Фізіологія ліпідного обміну печінки
Подорож фізіологією - Як працює людський організм
Печінково-жировий обмін
Холестерин: χολή = жовч, στερεος = твердий (холестерин у жовчнокам’яній хворобі)
Хіломікрони: χυλός = сік (лімфа), μικρός = малий
Гліцерин: γλυκύς = sьЯ (цукровий спирт!)
Ліпіди, ліпаза: λίπος = жир
Зберігання енергії (нейтральні жири),
Компоненти мембран (наприклад, фосфоліпіди, холестерин),
Стероїдні гормони (статеві гормони, кортикоїди, гормон Vit-D3) та
Жовчні кислоти (холева кислота, хенодезоксихолева кислота, .).
Деякі з них - як мембранні компоненти (арахідонова кислота) та жиророзчинні вітаміни - необхідні організму (тобто вони повинні надходити ззовні). В основному в печінці можуть синтезуватися всі незамінні ліпіди.
Оскільки ліпіди не розчиняються у воді, вони упаковані в ліпопротеїни у позаклітинному просторі (плазма крові, інтерстицій). Таким чином, наприклад, нейтральні жири можуть транспортуватися до жирової тканини, де вони зберігаються і при необхідності доступні для виробництва енергії.
У фазі резорбції клітини слизової оболонки кишечника поглинають довголанцюгові ліпіди як вільні жирні кислоти або моногліцериди (апікальні) і передають їх (базолатеральні) у вигляді тригліцеридів - з апопротеїном 48 (та іншими ліпідами), розташованими в хіломікронах. Вони досягають лімфатичних судин і (через грудну протоку) безпосередньо у велику циркуляцію, де дозрівають (завдяки білковому обміну) до частинок ЛПВЩ. Вони зустрічаються з ліпіпротеїновою ліпазою в капілярах жирової тканини.
Ліпопротеїн-ліпаза в основному утворюється жировими клітинами у відповідь на інсулін, секретується, а потім розподіляється в мікроциркуляції (апікальні мембрани ендотеліальних клітин). Він відокремлює вільні жирні кислоти від асоційованих з хіломікроном тригліцеридів; Вільні жирні кислоти потрапляють до адипоцитів через стінку капіляра і зберігаються тут у вигляді тригліцеридів, використовуючи гліцерин-3-фосфат (і, отже, глюкозу). Внутрішньоклітинні ліпази - особливо гормоночутливі ліпази, які можуть інгібуватися інсуліном - знову розщеплюють ці тригліцериди. Це зменшило б толерантність клітини до глюкози; інсулін протидіє цьому, стимулюючи гліколіз та синтез гліцерол-3-фосфату. Таким чином, тригліцериди все більше утворюються у фазі поглинання, оточуються білком (перліпіном) і зберігаються у вигляді внутрішньоклітинних крапель жиру.
Дієтичні жири потрапляють в кровообіг переважно через хіломікрони та кишкову лімфу (хиле). Ендотеліальні ліпази (LPL) розщеплюють вільні жирні кислоти, які використовуються або зберігаються периферично.
"Залишки" поглинаються (через рецептори) гепатоцитами, як і ЛПНЩ. Апопротеїни беруть участь у поглинанні. Клітини печінки вивільняють ліпіди в циркуляцію в частинках низької щільності (ЛПНЩ, ЛПНЩ).
Частинки високої щільності (ЛПВЩ) потрапляють до печінки із тканин зберігання (тут не показано)
HL = печінкова ліпаза, сидить на поверхні клітин печінки, розщеплює нейтральний жир з IDL і жирні кислоти з тригліцеридів IDL = ліпопротеїди середньої щільності LDL = ліпопротеїди низької щільності LPL = ліпопротеїн ліпаза, фермент, пов'язаний з ендотеліальними клітинами, розщеплює тригліцериди з ліпопротеїдів дуже низької щільності ліпопротеїн
Див. Також печінкові та транспортні процеси
Клітини печінки отримують тригліцериди у фазі резорбції завдяки новому синтезу з глюкози та фруктози, а також від ендоцитозу залишків хіломікрону (це мінімістичні частки низької щільності, що містять холестерин, тобто ЛПНЩ та ІДЛ).
Печінкова ліпаза знаходиться в мембрані гепатоцитів, вона відщеплює тригліцериди від дрібних частинок ліпопротеїдів (ЛПВЩ, ЛПНЩ, ІДЛ). Самі клітини печінки зберігають лише невелику кількість тригліцеридів (інакше жирова печінка присутня); вони воліють упаковувати їх з апопротеїном B100 (apoB100), щоб утворити частинки ЛПНЩ і експортувати їх на периферію, де вони можуть використовуватися м’язовими клітинами, наприклад (> малюнок). Це відбувається головним чином у пострезорбтивній (голодній) фазі, коли субстрати для енергетичного обміну вже не надходять з кишечника і забезпечуються печінкою.
Тому можна сказати, що поповнення тригліцеридів на периферії відбувається переважно за допомогою хіломікронів у резорбтивній фазі та через ЛПНЩ у пострезорбтивній фазі.
розщеплюють (окислюють) жирні кислоти з метою виробництва енергії та інших метаболічних етапів.
Особливо швидко бета-окислення відбувається в клітинах печінки.
Ацетооцтова кислота утворюється з надлишку активованого залишку оцтової кислоти ацетил-коферменту А (Ac-CoA), потрапляє в кров з гепатоцитів і поглинається іншими тканинами, які перетворюють її назад в Ac-CoA і окислюють далі - Ac-CoA може використовувати цитратний цикл і дихальний ланцюг повністю розщеплені (до CO2 і H2O),
Синтезувати власні ліпіди (тригліцериди = нейтральні жири, фосфогліцериди, сфінголіпіди, холестерин, жовчні кислоти, лецитин) із засвоєних вуглеводів, амінокислот та жирів,
Синтезувати апопротеїни для транспорту тригліцеридів у крові,
Нарощують ліпопротеїни ЛПНЩ (позаклітинний транспортуваний жир) і виділяють їх у кров (вони потрапляють у ліпідний кровообіг і використовуються іншими тканинами).
> Рисунок: Обмін холестерину
На основі шаблону в Boron/Boulpaep, Medical Physiology, 3rd ed., Elsevier 2016
Печінка - головний орган, який використовується для контролю рівня холестерину.
Джерелами холестерину є переважно (1) кишечник (хіломікрони через лімфатичні судини), (2) холестерин ЛПНЩ з крові, (3) новий синтез печінки.
Викид холестерину відбувається (1) через жовч (жовчні солі) та (2) у кров (ЛПНЩ)
ABCA-1, транспортер касетної зв'язки, що зв'язує TP, також CERP = c регуляторний регулятор потоку холестерину CE, ефір холестерину FA, жирні кислоти LCAT, лецитин-холестерин-ацилтрансфераза LPL, ліпопротеїн-ліпаза SR-B1, рецептор рецептора B1 (HDL) Рецептор) TG, тригліцериди
Ліпопротеїн-ліпаза гідролізує тригліцериди до ліпопротеїдів; він експресується в жировій тканині, скелетному та серцевому м’язах і перетворюється з хіломікронів та щільніших ліпідних фракцій ЛПНЩ у ЛПНЩ; звільняються вільні жирні кислоти (> малюнок вище).
80-90%). Чим більше холестерину потрапляє з їжею, тим менше зусиль доводиться печінці на (енергоємний) новий синтез (щодня потрібно 1-2 г холестерину). Холестерин є вихідним матеріалом для стероїдних гормонів (кори надниркових залоз та статевих гормонів) та жовчних кислот.
Забезпечення холестерину в організмі зазвичай відбувається в основному за рахунок новоутворення. Холестерин виводиться через жовч меншою мірою, ніж солі галової кислоти
Метаболізм холестерину заснований на:
10-20% нової вимоги. Баланс між самосинтезом та поглинанням кишечника регулюється за допомогою декількох механізмів, наприклад, інгібування HMG-CoA-редуктази (відновлює β-гідрокси-β-метилглутарил-кофермент А до мевалоната) самим холестерином.
Гормони також діють на фермент (стимулюючи: інсулін, гормони щитовидної залози; інгібуючий: глюкагон).
При необхідності активність ГМГ-КоА-редуктази може досягати
Новий синтез - це забезпечує 1-2 г/день
80-90% холестерину в організмі (статини інгібують HMG-CoA редуктазу в ендоплазматичній сітці, їх ще називають інгібіторами ферменту синтезу холестерину)
Холестерин - це компонент (> фігура) клітинної мембрани (в організмі дорослої людини більше 100 г холестерину) і стабілізує його (зменшуючи «рідину»). Холестерин присутній у клітинній мембрані в полярній (нестерифікованій) формі, інакше він не зміг би поміститися в подвійну ламелю.
Якщо холестерин потрібно зберігати, він поєднується з жирною кислотою (ефір холестерину) - у цій формі він є неполярним і легко зберігається в ліпідній фазі.
Холестерин частково виводиться з жовчю у формі - або за посередництвом - жовчних кислот .
Потреба в енергії печінки в значній мірі покривається окисленням жирних кислот (до ацетил-коферменту A: Ac-CoA) .
Жовчні солі (солі жовчних кислот) є емульгаторами і використовуються для перетравлення жиру (без них поглинання жиру зменшується приблизно вдвічі). Гепатоцити утворюють первинні жовчні солі холат і хенодезоксихолат, які кон'югуються з гліцином, сульфатом, глюкуронатом або таурином і виводяться з первинною жовчю жовчних проток. (Частина кишечника дегідроксилюється бактеріями, в результаті чого вторинні жовчні солі дезоксихолат і літохолат.)
У жовчному міхурі (ємність для дорослих 30-50 мл) жовчна рідина ізоосмотично модифікована і об’єм зменшується в 10-20 разів шляхом реабсорбції води, NaCl та NaHCO3; Це утворює 20-50 мл/день жовчі сечового міхура з високою концентрацією жовчних кислот, фосфоліпідів, холестерину та білірубіну (але зі зниженими значеннями Cl).
Особливо CCK призводить до скорочення жовчного міхура (холецисто-кінін!) І спорожнення вмісту в дванадцятипалу кишку.
6-7) підвищує розчинність солей Са ++.
Жовчні солі, що всмоктуються в кишечнику (і зв’язуються з білками плазми), знову потрапляють через транспортер жовчних кислот NTCP і, якщо потрібно, знову кон’югують. Молекули жовчної солі можуть циркулювати 10-20 разів (басейн жовчних кислот).
Чим нижча концентрація жовчних жовчних кислот у жовчі або вища концентрація лецитину, тим більша ймовірність того, що холестерин випадає в осад.
Печінка зберігає всі жиророзчинні вітаміни, які поглинаються за допомогою хіломікронів і після вилучення з транспортної форми в основному зберігаються в зірчастих клітинах:
Вітамін D (25-гідроксилювання в печінці)
Вітамін К (> див. Там згортання)
Крім того, печінка зберігає запас вітаміну В 12 до 2-3 років. Ціанокобаламін має найдовший період напіввиведення з усіх вітамінів, що зберігаються в організмі.
Вільні жирні кислоти використовуються для утворення ЛПНЩ; при недоїданні або цукровому діабеті (нестача вуглеводів у клітинах) до утворення кетонових тіл (ацетооцтова кислота, Я-ОН-масляна кислота, ацетон). Вони не потрібні печінці, але служать для покриття енергії позапечінкових тканин (мозку тощо).
Печінка розщеплює тригліцериди. Ця функція порушується при алкогольному гепатиті, що може призвести до значно підвищеного рівня тригліцеридів у крові.
Про розщеплення алкоголю в печінці дивіться там
Хронічні захворювання печінки пов’язані зі зниженим синтезом печінки. Потім це відображається на зниженні рівня ліпопротеїдів у крові.