Процессы жирового обмена

Процессы жирового обмена

Организм получает жиры в основном в виде так называемого нейтрального жира, который расщепляется внутри на глицерин и жирные кислоты, хотя свободные жирные кислоты могут поступать и с пищей.

Все процессы жирового обмена в организме можно разделить на три группы:

– расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте;

– превращение всосавшихся продуктов в тканях организма;

– выделение из организма продуктов обмена жиров.

Расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте

Как и углеводы, липиды поступают в организм с пищей животного и растительного происхождения. Вместе с жирами в организм поступают жирорастворимые витамины, незаменимые жирные кислоты. Потребность в пищевых жирах для человека составляет 50–70 г в сутки.

В ротовой полости жиры не подвергаются никаким изменениям, т. к. слюна не содержит ферментов, расщепляющих жиры. Логически можно предположить, что следующим этапом воздействия на жиры станет их расщепление в желудке при помощи липазы, содержащейся в желудочном соке. Однако роль ее в переваривании липидов невелика, т. к. в кислой среде (рН – 2) фермент мало активен, а липиды, будучи водоотталкивающими, имеют малую поверхность контакта. Оптимальное значение рН для желудочной липазы находится в пределах 5,5–7,5 единиц рН). Поэтому в желудке происходит лишь частичное расщепление жиров на глицерин или моно– и диглицериды и жирные кислоты. К тому же, в желудке отсутствуют условия для превращения жиров в эмульсию (эмульгирование), а липаза может активно расщеплять только жир, находящийся в форме жировой эмульсии.

Поэтому у взрослых людей жиры, составляющие основную массу пищевого жира, в желудке не меняют своих свойств. Лишь у детей раннего возраста, получающих с пищей хорошо эмульгированные жиры (молоко), расщепление жиров в желудке может достигать 5 %. Тем не менее, желудочное пищеварение значительно облегчает последующее переваривание жира в кишечнике. В желудке происходит частичное разрушение 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 превращению жира в эмульсию.

Из желудка жиры поступают в 12-перстную кишку. В отличие от белков и углеводов жиры не растворяются в воде. Поэтому организм специально для растворения жиров выделяет желчь, которая поступает из желчного пузыря в 12-перстную кишку. Наиболее сильным эмульгирующим действием обладают желчные кислоты, поступающие в 12-перстную кишку с желчью.

Туда же вместе с пищевой массой заносится и небольшое количество желудочного сока, содержащего соляную кислоту, которая в 12-перстной кишке нейтрализуется в основном бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соке и желчи. В результате химической реакции между бикарбонатами и соляной кислотой начинается превращение жира в эмульсию.

В результате превращения жира в эмульсию резко увеличивается поверхность капелек жира, что увеличивает площадь их взаимодействия с липазой, т. е. ускоряет ферментативное расщепление, а также всасывание. Всасывание жиров, как и других липидов, происходит в проксимальной части тонкой кишки. Тонко эмульгированные жиры могут частично проникать через стенку кишечника без предварительного расщепления. Однако основная часть жира всасывается лишь после расщепления его панкреатической липазой на жирные кислоты и моноглицериды. Всасывание происходит также при участии желчных кислот. Желчные кислоты с током крови доставляются в печень, затем снова секретируются желчью в кишечник, то есть повторно используются, циркулируя по кругу: печень – кишечник – печень. Однако в течение суток примерно 0,3 г желчных кислот не всасываются, а выводятся с калом. Потери восполняются за счет их производства в печени из холестерина. Нарушение желчеобразования или поступления желчи в кишечник приводит к нарушению расщепления жиров и их выделению в составе кала.

Превращение всосавшихся жиров в тканях организма

Всосавшиеся жирные кислоты в слизистой оболочке кишечника частично используются для распада жиров и других липидов, специфичных для данной ткани организма, частично в виде свободных жирных кислот переходят в кровь. Механизм превращения триглицеридов из жирных кислот связан с активацией последних путем образования их соединений с коферментом А (КоА). Вновь произведенные триглицериды, а также триглицериды, всосавшиеся в нерасщепленном виде, и свободные жирные кислоты могут переходить из стенки кишечника как в лимфатическую систему, так и в систему воротной вены. В ходе промежуточного обмена в тканях под влиянием тканевых липаз жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, при дальнейшем окислении которых выделяется большое количество энергии, накапливаемой в виде аденозинтрифосфорной кислоты.

Жировой обмен находится под контролем нервной системы и гормонов гипофиза, надпочечников и половых желез. Повреждая, например, гипоталамус мозга, можно вызвать ожирение.

Выведение продуктов жирового обмена из организма

В основном выведение жира и жирных кислот происходит через кожу с секретами сальных и потовых желез. В секрете потовых желез содержатся главным образом водорастворимые жирные кислоты с короткой углеродной цепью; в секрете сальных желез преобладают нейтральные жиры, эфиры холестерина с высшими жирными кислотами и свободные высшие жирные кислоты, прогоркание которых вызывает неприятный запах этих секретов. Небольшое количество жира выделяется в составе отторгающихся клеток эпидермиса.

При заболеваниях кожи, сопровождающихся повышенной деятельностью сальных желез (себорея, псориаз, угри и др.) или усиленным ороговением и слущиванием клеток эпителия, выведение жира и жирных кислот через кожу значительно увеличивается.

В процессе переваривания жиров в желудочно-кишечном тракте всасывается около 98 % жирных кислот, входящих в состав пищевых жиров, и практически весь образовавшийся глицерин. Оставшееся небольшое количество жирных кислот выделяется с калом в неизмененном виде или же подвергается превращению под воздействием микробной флоры кишечника. С мочой выделяется небольшое количество короткоцепочечных жирных кислот (уксусная, масляная, валериановая), а также b-оксимасляная и ацетоуксусная кислоты, количество которых в суточной моче составляет от 3 до 15 мг.

Особенности жирового обмена у детей

Гидролитическое расщепление жиров в желудке играет важную роль в процессе пищеварения у детей, особенно у детей грудного возраста, умеренная кислотность желудочного сока у которых (рН около 5,0) способствует перевариванию эмульгированного жира грудного молока желудочной липазой. Кроме того, при длительном употреблении молока в качестве основного продукта питания у детей грудного возраста возможно привычное усиление производства желудочной липазы. Слизистая оболочка верхней части пищевода грудного ребенка вырабатывает свою собственную липазу в ответ на сосательные движения при кормлении ребенка грудью. У новорожденных желудочная липаза расщепляет только те жиры, в состав молекулы которых входят жирные кислоты с короткой углеродной цепью. Из-за относительной незрелости внешнесекреторной функции печени и низкой активности панкреатической липазы у детей (особенно у новорожденных и у детей первых 3-х лет жизни) усвоение жира ниже, чем у взрослых. У доношенных новорожденных детей усваивается около 85–90 % поступающего в организм жира, у недоношенных – 60–79 %.

Роль жиров в обеспечении ребенка энергетическим и пластическим материалом тем значительнее, чем меньше его возраст. Одним из источников энергии является бурая и белая жировая ткань. Масса бурой жировой ткани у новорожденного равна примерно 30 г, т. е. составляет около 1 % от массы его тела. В раннем периоде новорожденности эта ткань способствует поддержанию температуры тела. Белая жировая ткань с возрастом изменяется. Нарастание массы жира у плода к концу периода внутриутробного развития связано с увеличением размеров липоцитов (адипоцитов); с момента рождения и до 6 лет их размер увеличивается в 3 раза. У здоровых детей старше 12 лет липоциты достигают размеров липоцитов взрослых, а у полных детей это происходит уже к 2-м годам. Количество липоцитов у здоровых детей к 3-м годам утраивается, т. е. в течение первого года жизни возрастает не только размер, но и число жировых клеток. Далее до 16-летнего возраста более интенсивно происходит увеличение размеров липоцитов. Отложение избытка жира является наследуемым признаком, который чаще проявляется под влиянием избыточного и неправильного питания, стрессовых ситуаций и других неблагоприятных факторов. Врожденное ожирение может также вызываться неблагоприятными факторами, действующими на плод во внутриутробном периоде (хроническая гипоксия плода, сахарный диабет матери, ее ожирение, токсикоз второй половины беременности).

Особенности жирового обмена у женщин

Половые различия в количестве жира в организме обнаруживаются с раннего возраста. Так, у новорожденных девочек наблюдается направленность к более высокому содержанию подкожного жира. Различия в количестве подкожного и общего жира у девочек и мальчиков усиливаются в первые годы жизни. Наиболее значительное преобладание содержания жира в женском организме по сравнению с мужским начинается с периода полового созревания. Жировая ткань у юноши составляет примерно 10 %, а у девушки – 20 % от массы тела. Это зависит от функционального развития организма женщины – ее организм предназначен для воспроизведения потомства. Женские тела более склонны к накоплению жира, так как они постоянно готовятся питать плод во время беременности.

У большинства женщин, не слишком увлекающихся физическими упражнениями и спортом, процентное содержание телесного жира намного превышает норму. И, кстати, очень часто даже если женщина выглядит стройной, совсем не обязательно у нее будет мало жира по сравнению с мышечной массой. Если в теле человека процентное содержание жира превышает допустимое значение, то эти люди считаются больными, независимо от того, как они выглядят.

В результате наблюдений ученые установили, что различие в распределении жира в женском теле зависит и от климата, откуда родом предки женщины. Например, у женщин жарких стран Африки и Средиземноморья жир накапливается в ягодицах и бедрах. Женщины из некоторых стран Азии полнеют в первую очередь в области живота.

Ученые предполагают, что тело запасает жир в отдельных областях, руководствуясь следующими принципами: у женщин, чьи предки были родом из жарких стран, жир скапливается на животе, потому что так намного удобнее для организма. Если покрыть все тело складками жира, то это отрицательно повлияет на внутреннюю терморегуляцию и ежедневное существование станет невыносимым. Женщины, чьи предки были родом из холодных стран или Восточной Европы, полнеют больше других, так как это помогает организму пережить холодные зимние месяцы.

Одно из неприятных последствий излишнего веса у женщин – это целлюлит. Причинами возникновения целлюлита могут быть неумеренный аппетит (регулярное переедание), непродуманный режим дня, гормональные изменения. У женщин гормональные изменения способствуют подкожному удержанию воды. Такое влагоудержание внутри жировых отложений сдавливает лимфатические и кровяные сосуды, в результате чего снижается циркуляция, и все труднее обеспечить подвижность липоцитов. Поэтому очень трудно избавиться от целлюлита, если он однажды появился.

Регуляция обмена жиров

Регуляция жирового обмена осуществляется сложным нервно-гуморальным путем, однако в ней преобладают механизмы гуморальной регуляции. Так при понижении функции щитовидной железы, гипофиза и половых желез усиливаются процессы биосинтеза жира и отложении его в жировой ткани, что приводит к ожирению.

Гормон поджелудочной железы, инсулин, играет важную роль в регуляции жирового обмена. Поскольку существует возможность перехода углеводов в жиры, а жиров в углеводы, то при недостатке инсулина усиливаются процессы биосинтеза углеводов, и происходит ускорение процессов расщепления жиров, в ходе которого образуются промежуточные продукты, используемые для синтеза углеводов.

Таким образом, из всего сказанного можно сделать вывод, что ожирение – это избыточное накопление жира в организме и отложение его в подкожной клетчатке, сальнике, других тканях и органах. Ожирением можно назвать состояние организма, при котором избыточное накопление жира в организме приводит к увеличению массы тела на 20 % и более от нормальных величин. В большинстве случаев границей ожирения можно условно считать долю жира в общем весе тела, равную 30 % для женщин и 25 % для мужчин.

Нормальный вес определяется при показателях роста 155–170 см минус 100. Чем меньше избыточный вес, тем больше продолжительность жизни. Более точные пропорции телосложения человека приведены в таблице.

Сегодня преобладает мнение, подтвержденное множеством объективных данных, о вреде для здоровья избыточной массы тела, хотя имеются некоторые любопытные наблюдения, ставящие под сомнение абсолютный характер этого утверждения: норвежский диетолог Ганс Ваалер утверждает, что женщины с излишками массы тела от 10 до 20 кг живут дольше, чем те, чья масса считается идеальной. Ваалер сопоставил сведения о продолжительности жизни 2 млн. норвежцев с данными о массе их тел и пришел к заключению, что организм стройных женщин (рост в сантиметрах минус 100 минус 10 %) отличается меньшей устойчивостью к заболеваниям по сравнению с организмом женщин, излишки массы тела которых колеблются в пределах 10–20 кг. Для мужчин же любой лишний вес является фактором риска.