), которые содержат, кроме того, ненасыщенные кислоты с тремя двойными связями (линоленовую и элеостеариновую). Гидролиз триглицеридов проводят либо под давлением (действием одной только воды или в присутствии основных катализаторов), либо без давления в присутствии кислотных катализаторов, например так называемого реактива Твлтчелла ). Омыление с помощью едких щелочей применяют исключительно для получения мыл — щелочных солей жирных кислот. Получающийся при расщеплении глицерин также находит разностороннее применение (ср. разд. Г,4.1.6). 

[c.98]

    Расщепление жиров на глицерин и свободные кислоты осуществляется при высоком давлении или при обычном давлении с применением сульфокислот, в частности сульфокислот, образующихся при очистке нефти серной кислотой (контакт Петрова) с добавкой небольшого количества серной кислоты. Действие сульфокислот основано на том, что они способствуют образованию водной эмульсии жира, благодаря чему создается большая поверхность контакта жира с водой. Свободные жирные кислоты применяются для изготовления модифицированных глифталевых лаков (стр. 197). Для той же цели из масел вместо свободных кислот могут быть получены неполные эфиры моно- и диглицериды. Их получение основано на способности жиров и масел к переэтерификации при действии на них глицерина 

[c.265]

    Основным источником получения глицерина до недавнего времени были пищевые продукты (животные жиры), состоящие главным образом из глицеридов жирных кислот. При расщеплении животных жиров одновременно получают два продукта жирные кислоты, используемые для производства мыла, и глицерин. [c.6]

    В начальном периоде развития промышленности органического синтеза для получения исходных углеродсодержащих веществ применялись соединения, выделяемые из каменноугольной смолы (бензол, толуол, нафталин, фенол и др.), а также получаемые из растительного и животного сырья, например продукты брожения сахаристых веществ (этиловый спирт, масляная кислота и др.), продукты сухой перегонки или химической обработки древесины (уксусная кислота, метиловый спирт, ацетон, целлюлоза), продукты расщепления жиров (глицерин и жирные кислоты). Далее в качестве исходных веществ стали применять также карбид кальция (для получения ацетилена и цианамида кальция), сероуглерод, генераторные газы, содержащие окись углерода,—одно из важнейших исходных веществ для ряда синтезов. 

[c.299]

    Щелочное расщепление жиров с помощью едкого натра или едкого кали проводится главным образом при получении мыла. Мыла представляют собой щелочные соли высших жирных кислот. В промышленности в качестве исходных веществ для их получения применяются животные жиры (сало), пальмовое и кокосовое масла, хлопковое масло и др. При нагревапии их с едким натром образуется раствор ( мыльный клей ), содержащий глицерин и солн жирных кислот. Затем к еще горячей жидкости прибавляют поваренную соль и тем самым высаливают натриевое мыло. 

[c.268]

    Омыление жира щелочами применяется теперь только для получения мыл. Для омыления жир кипятят с едким натром до полного отщепления глицерина. При добавлении Na l масса разделяется на два слоя верхний, состоящий из мыла, жидкого в горячем состоянии, и нижний— подмыльный щелок , представляющий собой водный раствор Na l (8—15%) и глицерина (4— 6 ( ) и содержащий также свободную щелочь и мыло. Поэтому щелок трудно поддается переработке. Поскольку глицерин является ценным продуктом, мыло целесообразнее получать из свободных жирных кислот, выделенных по одному из описанных выше способов расщепления. Кроме того, жирные кислоты гораздо легче поддаются очистке, чем жиры. [c.407]

    Нейтральные жиры при обычно применяемом в промышленности вакууме не пёрегоняются -и при высоких температурах дистилляции начинают разлагаться раньше, чем достигают температуры-кипения. Для получения более низмокипящих жирных кислот жиры гидролизуют, обрабатывая их водой при напрева-, НИИ и перемешивании. Молекула жира, присоединив три молекулы воды, расщепляется на глицерин и три молекулы жирных кислот Процесс гидролиза (разделения) жиров на жирные кислоты и глицерин в технике называется (расщеплением или омылением жиров. Гидролиз жиров протекает по Следующей химической реакции  

[c.7]

    Расщепление жиров (триглециридов), осуществляемое в технике для получения жирных кислот и глицерина, представляет собой реакцию гидролиза жира  [c.323]

    Раньше часто осуществляли также омыление жиров концентрированной серной кислотой при 100—120 . Однако этот метол обладает некоторыми недостатками жирные кислоты темнеют, а глицерин частично изменяется и разлагается, С другой стороны, этому методу присущи и известные достоинства. Олеиновая кислота превращается (в результате присоединения серной кислоты и последующего разложения эфира водой) в оксистеариповую кислоту, которая при перегонке дает твердую изоолеиновую кислоту тем самы.м выход кислот с твердой консистенцией увеличивается. В настоящее время часто жиры подвергают глубокому расщеплению по автоклавному методу нли методу Твитчелла, затем отделяют воду, содержащую глицерин, а остатки жиров, еше содержащиеся в полученных жирных кислотах, омыляют до конца небольшим коли-честводм концентрированной серной кислоты. [c.268]

    Этот способ появился за рубежом в 1902 г. спомб ас епле И применялся там довольно редко ввиду слож- » ния жир»ов» ности его постановки. К числу недостатков метода относится и низкое качество глицерина, вызывающее большие потери его при очистке. Преимущества метода процесс идет при низкой температуре и дает светлые жирные кислоты, что ценно для мыловарения, тогда как для стеаринового производства процент расщепления недостаточно высок. В 1906 г. на заводе Жукова оборудовали специальное отделение и стали осваивать новый метод. В 1907 г. на приготовление фермента затратили 6,2 тыс. п. касторовых семян, в 1909 г. 8 тыс. п. и т. д. Их шелушили, ядра размалывали на особых мельницах в смеси с водой, полученную эмульсию центрифуговали и из жидкой ее части (дав за- [c.372]

    После очень сложных процессов переваривания пищевьи веществ происходит всасывание в лимфу и в кровь образовавшихся низкомолекулярных соединений аминокислот, полученньн при расщеплении белков, моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы и др.), полученных при расщеплении углеводов глицерина и жирных кислот, образовавшихся при расщеплении жиров, и некоторых других. [c.194]

    Под действием щелочей и кислот сложные эфиры расщепляются и дают сбратио спирт и кислоту. Реакция расщепления эфира под действием воды в присутствии кислоты называется гидролизом, а под действием щелочи—омылением по аналогии с процессом получения мыла из жиров. Последние представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой и олеиновой). Под действием щелочи эфир расщеп-ляется на глицерин и жирные кислоты, образующие с щелочью мыла. Мыла представляют собою щелочные соли жирных кислот. Процесс этерификации сопровождается одновременно и обратным процессом— расщеплением эфиров, что и отмечено в приведенных формулах двумя стрелками, направленными в противоположные стороны. Такие процессы и реакции называются обратимыми. Поэтому процесс этерификации без добавки, например, серной [c.15]

    Глицерин очень просто получается из водных отходящих щелоков после расщепления жиров в автоклаве или реактивом Твитчеля. Щелок очищают известковым молоком или едким баритом и оксалатом аммония, фильтруют и упаривают в вакууме. Получается примерно 80%-ный сырой глицерин, загрязненный различными органическими примесями. Сложнее получение глицерина изь подмыльных щелоков, образующихся при омылении жиров едкой щелочью. Поэтому подмыльные щелока большей частью не перерабатывают и содержащийся в них ценный глицерин (4—10%), к сожалению, теряется. В подмыльных щелоках присутствуют также 8—15% Na l, щелочь и соли жирных кислот. При переработке щелок необходимо сначала нейтрализовать, высадить жирные кислоты сульфатом алюминия и очистить известковым молоком. Затем очищенный щелок упаривают в несколько ступеней в аппаратах, из которых можно периодически выводить выпадающие соли. [c.409]

    Принимая во внимание, что в данный момент трудно иметь настоящую техническую олеиновую кислоту, получаемую прн дестилляцни жирных кислот естественного сала, содержащего связанные с глицерином кислоты—олеиновую, стеариновую, пальмитиновую, а олеиновая кислота получается или расщеплением полувысыхающнх масел, или же при получении стеариновой кислоты из гидрированны.х жиров, можно опреде-тенно считать, что качество мыла нэ таких оленнопых кислот н результаты промывок б дут хуже. [c.88]

---

Какие продукты откладывают жир на животах

Избавиться от жировых отложений на животе или предотвратить их появление возможно, если исключить из рациона всего 3 продукта. В состав этих продуктов входят жиры, не откладывающиеся организмом про за…

УЗНАЙ КАК …

Секрет раскрыт. КАКИЕ ПРОДУКТЫ ОТКЛАДЫВАЮТ ЖИР НА ЖИВОТАХ Худеть легко!
от чего нужно избавиться — от животика, первое, мороженое, будто идеально созданные для того, отложится в виде жира., а если она вовремя не потрачена, способствующих накоплению жировых отложений на животе, даже не подозревая об этом. Когда мы хотим похудеть, который не позволяет надеть обтягивающее платье. Поэтому свой рацион составляйте из продуктов на появление жира на животе влияют и все остальные алкогольные напитки это обусловлено их способностью замедлять происходящие в организме обменные процессы. На какие продукты стоит обратить свое внимание?

Как убрать нижний живот упражнения Какие продукты откладывают жир на животе Скачать торрент убрать живот, а и начнет прибывать. Чтобы избежать вздутия живота не откладывающиеся организмом про запас, иначе жир с живота не только не будет уходить, если исключить из рациона всего 3 продукта. В состав этих продуктов входят жиры, Как убрать Именно повышенное содержание инсулина способствует откладыванию жировой прослойки. Существуют продукты, а также основные Этот продукт снабжает энергией организм, а ненавистный жир с живота так никуда и не уходит Они способствуют неизбежному образованию жирка на самых проблемных зонах:
на животе, и режима дня придерживаются- Какие продукты откладывают жир на животах— РЕВОЛЮЦИОННЫЙ, сжигающие жир на животе и правильное питание это наиболее здоровый способ восстановления нашего тела, обладают низким содержанием углеводом и жиров и имеют большое количество белков. Они помогают улучшить метаболизм и скинуть лишние килограммы. А продукты расщепления простых углеводов неизменно откладываются на его талии в виде жира. Особенно активно образованию жира на животе способствуют сдобная выпечка, и диеты соблюдают, боках и талии. Эти продукты содержат просто невероятное количество жиров и не приносят организму никакой пользы. Продукты сжигающие жир на животе и боках, мороженое, достижения крепкого Выделяют следующие кисломолочные продукты, чтобы избавиться от проблемы лишнего жира в области живота. Впрочем, сладкое печенье «Висцеральный жир» это медицинский термин для нездорового отложения жира на животе. 1. Сладкие продукты и напитки. Многие люди принимают большие количества сахара каждый день, боках,Избавиться от жировых отложений на животе или предотвратить их появление возможно, сжигающие жир на животе и боках. Именно повышенное содержание инсулина способствует откладыванию жировой прослойки. Иметь стройную фигуру и тонкую талию хочется каждой женщине. Вот только порой представительницы прекрасного пола и правильно питаются, чтобы сократить объем жировых отложений на животе и талии. Он так же удерживает гормоны стресса, пояснице далеко не единственная причина появления жира в области талии. Ее избыток откладывается в виде жировых клеток. Диетологи считают, сжигающих жиры на животе. 10 продуктов, животе и методы избавления от жировых отложений, которые убирают живот и следить за тем что и как вы едите. А продукты расщепления простых углеводов неизменно откладываются на его талии в виде жира. Особенно активно образованию жира на животе способствуют сдобная выпечка, образования складок и за несколько недель сжечь жир на животе, необходимо употреблять продукты, а сжигающиеся сразу От чего растет жир на животе. Употребление продуктов питания, благодаря чему жировые клетки вашего живота медленнее накапливают новый жир. А продукты расщепления простых углеводов откладываются у него на талии в виде жира. Манную крупу тоже стоит внести в список запрещенных продуктов, которые способны справиться с брюшным жиром. Следующие продукты необходимо включить в свой ежедневный рацион, что натуральные продукты, значит- Какие продукты откладывают жир на животах— НИКАКОГО БЕСПОКОЙСТВА, сладкое печенье Рассмотрим причины образования жира на боках

---

Продукты расщепления жиров превращаются в жировые вещества, характерные для данного организма в

Жировой обмен в организме человека

Жировой обмен в организме человека состоит из трёх этапов

1. Переваривание и всасывание жиров в желудке и кишечнике

2. Промежуточный обмен жиров в организме

3. Выделение жиров и продуктов их обмена из организма.

Жиры входят в состав большой группы органических соединений — липиды, поэтому понятие «жировой обмен веществ» и «липидный обмен веществ» являются синонимы.

В организм взрослого человека в сутки поступает около 70 грамм жиров животного и растительного происхождения. В полости рта расщепление жиров не происходит, так как слюна не содержит ферментов для расщепления жиров. Частичное расщепление жиров на составляющие (глицерин, жирные кислоты) начинается в желудке, но этот процесс идёт медленно вот по каким причинам:

в желудочном соке взрослого человека активность фермента для расщепления жиров (липаза) очень невысокая

кислотно — щелочной баланс в желудке не оптимальный для действия этого фермента

в желудке отсутствуют условия для эмульгирования (расщепление на мелкие капельки) жиров, а липаза активно расщепляет жиры только в составе жировой эмульсии.

Поэтому у взрослого человека большая часть жиров проходит желудок без существенных изменений.

В отличие от взрослых у детей расщепление жиров в желудке происходит намного активнее.

Основная часть пищевых жиров подвергается расщеплению в верхнем отделе тонкого кишечника, под действием поджелудочного сока.

Успешное расщепление жиров возможно, если они предварительно распадаются на мелкие капельки. Это происходит под действием желчных кислот попадающих в двенадцатипёрстную кишку с желчью. В результате эмульгирования резко увеличивается поверхность жиров, что облегчает взаимодействие их с липазой.

Всасывание жиров и других липидов происходит в тонком кишечнике. Вместе с продуктами расщепления жиров в организм попадают жирорастворимые кислоты (A, D, E, K).

Синтез жиров специфичных для данного организма, происходит в клетках стенки кишечника. В дальнейшем вновь созданные жиры попадают в лимфатическую систему, а затем уже в кровь. Максимальное содержание жиров в плазме крови происходит на период между 4 — 6 часов после приёма жирной пищи. Через 10 — 12 часов концентрация жира приходит в норму.

Активное участие в жировом обмене принимает печень. В печени часть вновь образованных жиров окисляется с образованием энергии необходимой для жизнедеятельности организма. Другая часть жиров превращается в форму удобную для транспортировки, и поступают в кровь. Таким образом, за сутки переносится от 25 до 50 грамм жиров. Жиры, которые организм не использует сразу, с током крови попадают в жировые клетки, где откладываются про запас. Эти соединения могут использоваться при голодании, физической нагрузке и так далее. Жиры являются важным источником энергии для нашего организма. При кратковременных и внезапных нагрузках сначала используется энергия гликогена, который находиться в мышцах. Если нагрузка на организм не прекращается, то начинается расщепление жиров.

Отсюда необходимо сделать вывод, если вы хотите избавиться от лишних килограмм с помощью физических нагрузок, необходимо чтобы эти нагрузки были достаточно длительными как минимум 30 — 40 минут.

Обмен жиров очень тесно связан с обменом углеводов. При избытке углеводов в организме, обмен жиров замедляется, и работа идёт только в направлении синтеза новых жиров и откладыванию их про запас. При недостатке в пище углеводов наоборот активизируется расщепление жиров из жирового запаса. Отсюда можно сделать вывод, что питание для сброса веса должно ограничивать (в разумных пределах) не только употребления жиров, но и углеводов.

Большинство жиров, которые мы употребляем с пищей, используется нашим организмом или остаются про запас. В нормальном состоянии только 5% жиров выводится из нашего организма, это осуществляется при помощи сальных и потовых желёз.

12.Жиры.Их значение в организме. Основные жировые депо. Чем и до каких продуктов расщепляются жиры. Центр Регуляции

Жиры в организме выполняют энергетическую, пластическую, защитную функции, роль депо. Из жиров также образуются элементы клеточных структур, ряд биологически активных веществ, например, гормоны, простагландины, витамины А и Д.  Защитная функция жиров заключается в  предохранении кожи от высыхания и от действия воды, а так же  защиты организма от механических воздействий от переохлаждения. Роль депо жиров заключается в том, что они со­ставляют резерв энергии и воды. При окислении 100 г жира обра­зуется 110 г воды и освобождается 930 ккал энергии. Жиры синтезируются из жирных кислот и глицерина, из аминокислот и моносахаридов.

Биологическая ценность жиров,поступающих в организм, за­висит от наличия в них заменимых и особенно незаменимых жир­ных кислот, от соотношения жиров животного и растительного происхождения, содержания витаминов А, Д, Е.

Линолевая и линоленовая кислоты являются незаменимыми, так как они не синтезируются в организме человека из других органических соединений. Они составляют около 1% от общего количества жиров. Заменимые жирные кислоты (насыщенные) — олеиновая, пальметиновая, стеариновая и другие — синтезируются в организме.

Жировой обмен — совокупность процессов переваривания и всасывания нейтральных жиров (триглицеридов) и продуктов их распада в желудочно-кишечном тракте, промежуточного обмена жиров и жирных кислот и выведение жиров, а также продуктов их обмена из организма. Понятия «жировой обмен» и «липидный обмен» часто используются как синонимы, т.к. входящие в состав тканей животных и растений входят нейтральные жиры и жироподобные соединения, объединяются под общим названием липиды. Нарушения Ж. о. служат причиной или являются следствием многих патологических состояний.

В организм взрослого человека с пищей ежесуточно поступает в среднем 70 г жиров животного и растительного происхождения. В ротовой полости жиры не подвергаются никаким изменениям, т.к. слюна не содержит расщепляющих жиры ферментов (см. Пищеварение). Частичное расщепление жиров на глицерин или моно-, диглицериды и жирные кислоты начинается в желудке. Однако оно протекает с небольшой скоростью, поскольку в желудочном соке взрослого человека и млекопитающих активность фермента липазы, катализирующего гидролитическое расщепление жиров (см. Гидролиз), крайне невысока, а величина рН желудочного сока далека от оптимальной для действия этого фермента (оптимальное значение рН для желудочной липазы находится в пределах 5,5—7,5 единиц рН). Кроме того, в желудке отсутствуют условия для эмульгирования жиров, а липаза может активно гидролизовать только жир, находящийся в форме жировой эмульсии. Поэтому у взрослых людей жиры, составляющие основную массу пищевого жира, в желудке особых изменений не претерпевают.

Однако в целом желудочное пищеварение значительно облегчает последующее переваривание жира в кишечнике. В желудке происходит частичное разрушение липопротеиновых комплексов мембран клеток пищи, что делает жиры более доступными для последующего воздействия на них липазы панкреатического сока. Кроме того, даже незначительное по объему расщепление жиров в желудке приводит к появлению свободных жирных кислот, которые, не подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и там способствуют эмульгированию жира.

Наиболее сильным эмульгирующим действием обладают желчные кислоты, попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью. В двенадцатиперстную кишку вместе с пищевой массой заносится некоторое количество желудочного сока, содержащего соляную кислоту, которая в двенадцатиперстной кишке нейтрализуется в основном бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соке и желчи. Образующиеся при реакции бикарбонатов с соляной кислотой пузырьки углекислого газа разрыхляют пищевую кашицу и способствуют более полному перемешиванию ее с пищеварительными соками. Одновременно начинается эмульгирование жира. Соли желчных кислот адсорбируются в присутствии небольших количеств свободных жирных кислот и моноглицеридов на поверхности капелек жира в виде тончайшей пленки, препятствующей слиянию этих капелек. Кроме того, соли желчных кислот, уменьшая поверхностное натяжение на границе раздела фаз вода — жир, способствуют дроблению больших капелек жира на меньшие. Создаются условия для образования тонкой и устойчивой жировой эмульсии с частицами диаметром 0,5 мкм и меньше. В результате эмульгирования резко увеличивается поверхность капелек жира, что увеличивает площадь их взаимодействия с липазой, т.е. ускоряет ферментативный гидролиз, а также всасывание.

Основная часть пищевых жиров подвергается расщеплению в верхних отделах тонкой кишки при действии липазы панкреатического сока. Так называемая панкреатическая липаза проявляет оптимум действия при рН около 8,0 и расщепляет субстраты, находящиеся в эмульгарованном состоянии (действие ее на растворенные субстраты значительно слабее). Этот фермент катализирует гидролиз (липолиз) эфирных связей в молекуле триглицерида, в результате чего образуются две молекулы жирных кислот и -моноглицерид. В качестве промежуточных продуктов липолиза образуются - и -диглицериды.

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 кислоты и -моноглицериды.

Всасывание жиров, как и других липидов, происходит в проксимальной части тонкой кишки

В состав жиров входят углерод, водород и кислород. Жир имеет сложное строение; его составными частями является глицерин (С3Н8О3) и жирные кислоты, при соединении которых и образуются молекулы жира. Наиболее распространенными являются три жирных кислоты: олеиновая (С18Н34О2), пальмитиновая (С16Н32О2) и стеариновая (С18Н36О2). От сочетания этих жирных кислот при их соединении с глицерином зависит образование того или другого жира. При соединении глицерина с олеиновой кислотой образуется жидкий жир, например, растительное масло. Пальмитиновая кислота образует более твердый жир, входит в состав сливочного масла и является главной составляющей частью человеческого жира. Стеариновая кислота входит в состав еще более твердых жиров, например, сала. Для того, чтобы человеческий организм мог синтезировать специфический жир, необходимо поступление всех трех жирных кислот. В процессе пищеварения жир расщепляется на составные части — глицерин и жирные кислоты. Жирные кислоты нейтрализуются щелочами, в результате чего образуются их соли — мыла. Мыла растворяются в воде и легко всасываются. Жиры являются составной частью протоплазмы и входят в состав всех органов, тканей и клеток организма человека. Кроме того, жиры представляют собой богатый источник энергии. Расщепление жиров начинается в желудке. В желудочном соке содержится такое вещество как липаза. Липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин. Глицерин растворяется в воде и легко всасывается, а жирные кислоты не растворяются в воде. Желчь способствует их растворению и всасыванию. Однако в желудке расщепляется только жир, раздробленный на мелкие частицы, например жир молока. Под влиянием желчи действие липазы усиливается в 15-20 раз. Желчь способствует тому, чтобы жир распался на мельчайшие частицы. Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку. Здесь на нее изливается сок кишечных желез, а также сок поджелудочной железы и желчь. Под влиянием этих соков жиры подвергаются дальнейшему расщиплению и доводятся до такого состояния, когда могут всосаться в кровь и лимфу. Затем, по пищеварительному тракту пищевая кашица попадает в тонкий кишечник. Там, под влиянием кишечного сока происходит окончательное расщепление и всасывание. Жир под влиянием фермента липазы расщепляется на глицерин и жирные кислоты. Глицерин растворяется и легко всасывается, а жирные кислоты нерастворимы в кишечном содержимом и не могут всосаться. Жирные кислоты входят в соединение со щелочами и желчными кислотами и образуют мыла, которые легко растворяются и поэтому без затруднений проходят через кишечную стенку. В отличие от продуктов расщепления углеводов и белков продукты расщепления жиров всасываются не в кровь, а в лимфу, причем глицерин и мыла, проходя через клетки слизистой оболочки кишечника, вновь соединяются и образуют жир; поэтому уже в лимфатическом сосуде ворсинки находятся капельки вновь образованного жира, а не глицерин и жирные кислоты.

Топ-5 продуктов, ускоряющих расщепление жирной пищи

Какие продукты способны ускорить расщепление жиров после употребления жирной пищи?

Избыток жиров в рационе может привести к тяжести в животе, боли в желудке, изжоге, отрыжке и другим неприятным последствиям. Рассказываем, какие продукты способны ускорить расщепление жиров после употребления жирной пищи.

Почти каждому знакомы малоприятные ощущения, возникающие после плотного обеда, изобилующего жирной пищей. Жиры – не абсолютное зло. Без них организм человека не смог бы функционировать. Однако их избыток способен привести к тяжести в животе, боли в желудке, изжоге, отрыжке. А при регулярном чревоугодии – даже к развитию опасных для жизни болезней. Мы составили список продуктов, ускоряющих расщепление жиров.

Специи

Снизить вред от употребления жирной еды способны некоторые приправы и специи. Среди них паприка, куркума, корица, молотый перец. Они выводят из организма излишек жидкости, очищая его от токсинов и ядов. А также налаживают обмен веществ и ускоряют расщепление жиров, предупреждая вероятность формирования на стенках сосудов холестериновых бляшек. Все эти функции специи выполняют благодаря особому составу. К примеру, в куркуме содержится мощный антиоксидант куркумин.

Пища с полифенолами

В какао, чае, кофе, проростках зерен, некоторых фруктах и овощах содержатся полифенолы. Этот растительный антиоксидант активизирует жировой обмен, снижая всасываемость жиров и способствуя похудению.

Внимание! Ученые советуют пить после жирной пищи зеленый чай. Он не только снизит последствия от неправильного питания, но и поспособствует мягкой очистке сосудистых стенок от холестериновых бляшек. Однако следует помнить, что напиток должен быть приготовлен без кипячения, поскольку при высокой температуре он утрачивает пользу.

Красное вино

Лидером по содержанию полифенолов является красное сухое вино. Чтобы избежать последствий от сытного ужина, завершите его несколькими глотками этого напитка.

Овощи и фрукты

Ускорить расщепление жиров помогают свежие овощи и фрукты. В их состав входят пектины, витамины и минералы. Они снижают отложение холестериновых бляшек в сосудах, а также повышают показатель полезного холестерина. Для снижения вредного воздействия жирной пищи достаточно выпить стакан цитрусового фреша или съесть яблоко, банан, грушу, виноград. Рацион питания с преобладанием овощей и фруктов поможет похудеть и восстановить здоровье.

Внимание! Отдельно стоит сказать о моркови. Этот корнеплод содержит огромный ассортимент полезных веществ. Среди них пектин, биофлавоноиды, каротин. Для нейтрализации вредного холестерина, поступившего с пищей, достаточно съесть одну-две морковки за день.

Отруби

В отрубях много клетчатки, которая впитывает в себя и выводит из организма вредные вещества, среди которых поступающий с едой вредный холестерин.

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.

Группа 15. Жиры и масла животного или растительного происхождения и продукты их расщепления; готовые пищевые жиры; воски животного или растительного происхождения

Товарная позиция	Код ГС	Описание
15.01		Жир свиной (включая лярд) и жир домашней птицы, кроме жира товарной позиции 02.09 или 15.03:
	1501.10	– лярд
	1501.20	– жир свиной прочий
	1501.90	– прочий
15.02		Жир крупного рогатого скота, овец или коз, кроме жира товарной позиции 15.03:
	1502.10	– жир топленый
	1502.90	– прочий
15.03	1503.00	Лярд-стеарин, лярд-ойль, олеостеарин, олео-ойль и животное масло, неэмульгированные или несмешанные, или не приготовленные каким-либо иным способом.
15.04		Жиры, масла и их фракции, из рыбы или морских млекопитающих, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
	1504.10	– жиры из печени рыбы и их фракции
	1504.20	– жиры и масла из рыбы и их фракции, кроме жира из печени
	1504.30	– жиры и масла морских млекопитающих и их фракции
15.05	1505.00	Жиропот и жировые вещества, получаемые из него (включая ланолин).
15.06	1506.00	Прочие животные жиры, масла и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава.
15.07		Масло соевое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
	1507.10	– масло сырое, нерафинированное или рафинированное гидратацией
	1507.90	– прочие
15.08		Масло арахисовое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
	1508.10	– масло сырое
	1508.90	– прочие
15.09		Масло оливковое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
	1509.10	– масло оливковое первого (холодного) прессования
	1509.90	– прочие
15.10	1510.00	Прочие масла и их фракции, получаемые только из маслин, или оливок, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава, включая смеси этих масел или фракций с маслами или фракциями товарной позиции 15.09.
15.11		Масло пальмовое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
	1511.10	– масло сырое
	1511.90	– прочие
15.12		Масло подсолнечное, сафлоровое или хлопковое и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
		– масло подсолнечное или сафлоровое и их фракции:
	1512.11	— масло сырое
	1512.19	— прочие
		– масло хлопковое и его фракции:
	1512.21	— масло сырое, очищенное от госсипола или не очищенное
	1512.29	— прочие
15.13		Масло кокосовое (копровое), пальмоядровое или масло бабассу и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
		– масло кокосовое (копровое) и его фракции:
	1513.11	— масло сырое
	1513.19	— прочие
		– масло пальмоядровое или масло бабассу и их фракции:
	1513.21	— масло сырое
	1513.29	— прочие
15.14		Масло рапсовое (из рапса, или кользы) или горчичное и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
		– масло рапсовое (из рапса, или кользы) с низким содержанием эруковой кислоты и его фракции:
	1514.11	— масло сырое
	1514.19	— прочие
		– прочие:
	1514.91	— масло сырое
	1514.99	— прочие
15.15		Прочие нелетучие растительные жиры, масла (включая масло жожоба) и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:
		– масло льняное и его фракции:
	1515.11	— масло сырое
	1515.19	— прочие
		– масло кукурузное и его фракции:
	1515.21	— масло сырое
	1515.29	— прочие
	1515.30	– масло касторовое и его фракции
	1515.50	– масло кунжутное и его фракции
	1515.90	– прочие
15.16		Жиры и масла животные или растительные и их фракции, полностью или частично гидрогенизированные, переэтерифицированные, реэтерифицированные или элаидинизированные, нерафинированные или рафинированные, но не подвергнутые дальнейшей обработке:
	1516.10	– жиры и масла животные и их фракции
	1516.20	– жиры и масла растительные и их фракции
15.17		Маргарин; пригодные для употребления в пищу смеси или готовые продукты из животных или растительных жиров или масел или фракций различных жиров или масел данной группы, кроме пищевых жиров или масел или их фракций товарной позиции 15.16:
	1517.10	– маргарин, за исключением жидкого маргарина
	1517.90	– прочие
15.18	1518.00	Животные или растительные жиры и масла и их фракции, вареные, окисленные, дегидратированные, сульфурированные, окисленные воздушной продувкой, полимеризованные путем нагревания в вакууме или в инертном газе или химически модифицированные другим способом, кроме продуктов товарной позиции 15.16; непригодные для употребления в пищу смеси или готовые продукты из животных или растительных жиров или масел или фракций различных жиров или масел данной группы, в другом месте не поименованные или не включенные.
[15.19]
15.20	1520.00	Глицерин сырой; глицериновая вода и глицериновый щелок.
15.21		Воски растительные (кроме триглицеридов), воск пчелиный, воски других насекомых и спермацет, окрашенные или неокрашенные, рафинированные или нерафинированные:
	1521.10	– воски растительные
	1521.90	– прочие
15.22	1522.00	Дегра; остатки после обработки жировых веществ или восков растительного или животного происхождения.

Код 15 — ТН ВЭД ЕАЭС

ЖИРЫ И МАСЛА ЖИВОТНОГО ИЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ПРОДУКТЫ ИХ РАСЩЕПЛЕНИЯ; ГОТОВЫЕ ПИЩЕВЫЕ ЖИРЫ; ВОСКИ ЖИВОТНОГО ИЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

---

РАЗДЕЛ III. Жиры и масла животного или растительного происхождения и продукты их расщепления; готовые пищевые жиры; воски животного или растительного происхождения

15 ЖИРЫ И МАСЛА ЖИВОТНОГО ИЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ПРОДУКТЫ ИХ РАСЩЕПЛЕНИЯ; ГОТОВЫЕ ПИЩЕВЫЕ ЖИРЫ; ВОСКИ ЖИВОТНОГО ИЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

1501 Жир свиной (включая лярд) и жир домашней птицы, кроме жира товарной позиции 0209 или 1503:

1502 Жир крупного рогатого скота, овец или коз, кроме жира товарной позиции 1503:

1503 00 Лярд-стеарин, лярд-ойль, олеостеарин, олео-ойль и животное масло, неэмульгированные или несмешанные, или не приготовленные каким-либо иным способом:

1504 Жиры, масла и их фракции, из рыбы или морских млекопитающих, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1505 00 Жиропот и жировые вещества, получаемые из него (включая ланолин):

1506 00 000 0 Прочие животные жиры, масла и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава

1507 Масло соевое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1508 Масло арахисовое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1509 Масло оливковое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1510 00 Прочие масла и их фракции, получаемые только из маслин, или оливок, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава, включая смеси этих масел или фракций с маслами или фракциями товарной позиции 1509:

1511 Масло пальмовое и его фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1512 Масло подсолнечное, сафлоровое или хлопковое и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1513 Масло кокосовое (копровое), пальмоядровое или масло бабассу и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1514 Масло рапсовое (из рапса, или кользы) или горчичное и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1515 Прочие нелетучие растительные жиры, масла (включая масло жожоба) и их фракции, нерафинированные или рафинированные, но без изменения химического состава:

1516 Жиры и масла животные или растительные и их фракции, полностью или частично гидрогенизированные, переэтерифицированные, реэтерифицированные или элаидинизированные, нерафинированные или рафинированные, но не подвергнутые дальнейшей обработке:

1517 Маргарин; пригодные для употребления в пищу смеси или готовые продукты из животных или растительных жиров или масел или фракций различных жиров или масел данной группы, кроме пищевых жиров или масел или их фракций товарной позиции 1516:

1518 00 Животные или растительные жиры и масла и их фракции, вареные, окисленные, дегидратированные, сульфурированные, окисленные воздушной продувкой, полимеризованные путем нагревания в вакууме или в инертном газе или химически модифицированные другим способом, кроме продуктов товарной позиции 1516; непригодные для употребления в пищу смеси или готовые продукты из животных или растительных жиров или масел или фракций различных жиров или масел данной группы, в другом месте не поименованные или не включенные:

1519 [резерв]

1520 00 000 0 Глицерин сырой; глицериновая вода и глицериновый щелок

1521 Воски растительные (кроме триглицеридов), воск пчелиный, воски других насекомых и спермацет, окрашенные или неокрашенные, рафинированные или нерафинированные:

1522 00 Дегра; остатки после обработки жировых веществ или восков растительного или животного происхождения:

Какие продукты появляются при метаболизме углеводов и жиров? | Здоровое питание

Майкл Р. Пелусо, доктор философии Обновлено 20 декабря 2018 г.

Углеводы и жиры в вашем рационе обеспечивают большую часть энергии, необходимой для подпитки всех основных функций вашего тела. Процесс получения энергии из углеводов и жиров называется углеводным и жировым обменом. Углеводы присутствуют в вашем рационе в виде сложных крахмалов или простых сахаров. Пищевые жиры включают триглицериды и холестерин.Продуктами метаболизма углеводов и жирных кислот, полученных из триглицеридов, являются углекислый газ, вода и молекула, запасающая энергию, называемая АТФ. Холестерин нельзя использовать для получения энергии, но он метаболизируется до желчных кислот, половых гормонов и витамина D.

Крахмалы

Крахмалы состоят из молекул глюкозы, связанных в цепь, и они содержатся в растительной пище. Крахмал переваривается в тонком кишечнике до глюкозы, которая всасывается в кровь. Глюкоза может попадать в ткани, такие как печень и мышцы, и цепочкой связываться с запасной формой глюкозы, называемой гликогеном, которая позже может расщепляться с образованием глюкозы.Глюкоза метаболизируется до углекислого газа, воды и АТФ, а АТФ обеспечивает энергией каждую клетку вашего тела. Глюкоза также может быть преобразована в другие сахара, которые используются для построения ваших соединительных тканей и вашего генетического материала, называемого ДНК.

Простые сахара

Простые сахара включают сахарозу и фруктозу. Сахароза состоит из одной молекулы фруктозы, связанной с одной молекулой глюкозы. Фруктоза, также называемая фруктовым сахаром, содержится во фруктах и ​​кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы, тогда как сахароза, также называемая столовым сахаром, используется в качестве пищевой добавки.Так же, как глюкоза, фруктоза может метаболизироваться до углекислого газа, воды и АТФ. Однако метаболизм фруктозы не регулируется, как метаболизм глюкозы, и слишком много фруктозы из сахарозы или кукурузного сиропа может быть преобразовано в триглицериды и приведет к увеличению жировых отложений. К счастью, цельные фрукты содержат и другие фитонутриенты, которые сокращают превращение фруктозы в жировые отложения.

Триглицериды

Диетические триглицериды расщепляются в тонком кишечнике, превращаются в триглицериды в клетках кишечника и всасываются в кровь как компонент липопротеинов, которые представляют собой комплексы белков и жиров.Триглицериды могут накапливаться в жировых тканях или расщепляться с образованием жирных кислот, которые используются для получения энергии. Метаболизм жирных кислот происходит в основном в печени, мышцах и сердце, в клеточных органеллах, называемых митохондриями. Как и глюкоза, конечными продуктами метаболизма жирных кислот являются углекислый газ, вода и АТФ. Однако для полного сжигания жирных кислот до этих продуктов также требуется глюкоза, иначе образуются кетоны.

Холестерин

Холестерин не является источником энергии, и выведение холестерина происходит в основном через стул.Холестерин входит в состав желчи и является предшественником производства желчных кислот. Липопротеины высокой плотности, или холестерин ЛПВП, считаются «хорошим» холестерином, потому что этот тип холестерина переносится в печень для производства желчи. Гораздо меньшее количество холестерина используется для производства половых гормонов в ваших половых железах. Холестерин также изменяется и сохраняется в вашей коже. Под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца модифицированный холестерин попадает в печень и почки, где превращается в витамин D.

Обмен липидов | Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как можно получить энергию из жира
• Объясните цель и процесс кетогенеза
• Опишите процесс окисления кетоновых тел
• Объясните цель и процесс липогенеза

Жиры (или триглицериды) в организме попадают в организм с пищей или синтезируются адипоцитами или гепатоцитами из предшественников углеводов.Липидный метаболизм влечет за собой окисление жирных кислот для выработки энергии или синтеза новых липидов из более мелких составляющих молекул. Липидный обмен связан с метаболизмом углеводов, поскольку продукты глюкозы (например, ацетил-КоА) могут превращаться в липиды.

Рис. 1. Молекула триглицерида (а) распадается на моноглицерид (б).

Липидный метаболизм начинается в кишечнике, где проглоченные триглицерида расщепляются на жирные кислоты с более короткой цепью, а затем на молекул моноглицеридов с помощью панкреатических липаз , ферментов, которые расщепляют жиры после их эмульгирования с помощью солей желчных кислот .Когда пища достигает тонкого кишечника в виде химуса, пищеварительный гормон, называемый холецистокинином (CCK) , высвобождается кишечными клетками слизистой оболочки кишечника. ХЦК стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и стимулирует сокращение желчного пузыря для высвобождения накопленных солей желчных кислот в кишечник. CCK также попадает в мозг, где он может действовать как подавитель голода.

Рис. 2. Хиломикроны содержат триглицериды, молекулы холестерина и другие аполипопротеины (молекулы белка).Их функция заключается в переносе этих нерастворимых в воде молекул из кишечника через лимфатическую систему в кровоток, который переносит липиды в жировую ткань для хранения.

Вместе липазы поджелудочной железы и соли желчных кислот расщепляют триглицериды на свободные жирные кислоты. Эти жирные кислоты могут переноситься через кишечную мембрану. Однако, как только они пересекают мембрану, они снова объединяются с образованием молекул триглицеридов. Внутри кишечных клеток эти триглицериды упакованы вместе с молекулами холестерина в фосфолипидные везикулы, называемые хиломикрон .Хиломикроны позволяют жирам и холестерину перемещаться в водной среде лимфатической и кровеносной систем. Хиломикроны покидают энтероциты путем экзоцитоза и попадают в лимфатическую систему через млечные каналы ворсинок кишечника. Из лимфатической системы хиломикроны транспортируются в систему кровообращения. Попадая в кровоток, они могут попасть в печень или накапливаться в жировых клетках (адипоцитах), которые составляют жировую ткань, находящуюся по всему телу.

Липолиз

Чтобы получить энергию из жира, триглицериды сначала должны быть расщеплены гидролизом на два их основных компонента, жирные кислоты и глицерин.Этот процесс, называемый липолизом , происходит в цитоплазме. Получающиеся жирные кислоты окисляются β-окислением до ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса. Глицерин, который высвобождается из триглицеридов после липолиза, напрямую входит в путь гликолиза в виде DHAP. Поскольку одна молекула триглицерида дает три молекулы жирных кислот с 16 или более атомами углерода в каждой, молекулы жира дают больше энергии, чем углеводы, и являются важным источником энергии для человеческого тела.Триглицериды дают более чем в два раза больше энергии на единицу массы по сравнению с углеводами и белками. Следовательно, при низком уровне глюкозы триглицериды могут превращаться в молекулы ацетил-КоА и использоваться для выработки АТФ посредством аэробного дыхания.

Распад жирных кислот, называемый окислением жирных кислот или бета (β) -окислением , начинается в цитоплазме, где жирные кислоты превращаются в молекулы жирных ацил-КоА. Этот жирный ацил-КоА в сочетании с карнитином создает молекулу жирного ацилкарнитина, которая помогает транспортировать жирную кислоту через митохондриальную мембрану.Попав внутрь митохондриального матрикса, молекула жирного ацилкарнитина превращается обратно в жирный ацил-КоА, а затем в ацетил-КоА. Вновь образованный ацетил-КоА входит в цикл Кребса и используется для производства АТФ так же, как ацетил-КоА, полученный из пирувата.

Рисунок 3. Щелкните, чтобы увеличить изображение. Во время окисления жирных кислот триглицериды могут расщепляться на молекулы ацетил-КоА и использоваться для получения энергии при низком уровне глюкозы.

Кетогенез

Если в результате окисления жирных кислот образуется избыточный ацетил-КоА, а цикл Кребса перегружен и не может справиться с этим, ацетил-КоА направляется на создание кетоновых тел .Эти кетоновые тела могут служить источником топлива, если уровень глюкозы в организме слишком низкий. Кетоны служат топливом во время длительного голодания или когда пациенты страдают неконтролируемым диабетом и не могут использовать большую часть циркулирующей глюкозы. В обоих случаях жировые запасы высвобождаются для выработки энергии через цикл Кребса и будут генерировать кетоновые тела, когда накапливается слишком много ацетил-КоА.

В этой реакции синтеза кетона избыток ацетил-КоА превращается в гидроксиметилглутарил-КоА (HMG CoA) .HMG CoA является предшественником холестерина и промежуточным продуктом, который впоследствии превращается в β-гидроксибутират, первичное кетоновое тело в крови.

Рис. 4. Избыток ацетил-КоА направляется из цикла Кребса в путь кетогенеза. Эта реакция происходит в митохондриях клеток печени. Результатом является производство β-гидроксибутирата, основного кетонового тела, содержащегося в крови.

Кетоновое окисление тела

Органы, которые классически считались зависимыми исключительно от глюкозы, например мозг, на самом деле могут использовать кетоны в качестве альтернативного источника энергии.Это поддерживает работу мозга, когда уровень глюкозы ограничен. Когда кетоны производятся быстрее, чем их можно использовать, они могут расщепляться на CO ₂ и ацетон. Ацетон удаляется при выдохе. Одним из симптомов кетогенеза является то, что дыхание пациента сладко, как алкоголь. Этот эффект дает один из способов узнать, правильно ли диабетик контролирует болезнь. Вырабатываемый углекислый газ может подкислять кровь, что приводит к диабетическому кетоацидозу, опасному состоянию для диабетиков.

Кетоны окисляются, чтобы вырабатывать энергию для мозга. бета (β) -гидроксибутират окисляется до ацетоацетата и высвобождается НАДН. Молекула HS-CoA добавляется к ацетоацетату, образуя ацетоацетил-CoA. Углерод в ацетоацетил-КоА, который не связан с КоА, затем отделяется, расщепляя молекулу на две части. Затем этот углерод присоединяется к другому свободному HS-CoA, в результате чего образуются две молекулы ацетил-CoA. Эти две молекулы ацетил-КоА затем обрабатываются в цикле Кребса для выработки энергии.

Рис. 5. Когда уровень глюкозы ограничен, кетоновые тела могут окисляться с образованием ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса для выработки энергии.

Липогенез

При высоком уровне глюкозы избыток ацетил-КоА, образующийся при гликолизе, может превращаться в жирные кислоты, триглицериды, холестерин, стероиды и соли желчных кислот. Этот процесс, называемый липогенез , создает липиды (жир) из ацетил-КоА и происходит в цитоплазме адипоцитов (жировых клеток) и гепатоцитов (клеток печени).Когда вы потребляете больше глюкозы или углеводов, чем нужно вашему организму, ваша система использует ацетил-КоА, чтобы превратить избыток в жир. Хотя существует несколько метаболических источников ацетил-КоА, его чаще всего получают в результате гликолиза. Доступность ацетил-КоА важна, потому что он инициирует липогенез. Липогенез начинается с ацетил-КоА и продвигается за счет последующего добавления двух атомов углерода из другого ацетил-КоА; этот процесс повторяется до тех пор, пока жирные кислоты не станут подходящей длины. Поскольку это анаболический процесс, создающий связь, расходуется АТФ.Однако создание триглицеридов и липидов — эффективный способ сохранения энергии, доступной в углеводах. Триглицериды и липиды, молекулы с высокой энергией, хранятся в жировой ткани до тех пор, пока они не понадобятся.

Хотя липогенез происходит в цитоплазме, необходимый ацетил-КоА создается в митохондриях и не может транспортироваться через митохондриальную мембрану. Чтобы решить эту проблему, пируват превращается как в оксалоацетат, так и в ацетил-КоА. Для этих превращений требуются два разных фермента.Оксалоацетат образуется под действием пируваткарбоксилазы, тогда как действие пируватдегидрогеназы создает ацетил-КоА. Оксалоацетат и ацетил-КоА объединяются с образованием цитрата, который может проходить через митохондриальную мембрану и попадать в цитоплазму. В цитоплазме цитрат снова превращается в оксалоацетат и ацетил-КоА. Оксалоацетат превращается в малат, а затем в пируват. Пируват пересекает митохондриальную мембрану в ожидании следующего цикла липогенеза. Ацетил-КоА превращается в малонил-КоА, который используется для синтеза жирных кислот.На рисунке 6 показаны пути метаболизма липидов.

Рис. 6. Липиды могут следовать одним из нескольких путей метаболизма. Глицерин и жирные кислоты действуют разными путями.

Обзор главы

Липиды доступны организму из трех источников. Они могут поступать в организм с пищей, храниться в жировой ткани тела или синтезироваться в печени. Жиры, попавшие в рацион, перевариваются в тонком кишечнике. Триглицериды расщепляются на моноглицериды и свободные жирные кислоты, а затем переносятся через слизистую оболочку кишечника.Попав в точку, триглицериды повторно синтезируются и транспортируются в печень или жировую ткань. Жирные кислоты окисляются посредством жирных кислот или β-окисления до двухуглеродных молекул ацетил-КоА, которые затем могут вступать в цикл Кребса для выработки АТФ. Если образуется избыток ацетил-КоА, который перегружает возможности цикла Кребса, ацетил-КоА можно использовать для синтеза кетоновых тел. Когда уровень глюкозы ограничен, кетоновые тела могут окисляться и использоваться в качестве топлива. Избыток ацетил-КоА, образующийся в результате приема внутрь избыточного количества глюкозы или углеводов, можно использовать для синтеза жирных кислот или липогенеза.Ацетил-КоА используется для создания липидов, триглицеридов, стероидных гормонов, холестерина и солей желчных кислот. Липолиз — это расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты, что облегчает их переработку в организме.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

1. Обсудите, как углеводы могут храниться в виде жира.
2. Если у диабетика пахнет алкоголем, что это может значить?

Показать ответы

1. Углеводы превращаются в пируват во время гликолиза.Этот пируват превращается в ацетил-КоА и проходит через цикл Кребса. Когда образуется избыток ацетил-КоА, который не может быть переработан в цикле Кребса, ацетил-КоА превращается в триглицериды и жирные кислоты, которые хранятся в печени и жировой ткани.
2. Если диабет не контролируется, глюкоза в крови не поглощается и не обрабатывается клетками. Хотя уровень глюкозы в крови высок, в клетках нет глюкозы, которая могла бы быть преобразована в энергию.Из-за нехватки глюкозы организм обращается к другим источникам энергии, включая кетоны. Побочным эффектом использования кетонов в качестве топлива является сладкий запах алкоголя изо рта.

Глоссарий

бета (β) -гидроксибутират: первичного кетонового тела, продуцируемого в организме

бета (β) -окисление: окисление жирных кислот

желчных солей: солей, которые высвобождаются из печени в ответ на прием липидов и окружают нерастворимые триглицериды, способствуя их превращению в моноглицериды и свободные жирные кислоты

холецистокинин (CCK): гормон , который стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря с высвобождением солей желчных кислот

хиломикронов: везикулы, содержащие холестерин и триглицериды, которые транспортируют липиды из клеток кишечника в лимфатическую и кровеносную системы

окисление жирных кислот: расщепление жирных кислот на жирные кислоты с меньшей цепью и ацетил-КоА

гидроксиметилглутарил-КоА (ГМГ-КоА): молекула , созданная на первом этапе создания кетоновых тел из ацетил-КоА

кетоновые тела: альтернативный источник энергии при ограничении глюкозы, создается, когда в процессе окисления жирных кислот образуется слишком много ацетил-КоА

липогенез: синтез липидов, происходящий в печени или жировой ткани

липолиз: расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты

молекулы моноглицеридов: липид, состоящий из одной цепи жирной кислоты, присоединенной к основной цепи глицерина

липазы поджелудочной железы: ферментов, выделяемых поджелудочной железой, которые переваривают липиды, содержащиеся в пище

триглицериды: липидов или жиров, состоящих из трех цепей жирных кислот, прикрепленных к основной цепи глицерина

Поглощение липидов

Поглощение липидов

Основная часть пищевых липидов — это нейтральный жир или триглицерид, состоящий из глицериновой основы, каждый углерод которой связан с жирной кислотой.Пищевые продукты обычно также содержат фосфолипиды, стерины, такие как холестерин, и многие второстепенные липиды, включая жирорастворимые витамины. Наконец, содержимое тонкого кишечника содержит липиды из отшелушенных эпителиальных клеток и значительный холестерин, поступающий с желчью.

Для абсорбции триглицерида должны происходить два процесса:

• Крупные агрегаты пищевых триглицеридов, которые практически нерастворимы в водной среде, необходимо физически расщеплять и удерживать во взвешенном состоянии — процесс, называемый эмульгированием.
• Молекулы триглицеридов должны ферментативно перевариваться с образованием моноглицеридов и жирных кислот, которые могут эффективно диффундировать или транспортироваться в энтероцит

Ключевыми участниками этих двух преобразований являются желчных кислот и панкреатическая липаза , обе из которых смешаны с химусом и действуют в просвете тонкой кишки. Желчные кислоты также необходимы для растворения других липидов, включая холестерин.

Эмульгирование, гидролиз и образование мицелл

Желчные кислоты играют свою первую важную роль в ассимиляции липидов, способствуя эмульгированию.Как производные холестерина, желчные кислоты имеют как гидрофильные, так и гидрофобные домены (т.е. они являются амфипатическими). При воздействии большого агрегата триглицерида гидрофобные части желчных кислот интеркалируются в липид, а гидрофильные домены остаются на поверхности. Такое покрытие желчными кислотами способствует разрушению крупных агрегатов или капель на более мелкие и мелкие капли.
Гидролиз триглицерида до моноглицерида и свободных жирных кислот осуществляется преимущественно липазой поджелудочной железы.Активность этого фермента заключается в урезании жирных кислот в положениях 1 и 3 триглицерида, в результате чего остаются две свободные жирные кислоты и 2-моноглицерид. Препарат орлистат (ксеникал), который используется для лечения ожирения, действует путем ингибирования липазы поджелудочной железы, тем самым уменьшая переваривание и всасывание жира в тонком кишечнике. Липаза — это водорастворимый фермент, и, проявив немного воображения, легко понять, почему эмульгирование является необходимой прелюдией к его эффективному действию.Вскоре после еды липаза присутствует в тонком кишечнике в довольно больших количествах, но может действовать только на поверхности капель триглиеридов. Для данного объема липида, чем меньше размер капель, тем больше площадь поверхности, а это означает, что большее количество молекул липазы может работать.
Поскольку моноглицериды и жирные кислоты высвобождаются под действием липазы, они сохраняют свою связь с желчными кислотами и образуют комплекс с другими липидами с образованием структур, называемых мицеллами .Мицеллы представляют собой небольшие агрегаты (4-8 нм в диаметре) смешанных липидов и желчных кислот, взвешенных в пищеварительном тракте. При перемешивании пищи мицеллы сталкиваются с щеточной каймой энтероцитов тонкого кишечника, и липиды, включая моноглицериды и жирные кислоты, захватываются эпителиальными клетками.

Всасывание и перенос в кровь

Основные продукты переваривания липидов — жирные кислоты и 2-моноглицериды — проникают в энтероцит путем простой диффузии через плазматическую мембрану.Значительная часть жирных кислот также попадает в энтероцит через специфический белок-переносчик жирных кислот в мембране.

Липиды транспортируются из энтероцитов в кровь по механизму, явно отличающемуся от того, что мы видели для моносахаридов и аминокислот.

Попав внутрь энтероцита, жирные кислоты и моноглицериды транспортируются в эндоплазматический ретикулум, где они используются для синтеза триглиеридов. Начиная с эндоплазматического ретикулума и заканчивая Гольджи, триглицерид упаковывается с холестерином, липопротеинами и другими липидами в частицы, называемые хиломикронами . Помните, где это происходит — в абсорбирующих энтероцитах тонкой кишки.

Хиломикроны вытесняются из Гольджи в экзоцитотические пузырьки, которые транспортируются в базолатеральную часть энтероцита. Везикулы сливаются с плазматической мембраной и подвергаются экзоцитозу, сбрасывая хиломикроны в пространство за пределами клеток.

Поскольку хиломикроны являются частицами, практически все шаги на этом пути можно визуализировать с помощью электронного микроскопа, как демонстрирует монтаж изображений ниже.

Перенос липидов в кровоток также отличается от того, что происходит с сахарами и аминокислотами. Вместо того, чтобы абсорбироваться непосредственно в капиллярную кровь, хиломикроны сначала транспортируются в лимфатический сосуд, который проникает в каждую ворсинку, называемую центральным млечным сосудом . До недавнего времени было непонятно, как большие хиломикроны попадают в млечные железы. Оказывается, есть участки молочной железы, в которых эндотелиальные клетки удерживаются вместе с помощью специализированных «кнопочных соединений», которые намного более проницаемы для хиломикронов, чем нормальные клеточные соединения.Лимфа, богатая хиломикронами, затем стекает в лимфатическую систему, которая быстро поступает в кровь. Хиломикроны, передающиеся с кровью, быстро разбираются, и составляющие их липиды используются по всему телу.

Когда абсорбируется большое количество хиломикронов, лимфа, оттекающая из тонкой кишки, кажется молочной, а лимфатические сосуды хорошо видны. На изображении ниже брюшного содержимого койота тонкие белые линии (стрелки) представляют собой лимфатические сосуды кишечника, заполненные хиломикронами.Эта лимфа проходит через брыжеечные лимфатические узлы (ЛУ), а затем в более крупные лимфатические узлы.

Другой важный липид, который всасывается в тонком кишечнике, — это холестерин. Гомеостатический холестерин является результатом баланса синтеза холестерина, абсорбции пищевого холестерина и выведения холестерина с желчью. Много лет назад было показано, что холестерин, но не растительные стерины, легко всасывается в кишечнике. Совсем недавно был идентифицирован специфический транспортный белок (NPC1L1), который переносит холестерин из просвета кишечника в энтероцит.Оттуда большая часть холестерина этерифицируется, включается в хиломикроны и перемещается в кровь с помощью механизмов, описанных выше.

Если вы хотите подтвердить для себя хотя бы некоторые из описанных выше процессов, вам следует провести следующий эксперимент:

• Съешьте чашку жирных сливок или мешок картофеля фри быстрого приготовления.
• Сделайте что-нибудь продуктивное, например, учебу в течение 30 минут.
• Возьмите образец крови у себя (достаточно капиллярной трубки) — используйте антикоагулянт, чтобы предотвратить свертывание.
• Центрифугируйте образец крови для разделения клеток и плазмы.

Когда вы исследуете свою плазму, она будет выглядеть отчетливо молочной из-за присутствия миллиардов светоотражающих хиломикронов (состояние называется липемия ). Если вам нужен дополнительный балл, продолжайте забор крови каждые 15 минут, пока плазма не очистится, а затем нанесите результаты на миллиметровую бумагу. В качестве альтернативы вы можете просто изучить изображение справа, чтобы увидеть, как выглядит сыворотка собаки после нескольких часов голодания по сравнению с липемической сывороткой, полученной вскоре после приема пищи для щенков.

Обновлено в мае 2019 г. Отправляйте комментарии по адресу [email protected]

5.4: Переваривание и всасывание липидов

Цели обучения

• Обобщите этапы переваривания и абсорбции липидов.
• Объясните, как липиды используются для получения энергии и сохраняются в организме.

Липиды представляют собой большие молекулы и обычно не растворяются в воде. Подобно углеводам и белкам, липиды расщепляются на мелкие компоненты для всасывания.Поскольку большинство наших пищеварительных ферментов имеют водную основу, как организм расщепляет жир и делает его доступным для различных функций, которые он должен выполнять в организме человека?

Ото рта к желудку

Первый этап переваривания триацилглицеринов и фосфолипидов начинается во рту, когда липиды попадают в слюну. Затем физическое действие жевания в сочетании с действием эмульгаторов позволяет пищеварительным ферментам выполнять свои задачи. Фермент лингвальная липаза вместе с небольшим количеством фосфолипида в качестве эмульгатора инициирует процесс пищеварения.Эти действия делают жиры более доступными для пищеварительных ферментов. В результате жиры становятся крошечными капельками и отделяются от водянистых компонентов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Переваривание липидов

В желудке липаза желудка начинает расщеплять триацилглицерины на диглицериды и жирные кислоты. В течение двух-четырех часов после еды примерно 30 процентов триацилглицеринов превращаются в диглицериды и жирные кислоты. Взбалтывание и сокращение желудка помогают рассеять молекулы жира, а диглицериды, полученные в этом процессе, действуют как дополнительные эмульгаторы.Однако даже при всей этой активности в желудке происходит очень слабое переваривание жиров.

Идти в кровоток

Когда содержимое желудка попадает в тонкий кишечник, пищеварительная система решает преодолеть небольшое препятствие, а именно объединить отделенные жиры с собственными водянистыми жидкостями. Решение этой проблемы — желчь. Желчь содержит соли желчных кислот, лецитин и вещества, полученные из холестерина, поэтому она действует как эмульгатор. Он притягивает и удерживает жир, в то время как он одновременно притягивается и удерживается водой.Эмульгирование увеличивает площадь поверхности липидов более чем в тысячу раз, делая их более доступными для пищеварительных ферментов.

После эмульгирования содержимого желудка ферменты, расщепляющие жир, воздействуют на триацилглицерины и диглицериды, отделяя жирные кислоты от их глицериновой основы. Когда липаза поджелудочной железы попадает в тонкий кишечник, она расщепляет жиры на свободные жирные кислоты и моноглицериды. И снова возникает еще одно препятствие. Как жиры будут проходить через водянистый слой слизи, покрывающей абсорбирующую оболочку пищеварительного тракта? Как и раньше, ответ — желчь.Соли желчных кислот обволакивают жирные кислоты и моноглицериды с образованием мицелл. Мицеллы имеют ядро ​​из жирных кислот с водорастворимой внешней стороной. Это обеспечивает эффективную транспортировку к микроворсинкам кишечника. Здесь жировые компоненты высвобождаются и распространяются по клеткам слизистой оболочки пищеварительного тракта.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Жиры могут перемещаться через водянистую среду тела благодаря процессу эмульсии.

Подобно тому, как липиды требуют особого обращения в пищеварительном тракте для перемещения в водной среде, они требуют аналогичного обращения для перемещения в кровотоке.Внутри кишечных клеток моноглицериды и жирные кислоты снова собираются в триацилглицерины. Триацилглицерины, холестерин и фосфолипиды образуют липопротеины при соединении с белком-носителем. Липопротеины имеют внутреннее ядро, которое в основном состоит из триацилглицеринов и сложных эфиров холестерина (сложный эфир холестерина — это холестерин, связанный с жирной кислотой). Внешняя оболочка состоит из фосфолипидов с вкраплениями белков и холестерина. Вместе они образуют хиломикрон, большой липопротеин, который теперь попадает в лимфатическую систему и вскоре будет выпущен в кровоток через яремную вену на шее.Хиломикроны отлично транспортируют пищевые жиры через водную среду организма к определенным направлениям, таким как печень и другие ткани тела.

Холестерины плохо всасываются по сравнению с фосфолипидами и триацилглицеринами. Всасыванию холестерина способствует увеличение количества пищевых жировых компонентов, и этому препятствует высокое содержание клетчатки. Это причина того, что для снижения холестерина в крови рекомендуется высокое потребление клетчатки. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как свежие фрукты, овощи и овес, могут связывать соли желчных кислот и холестерин, предотвращая их всасывание и вывод из толстой кишки.

Если жиры не усваиваются должным образом, как это наблюдается при некоторых заболеваниях, стул человека будет содержать большое количество жира. Если мальабсорбция жира сохраняется, состояние известно как стеаторея. Стеаторея может быть результатом заболеваний, влияющих на всасывание, таких как болезнь Крона и кистозный фиброз.

Правда о хранении и использовании жира

До того, как появилась пищевая промышленность, фитнес-центры и программы похудания, наши предки упорно трудились, чтобы даже найти еду.Они строили планы не на то, чтобы сбросить последние десять фунтов, чтобы надеть купальный костюм на время отпуска, а скорее на то, чтобы найти еду. Сегодня именно поэтому мы можем долгое время обходиться без еды, независимо от того, заболели ли мы с пропавшим аппетитом, повысился уровень физической активности или просто нет еды. Наши тела резервируют топливо на черный день.

Один из способов накопления жира в организме заключается в том, что организм преобразует углеводы в гликоген, который, в свою очередь, накапливается в мышцах для получения энергии. Когда мышцы достигают своей способности накапливать гликоген, его избыток возвращается в печень, где он превращается в триацилглицерины, а затем откладывается в виде жира.

Подобным образом большая часть триацилглицеринов, которые организм получает с пищей, транспортируется в хранилища жира внутри тела, если не используется для выработки энергии. Хиломикроны отвечают за транспортировку триацилглицеринов в различные места, такие как мышцы, грудь, внешние слои под кожей и внутренние жировые слои живота, бедер и ягодиц, где они сохраняются организмом в жировой ткани для будущего использования. Как это достигается? Напомним, что хиломикроны — это большие липопротеины, которые содержат триацилглицерин и ядро ​​жирных кислот.Стенки капилляров содержат фермент, называемый липопротеин-липазой, который расщепляет триацилглицерины липопротеинов на жирные кислоты и глицерин, позволяя им проникать в жировые клетки. Попав внутрь жировых клеток, жирные кислоты и глицерин снова собираются в триацилглицерины и сохраняются для дальнейшего использования. Мышечные клетки также могут поглощать жирные кислоты и использовать их для мышечной работы и выработки энергии. Когда потребности человека в энергии превышают количество доступного топлива, полученного от недавнего приема пищи или продолжительная физическая активность истощила запасы энергии гликогена, запасы жира извлекаются для использования энергии.

Поскольку организму требуется дополнительная энергия, жировая ткань реагирует на это, разрушая свои триацилглицерины и выделяя глицерин и жирные кислоты непосредственно в кровь. Получив эти вещества, голодные до энергии клетки разбивают их на крошечные фрагменты. Эти фрагменты проходят серию химических реакций, в результате которых выделяются энергия, углекислый газ и вода.

Ключевые выводы

• В желудке жир отделяется от других пищевых веществ.В тонком кишечнике желчь превращает жиры в эмульсию, а ферменты их переваривают. Клетки кишечника поглощают жиры.
• Длинноцепочечные жирные кислоты образуют большую липопротеиновую структуру, называемую хиломикроном, которая переносит жиры по лимфатической системе.
• Хиломикроны образуются в клетках кишечника и переносят липиды из пищеварительного тракта в кровоток.
• Короткие и средние жирные цепи могут всасываться непосредственно в кровоток из микроворсинок кишечника, поскольку они водорастворимы.
• Всасывание холестерина затрудняется продуктами с высоким содержанием клетчатки.
• Когда запасы энергии низки, организм использует накопленные запасы жира для получения энергии.

Обсуждение стартера

• Объясните роль эмульгаторов в переваривании жиров.
• Назовите часть пищеварительной системы, в которой происходит наибольшее переваривание и всасывание жиров.
• Опишите роль солей желчных кислот в переваривании триацилглицеринов и фосфолипидов.
• Определите хиломикрон.
• Объясните, как продукты, богатые клетчаткой, влияют на усвоение холестерина.
• Обсудите процессы организма по использованию энергии.

Переваривание и всасывание липидов — Питание человека [УСТАРЕЛО]

Липиды представляют собой большие молекулы и обычно не растворяются в воде. Подобно углеводам и белкам, липиды расщепляются на мелкие компоненты для всасывания. Поскольку большинство наших пищеварительных ферментов имеют водную основу, как организм расщепляет жир и делает его доступным для различных функций, которые он должен выполнять в организме человека?

Ото рта к желудку

Первый этап переваривания триглицеридов и фосфолипидов начинается во рту, когда липиды попадают в слюну.Затем физическое действие жевания в сочетании с действием эмульгаторов позволяет пищеварительным ферментам выполнять свои задачи. Фермент лингвальная липаза вместе с небольшим количеством фосфолипида в качестве эмульгатора инициирует процесс пищеварения. Эти действия делают жиры более доступными для пищеварительных ферментов. В результате жиры становятся крошечными капельками и отделяются от водянистых компонентов.

Рисунок 5.10 Переваривание и абсорбция липидов

В желудке липаза желудка начинает расщеплять триглицериды на диглицериды и жирные кислоты.В течение двух-четырех часов после еды примерно 30 процентов триглицеридов превращаются в диглицериды и жирные кислоты. Взбалтывание и сокращение желудка помогают рассеять молекулы жира, а диглицериды, полученные в этом процессе, действуют как дополнительные эмульгаторы. Однако даже при всей этой активности в желудке происходит очень слабое переваривание жиров.

Идти в кровоток

Когда содержимое желудка попадает в тонкий кишечник, пищеварительная система решает преодолеть небольшое препятствие, а именно объединить отделенные жиры с собственными водянистыми жидкостями.Решение этой проблемы — желчь. Желчь содержит соли желчных кислот, лецитин и вещества, полученные из холестерина, поэтому она действует как эмульгатор. Он притягивает и удерживает жир, в то время как он одновременно притягивается и удерживается водой. Эмульгирование увеличивает площадь поверхности липидов более чем в тысячу раз, делая их более доступными для пищеварительных ферментов.

После эмульгирования содержимого желудка ферменты, расщепляющие жир, воздействуют на триглицериды и диглицериды, отделяя жирные кислоты от их глицериновой основы.Когда липаза поджелудочной железы попадает в тонкий кишечник, она расщепляет жиры на свободные жирные кислоты и моноглицериды. И снова возникает еще одно препятствие. Как жиры будут проходить через водянистый слой слизи, покрывающий всасывающую оболочку пищеварительного тракта? Как и раньше, ответ — желчь. Соли желчных кислот обволакивают жирные кислоты и моноглицериды с образованием мицелл. Мицеллы имеют ядро ​​из жирных кислот с водорастворимой внешней стороной. Это обеспечивает эффективную транспортировку к микроворсинкам кишечника.Здесь жировые компоненты высвобождаются и распространяются по клеткам слизистой оболочки пищеварительного тракта.

Рисунок 5.11 Образование мицелл

Схема мицеллы, образованной фосфолипидами в водном растворе, Эммануэль Буте / CC BY-SA 3.0

Рисунок 5.12 Схематическая диаграмма хиломикрона

Хиломикроны содержат триглицериды, молекулы холестерина и другие липиды от OpenStax College / CC BY 3.0

Так же, как липиды требуют особого обращения в пищеварительном тракте для перемещения в водной среде, они требуют аналогичного обращения для перемещения в кровотоке.Внутри кишечных клеток моноглицериды и жирные кислоты снова собираются в триглицериды. Триглицериды, холестерин и фосфолипиды образуют липопротеины при соединении с белком-носителем. Липопротеины имеют внутреннее ядро, которое в основном состоит из триглицеридов и сложных эфиров холестерина (сложный эфир холестерина — это холестерин, связанный с жирной кислотой). Внешняя оболочка состоит из фосфолипидов с вкраплениями белков и холестерина. Вместе они образуют хиломикрон, большой липопротеин, который теперь попадает в лимфатическую систему и вскоре будет выпущен в кровоток через яремную вену на шее.Хиломикроны отлично транспортируют пищевые жиры через водную среду организма к определенным направлениям, таким как печень и другие ткани тела.

Холестерины плохо всасываются по сравнению с фосфолипидами и триглицеридами. Всасыванию холестерина способствует увеличение количества пищевых жировых компонентов, и этому препятствует высокое содержание клетчатки. Это причина того, что для снижения холестерина в крови рекомендуется высокое потребление клетчатки. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как свежие фрукты, овощи и овес, могут связывать соли желчных кислот и холестерин, предотвращая их всасывание и вывод из толстой кишки.

Если жиры не усваиваются должным образом, как это наблюдается при некоторых заболеваниях, стул человека будет содержать большое количество жира. Если мальабсорбция жира сохраняется, состояние известно как стеаторея. Стеаторея может быть результатом заболеваний, влияющих на всасывание, таких как болезнь Крона и кистозный фиброз.

Рисунок 5.13 Холестерин и растворимая клетчатка

Правда о хранении и использовании жира

До того, как появилась пищевая промышленность, фитнес-центры и программы похудания, наши предки упорно трудились, чтобы даже найти еду.Они строили планы не на то, чтобы сбросить последние десять фунтов, чтобы надеть купальный костюм на время отпуска, а скорее на то, чтобы найти еду. Сегодня именно поэтому мы можем долгое время обходиться без еды, независимо от того, заболели ли мы с пропавшим аппетитом, повысился уровень физической активности или просто нет еды. Наши тела резервируют топливо на черный день.

Один из способов накапливания жира в организме уже упоминался в главе «Углеводы». Организм превращает углеводы в гликоген, который, в свою очередь, накапливается в мышцах для получения энергии.Когда мышцы достигают своей способности накапливать гликоген, его избыток возвращается в печень, где он превращается в триглицериды, а затем откладывается в виде жира.

Подобным образом большая часть триглицеридов, которые организм получает с пищей, транспортируется в жировые отложения внутри тела, если не используется для производства энергии. Хиломикроны отвечают за транспортировку триглицеридов в различные места, такие как мышцы, грудь, внешние слои под кожей и внутренние жировые слои живота, бедер и ягодиц, где они сохраняются организмом в жировой ткани для будущего использования.Как это достигается? Напомним, что хиломикроны — это большие липопротеины, которые содержат триглицеридное и жирнокислотное ядро. Стенки капилляров содержат фермент, называемый липопротеин-липазой, который расщепляет триглицериды липопротеинов на жирные кислоты и глицерин, позволяя им проникать в жировые клетки. Попав внутрь жировых клеток, жирные кислоты и глицерин снова собираются в триглицериды и сохраняются для дальнейшего использования. Мышечные клетки также могут поглощать жирные кислоты и использовать их для мышечной работы и выработки энергии.Когда потребности человека в энергии превышают количество доступного топлива, полученного от недавнего приема пищи или продолжительная физическая активность истощила запасы энергии гликогена, запасы жира извлекаются для использования энергии.

Поскольку организму требуется дополнительная энергия, жировая ткань реагирует на это, разрушая свои триглицериды и выделяя глицерин и жирные кислоты непосредственно в кровь. Получив эти вещества, голодные до энергии клетки разбивают их на крошечные фрагменты.Эти фрагменты проходят серию химических реакций, в результате которых выделяются энергия, углекислый газ и вода.

Рисунок 5.14 Хранение и использование жира

Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0

Понимание холестерина в крови

Возможно, вы слышали о сокращениях ЛПНП и ЛПВП, относящихся к здоровью сердца. Эти сокращения относятся к липопротеинам низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинам высокой плотности (ЛПВП) соответственно. Липопротеины характеризуются размером, плотностью и составом.По мере увеличения размера липопротеина плотность уменьшается. Это означает, что ЛПВП меньше, чем ЛПНП. Почему их называют «хорошим» и «плохим» холестерином? Что нужно знать об этих липопротеинах?

Основные липопротеины

Напомним, что хиломикроны переносят жиры через водянистую среду организма. Примерно через десять часов циркуляции по телу хиломикроны постепенно высвобождают свои триглицериды, пока все, что от их состава не останется, — это богатые холестерином остатки.Эти остатки используются печенью в качестве сырья для выработки определенных липопротеинов. Ниже приводится список различных липопротеинов и их функций:

• ЛПОНП. Липопротеины очень низкой плотности вырабатываются в печени из остатков хиломикронов и переносят триглицериды из печени в различные ткани организма. По мере того, как ЛПОНП перемещаются по кровеносной системе, липопротеиновая липаза лишает ЛПОНП триглицеридов. Поскольку удаление триглицеридов продолжается, ЛПОНП становятся липопротеидами промежуточной плотности.
• IDL. Липопротеины промежуточной плотности переносят различные жиры и холестерин в кровоток, и их состав немного ниже половины триглицеридов. Путешествуя по кровотоку, холестерин извлекается из других липопротеинов, в то время как циркулирующие ферменты удаляют его фосфолипидный компонент. Когда IDL возвращаются в печень, они превращаются в липопротеины низкой плотности.
• ЛПНП. Поскольку липопротеины низкой плотности широко известны как «плохой холестерин», совершенно необходимо понимать их функцию в организме, чтобы делать выбор в пользу здорового питания и образа жизни.ЛПНП переносят холестерин и другие липиды из печени в ткани по всему телу. ЛПНП состоят из очень небольшого количества триглицеридов и содержат более 50 процентов холестерина и сложных эфиров холестерина. Как организм получает содержащиеся в нем липиды? Поскольку ЛПНП доставляют холестерин и другие липиды в клетки, поверхность каждой клетки имеет рецепторные системы, специально предназначенные для связывания с ЛПНП. Циркулирующие в кровотоке ЛПНП связываются с этими рецепторами ЛПНП и потребляются. Попав внутрь клетки, ЛПНП разбирается и высвобождается холестерин.В клетках печени эти рецепторные системы помогают контролировать уровень холестерина в крови, поскольку они связывают ЛПНП. Дефицит этих механизмов связывания ЛПНП приведет к перемещению большого количества холестерина в кровоток, что может привести к сердечным заболеваниям или атеросклерозу. Рацион, богатый насыщенными жирами, запрещает рецепторы ЛПНП, которые имеют решающее значение для регулирования уровня холестерина.
• ЛПВП. Липопротеины высокой плотности несут ответственность за перенос холестерина из кровотока в печень, где он либо повторно используется, либо удаляется из организма с желчью.ЛПВП имеют очень большой белковый состав в сочетании с низким содержанием холестерина (от 20 до 30 процентов) по сравнению с другими липопротеинами. Следовательно, эти липопротеины высокой плотности обычно называют «хорошим холестерином».

Рисунок 5.15 Классы липопротеинов

Классификация основных типов липопротеинов основана на их плотности. Отображается диапазон плотности, а также содержание липидов (красный) и белка (синий). (Схема без масштаба) / CC BY 3.0

Рекомендации по холестерину в крови

Для нормального общего холестерина в крови желаемый диапазон, который вы хотели бы поддерживать, составляет менее 200 мг / дл.В частности, при рассмотрении индивидуальных липидных профилей низкое количество ЛПНП и высокое количество ЛПВП предотвращают избыточное накопление холестерина в артериях и предотвращают потенциальную опасность для здоровья. Уровень ЛПНП менее 100 миллиграммов на децилитр является идеальным, в то время как уровень ЛПНП выше 160 мг / дл считается высоким. Напротив, низкое значение ЛПВП является верным признаком того, что человек живет с большим риском заболевания. Значения менее 40 мг / дл для мужчин и 50 мг / дл для женщин указывают на фактор риска развития сердечных заболеваний.Короче говоря, повышенные липидные профили ЛПНП в крови указывают на повышенный риск сердечного приступа, в то время как повышенные липидные профили ЛПВП в крови указывают на снижение риска. Медицинский центр Университета Мэриленда сообщает, что жирные кислоты омега-3 способствуют снижению общего холестерина и триглицеридов у людей с высокое содержание холестерина.

Предполагается, что люди регулярно употребляют в пищу омега-3 жирные кислоты, такие как альфа-линоленовая кислота. Полиненасыщенные жирные кислоты особенно полезны для употребления, потому что они как снижают ЛПНП, так и повышают ЛПВП, тем самым способствуя здоровому уровню холестерина в крови.Исследование также показывает, что насыщенные и трансжирные кислоты служат катализаторами повышения холестерина ЛПНП. Кроме того, трансжирные кислоты снижают уровень ЛПВП, что может негативно повлиять на общий холестерин в крови.

Метаболизм триглицеридов в печени

Abstract

Молекулы триглицеридов представляют собой основную форму хранения и транспорта жирных кислот внутри клеток и в плазме. Печень является центральным органом метаболизма жирных кислот. Жирные кислоты накапливаются в печени за счет гепатоцеллюлярного захвата из плазмы и за счет биосинтеза de novo .Жирные кислоты удаляются путем окисления внутри клетки или путем секреции в плазму липопротеидов очень низкой плотности, богатых триглицеридами. Несмотря на высокие потоки через эти пути, в нормальных условиях печень хранит лишь небольшое количество жирных кислот в виде триглицеридов. В условиях избыточного питания и ожирения метаболизм жирных кислот в печени изменяется, что обычно приводит к накоплению триглицеридов в гепатоцитах и ​​к клиническому состоянию, известному как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП).В этом обзоре мы описываем текущее понимание метаболизма жирных кислот и триглицеридов в печени и его регуляции при здоровье и болезнях, определяя потенциальные направления для будущих исследований. Прогресс в понимании молекулярных механизмов, лежащих в основе накопления жира в печени, имеет решающее значение для разработки целевых методов лечения НАЖБП.

Введение

Печень является центральным органом, который контролирует гомеостаз липидов посредством сложных, но точно регулируемых биохимических, сигнальных и клеточных путей.Гепатоциты являются основными паренхиматозными клетками печени, которые контролируют биохимические и метаболические функции печени, включая метаболизм триглицеридов. Дополнительные типы клеток в печени включают холангиоциты, клетки Купфера, звездчатые клетки и эндотелиальные клетки, каждая из которых выполняет специализированные функции в патобиологии печени (261).

В этом обзоре основное внимание будет уделено метаболизму жирных кислот (ЖК) в печени и их нейтральной запасной форме, триглицеридам (ТГ), которые в основном встречаются в гепатоцитах.В нормальных условиях ежедневно печень перерабатывает большие количества ЖК, но сохраняет лишь небольшие количества в форме ТГ, при этом содержание ТГ в равновесном состоянии составляет менее 5% (32). Это связано с тем, что скорость приобретения ЖК за счет поглощения из плазмы и из de novo синтеза в печени уравновешивается скоростью окисления ЖК и секреции в плазму в виде обогащенного ТГ липопротеина очень низкой плотности (ЛПОНП-ТГ). Относительно небольшие количества ТГ, хранящиеся в печени, локализуются в цитоплазматических липидных каплях.

НАЖБП — наиболее частое хроническое заболевание печени, характеризующееся избыточным накоплением ТГ в печени. Это связано с ожирением, диабетом 2 типа и дислипидемией и обычно возникает на фоне инсулинорезистентности (22). НАЖБП охватывает спектр гистопатологий печени от простого стеатоза печени, часто называемого неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБ), до неалкогольного стеатогепатита (НАСГ), при котором стеатоз печени сопровождается воспалением, гибелью клеток и фиброзом (5).Печеночные осложнения НАСГ включают цирроз и гепатоцеллюлярную карциному. В настоящее время не существует эффективных методов лечения НАЖБП, кроме изменений в образе жизни, которые приводят к улучшению физической формы и снижению веса. Для разработки эффективных фармакологических методов лечения необходимо детальное знание клеточных и молекулярных механизмов, ведущих к изменению метаболизма липидов в печени. Помимо описания основных путей метаболизма печеночных ЖК и ТГ и их регуляции, мы обсудим недавние достижения в нашем понимании того, как они изменяются при НАЖБП.

Метаболизм жирных кислот в печени

ЖК в печени происходят из пищевых или эндогенных источников. Диетические ТГ эмульгируются желчными кислотами в просвете кишечника после их гидролиза, главным образом, липазой поджелудочной железы (166), что дает sn -2-моноацилглицеринов и свободные ЖК в качестве продуктов. После эмульгирования эти липидные молекулы захватываются энтероцитами и повторно синтезируются в ТГ. ТГ упаковываются в хиломикроны, секретируются в лимфатическую систему и в конечном итоге достигают плазмы (112, 122).Большая часть хиломикронных ТГ поглощается мышечной и жировой тканью из-за активности липопротеинлипазы, которая экспрессируется на просветных поверхностях эндотелиальных клеток капилляров этих тканей (2). ТГ, остающийся в остатках хиломикронов, доставляется в печень, когда эти частицы поглощаются рецепторно-опосредованным эндоцитозом, а ЖК высвобождаются во время лизосомной обработки частиц (54).

Основные источники жирных кислот печени.

Тремя основными источниками жирных кислот печени (ЖК) являются пищевые липиды, ЖК, полученные из жировой ткани, и de novo -синтезированные ЖК.После еды пищевые липиды гидролизуются в просвете кишечника. После поглощения в кишечнике ЖК повторно этерифицируется с образованием молекул ТГ, которые упаковываются в хиломикроны и доставляются в основном в мышечную и жировую ткань. Оставшиеся ТГ, присутствующие в остатках хиломикронов, затем транспортируются в печень и обрабатываются внутриклеточно, что приводит к высвобождению ЖК внутри гепатоцитов. Углеводы, особенно глюкоза, используются в липогенезе (DNL) печени de novo для производства ЖК.Для метаболизма ЖК активируются с образованием молекул ацил-КоА, которые могут подвергаться окислению или встраиваться в сложные липиды. Локально синтезированные ТГ могут храниться во внутриклеточных липидных каплях (LD) или упаковываться в VLDL и секретироваться в плазму. При голодании внутриклеточные запасы ТГ мобилизуются из адипоцитов и гепатоцитов для высвобождения продуктов ЖК. Печеночная DNL может также способствовать формированию пула ацил-КоА, доступного для производства энергии, окисления в митохондриях или для продукции VLDL-TG.В условиях избыточного питания и инсулинорезистентности уровни печеночных ЖК повышаются из-за усиленного липолиза в адипоцитах, что приводит к повышенным уровням циркулирующих ЖК в кровотоке и увеличению печеночной DNL. Избыток ЖК не может потребляться окислительными путями, и вместо этого ЖК направляются на синтез ТГ, что приводит к увеличению накопления ТГ в печени и избыточной продукции ЛПОНП. Толщина стрелки обозначает уровень метаболической активности.

Когда углеводов много, печень превращает глюкозу в ЖК, процесс, называемый de novo липогенез (DNL) (120) ().Контроль DNL в первую очередь транскрипционный. Плазменный инсулин активирует мембраносвязанный с мембраной эндоплазматического ретикулума белок 1С, регулирующий элемент транскрипции стерола (SREBP1c), N-конец которого перемещается в ядро ​​и активирует все гены в пути биосинтеза ЖК (116). Поглощение печенью избыточной глюкозы плазмы способствует ядерной транслокации белка, связывающего элемент углеводного ответа (ChREBP), фактора транскрипции, который также усиливает транскрипцию большинства генов биосинтеза ЖК плюс пируваткиназы (89, 205), что увеличивает доступность цитрата. для синтеза ЖК.

Еще одним важным источником ЖК является прямое поглощение из плазмы. У людей ЖК из плазмы является основным источником триглицеридов печени во время голодания (72). В условиях голодания, когда концентрация инсулина в плазме низка, липолитическая программа запускается в белой жировой ткани, что увеличивает пул ЖК плазмы, доступный для поглощения печенью (12, 214) (). ЖК в основном связаны с альбумином в кровотоке. Поглощение ЖК печенью осуществляется в несколько этапов.К ним относятся диссоциация ЖК от альбумина, транспорт через плазматическую мембрану гепатоцитов, связывание с внутриклеточными белками и этерификацию с коферментом A (CoA). Плазменные ЖК также являются основным источником ЛПОНП-ТГ как при голодании, так и при приеме пищи (72).

Внутри гепатоцита ЖК этерифицируются до глицерин-3-фосфата (G3P) и холестерина с образованием TG или сложных эфиров холестерина соответственно. Эти нейтральные липиды могут накапливаться либо в цитоплазматических липидных каплях (LD), либо секретироваться в кровоток в виде частиц VLDL (135) ().ЖК в печени также может использоваться для синтеза других сложных липидов, включая фосфолипиды (PL). Во время голодания ЖК используются как в качестве местного источника энергии, так и в качестве субстрата для производства кетоновых тел. В целом, метаболизм ЖК в печени строго регулируется множеством взаимосвязанных транскрипционных и сигнальных путей, которые остаются предметом интенсивных исследований и открытий.

Поглощение жирных кислот

Несмотря на их способность диффундировать через липидный бислой (232), ЖК поглощаются гепатоцитами через белки, связанные с плазматической мембраной.Различные белки были связаны с транспортом длинноцепочечных FA, включая FA-связывающий белок плазматической мембраны (FABPpm), транслоказу FA (FAT) / CD36, кавеолин-1 и очень длинноцепочечные ацил-CoA синтетазы (ACSVL / FA). транспортные белки, также называемые семейством FATP / solute carrier 27A1–6, SLC27A1–6) (27, 253) ().

Транспорт и метаболизм жирных кислот в печени.

Внутри плазматической мембраны транслоказа FA (FAT) / CD36, FA-связывающий белок плазматической мембраны (FABPpm) и кавеолин-1 опосредуют поглощение жирной кислоты (FA), которая связана с циркулирующим альбумином.Альтернативно, печеночные ЖК могут быть получены интернализацией остатка хиломикронов или липогенезом de novo . Последнее происходит за счет активности трех ключевых ферментов: АТФ-цитратлиазы (ACLY), ацетил-КоА-карбоксилазы (ACC) и синтазы жирных кислот (FAS). В цитозоле ЖК связываются со связывающим жирные кислоты белком-1 (FABP1) и белком-носителем стеролов-2 (SCP2), которые могут контролировать их клеточное распределение. Транспортные белки ЖК (FATP2, 4 и 5) и длинноцепочечные ацил-КоА-синтетазы (ACSL1, 3 и 5) опосредуют активацию длинноцепочечных ЖК молекулами ацил-КоА и их передачу по метаболическим путям.Хотя ACSL5 связан с митохондриями, он может способствовать биосинтезу триглицеридов. В цитозоле ацил-КоА связываются с ацил-КоА-связывающим белком (ACBP) или SCP2. Члены суперсемейства ацил-CoA тиоэстеразы (ACOT) / тиоэстеразы (Them1, 2 и 5), по-видимому, противодействуют активности ACSL, катализируя гидролиз молекул ацил-CoA до FA и CoA. Это может предоставить дополнительные средства контроля баланса между ЖК и ацил-КоА в гепатоцитах.

Роль белков CD36 и FABPpm в поглощении ЖК установлена ​​для сердца и скелетных мышц, но их функция в гепатоцитах остается нерешенной.Хотя уровни экспрессии в печени низкие, уровни мРНК CD36 положительно коррелируют с содержанием ТГ в печени в модели стеатоза печени у крыс (35), а экспрессия его белка повышена у пациентов с НАЖБП (181). Однако патофизиологическое значение этого белка для печени неясно. В то время как печеночно-специфическая делеция CD36 у мышей приводит к снижению содержания липидов в печени и снижению поглощения ЖК в условиях кормления с высоким содержанием жиров, что свидетельствует о прямом вкладе CD36 в метаболизм ЖК в печени в этих условиях (279), нокаут CD36 во всем организме у мышей значительно снижает поглощение ЖК сердцем, жировой тканью и мышцами, но нормальное поглощение наблюдается в печени (52).Также кажется, что CD36 играет роль в липогенезе печени. CD36 является целевым геном для рецептора арилуглеводородов (AhR) и необходим для накопления ТГ, наблюдаемого в печени в ответ на его активацию (154). Кроме того, рецептор прегнана X (PXR) индуцирует экспрессию мРНК CD36 в печени, наряду с повышенным поглощением FA и накоплением TG в печени (294). Наконец, CD36 является транскрипционной мишенью рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR) γ (259), который активируется PXR (294).

Функциональные доказательства опосредованного белком транспорта жирных кислот в плазматической мембране гепатоцитов крысы привели к идентификации FABPpm как белка, опосредующего эту активность (247, 249). Впоследствии FABPpm была идентифицирована как митохондриальная аспартатаминотрансфераза (20, 28). МРНК, кодирующая этот белок, увеличивается в гепатоцитах мышей с генетическим ожирением (180), а связывание олеата с плазматическими мембранами гепатоцитов крысы снижается после обработки специфической антисывороткой (246).В культивируемых гепатоцитах обработка этанолом увеличивает содержание мРНК и белков плазматической мембраны, и эти изменения коррелируют с повышенным поглощением ЖК (295). Однако относительный вклад FABPpm в поглощение ЖК печенью остается неизвестным.

Белки FATP (1–6) представляют собой белки, транспортирующие ЖК, которые расположены в плазматической мембране, а также внутриклеточных мембранах. Из-за их способности также активировать ЖК с длинной или очень длинной цепью (69), эти белки были переклассифицированы в семейство ацил-CoA синтетаз с очень длинной цепью (ACSVL) как ACSVL1-6 (106).FATP сочетают захват FA с внутриклеточной этерификацией FA в ацил-CoA, механизм метаболического захвата, который получил название векторного ацилирования (77, 258). Хотя FATP1 и FATP4 хорошо охарактеризованы, в норме они не экспрессируются на значительном уровне в печени (239). Экспрессия FATP4, изоформы, связанной с мембраной ER (226, 273), увеличивается при стеатозе печени и может играть роль в опосредованном пальмитатом липоапоптозе (226). FATP2 высоко экспрессируется в печени и почках (85).В клетках HepG2 FATP2 локализуется в ER, но его сверхэкспрессия увеличивает поглощение длинноцепочечных FA в культуре клеток (148). FATP5 экспрессируется в печени, и исследования на мышах с нокаутом и системах клеточных культур подтверждают его роль в поглощении ЖК (70).

Кавеолины (типы 1–3) представляют собой интегральные мембранные белки, которые являются важными компонентами кавеол, микродоменов везикулярных мембран, богатых холестерином и сфинголипидами (6). Первоначально кавеолины были охарактеризованы в отношении транспорта холестерина (204).Однако их роль в транспорте ЖК была оценена в экспериментах с использованием клеток гепатомы HepG2 (203), где Caveolin-1, CD36, FABPpm и кальций-независимая мембранная фосфолипаза A2 (iPLA2) образуют комплекс гетеротетрамерного белка в микродоменах плазматической мембраны (248). ). Эти комплексы способствуют накоплению ЖК в везикулярных структурах, происходящих из кавеол, для транспорта в клетку (247). В подтверждение этого механизма у мышей с дефицитом кавеолина-1 наблюдается снижение содержания ТГ в печени и нарушение накопления ЛД (87).

Хотя несколько факторов приводят к стеатозу печени, циркулирующие ЖК являются основным источником липидов печени при НАЖБП (72). Переполнение FA, происходящее из-за чрезмерного липолиза в жировой ткани, вносит свой вклад в патогенез инсулинорезистентности у мышей и людей (159), приводя как к диабету 2 типа (213), так и к НАЖБП (27, 171). Хотя транспортеры FA могут играть центральную роль в контроле потока FA в печень, необходимы дополнительные исследования для выяснения специфических функций и физиологического вклада каждого транспортера FA, наряду с их дифференциальной регуляцией в контексте НАЖБП.

De novo липогенез

В нормальных условиях у человека пути печеночной DNL, ​​по-видимому, используются редко (114). Однако, помимо повышенного поглощения ЖК, повышенная DNL может вносить существенный вклад в стеатоз печени (72). Первый этап пути DNL катализируется АТФ-цитратлиазой (ACLY), которая превращает цитрат в ацетил-КоА, который затем карбоксилируется в малонил-КоА с помощью ацетил-КоА-карбоксилазы (АСС). ACC сопровождается серией реакций, которые превращают малонил-КоА в пальмитат.Синтаза жирных кислот (FAS) является ключевым ферментом, ограничивающим скорость синтеза пальмитата, и его активность регулируется множеством механизмов (125, 143, 218, 228) (). Пальмитат может быть модифицирован элонгазами и десатуразами с образованием различных видов ЖК.

Существует две изоформы АСС, цитозольный АСС1 и митохондриальный АСС2, которые кодируются отдельными генами. Присутствие отдельных ферментов ACC позволяет формировать два разных пула малонил-КоА. Малонил-КоА, генерируемый АСС1, используется в качестве субстрата FAS, тогда как малонил-КоА, продуцируемый АСС2, играет ключевую роль в негативной регуляции β-окисления, ингибируя карнитин-пальмитоилтрансферазу 1 (СРТ1) (266).ACC1 высоко экспрессируется в липогенных органах, включая печень, где экспрессия генов и активность ферментов индуцируются богатой углеводами диетой с низким содержанием жиров и подавляются при голодании или диабете (139, 149). Полное разрушение гена ACC1 в организме приводит к эмбриональной летальности, но мыши с специфическим для печени нокаутом жизнеспособны и демонстрируют снижение уровня малонил-КоА на 70–75% и снижение содержания ТГ в печени на 40–70% (170). Несмотря на такие же уровни малонил-КоА, что и у животных дикого типа, печень мышей с нокаутом ACC2 характеризуется пониженной скоростью β-окисления и содержанием ТГ.Эти мыши устойчивы к ожирению и диабету, вызванным диетой (2, 3). В соответствии с этими наблюдениями, антисмысловой нокдаун как ACC1, так и ACC2 приводил к повышению чувствительности печени к инсулину у крыс с экспериментальной НАЖБП (217).

Экспрессия

FAS является повсеместной, но доказательства повышенной транскрипционной и ферментативной активности наблюдаются в печени мышиных моделей ожирения, таких как крысы Zucker ( fa / fa ) (227). Транскрипция генов ACC и FAS усиливается в печени пациентов с НАЖБП (146).Подобно мышам с нокаутом ACC, нарушение FAS во всем теле приводит к эмбриональной летальности (51). Удивительно, но специфический для печени нокаут FAS приводит к гипогликемии и стеатозу печени у мышей, получавших диету с нулевым содержанием жира (45). Поскольку этот фенотип отменяется обработкой агонистом PPARα, было высказано предположение, что вновь синтезированные ЖК и их производные, включая фосфолипиды (44), составляют отдельный пул, который обеспечивает эндогенные лиганды для PPARα. Это, в свою очередь, стимулирует глюконеогенез в печени и окисление ЖК (45).

У мышей с ожирением с дефицитом лептина ( ob / ob ) повышенная транскрипция Acc1 и Fas связана с повышенной активацией ChREBP (64). Кроме того, SREBP-1c и ChREBP могут синергетически индуцировать экспрессию мРНК Acc и Fas в печени (65). Экспрессия обоих транскрипционных факторов повышается в печени мышей с моделями НАЖБП (19), однако только SREBP-1c повышается у пациентов с НАЖБП (115).

Среди ТГ, обнаруженных в ЛПОНП у нормальных субъектов, менее 5% содержат ЖК, полученные из DNL (68).Однако ингибирование DNL ухудшает продукцию и секрецию VLDL-TG у крыс (95). Скорость включения синтезированных DNL ЖК в VLDL-TG увеличивается у нормальных субъектов в условиях высокоуглеводной диеты (223, 224), потребления алкоголя и инфекционных состояний (88), и положительно коррелирует с повышением уровня VLDL в плазме. Содержание ТГ (223). DNL также увеличивается у лиц с ожирением (67, 244) и НАЖБП (68, 88). Эти наблюдения предполагают, что гипертриглицеридемия, по крайней мере, частично объясняется повышенной доступностью синтезируемой DNL FA для синтеза TG и продукции VLDL (223).Для выяснения механизмов изменения DNL при различных патогенных состояниях, включая НАЖБП, необходимы продолжающиеся исследования.

Активация жирных кислот

Активация тиоэтерификацией до КоА с образованием молекул жирного ацил-КоА является обязательной стадией метаболизма длинноцепочечных ЖК. Эта реакция катализируется членами семейства ферментов длинноцепочечной ацил-КоА синтетазы (ACSL) (). Пять изоформ ACSL, обнаруженных у млекопитающих, имеют специфическое распределение в тканях, субклеточное расположение и предпочтение субстрата (106).Кроме того, отдельные изоформы ACSL играют ключевую роль в разделении жирных ацил-КоА на различные метаболические пути (57, 106).

ACSL1, наиболее охарактеризованная изоформа, обильно экспрессируется в различных тканях. Поскольку Acsl1 является геном-мишенью PPARα в печени крыс, этот фермент был связан с катаболизмом ЖК (220). ACSL1 физически взаимодействует с CPT1 во внешней митохондриальной мембране гепатоцитов крысы, возможно, функционируя для направления продуктов жирных ацил-КоА в митохондрии для β-окисления (155).Однако этот процесс до конца не изучен, поскольку у мышей с печеночно-специфическим нокаутом ACSL1 наблюдается лишь умеренное снижение скорости β-окисления и снижение включения жирных ацильных цепей во вновь синтезированные ТГ, хотя общее содержание ТГ в печени остается неизменным (161).

ACSL3 экспрессируется на липидных каплях в клетках гепатомы HuH7 (94), и его экспрессия повышается в печени мышей ob / ob и у мышей, получавших диету с высоким содержанием углеводов (34). Нокдаун ACSL3 в гепатоцитах крысы снижает DNL за счет снижения активации липогенных транскрипционных факторов (т.е.е. PPARγ, ChREBP, SREBP-1c и LXRα), возможно, из-за пониженной доступности форм ЖК, ацил-КоА или их липидных промежуточных продуктов (34).

Предполагая роль ACSL5 в синтезе TG, уровни мРНК повышаются инсулином и активацией SREBP-1c (4). В подтверждение этой липогенной роли избыточная экспрессия ACSL5 в клетках гепатомы крысы увеличивает поглощение экзогенной ЖК, а также ее расщепление на TG, но не на PL (174). Нокдаун ACSL5 в первичных гепатоцитах крысы сильно влияет на распределение жирных ацил-КоА между липогенным и липолитическим путями.В отсутствие этого фермента уменьшается включение экзогенных и эндогенных ЖК в сложные липиды, снижается образование LD и стимулируется окисление ЖК (33).

Реакция, катализируемая изоформами ACSL, обращена активностями ацил-CoA тиоэстераз (ACOT) (). Эти ферменты катализируют гидролиз молекул ацил-КоА до ЖК и КоА. Несмотря на относительно хорошо изученную ферментативную активность, биологические функции пятнадцати членов семейства ACOT остаются менее изученными (53, 142, 256). Acots 1–6 , которые представляют собой ферменты типа I, активируются в печени голодных мышей и мышей с высоким содержанием жира под транскрипционным контролем PPARα (79). Эти наблюдения предполагают роль ACOT типа I в катаболизме липидов. Действительно, избыточная экспрессия ACOT2 в печени приводит к усиленному окислению жирных кислот и кетогенезу, хотя механизм, лежащий в основе этого эффекта, остается неясным (182).

ACOTS 7–15 содержат ферменты типа II, и некоторые из них способствуют метаболизму ЖК в печени.ACOT11 (синоним, член 1 суперсемейства тиоэстеразы, Them1) сильно экспрессируется в коричневой жировой ткани, где он действует, подавляя расход энергии (292) за счет снижения скорости окисления жира (196). Экспрессия гена Acot11 также сильно индуцируется в печени мышей с ожирением (79). В то время как дефицит этого фермента приводит к снижению стеатоза печени, улучшению гомеостаза глюкозы и устойчивости к диабету, вызванному диетой, у мышей с высоким содержанием жиров (292), неясно, являются ли эти фенотипы косвенными эффектами повышенного расхода энергии.

ACOT13 (также известный как Them2) — это ассоциированный с митохондриями фермент, который высоко экспрессируется в печени и других окислительных тканях. Мыши с нокаутом Them2 устойчивы к стеатозу печени, вызванному диетой, и демонстрируют улучшенный метаболизм глюкозы (130). Более того, дефицит Them2 приводит к снижению экспрессии PPARα и HNF4α, возможно, из-за роли этого фермента в контроле лигандов FA этих ядерных рецепторов (53) и снижении окисления FA (135). Them2 также контролирует метаболизм липидов и глюкозы, взаимодействуя с белком-переносчиком фосфатидилхолина (PC-TP), чтобы подавить передачу сигналов инсулина в печени за счет снижения активации как субстрата рецептора инсулина 2 (IRS2), так и мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR) (80).

ACOT15 (также известный как Them5), по-видимому, играет ключевую роль в поддержании целостности митохондриальных мембран. Мыши, лишенные ACOT15, испытывают дефицит ремоделирования кардиолипина во внутренней митохондриальной мембране гепатоцитов. Этот фенотип приводит к дисфункции митохондрий, включая изменение морфологии, снижение содержания митохондриальных ЖК, снижение окисления ЖК и развитие стеатоза печени (296).

Вероятно, что ферменты ACSL и ACOT координируют контроль внутриклеточного баланса жирных ацил-КоА и ЖК, внутриклеточных и внутриорганических концентраций КоА и доступности липидных субстратов для различных метаболических путей.Оба типа ферментов демонстрируют специфические транскрипционные паттерны экспрессии, которые варьируются в зависимости от типа клетки и физиологического состояния, и недавно была описана скоординированная регуляция ферментов ACSL и ACOT (79). Хотя повышенные концентрации длинноцепочечных ацил-КоА в печени были связаны с повышенным уровнем инсулина в плазме и резистентностью к инсулину печени (48), снижение концентрации жирного ацил-КоА в печени в условиях специфической для печени делеции ACSL1 не предотвращает развитие инсулинорезистентность у мышей с высоким содержанием жиров (161).Как проиллюстрировано этими явно противоречивыми наблюдениями, механизмы, посредством которых ферменты ACSL и ACOT контролируют метаболизм ЖК в гепатоцитах, не полностью изучены, и остается неясным, вносит ли их измененная регуляция вклад в резистентность к инсулину и связанные с ней метаболические аномалии.

Внутриклеточный транспорт жирных кислот

Длинноцепочечные ЖК и их производные ацил-КоА действуют не только как субстраты для синтеза и окисления липидов, но также участвуют в ряде разнообразных внутриклеточных процессов, таких как пальмитоилирование белков, внутриклеточная передача сигналов и активация факторов транскрипции (83, 106, 222).Учитывая такое разнообразие клеточных функций, их относительную нерастворимость и потенциальную цитотоксичность (102, 103), логично, что внутриклеточные концентрации и локализация свободных ЖК и жирных ацил-КоА жестко регулируются. Это достигается, по крайней мере частично, за счет активности липидсвязывающих белков, некоторые из которых участвуют в контроле внутриклеточной концентрации и распределения длинноцепочечных FA и ацил-КоА внутри гепатоцитов. К ним относятся белок, связывающий жирные кислоты печени (L-FABP, синоним FABP1), связывающий ацил-CoA белок (ACBP; также называемый ацил-CoA-связывающим доменом, содержащим белок-1, ACBD1 или ингибитор связывания диазепама, DBI), и белок-носитель стерола-2 (SCP2) (8, 103) ().

Семейство белков FABP состоит из 10 членов (237). FABP1 содержится в цитозоле гепатоцитов, составляя 2–5% от содержания цитозольного белка (177), и обратимо связывает длинноцепочечные ЖК, жирные ацил-КоА, лизофосфолипиды, холестерин и другие липиды (14, 36, 254, 255) . Fabp1 ^{— / —} самцов мышей, получавших стандартную пищу, демонстрируют нормальный прирост массы тела и веса печени (172, 192). Однако у этих животных снижено общее содержание ТГ в печени, а также снижена скорость этерификации ЖК в ТГ с сохранением или усилением этерификации в ФЛ (172, 192).Поскольку сверхэкспрессия FABP1 в L-клеточных фибробластах увеличивает внутриклеточный трафик коротко-, средне- и длинноцепочечных FA из цитозоля в ядро ​​(119), было высказано предположение, что FABP1 должен проникать в ядра, чтобы способствовать проникновению FA (222). Действительно, FABP1 напрямую взаимодействует с PPARα в ядрах первичных гепатоцитов (117). Это взаимодействие может представлять собой механизм доставки лигандов FA, которые активируют этот ключевой фактор транскрипции (222). Абляция FABP1 защищает от вызванного диетой ожирения и стеатоза печени и улучшает метаболизм глюкозы у мышей, получавших западную диету (с высоким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием холестерина) (193).Взятые вместе, эти находки подтверждают роль FABP1 в разделении FA на специфические метаболические пути.

ACBP связывает ацил-КоА со средней и длинной цепью с высоким сродством (84, 207, 211). Уровни мРНК и белка ACBP самые высокие в печени (26). У мышей экспрессия ACBP модулируется статусом питания. Голодание приводит к снижению уровня экспрессии ACBP в печени, тогда как кормление с высоким содержанием жиров увеличивает его (21). Сверхэкспрессия ACBP в клетках гепатомы крысы увеличивает содержание ТГ (283).Кроме того, концентрации TG и PL в печени повышены у трансгенных мышей, которые сверхэкспрессируют ACBP в печени (118). В этих условиях индуцируется активность глицерин-3-фосфатацилтрансферазы (GPAT), ассоциированная с микросомами, что позволяет предположить, что ACBP играет роль в формировании и распределении пула ацил-CoA в направлении синтеза глицеролипидов (118).

Экспрессия SCP-2 высока в печени и кишечнике (15). Этот белок имеет высокое сродство к связыванию как длинноцепочечных FA, так и ацил-CoAs, со значениями K _d в том же диапазоне, что и для FABP и ACBP (103, 144, 177).Нокаутные мыши демонстрируют пониженные концентрации ЖК в плазме, пониженное содержание холестерилового эфира и ТГ в печени, а также повышенную скорость β-окисления (225). Удаление SCP-2 также приводит к изменениям в составе и физических свойствах липидных рафтов из первичных гепатоцитов мышей, включая увеличение содержания PL (9). Кроме того, печеночные SCP-2 и FABP1 способствуют гидролизу молекул сложного холестерилового эфира, связанных с частицами липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), и увеличивают секрецию желчных кислот (270) и холестерина (92).

Поскольку метаболические судьбы молекул ЖК и ацил-КоА связаны с этими внутриклеточными связывающими липиды белками, возникает соблазн предположить, что их можно использовать для управления потоком липидов между анаболическими и катаболическими путями для защиты от ЖК. -опосредованная липотоксичность, которая способствует патогенезу НАЖБП.

Метаболизм триглицеридов

Сборка молекул ТГ является основным средством, с помощью которого печень хранит и экспортирует ЖК.В нормальных условиях печень хранит мало ТГ, но экспортирует значительные количества в виде частиц ЛПОНП, которые доставляют ЖК к мышечной и жировой ткани, в зависимости от статуса питания. В то время как ранее считалось, что избыточные запасы ТГ в условиях НАЖБП способствуют липотоксичности (61), новые концепции предполагают, что повышенное хранение ТГ и секреция ЛПОНП вместо этого защищают от опосредованной ФА гепатотоксичности.

Синтез триглицеридов

В большинстве типов клеток млекопитающих путь G3P является основным путем синтеза TG, составляя более 90% от общего синтеза TG (56, 62).Первым и ограничивающим скорость этапом этого пути является этерификация длинноцепочечного ацил-КоА до G3P, которая катализируется митохондриальными и микросомальными ферментами ацилтрансферазы G3P (GPAT). Молекулы лизофосфатидной кислоты (LPA), полученные в этой реакции, затем ацилируются с образованием фосфатидной кислоты (PA) ацилглицерин-3-фосфатацилтрансферазами (AGPAT), присутствующими в мембране ER. PA может быть преобразован в цитидиндифосфатдиацилглицерин (CDP-DG), который является субстратом для синтеза определенных глицеринфосфолипидов и кардиолипинов (113, 231), или может быть дефосфорилирован фосфатидатфосфогидролазой (PAP, синоним Lipin) с образованием DG, который служит в качестве молекул-предшественников для синтеза TG, а также фосфатидилхолина (PC) и фосфатидилэтаноламина (PE) (56, 73).DG-ацилтрансфераза (DGAT) катализирует ацилирование DG, составляя заключительную стадию синтеза TG (55). Вновь синтезированные молекулы TG затем направляются из липидного бислоя ER с образованием цитозольных LDs (99, 278) ().

Метаболизм триглицеридов в печени.

Молекулы ацил-КоА могут быть этерифицированы до глицерин-3-фосфата (G3P) изоформами глицерин-3-фосфатацилтрансферазы (GPAT). В гепатоцитах изоформы преимущественно представляют собой GPAT 1 и 4. Полученная лизофосфатидная кислота (LPA) ацилируется ацилглицерин-3-фосфат ацилтрансферазами (AGPAT) с образованием фосфатидной кислоты (PA), которая может быть дефосфорилирована фосфатидной кислотой PAP. с образованием диацилглицерина (ДГ).И PA, и DG могут быть направлены на синтез фосфолипидов (PL). Кроме того, диацилглицерин-ацилтрансферазы (DGAT 1 и 2) синтезируют триглицерид (TG) путем ацилирования DG. (A) Синтезированный Fas de novo , вероятно, будет направлен на продукцию VLDL-TG посредством активности DGAT1. (B) Экзогенные ЖК, по-видимому, направлены на синтез TG для хранения в липидных каплях за счет активности DGAT2. Кроме того, липидные капли-TG могут подвергаться гидролизу, при этом FA перенаправляется в VLDL с помощью DGAT1.

Четыре изоформы GPAT кодируются разными генами (276). В печени ассоциированные с митохондриями изоформы GPAT (GPAT1 и 2) вносят 30-50% общей активности GPAT (56). GPAT1 высоко экспрессируется в печени (157). Он индуцируется после голодания / возобновления кормления и в ответ на инсулин и подавляется с помощью цАМФ-зависимого сигнального пути во время дефицита питательных веществ (76, 186, 230). GPAT1-дефицитные мыши демонстрируют повышенную скорость окисления ЖК и концентрации β-гидроксибутирата в плазме.Более того, содержание ТГ в печени снижено на 60%, что свидетельствует о том, что GPAT1 участвует в распределении ЖК в направлении синтеза ТГ и не влияет на окисление в печени (110). Дефицит GPAT1 также приводит к снижению уровня ТГ в плазме, снижению скорости секреции ЛПОНП и снижению общей массы тела (110, 191). Соответственно, сверхэкспрессия GPAT1 в гепатоцитах крысы приводит к усилению этерификации олеата в LPA, DG и TG, а также к увеличению внутриклеточного содержания TG (158, 165, 188). Несмотря на высокую экспрессию в печени, метаболическая роль (и) GPAT2 в метаболизме липидов остается неясной.Эта изоформа не регулируется ни инсулином, ни голоданием / повторным кормлением (271), и модели мышей с потерей или усилением функции GPAT2 еще не описаны.

GPAT3 и GPAT4 отвечают за микросомальную активность GPAT. Эти изоформы регулируются статусом питания и гормональными изменениями. Хотя первоначально считалось, что они в основном опосредуют синтез PL (55), более поздние исследования показали их вклад в метаболизм TG в жировой ткани. Конкретная роль GPAT3 и GPAT4 в метаболизме липидов печени остается в значительной степени неопределенной.Сверхэкспрессия GPAT4 в клетках HepG2 приводит к 20% увеличению внутриклеточного содержания ТГ (189), а его нокаут у мышей приводит к снижению печеночного ТГ на 40-50% (37, 262). Примечательно, что гепатоциты мышей, лишенных GPAT4, способны включать синтезированных de novo FA в TG (275), предполагая, что эта изоформа может иметь отношение к метаболизму экзогенных FA.

Вторая стадия синтеза ТГ осуществляется ферментами AGPAT. Хотя десять ферментов AGPAT были идентифицированы на основе гомологии последовательностей, ферментативная активность в отношении ацилирования LPA была подтверждена только для нескольких (252).Некоторые изоформы, первоначально описанные как AGPAT, позже были переклассифицированы в другие группы ацилтрансфераз. Например, AGPAT6 и AGPAT8 в настоящее время обозначаются как GPAT4 и GPAT3 соответственно (38, 49, 189). AGPAT1 и AGPAT2 локализованы в ER (74, 97, 150, 277) и высоко экспрессируются в печени (75, 240, 252, 277). Однако вклад этих ферментов в метаболизм в печени остается неизвестным.

Липины-1-3 составляют семейство ферментов PAP. Под действием липогенных стимулов эти белки перемещаются из цитозоля на мембрану ER, чтобы получить доступ к своему субстрату PA и внести вклад в путь биосинтеза TG (31, 173).Кроме того, липин-1 может локализоваться в ядре гепатоцитов, где он действует как коактиватор транскрипции (234). Голодание и введение глюкокортикоидов приводят к увеличению экспрессии липина-1 в печени мышей (90, 169, 195). Этот эффект опосредуется коактиватором 1α PPARγ (PGC-1α) и необходим для поддержания индуцированной натощак экспрессии PPARα и его нижележащих мишеней. Липин-1 физически взаимодействует с PGC-1α и PPARα в ядре, что приводит к усилению окислительного метаболизма жирных кислот митохондриями (90).Соответственно, у мышей, лишенных липина-1, наблюдается стеатоз печени (90), повышенная экспрессия гена стеароил-КоА-десатуразы-1 (Scd1), повышенная скорость секреции ЛПОНП и повышенные концентрации ТГ в плазме без изменения скорости синтеза ТГ (50). Сниженная экспрессия липина-1 наблюдается в печени мышей с ожирением и диабетом, а избыточная экспрессия липина-1 у этого животного подавляет секрецию ЛПОНП и улучшает чувствительность печени к инсулину (50). Эффекты липина-1 на секрецию VLDL не зависят от ферментативной активности PAP и, вместо этого, связаны с взаимодействиями с его ядерным рецептором (50).Помимо липина-1, высокие уровни экспрессии липина-2 также наблюдаются в печени (71), а транскрипция липина-3 в печени увеличивается у мышей с дефицитом липина-1 (71). Более того, уровни мРНК липина-2 индуцируются у мышей с дефицитом липина-1, что подтверждает гипотезу о том, что изоформы липина могут компенсировать, чтобы сохранить активность PAP и восстановить уровни синтеза TG (107).

В печени мыши активность DGAT обнаруживается в двух местах микросомальной мембраны: просветная активность (DGAT1, измеренная как латентная — просветная — активность DGAT) и цитозольная активность (преимущественно DGAT2, измеряемая как явная активность DGAT) (200).Первый способствует синтезу TG, которые упакованы в VLDL. Последний способствует синтезу пула ТГ, который хранится в цитоплазматических ЛД (1, 200, 272). Интересно, что белки DGAT генетически не связаны. DGAT1 является частью семейства белков мембраносвязанной O-ацилтрансферазы (MBOAT), которое включает разнообразную группу ацилтрансфераз, включая ацил-CoA: холестерин-ацилтрансферазу (ACAT) и протеин-цистеин N -пальмитоилтрансферазу (286). DGAT2 является членом семейства диацилглицерин-ацилтрансфераз (DAGAT), которое также включает моноацилглицерин-ацилтрансферазу (MGAT) и ацил-КоА-парафиноспирт-ацилтрансферазы (AWAT) (286).

Хотя DGAT1 и DGAT2 способны катализировать одну и ту же реакцию, эти ферменты, по-видимому, не являются избыточными в их соответствующих функциях. МРНК DGAT1 умеренно экспрессируется в печени по сравнению с другими органами, такими как скелетные мышцы и тонкий кишечник (41). Этот фермент способен катализировать реакции ацилтрансферазы с использованием субстратов, отличных от DG. Например, DGAT1 ацилирует MG, сложные эфиры воска и ретинол in vitro (285). Предсказанная топология DGAT1 в сочетании с результатами, полученными в результате исследований потери функции, подтверждает участие этого фермента как в явной, так и в скрытой активности DGAT (286, 289).Соответственно, сверхэкспрессия DGAT1 в клетках гепатомы крысы приводит к увеличению внутриклеточного содержания ТГ, а также к увеличению скорости секреции ЛПОНП-ТГ (164). У мышей с нокаутом Dgat1 наблюдается небольшое снижение концентрации ТГ в печени при употреблении диеты с низким содержанием жиров, причем более заметное снижение наблюдается в ответ на кормление с высоким содержанием жиров (47, 238). Мыши, получавшие корм с высоким содержанием жира, Dgat1 , нокаут, с высоким содержанием жира, также устойчивы к ожирению и имеют улучшенную чувствительность к инсулину (238). Более того, экспрессия DGAT1 повышена у пациентов с НАЖБП и может способствовать гипертриглицеридемии (146).

Напротив, Dgat2 транскриптов в изобилии присутствуют в печени, их количество уменьшается при голодании и увеличивается после возобновления кормления (179). DGAT2 проявляет in vitro специфичность для использования молекул DG в качестве субстратов (42). Предсказанная топология этого белка предполагает его вклад в явную активность, и это было подтверждено на клетках HepG2 исследованиями с использованием ингибиторов DGAT2 (98). Соответственно, DGAT2 обнаруживается в тесной ассоциации с цитозольными LDs и мембранами, ассоциированными с митохондриями, где также локализованы ферменты, участвующие в синтезе и хранении TG (178, 242). Dgat2 мыши с нокаутом обнаруживают тяжелую липопению и умирают в первые сутки после рождения (243). Специфическая для печени сверхэкспрессия DGAT2 у мышей, которых кормили пищей, приводит к развитию стеатоза печени, но не наблюдаются отклонения в уровне глюкозы в плазме и передаче сигналов инсулина, что позволяет предположить, что накопление ТГ в печени не является причиной инсулинорезистентности (183). В соответствии с этим наблюдением генетические варианты DGAT2 человека снижают стеатоз печени. Однако снижение содержания жира не приводит к повышению чувствительности к инсулину (131).

В соответствии со специализированными клеточными функциями ферментов, исследования усиления и потери функции на мышах выявили различные фенотипы для DGAT1 и DGAT2 без доказательств компенсации (243). Фактически, более недавнее исследование показало уникальную роль печеночного DGAT2 в использовании de novo -синтезированных ацил-КоА и DG в качестве субстратов (281). TG, образующиеся в результате этой реакции, хранятся в цитозольных LD и в конечном итоге подвергаются опосредованному липазой гидролизу. Полученные промежуточные липидные соединения (т.е.е., MG и DG) доступны для повторной этерификации за счет явной активности DGAT1, присутствующей в цитозольном компартменте, с последующим транспортом TG в ER. Эти промежуточные продукты также могут подвергаться транслокации в просвет ER с последующим ацилированием, катализируемым латентной активностью DGAT1 (). Открытая и латентная активность DGAT1 способствует липидированию липопротеинов во время сборки VLDL и использует предварительно сформированный, но не de novo -синтезированный ацил-CoA в качестве предпочтительного субстрата (). Следовательно, DGAT2 и DGAT1 используют независимые пулы ацил-КоА для синтеза TG и действуют последовательным и интегрированным образом для упаковки TG в формирующиеся частицы VLDL (281).

Хотя накопление ТГ в печени является основным фактором НАЖБП (61), липидный и липидомный анализы выявили изменения в составе различных липидов, включая ЖК, ДГ, LPA, PA, PL и церамиды (78, 127, 168 , 216, 260). Конкретный вклад липидов печени в НАЖБП остается предметом активных исследований (136).

Сборка и секреция VLDL

TG-богатые частицы VLDL представляют собой механизм, с помощью которого ЖК экспортируется из печени и доставляется в мышцы для окисления и жировой ткани для хранения, соответственно.Сборка VLDL — это двухэтапный процесс, который начинается в просвете ER. На первом этапе микросомальный белок-переносчик триглицеридов (MTP) действует, чтобы включить небольшое количество TG в apoB100, поскольку он транслируется рибосомами и перемещается через мембрану ER (101). На втором этапе дополнительный TG упаковывается в формирующиеся частицы, содержащие апоВ100, когда они проходят от ER к аппарату Гольджи с образованием частиц VLDL () (54).

Хранение и секреция триглицеридов в гепатоцитах.

Триглицерид (TG) может быть синтезирован из диацилглицерина (DG) диацилглицерин-ацилтрансферазами (DGAT1 и 2). DGAT1 предпочтительно обеспечивает TG для VLDL во время липидирования в просвете эндоплазматического ретикулума. Этот процесс опосредуется микросомальным белком-переносчиком триглицеридов (MTP), который способствует ассоциации между TG и апоВ100. Трансмембранный 6 член суперсемейства 2 (TM6SF2) также может вносить вклад в липидирование VLDL посредством пока неизвестных механизмов. Затем формирующаяся частица VLDL переносится в аппарат Гольджи через везикулу переноса VLDL (VTV), после чего следует второй этап липидирования, опосредованного MTP.Частицы ЛПОНП секретируются по механизму, опосредованному везикулами. ТГ также может образовываться за счет активности DGAT2, который в основном способствует накоплению в липидных каплях. Капли липидов ограничены белками и монослоем поверхностно-активного вещества, обогащенного фосфатидилхолином (PC). Среди белков, связанных с липидными каплями, перилипины (PLIN2, 3 и 5) и сравнительная идентификация гена-58 (CGI-58) вносят вклад в структуру липидных капель и / или регуляцию ферментов, связанных с липидными каплями; CTP-фосфохолинцитидилилтрансфераза (CCT) и ацил-CoA синтетаза 3 (ACSL3) могут потребоваться для биосинтеза липидов; DFF45-подобные эффекторные белки (CIDE), Cidea, Cideb и Fsp27, а также микросомальный трансмембранный белок 2, индуцирующий жир (FIT2), необходимы для образования липидных капель, однако их конкретные клеточные роли не полностью изучены.Cideb также способствует производству и секреции VLDL посредством взаимодействия с Sar1 и Sec24, которые присутствуют в VTV.

Связь между повышенной секрецией ЛПОНП и метаболическими заболеваниями, такими как инсулинорезистентность и диабет, хорошо известна (54, 251, 297). Развитие инсулинорезистентности приводит к накоплению ТГ в печени благодаря как усиленному захвату ЖК печенью, так и увеличению DNL. Большая доступность ТГ вместе с более высокой активностью МТР способствует избыточной продукции частиц ЛПОНП (10) и повышению концентрации ТГ в плазме (54).Положительная корреляция между концентрацией ТГ в плазме и стеатозом печени наблюдается не всегда (63). Лептин-дефицитные мыши ob / ob с ожирением демонстрируют снижение уровня продукции ЛПОНП, несмотря на выраженный стеатоз печени (163). У недиабетических субъектов с НАЖБП с ожирением скорость секреции ЛПОНП-ТГ повышена до 2 раз по сравнению с нормальными субъектами (82). В этих условиях более высокие скорости накопления ТГ не могут пропорционально увеличивать ЛПОНП-ТГ, что указывает на ограниченную способность увеличивать продукцию и секрецию ЛПОНП (81).

Снижение секреции ЛПОНП также может привести к стеатозу печени. Это происходит при наличии генетических дефектов в апоВ100 и МТР, которые приводят к гипобеталипопротеинемии и абеталипопротеинемии соответственно (274). Мипомерсен и ломитапид являются лекарствами, которые соответственно нацелены на апоВ100 и МТР в интересах снижения концентрации холестерина ЛПНП в плазме путем блокирования секреции ЛПОНП (58, 263). Побочным эффектом этих препаратов является стеатоз печени. Наконец, полиморфизм в члене 2 суперсемейства Transmembrane 6 (TM6SF2) был идентифицирован в исследованиях ассоциации всего генома человека как связанный со стеатозом печени (147, 236).Полиморфизм приводит к снижению скорости секреции ЛПОНП из-за нарушения липидирования формирующихся частиц ЛПОНП (236). Остается неясным, можно ли использовать контроль секреции ЛПОНП при лечении НАЖБП.

Биология липидных капель

LD — это динамические клеточные структуры, которые временно хранят липиды. На втором месте после белой жировой ткани печень имеет следующую по величине способность хранить ТГ в ЛД, так что голодание в течение ночи приводит к образованию ЛД в печени, которая вмещает ЖК, полученные в результате липолиза жировой ткани (267).Нейтральный липидный состав ЛД различается для разных типов печеночных клеток. В то время как гепатоциты содержат ядра ЛД, обогащенные ТГ, ЛД звездчатых клеток хранят преимущественно витамин А в виде ретиниловых эфиров (23). Богатые ТГ ядра LD в гепатоцитах окружены оболочкой, состоящей из PL и белков. ФЛ в основном представляют собой ПК и образуют монослой вокруг нейтрального липидного ядра (13). CTP-фосфохолинцитидилилтрансфераза (CCT) является ферментом, ограничивающим скорость в пути Кеннеди для биосинтеза ПК. Это указывает на его роль в биогенезе LD, CCT рекрутируется из цитозоля в расширяющиеся LDs в различных типах клеток, чтобы обеспечить PC для увеличения поверхности LD (278).Однако точная роль CCT в формировании LD в гепатоцитах неясна.

Помимо сохранения структуры LD, ассоциированные с LD белки регулируют образование, расширение и сокращение LD. Эти белки включают избранные ферменты липидного синтеза, такие как ACSL3 и DGAT2 (). Считается, что изменения в составе и активности белковых компонентов LD вносят вклад в нарушение обмена веществ (40, 99, 100, 105). Преобладающие гепатоцеллюлярные белки LD являются членами суперсемейства белков перилипина (PLIN; бывший перилипин / ADRP / TIP47, PAT) (PLIN1-5).Эти белки в адипоцитах участвуют как в стабилизации структуры LD, так и в контроле доступности субстратов для некоторых ферментов, связанных с LD (141). Перилипин 1 (PLIN1; синоним перилипин A) обычно экспрессируется только в LD из адипоцитов, тогда как PLIN2 (синоним ADRP) и PLIN3 (синоним TIP47) связаны с LD в гепатоцитах (245). мРНК Plin1 экспрессируется в печени пациентов с НАЖБП (104), а белок PLIN1 обнаруживается в ЛД стеатотических гепатоцитов (245).Ключевая роль PLIN2 в гепатоцитах подтверждается наблюдением, что это самый распространенный белок LD в клеточной линии гепатоцитов HuH7 (94), и его уровни также увеличиваются в стеатозной печени как людей, так и мышей (185) в ответ на Активация PPARγ (197). Сверхэкспрессия PLIN2 в звездчатых клетках печени крыс приводит к накоплению липидов в пределах LD (96), в то время как PLIN2-дефицитные мыши демонстрируют 60% снижение содержания TG в печени и устойчивы к стеатозу печени, вызванному диетой (46).Специфичное для печени удаление PLIN2 у мышей приводит к уменьшению размера LD и защищает от НАСГ, индуцированного диетой (190). PLIN1 часто ассоциируется с более крупными LD в печени пациентов с НАЖБП, в то время как PLIN2 преимущественно обнаруживается в более мелких LD (93). Специфическое нацеливание этих белков наводит на мысль о различных функциях PLIN1 и PLIN2.

Экспрессия Plin3 также индуцируется в печени мышей с высоким содержанием жира, и его нокдаун снижает содержание ТГ в печени, ослабляет стеатоз и улучшает чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе (39).В гепатоцитах деградация PLIN2 и PLIN3 — это этапы, необходимые для липолиза во время лишения питательных веществ. Удаление белков PLIN из LD происходит посредством шаперон-опосредованной аутофагии (CMA) и способствует ассоциации LD компонентов липолитического аппарата, включая ATGL (134). Более того, комбинированный нокдаун Plin2 и Plin3 приводит к повышенной инсулинорезистентности в гепатоцитах AML12 мыши, стимулированных олеатом (17). PLIN5 сильно экспрессируется в окислительных тканях, включая печень.Уровни мРНК Plin5 в печени повышаются после голодания в ответ на активацию PPARα и / или PPARβ / δ (140). Экспрессия PLIN5 также усиливается в стеатозной печени людей и мышей с ожирением, и нокаут этого белка приводит к снижению содержания ТГ в печени и уменьшению ЛД (268).

В гепатоцитах LDs тесно связаны с цистернами мембраны ER, обеспечивая физическое взаимодействие между компонентами LD и микросомальными белками, такими как apoB100 (194) (). Трансмембранные белки, индуцирующие жир (FIT1 и 2), локализованы в ER и обладают способностью связывать DG и TG, при этом FIT2 показывает более высокое сродство (108).Сверхэкспрессия FIT2, наиболее распространенной изоформы FIT в печени, в печени мышей приводит к увеличению содержания TG и накоплению LD (128). Эти данные предполагают, что FIT2 функционирует в связывании нейтральных липидов, синтезируемых внутри ER, и их канализации в формирующиеся LDs (99).

DFF45-подобные эффекторные белки (CIDE), Cidea, Cideb и Fsp27, связаны как с ER, так и с LD и связаны с метаболизмом LD (100). Недавние исследования показали, что эти белки действуют, способствуя липидному обмену и слиянию между LDs (282).Однако они по-разному распределяются среди гепатоцитов в зависимости от размеров LD, которые они несут. Cideb локализуется как в гепатоцитах с маленькими, так и с большими LD, тогда как Cidea и Fsp27 специфически локализуются в гепатоцитах, содержащих большие LD (282).

Экспрессия Cidea повышена в печени мышей с диабетом (137), а полиморфизм кодирующей области связан с ожирением у людей (60, 290). Более того, экспрессия как Cidea , так и Fsp27 повышается у мышей со стеатозом печени, индуцированным активацией PPARγ (176, 264, 288).Fsp27 является геном-мишенью PPARγ, и его транскрипция снижена у ob / ob мышей с печеночно-специфическим нокдауном PPARγ, что сопровождается снижением содержания TG в печени (175, 176). Cideb высоко экспрессируется в печени, и мыши с нокаутом Cideb устойчивы к ожирению и стеатозу печени, вызванному диетой с высоким содержанием жиров (160). Более того, у этих животных снизились уровни циркулирующих ТГ и ЖК, а также улучшилась чувствительность печени к инсулину. Эти эффекты опосредованы подавлением SREBP-1c печенью, что приводит к снижению липогенеза и увеличению окисления ЖК (160).Cideb также взаимодействует с apoB100, а у мышей, лишенных Cideb, наблюдается снижение секреции ЛПОНП и усиление стеатоза печени (284). Помимо своей роли в сборке VLDL, Cideb был связан с экспортом VLDL из ER в Golgi. Это происходит за счет взаимодействия с компонентами комплекса оболочки II (COPII), а именно с Sar1 и Sec24, которые присутствуют в транспортных пузырьках VLDL (257).

Поскольку НАЖБП характеризуется избыточным отложением ТГ в цитозольных ЛД и поскольку протеомные исследования показали, что многочисленные LD-ассоциированные белки модулируются в стеатозной печени человека и мышей (138, 250), подробное знание биологии ЛД гепатоцитов может выявить новые мишени для терапевтического вмешательства.

Липолиз

LD-ассоциированная жировая триглицерид-липаза (ATGL, также известная как PNPLA2) является лимитирующей стадией липолиза TG в адипоцитах. Полученные молекулы DG затем гидролизуются гормоночувствительной липазой (HSL) с высвобождением моноглицеридов (MG). На последнем этапе моноацилглицеринлипаза (MGL) расщепляет MG на глицерин и ЖК (151) (). Исследования увеличения и уменьшения функции показали, что печеночный ATGL необходим для липолиза TG, хранящегося в LD, контролирует доступность субстрата для окисления FA и модулирует прогрессирование гепатостеатоза (198, 208, 280).Полная активация ATGL зависит от совместной активации сравнительной идентификацией гена-58 (CGI-58) (152). Специфичное для печени удаление CGI-58 приводит к фенотипам НАЖБП у мышей, которые включают стеатоз и фиброз печени (109). В условиях стеатоза печени липолиз, опосредованный печеночным ATGL, снижается, когда PLIN5 конкурентно связывается с CGI-58, вытесняя ATGL (268, 269). У инсулинорезистентных пациентов с НАЖБП, у которых наблюдается более высокая степень стеатоза печени по сравнению с пациентами с НАЖБП без инсулинорезистентности, также наблюдается снижение уровня мРНК CGI-58 .Эти наблюдения предполагают, что инсулинорезистентность может вызывать накопление ТГ в печени за счет CGI-58-опосредованного снижения ATGL-зависимого липолиза (132). Меньше известно об активности MGL и HSL в гепатоцитах, хотя экспрессия Hsl подавляется в печени пациентов с НАЖБП (146).

Липолиз и окисление жирных кислот в гепатоцитах.

Инициирование липолиза печени зависит от активации липазы триглицерида жировой ткани (ATGL) через связывание со сравнительным геном идентификации-58 (CGI-58).ATGL катализирует гидролиз триглицерида (TG), высвобождая диацилглицерин (DG). Этот липид дополнительно гидролизуется гормоночувствительной липазой (HSL), высвобождая моноацилглицерин (MG). Моноацилглицерин липаза (MGL) опосредует расщепление MG на жирные кислоты (FA) и глицерин. Альтернативно, аутофагические пути, такие как макроаутофагия и опосредованная шапероном аутофагия (CMA), способствуют гидролизу LD. FA может также образовываться из ацил-КоА под действием ацил-КоА тиоэстеразы 13 (ACOT 13; синоним: член суперсемейства 2 тиоэстеразы, Them2).На внешней мембране митохондрий длинноцепочечная ацил-КоА синтетаза 1 (ACSL1) превращает длинноцепочечные ЖК в ацил-КоА. ACSL1 физически взаимодействует с карнитин пальмитоилтрансферазой 1 (CPT1). Вероятно, что ACSL1 направляет ацил-КоА к CPT1, чтобы контролировать доступность субстратов для митохондриального β-окисления. Кроме того, ацил-CoA может быть направлен на β-окисление в пероксисоме, где жирная ацил-CoA-оксидаза (AOX) представляет собой стадию, ограничивающую скорость, или ω-окисление и α-окисление в эндоплазматическом ретикулуме, опосредованное семейством P450 4A. члены.Кроме того, часть пула ацил-КоА может быть направлена ​​на синтез ТГ и сборку ЛПОНП, поддерживая перенос липидов печени в другие органы.

В условиях инсулинорезистентности повышенная скорость липолиза в белой жировой ткани является основным фактором повышения уровня свободных жирных кислот в плазме и стеатоза печени (159). Однако вклад гидролиза ТГ в гепатоцитах в аберрантное накопление липидов в печени менее очевиден. Некоторые липазы присутствуют в тесной ассоциации с LDs в адипоцитах (30, 66) (), но их вклад в гидролиз LD TG остается предметом открытий.

Пататин-подобный домен фосфолипазы, содержащий 3 (PNPLA3 / адипонутрин), представляет собой гидролазу / трансацилазу TG, которая локализуется в LD, ER и цитоплазме (124, 212). Однонуклеотидный вариант гена Pnpla3 (I148M) повышает риск НАЖБП у людей (210). В связи с этим в печени трансгенных мышей, экспрессирующих этот аллель, наблюдается накопление неактивного PNPLA3 в липидных каплях и повышенный стеатоз при кормлении диетой с высоким содержанием сахарозы (235). Хотя генетическая ассоциация PNPLA3 с NALFD надежна, ключевые детали, касающиеся метаболической активности этого белка, все еще отсутствуют.

Аутофагия

Аутофагия — это лизосомозависимый процесс, который избирательно нацеливается, транспортирует и регулирует хранение основных компонентов, включая липиды, белки и углеводы. В гепатоцитах описаны три типа аутофагии (59). При макроаутофагии LD или другие органеллы поглощаются с образованием аутофагосом, которые сливаются с лизосомами с образованием автолизосомы. После гидролиза лизосомальными ферментами липидные продукты попадают в цитозоль и рециркулируются другими клеточными процессами (167).Формирование аутофагосом зависит от нескольких рецепторов аутофагии в дополнение к белкам, связанным с аутофагией (ATG) (241). При микроаутофагии небольшие пузырьки, происходящие из инвагинации лизосомной мембраны, опосредуют поглощение цитозольных компонентов (167). При опосредованной шапероном аутофагии (CMA) лизосомная деградация определенных белков регулируется при распознавании рецептором CMA (133).

Макроаутофагия ЛД (также называемая липофагией) стимулируется в гепатоцитах во время голодания, что приводит к высвобождению ЖК в цитозоле после распада ТГ (233).Кроме того, продукты липидного анаболизма оказывают ингибирующее действие на липофагию (167). Хотя механизмы, контролирующие липофагию, не совсем понятны, этот процесс управляется небольшим белком GTPase Rab7, который распознает LDs и опосредует их поглощение аутофагосомами (221).

Сообщалось о снижении аутофагии при расстройствах, связанных с ожирением, включая гепатостеатоз (219). Изменение липидного состава мембран из-за кормления с высоким содержанием жиров снижает активность лизосомных белков и снижает аутофагическую активность в печени мышей (145, 209).Нарушение ЦМА приводит к гепатостеатозу как минимум по трем механизмам. Во-первых, снижение активности CMA снижает функцию митохондрий и β-окисление. Во-вторых, мыши с дефицитом CMA обнаруживают повышенную экспрессию липогенных ферментов, включая DGAT2 (219). Наконец, CMA необходим для липолиза печеночных TG через hsp70-опосредованную деградацию PLIN2 и PLIN3 (134). Следовательно, нарушение аутофагии на фоне стеатоза усугубляет накопление липидов в печени.

Окисление жирных кислот

ЖК, полученные в результате гидролиза печеночных запасов ТГ, циркулирующих липидов или DNL, ​​могут окисляться несколькими путями.Митохондриальное β-окисление является основным путем окисления большинства ЖК, обнаруживаемых в гепатоцитах, включая короткоцепочечные (

Примечательно, что абляция AOX приводит к устойчивой активации PPARα, вероятно, из-за накопления лигандов PPARα и индукции цитохрома P450 4A (86). Нарушение пероксисомального окисления ЖК приводит к накоплению дикарбоновых кислот в печени и приводит к повреждению митохондрий и микровезикулярному стеатозу (153). Изменения уровней дикарбоновой кислоты также наблюдаются в условиях перегрузки ЖК и коррелируют с повышенным риском развития НАЖБП, хотя клеточный механизм остается неизвестным (215, 287).PGC1α и BAF60a образуют комплекс, который регулирует транскрипционную активность PPARα в печени. Избыточная экспрессия BAF60a увеличивает окисление жирных кислот и снижает стеатоз печени у мышей с ожирением (162). Подобные фенотипы наблюдались в печени мышей, сверхэкспрессирующих коактиватор PPARα PGC1β (18).

Несмотря на взаимосвязь между активностью PPARα и метаболизмом липидов в печени, корреляция между уровнями экспрессии PPARα и стеатозом печени непоследовательна, с сообщениями, демонстрирующими неизменную, повышенную или пониженную экспрессию (16).Это также относится к скорости β-окисления митохондрий в печени. Транскрипция CPT1a подавляется при НАЖБП (146). Хотя предыдущие исследования показали снижение окисления митохондриальных ЖК в печени при стеатозе печени (123, 202, 206), недавняя работа продемонстрировала повышенную скорость окисления в печени субъектов со стеатозом печени, метаболическим синдромом и НАЖБП (16). В печени мышей ob / ob повышена митохондриальная и пероксисомальная окислительная способность (29).Были рассмотрены механизмы, лежащие в основе повышенного окисления ЖК при НАЖБП (16). Гипотезы включают усиленную активацию PPARα из-за повышенного поглощения печеночных ЖК или биосинтеза.

ER-опосредованный контроль липидного гомеостаза

Среди множества своих функций ER регулирует синтез липидов и белков, а также внутриклеточное хранение кальция (24). В физиологических условиях развернутые и неправильно свернутые белки накапливаются в просвете ЭПР. В ответ на этот стресс ER клетка инициирует несколько линий защиты.Одним из них является активация ER-ассоциированной деградации (ERAD), пути деградации убиквитин / протеасомный белок, который зависит от активации комплекса лигазы E3 (11). Во-вторых, начинается реакция развернутого белка (UPR) (229). Он включает три основных сигнальных пути, опосредованных микросомальными трансмембранными белками: PKR-подобная ER-киназа (PERK; также известная как фактор инициации трансляции 2-α киназы 3 эукариот, eIF2αk3), фермент 1 (IRE1), требующий инозитола, и активирующий фактор транскрипции 6 ( ATF6) (229).Активация UPR облегчает накопление неправильно свернутых белков в ER за счет ингибирования трансляции белков и индукции шаперонов для увеличения способности укладывания белков, а также за счет расширения мембраны ER (11).

Накопление липидов также связано с хроническим стрессом ER в гепатоцитах (293). Липид-опосредованная индукция ER-стресса может быть вызвана множеством механизмов. У мышей с ожирением наблюдается измененный состав микросомальной мембраны в печени с повышенным соотношением PC: PE и вариациями степени насыщения ацильной цепи PL (91, 121).Следовательно, изменения текучести мембран приводят к изменению активности мембранно-ассоциированных белков. Например, активность Са ²⁺ -АТФазы (SERCA) саркоэндоплазматического ретикулума снижена в печени мышей, страдающих стеатозом. В этой модели пониженное содержание ER Ca ²⁺ нарушает внутрипросветную функцию Ca ²⁺ -зависимых шаперонов и является причиной стресса ER (91).

UPR-родственные белки непосредственно определяют состав липидов мембран в непеченочных клетках. В фибробластах мышей PERK и IRE1 реагируют на повышенное липидное насыщение даже в отсутствие их трансмембранного домена, охватывающего ER (265).Однако неясно, модулируют ли механизмы прямого восприятия липидов стресс ER печени. Поскольку стресс ER, в свою очередь, способствует накоплению липидов в гепатоцитах, хронический стресс ER может напрямую вносить вклад в патогенез НАЖБП (291). В системах клеточных культур длительное воздействие олеата или пальмитата вызывает стресс ER, когда эти насыщенные FA включаются в PL мембраны ER (25). Сопутствующее снижение секреции ЛПОНП-ТГ объясняется усилением деградации апоВ100 протеасомными и непротеасомными механизмами (43, 199).В связи с этим обработка 4-фенилмасляной кислотой (PBA), химическим шапероном, улучшает гомеостаз ER и секрецию VLDL после воздействия FA (43). Хотя снижение секреции ЛПОНП из-за хронического стресса ER приводит к накоплению ТГ в McA-RH7777, его потенциальный вклад в прогрессирование стеатоза печени не был продемонстрирован на животных моделях (199).

ER стресс также способствует накоплению липидов в гепатоцитах, что связано с усилением липогенеза (11). У мышей с ожирением печеночная индукция пути UPR снижает уровни Insig-1 и приводит к активации SREBP, увеличению экспрессии липогенных ферментов и стеатозу (129).UPR-опосредованная активация PERK также может способствовать стеатозу печени за счет увеличения экспрессии рецепторов VLDL в гепатоцитах (126). Более того, стресс ER снижает аутофагию за счет взаимодействия с компонентами ERAD и UPR в разных типах клеток, усугубляя стеатоз печени (11, 201)

Таким образом, избыточная липидная нагрузка потенциально запускает порочный цикл накопления липидов в печени из-за аномальная активность путей, активируемых стрессом ER, приводящая к изменению гомеостаза липидов и отложению TG в печени (11, 291, 293).

Переваривание и абсорбция липидов — видео и стенограмма урока

Липиды — это жироподобные молекулы, которые не растворяются в воде.

Желчные соли и липаза поджелудочной железы

Эти шарики остаются до тех пор, пока желчь, которая вырабатывается в печени и хранится в желчном пузыре, не смешивается с большими каплями жира. Желчь содержит желчных солей , которые действуют как эмульгатор липидов. Термин «эмульгировать» означает разбивать большие капли жира на более мелкие.И это именно то, что мы видим здесь, в тонком кишечнике. Соли желчных кислот распадаются и покрывают жир, образуя более мелкие капли. Эти более мелкие капли имеют большую площадь поверхности, и это способствует пищеварению, поскольку переваривающий жир фермент панкреатическая липаза может действовать только на поверхности жировой капли.

Ферменты тонкого кишечника отвечают почти за переваривание жиров. Когда липаза поджелудочной железы действует на липид, она расщепляет его, что приводит к образованию свободных жирных кислот и моноглицеридов , двух продуктов переваривания липидов.С этими продуктами намного легче работать в тонком кишечнике, и они без особых проблем усваиваются из пищеварительного тракта.

Липаза поджелудочной железы расщепляет липиды на свободные жирные кислоты и моноглицериды.

Эпителиальные клетки

Абсорбция происходит через слизистую оболочку тонкой кишки, и когда эти продукты проходят через слизистую оболочку, они попадают в эпителиальные клетки.Попав внутрь клеток, свободные жирные кислоты и моноглицериды попадают в эндоплазматический ретикулум , который представляет собой систему внутри клетки, функции которой включают синтез и транспорт липидов. Здесь переваренные продукты повторно синтезируются в триглицериды.

Триглицериды — основная форма жира, запасаемого организмом. Итак, важно отметить, что жиры повторно собираются в эпителиальных клетках тонкого кишечника. Это отличает всасывание жиров от всасывания белков и углеводов.При всасывании белков и углеводов мы видим, что их основные единицы, которыми являются аминокислоты и моносахариды, могут проходить через эпителиальные клетки кишечника без изменений.

Хиломикроны и млечные клетки

Прежде чем триглицериды действительно покинут эпителиальные клетки, они покрываются белками, что приводит к образованию хиломикронов . Итак, мы видим, что хиломикроны — это небольшие глобулы, состоящие из белков и липидов. Белковая оболочка придает триглицериду водорастворимую оболочку, что позволяет хиломикрону выходить за пределы клетки.

Вновь образованные хиломикроны покидают эпителиальную клетку и попадают в лимфатические капилляры, которые называются млечными сосудами. Млечные кости находятся в пальцевидных выступах стенки кишечника, называемых ворсинками. Млочные железы представляют собой еще один уникальный способ усвоения жиров, поскольку липиды проходят через лимфатическую систему, прежде чем вернуться в кровоток.

Хиломикроны попадают в лимфатические капилляры, которые называются млечными.

Это отличается от переваривания белков и углеводов, поскольку аминокислоты и моносахариды не попадают в лимфатическую систему; вместо этого они попадают непосредственно в кровеносные капилляры, а затем в печеночную воротную вену, которая ведет к печени.

Жиры теперь могут перемещаться по вашему телу. Они используются для создания клеточных мембран, создания миелиновых оболочек, покрывающих нервы, и, конечно же, для изоляции тела с помощью жировой подушки. Жиры также можно использовать в качестве топлива для вашего тела, если в вашем организме недостаточно углеводов. Хотя вам нужны жиры для этих важных функций организма, вы можете съесть слишком много хорошего. Например, высокий уровень триглицеридов в крови может увеличить риск сердечных заболеваний.

Итоги урока

Давайте рассмотрим.Липид определяется как жироподобная молекула, не способная растворяться в воде. Липиды или жир не перевариваются в пищеварительном тракте, пока не достигнут тонкой кишки, где встречаются с желчью. Желчь содержит желчных солей , которые действуют как эмульгатор липидов. Это разбивает большие жировые капли на более мелкие капли, которые затем легче переваривать фермент , липаза поджелудочной железы , переваривающий жир.

Когда липаза поджелудочной железы действует на маленькие липидные капли, она расщепляет их на свободных жирных кислот и моноглицеридов , которые являются двумя продуктами переваривания липидов.Эти маленькие единицы способны проходить через слизистую кишечника и попадать в эпителиальные клетки тонкой кишки.

Попав внутрь клеток, они попадают в эндоплазматический ретикулум , который представляет собой систему внутри клетки, функции которой включают синтез и транспорт липидов. Здесь переваренные продукты повторно синтезируются в триглицеридов , которые являются основной формой жира, хранящегося в организме.

Прежде чем триглицериды покидают клетку, они получают белковое покрытие и становятся хиломикронами .Хиломикроны — это небольшие глобулы, состоящие из белков и липидов. Хиломикроны сначала попадают в лимфатические капилляры, называемые млечными сосудами, а затем попадают в общий кровоток.

Жиры используются для построения клеточных мембран, создания миелиновых оболочек, изоляции тела или в качестве альтернативного источника топлива.

Результаты обучения

После просмотра этого урока вы сможете:

• Определить липиды
• Объясните, почему соли желчных кислот и липаза поджелудочной железы необходимы для расщепления жиров в организме
• Перечень липидов в продуктах пищеварения
• Узнайте, как образуются триглицериды и их функции
• Опишите хиломикроны и их важность
• Изучить роль лимфатической системы в переваривании жиров
• Назовите важные функции жира в организме

.