Что значит эмульгирование жиров в кишечнике
Что значит эмульгирование жиров в кишечнике
Более 98% жирных кислот грудного молока и молочных смесей представлены в составе триглицеридов. При переваривании эти жирные кислоты абсорбируются в виде 2-моноглицеридов и свободных жирных кислот после того, как жир молока эмульгируется и гидролизуется в процессе переваривания.
Переваривание жира начинается с воздействия на него лингвальной липазы, образующейся в серозных железах языка. Лингвальная липаза начинает гидролиз триглицеридов, т.е. расщепление их до жирных кислот, преимущественно занимающих позицию sn—3.
Образующиеся в слизистой оболочке желудка желудочные липазы обеспечивают дальнейшее переваривание жира в желудке, отщепляя преимущественно коротко- и среднецепочечные жирные кислоты. Обе липазы (лингвальная и желудочная) начинают действовать с 26 нед гестации, активны при определенном рН желудка и не нуждаются в присутствии желчных солей.
Переваривание жира продолжается в двенадцатиперстной кишке, где образуются мицеллы. Под воздействием панкреатической липазы в жировых каплях происходит гидролиз триглицеридов с разрывом связей в позициях sn—1 и sn—3 и образованием свободных жирных кислот и 2-моноглицеридов. Желчь, состоящая из желчных солей, фосфоли-пидов и холестерола, эмульгирует жир, что является необходимым этапом образования мицелл.
Колипаза, также синтезируемая поджелудочной железой, способствует перемещению свободных жирных кислот и 2-моноглицеридов из жировой капли в мицеллы. В грудном молоке другая липаза (липаза, стимулированная желчной кислотой) неселективно превращает 2-моноглицериды в глицерол и свободные жирные кислоты. Этот процесс повышает эффективность всасывания жиров.
Всасывание жиров в стенку кишки происходит в большей степени путем пассивной диффузии жирных кислот и 2-моноглицеридов из мицелл через неподвижный слой жидкости. Перистальтика и перемешивание в кишке активируют данный процесс. Интестинальные белки, связывающиеся с жирными кислотами, способствуют транспорту жирных кислот и 2-моноглицеридов через слизистую оболочку кишки.
Эффективность всасывания жиров у человека достигает 95%. У преждевременно родившихся детей эффективность всасывания жиров зависит от зрелости ЖКТ и жирового состава пищи. Например, наименьшее всасывание жира и кальция отмечается у детей, получающих в качестве питания смеси, содержащие пальмовое масло, которое присутствует в них в виде добавки, позволяющей достичь такого же уровня пальмитиновой кислоты, как в грудном молоке. На эффективность всасывания также влияют длина цепи жирной кислоты и степень ее ненасыщенности.
Жирные кислоты, цепи которых содержат менее 12 атомов углерода, всасываются слизистой желудка пассивным путем, и большая часть их попадает в систему портальной вены.
Как дети, так и взрослые потребляют с пищей гораздо меньшее количество фосфолипидов по сравнению с триглицеридами. Фосфолипиды также секретируются в кишечник в составе желчи. Фосфолипиды, представленные в желчи и в пище, перевариваются после того, как фосфолипаза А2 (секретируемый в желчь фермент поджелудочной железы) гидролизует жирные кислоты в позиции sn-2.
Всасывание образовавшихся жирных кислот и лизофосфоглицеридов происходит тем же путем, что и описанный ранее процесс переваривания производных триглицеридов.
Холестерол попадает в кишечник двумя путями — непосредственно из пищи и с желчью. Для мицеллярного растворения и всасывания холестеролу нужны желчные кислоты. Типичная эффективность всасывания холестерола (40—65%) намного ниже таковой при переваривании производных триглицеридов и фосфолипидов. Всасыванию холестерола из пищи способствует внутриклеточный фермент ацилСоА-холестерин-ацилтрансфераза.
В небольшом количестве холестерол обнаружен в грудном молоке, но отсутствует в искусственных смесях, в которых в качестве единственного источника жиров используют растительные масла.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Эмульгирование жиров
Основное переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, однако, уже в желудке небольшая часть жиров гидролизуется под действием малоактивного фермента желудочной липазы («липазы языка»). Этот фермент синтезируется железами на дорсальной поверхности языка и относительно устойчив при кислых значениях рН желудочного сока. Поэтому он действует в течение 1-2 ч на жиры пищи в желудке.
Вклад этой липазы в переваривание жиров у взрослых людей незначителен, так как:
— во-первых, в желудочном соке взрослого человека и других млекопитающих содержание липазы крайне низкое.
— во-вторых, рН желудочного сока далек от оптимума действия этого фермента (оптимальное значение рН для желудочной липазы 5,5-7,5).
— в-третьих, в желудке отсутствуют условия для эмульгирования триглицеридов, а липаза может активно действовать только на триглицериды, находящиеся в форме эмульсии.
В связи с этим у взрослых людей не эмульгированные триглицериды, составляющие основную массу пищевого жира, проходят через желудок без особых изменений.
Вместе с тем, расщепление триглицеридов в желудке играет важную роль в пищеварении у детей, особенно грудного возраста. Слизистая оболочка корня языка и примыкающей к нему области глотки ребенка грудного возраста секретирует собственную липазу в ответ на сосательные и глотательные движения. Эта липаза получила название лингвальной. Активность лингвальной липазы не успевает проявиться в ротовой полости, основным местом ее действия является желудок. Оптимум рН лингвальной липазы в пределах 4,0-4,5; он близок к величине рН желудочного сока у грудных детей.
Несмотря на то, что расщепление триглицеридов в желудке взрослого человека невелико, оно в определенной степени облегчает последующее переваривание их в кишечнике: приводит к появлению свободных жирных кислот, которые подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и способствуют там эмульгированию жиров, облегчая, таким образом, воздействие на них липазы панкреатического сока.
Основное расщепление липидов происходит в кишечнике, в первую очередь в двенадцатиперстной кишке. После того, как в нее попадает химус, происходит нейтрализация попавшей в кишечник с пищей соляной кислоты желудочного сока бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках. Выделяющиеся при разложении бикарбонатов пузырьки углекислого газа (СО2) способствуют хорошему перемешиванию пищевой кашицы с пищеварительными соками.
В этот отдел кишечника поступают также сок поджелудочной железы, содержащий ферменты расщепления жиров – панкреатические липазы, и желчь из желчного пузыря. Она содержит главным образом желчные кислоты и в небольшом количестве в ней имеются фосфолипиды и холестерол. После приёма жирной пищи желчный пузырь сокращается и желчь изливается в просвет двенадцатиперстной кишки.
Желчные кислоты выполняют в организме следующие функции: эмульгируют жиры; активируют липазу; обеспечивают всасывание высших жирных кислот, моноглицеридов и холестерина. Это обусловлено особенностями их строения, а именно тем, что онипредставляют собой поверхностно-активные вещества.
Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерола и секретируются в желчный пузырь. Они присутствуют в желчи в конъюгированной форме, то есть в виде гликохолевой, гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой (около 2/3-4/5 всех желчных кислот) или таурохолевой, тауродезоксихолевой и таурохенодексихолевой (около 1/5-1/3 всех желчных кислот). Эти соединения иногда еще называют парными желчными кислотами, так как они состоят из двух компонентов – желчной кислоты и глицина или таурина.
Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием желчных кислот и их солей.
Соли желчных кислот резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию. Эмульгированию способствует и перистальтика кишечника.
Эмульгирование приводит к увеличению площади поверхности раздела фаз жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической липазой. В результате этого образуется очень тонкая жировая эмульсия, диаметр частиц которой не превышает 0,5 мкм. Такие эмульгированные жиры способны самостоятельно проходить через стенку кишечника и попадать в лимфатическую систему. Однако большая часть эмульгированного жира всасывается после гидролитического расщепления его панкреатическими липазами (липазами сока поджелудочной железы).
Что значит эмульгирование жиров в кишечнике
а) Переваривание жиров. Жиры в продуктах питания. Несомненно, что в повседневной пище из жиров доминируют нейтральные жиры, известные как триглицериды, каждая молекула которых включает глицериновое ядро и боковые цепи, состоящие из трех жирных кислот (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).
Гидролиз нейтральных жиров, катализируемых липазой
Нейтральные жиры — основной компонент животной пищи, а в растительной пище их содержится крайне мало.
В обычной пище имеется небольшое количество фосфолипидов, холестерола и эфиров холестерола. Фосфолипиды и эфиры холестерола содержат жирные кислоты и, следовательно, могут рассматриваться как жиры. Впрочем, холестерол является представителем стеринов и не содержит жирных кислот, но проявляет некоторые физические и химические свойства жиров; к тому же он производится из жиров и легко превращается в них. Следовательно, с диетологической точки зрения, холестерол рассматривается как жир.
б) Переваривание жиров в кишечнике. Небольшое количество триглицеридов переваривается в желудке под действием лингвальной липазы, которая секретируется железами языка в ротовой полости и проглатывается вместе со слюной. Количество перевариваемых таким образом жиров составляет менее 10%, а потому не существенно. Основное переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, о чем сказано далее.
в) Эмульгирование жиров желчными кислотами и лецитином. Первый этап переваривания жиров заключается в физическом разрушении капель жира на мелкие частицы, поскольку водорастворимые ферменты могут действовать только на поверхности капли. Этот процесс называют эмульгированием жиров, он начинается в желудке с перемешивания жиров с другими продуктами переваривания желудочного содержимого.
Далее основной этап эмульгирования происходит в двенадцатиперстной кишке под влиянием желчи, секрета печени, который не содержит пищеварительных ферментов. Однако желчь содержит большое количество желчных солей, а также фосфолипид — лецитин. Эти компоненты, в особенности лецитин, чрезвычайно важны для эмульгирования жиров. Полярные частицы (места, в которых происходит ионизация воды) желчных солей и молекул лецитина хорошо растворимы в воде, тогда как большая оставшаяся часть этих молекул хорошо растворима в жирах.
Таким образом, жирорастворимые порции секрета печени растворяются в поверхностном слое жировых капель вместе с выступающей полярной частью. В свою очередь, выступающая полярная часть растворима в окружающей водной фазе, что значительно снижает поверхностное натяжение жиров и делает их также растворимыми.
Когда поверхностное натяжение капли нерастворимой жидкости низкое, нерастворимая в воде жидкость во время перемещения значительно легче разрушается на множество мелких частиц, чем при более высоком поверхностном натяжении. Следовательно, основная функция желчных солей и лецитина — делать капли жира способными к легкому размельчению при перемешивании с водой в тонком кишечнике. Это действие аналогично действию синтетических моющих средств, широко используемых в домашнем хозяйстве для устранения жира.
Каждый раз в результате перемешивания в тонком кишечнике диаметр жировых капель существенно уменьшается, поэтому общая жировая поверхность многократно увеличивается. Из-за того, что средний диаметр частичек жира в кишечнике после эмульгирования оказывается менее 1 мкм, общая площадь жировой поверхности, образованная в результате процесса эмульгирования, увеличивается в 1000 раз.
Фермент липаза является водорастворимым и может воздействовать только на поверхности жировых капель. Отсюда понятно, насколько значительна детергентная роль лецитина и желчных солей в переваривании жиров.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Когда желудку и кишечнику не хватает ферментов
Основным инструментом пищеварения являются ферменты, именно они выполняют всю основную работу. Логично, что при их недостатке процесс пищеварения нарушается, и организм начинает нам сообщать о проблемах, сигнализируя различными симптомами. Такие привычные всем симптомы как изжога, тяжесть в животе, боль, метеоризм, диарея или запор – являются прямым указанием на проблемы с пищеварением.
Ферменты поджелудочной железы – виды и функции
Пора узнать, что представляют собой ферменты, и как они влияют на пищеварение. Ферменты поджелудочной железы – это белковые комплексы или катализаторы, основной задачей которых является расщепление питательных веществ на простые, легкоусвояемые соединения. Таким образом, организм легко усваивает все необходимые элементы и витамины.
Какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа и какие у них функции?
Особо интересно то, что организм может регулировать выработку тех или иных ферментов в зависимости от характера потребляемой пищи. То есть, если вы потребляете много хлебобулочных изделий, то упор в выработке будет сделан на амилазе, если потребляется жирная пища, то поджелудочная железа отправит в кишечник больше липазы.
Кажется, что работа полностью налажена, и сбоев быть не может. Но сбои случаются и достаточно часто: слишком тонкий механизм работы, который легко нарушить. Даже большой приём пищи с преобладанием жиров может сломать систему, и поджелудочная железа не сможет обеспечить нужное количество ферментов.
Появление проблем с пищеварением
Мы выяснили, что проблемы с пищеварением могут возникать из-за недостатка ферментов. Существует два основных механизма, при которых организму не хватает ферментов поджелудочной железы. В первом варианте проблема с выработкой ферментов кроется в самой поджелудочной железе, т.е. сам орган функционирует неправильно.
Во втором варианте нарушаются условия, при которых ферменты могут правильно работать. Подобное возможно в результате изменения кислотности среды кишечника, например, при воспалении или при изменении стандартной температуры окружения (36-37° С). Воспалительный процесс в кишечнике может возникать при различных состояниях: кишечные инфекции, аллергические реакции (пищевая аллергия, атопический дерматит).
Основные признаки нехватки ферментов поджелудочной железы
Выявить недостаток ферментов достаточно просто. Ключевыми симптомами являются тяжесть после еды, чувство распирания в животе и дискомфорт в животе. Нередко эти симптомы сопровождаются вздутием, урчанием, метеоризмом, диареей. Чаще всего такие симптомы могут возникать в рядовых ситуациях: при употреблении тяжелой, жирной пищи или при переедании, когда удержаться от множества вкусных блюд попросту не удалось. В этом случае не стоит бояться неполадок с поджелудочной железой или других заболеваний ЖКТ. Поджелудочная железа просто не справляется с большим объемом работы, и ей может потребоваться помощь.
Если нехватка ферментов и проблемы с пищеварением сохраняются длительное время, то это не остается незаметным для организма. Симптомы могут усугубляться и носить уже не эпизодический, а регулярный характер. Постоянная диарея дает старт авитаминозу, могут развиваться: белково-энергетическая недостаточность и обезвоживание во всем организме. Может наблюдаться значительное снижение массы тела. Помимо этого при тяжелых стадиях могут наблюдаться следующие симптомы недостатка ферментов поджелудочной железы 8 :
Поддержание пищеварения и лечение ферментной недостаточности
При проблемах с пищеварением могут помочь ферментные препараты (чаще они называются препаратами для улучшения пищеварения), основная задача которых компенсировать нехватку собственных ферментов в организме. Не зря такая терапия называется «ферментозаместительная». Критически важно, чтобы ферментный препарат максимально точно «имитировал» физиологический процесс.
На сегодняшний момент существуют различные препараты для улучшения пищеварения. Как же ориентироваться в многообразии средств и сделать правильный выбор?
Эффективный ферментный препарат должен соответствовать следующим критериям 5,6 :
Рекомендации к назначению ферментных препаратов при синдромах нарушенного пищеварения и всасывания
Пищеварение — это процесс, обеспечивающий пополнение энергетических и пластических ресурсов организма за счет переработки различных пищевых субстратов, поступающих в пищеварительный тракт. В его осуществлении принимают участие прежде всего пищеварительны
Пищеварение — это процесс, обеспечивающий пополнение энергетических и пластических ресурсов организма за счет переработки различных пищевых субстратов, поступающих в пищеварительный тракт. В его осуществлении принимают участие прежде всего пищеварительные железы, в секрете которых содержатся ферменты (табл. 1).
Нарушение процессов пищеварения (мальдигестия) и всасывания (мальабсорбция) являются наиболее распространенными синдромами в практике врача-терапевта и гастроэнтеролога. Их развитие может быть обусловлено недостаточной продукцией пищеварительных ферментов или снижением их активности. Механизмы нарушений процессов пищеварения и всасывания многообразны и определяются в первую очередь заболеваниями, лежащими в их основе (табл. 2).
Клинические проявления синдромов мальдигестии и мальабсорбции зависят также и от механизмов их развития (табл. 3).
При синдромах мальдигестии и мальабсорбции нередко развиваются специфические синдромы, обусловленные дефицитом в организме некоторых витаминов и микроэлементов. Например, дефицит ретинола (витамин А) сопровождается развитием гемералопии (куриная слепота), ксерофтальмии, кератомаляции, гиперкератоза; дефицит никотинамида (витамин РР) — дерматита, диареи, деменции и потери массы тела; дефицит цианкобаламина (витамин В12) — болезненной нейропатии, атаксии, парастезии, нарушением температурной чувствительности, макроцитарной анемии; дефицит аскорбиновой кислоты (витамин С) — кровоизлияниями под надкостницу и в основании волосяных фолликулов; дефицит железа — мышечной слабости, глоссита, колонихий, микроцитарной анемии и др. Основным направлением в лечении больных с синдромами нарушенного пищеварения и всасывания, особенно при невозможности устранения причин их развития, является заместительная терапия ферментами, иногда витаминами и микроэлементами.
В настоящее время в распоряжении врача имеется большое количество ферментных препаратов, отличающихся количеством входящих компонентов, степенью энзимной активности, способами производства и формами выпуска. Все ферменты условно можно разделить на две группы: панкреатин в чистом виде и панкреатин + компоненты желчи + гемицеллюлаза. Панкреатин содержит три фермента: липазу, протеазу и амилазу. Препарат считается эффективным, если в 1 г панкреатина содержится около 40 000 ЕД липазы (единицы Международной фармацевтической федерации). Липаза участвует в гидролизе эмульгированного желчью нейтрального жира, преимущественно в двенадцатиперстной кишке, так как при поступлении липазы в тощую кишку ее активность резко снижается. Протеазы в панкреатине преимущественно состоят из трипсина, под его влиянием белки, в основном животного происхождения, расщепляются на аминокислоты; кроме того, трипсин по принципу обратной связи участвует в регуляции панкреатической секреции. Амилаза расщепляет внеклеточные полисахариды (крахмал, гликоген) и практически не участвует в гидролизе растительной клетчатки. Препараты панкреатина не оказывают влияния на функцию желудка, печени, моторику билиарной системы и кишечника, но снижают секрецию панкреатического сока.
В состав ряда современных ферментных препаратов наряду с панкреатином входят желчные кислоты (желчь) и гемицеллюлаза. Препараты, содержащие желчные кислоты, увеличивают панкреатическую секрецию и холерез, стимулируют моторику кишечника и желчного пузыря. Желчные кислоты увеличивают осмотическое давление кишечного содержимого, а в условиях микробной контаминации кишечника происходит их деконъюгация с последующим развитием осмотической и секреторной диареи. Желчные кислоты вступают в энтерогепатическую циркуляцию и метаболизируются в печени, что увеличивает ее функциональную нагрузку. Деконъюгированные желчные кислоты повреждают слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта.
Ферментные препараты, содержащие желчные кислоты, не следует назначать при остром и хроническом панкреатите, при гепатите и циррозе печени, диарее, язвенной болезни и воспалительных заболеваниях кишечника.
Наличие в ферментном препарате гемицеллюлазы обеспечивает расщепление полисахаридов растительного происхождения.
При назначении того или иного ферментного препарата необходимо прежде всего учитывать его состав.
Вторым фактором, определяющим активность лечения, является форма выпуска препарата. Большинство ферментных препаратов выпускаются в виде драже или таблеток диаметром 5 (и более) мм в кишечнорастворимых оболочках, что защищает ферменты от высвобождения в желудке и разрушения соляной кислотой желудочного сока. Из желудка одновременно с пищей могут эвакуироваться в двенадцатиперстную кишку твердые частицы, диаметр которых составляет не более 2 мм. Более крупные частицы, в частности ферментные препараты в таблетках или драже, эвакуируются в межпищеварительный период, когда пищевой химус уже покинул двенадцатиперстную кишку. В результате препараты не смешиваются с пищей и не участвуют в пищеварении. Для обеспечения быстрого и «гомогенного» смешивания с пищевым химусом были созданы высокоактивные полиферментные препараты в виде микротаблеток (панцинтрат) и микросфер (креон), диаметр которых не превышает 2 мм. Препараты заключены в желатиновую капсулу, которая разрушается в желудке, содержимое (микротаблетки и микросферы) смешивается с пищевым химусом и вместе с ним постепенно поступает в двенадцатиперстную кишку. При pH дуоденального содержимого выше 5,5 оболочки микросфер и микротаблеток растворяются и ферменты начинают действовать на большой поверхности, аналогично физиологическим процессам пищеварения.
Третьим фактором, определяющим активность ферментных препаратов, является интрадуоденальный уровень pH и эффективная моторика двенадцатиперстной кишки, обеспечивающая длительный контакт ферментов с пищевым химусом. Если pH дуоденального содержимого снижается до 3,5 и ниже, то происходит необратимая инактивация липазы и трипсина, преципитация желчных кислот, влекущая за собой нарушение эмульгирования и всасывания жиров. Основными причинами падения pH в двенадцатиперстной кишке являются избыточный бактериальный рост в кишке, гиперацидоз, снижение секреции бикарбонатов. Для повышения pH в дуоденуме используют блокаторы H2-рецепторов гистамина (ранитидин, фамотидин), иногда блокаторы протонной помпы (омепразол и др.), антацидные препараты (маалокс, гастал и др.) и обязательно проводят деконтаминацию двенадцатиперстной кишки антибактериальными препаратами (бисептол и др.), а иногда антипаразитарными (метронидазол и др.) средствами.
Дозы препаратов и продолжительность лечения определяют индивидуально, в зависимости от ведущего механизма данного нарушения. Эффективность ферментных препаратов иногда может зависеть от моторных нарушений верхних отделов пищеварительного тракта. Для устранения этих расстройств чаще всего используют прокинетики типа мотилиум (10 мг за 15 минут до еды три-четыре раза в день).
Важнейшим фактором, определяющим успех терапии, является правильный выбор ферментного препарата, его дозы и продолжительности лечения. При выборе препарата учитывается характер заболевания и механизмы, лежащие в основе нарушений пищеварения (табл. 5).
Основной недостаток ферментной терапии в том, что ее активность порой зависит от других патогенетических механизмов. Эффект терапии ферментными препаратами может быть повышен путем устранения синдрома избыточной микробной контаминации двенадцатиперстной и других отделов тонкой кишки путем проведения курсов антимикробной терапии, а при закислении дуоденума — путем восстановления нужного pH с помощью блокаторов H2-рецепторов гистамина и антацидных средств (маалокс и др.).