Структура и основные функции
Желчные кислоты являются амфифильными молекулами, то есть обладают свойствами поверхностно-активных веществ (ПАВ). В их химическом строении выделяют гидрофобную часть — массивное стероидное ядро (циклопентанпергидрофенантрен), и гидрофильную часть, представленную боковой цепью с карбоксильной или ионизированной группой, а также гидроксильными радикалами.
В организме они выполняют три главные задачи:
- Пищеварительная. Обеспечивают эмульгирование липидов в кишечнике. Молекулы кислот окружают каплю жира, гидрофобными участками погружаясь внутрь, а гидрофильными обращаясь к водной фазе. Это снижает поверхностное натяжение, препятствует слипанию капель и делает жиры доступными для действия ферментов.
- Солюбилизирующая. В составе желчи они удерживают холестерол в растворенном состоянии, предотвращая образование камней.
- Экскреторная. Выведение желчных кислот с калом (1,0–1,3 г/сутки) — это конечный этап катаболизма и главный путь удаления холестерола из организма (более 90% от всех потерь).
Биосинтез и классификация
Синтез кислот протекает в мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцитов. Процесс катализируют ферменты гидроксилазы (включающие цитохром $P_{450}$), которым для работы требуются кислород и кофермент NADPH + $H^+$. В ходе химических превращений в стероидное ядро добавляются гидроксильные группы (в положения $7\alpha$ и $12\alpha$), укорачивается боковой радикал, а его конец окисляется до карбоксильной группы.
В зависимости от места образования, кислоты делятся на две группы:
- Первичные. Синтезируются непосредственно в печени из холестерола. Главные представители: холевая (три гидроксильные группы) и хенодезоксихолевая (две гидроксильные группы).
- Вторичные. Образуются в кишечнике из первичных кислот под влиянием бактериальной микрофлоры, которая отщепляет $7\alpha$-гидроксильную группу. Из холевой кислоты получается дезоксихолевая, а из хенодезоксихолевой — литохолевая.
Конъюгация и механизмы регуляции
Прежде чем попасть в желчь, первичные кислоты проходят процесс конъюгации. Они активируются коэнзимом А (образуя холил-КоА и хенодезоксихолил-КоА), после чего связываются с аминокислотой глицином или производным цистеина — таурином. Соотношение глициновых и тауриновых конъюгатов составляет примерно 3:1. Этот шаг жизненно важен: конъюгация делает молекулы более полярными, многократно усиливая их эмульгирующие свойства.
Процесс синтеза строго контролируется на уровне главного фермента — $7\alpha$-гидроксилазы:
- Ускорение синтеза: субстрат холестерол индуцирует фермент. Также стимулирующим эффектом обладают тиреоидные гормоны.
- Торможение синтеза: сами желчные кислоты ингибируют транскрипцию гена по принципу отрицательной обратной связи. Эстрогены также работают как корепрессоры.
Энтерогепатическая циркуляция
В организме постоянно поддерживается кругооборот желчных кислот между печенью и кишечником. Выброс накопленной в желчном пузыре желчи стимулирует гормон холецистокинин, который выделяется в ответ на поступление жирной пищи.
Выполнив функцию эмульгаторов в тонком кишечнике и частично превратившись во вторичные кислоты под действием бактерий, около 95% пула желчных кислот всасывается обратно в подвздошной кишке. По воротной вене они возвращаются в печень, где заново конъюгируются и секретируются. Литохолевая кислота, будучи самой гидрофобной, реабсорбируется хуже всех и быстро покидает организм с фекалиями.
Запомнить первичные кислоты поможет фраза «ХОРошая ПЕЧЕНЬ»: ХОР — ХОлевая, ПЕЧЕНЬ — ХЕНодезоксихолевая (обе образуются в печени).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при изменении состава желчи образуются камни?
Холестерол — очень гидрофобное вещество. Желчные кислоты и фосфатидилхолин удерживают его в виде мицелл. Если концентрация кислот падает, холестерол теряет коллоидную стабильность и выпадает в осадок.
В чем смысл конъюгации желчных кислот с глицином и таурином?
Связывание с этими молекулами увеличивает амфифильность (полярность) кислот. Благодаря этому их детергентные свойства резко возрастают, и они лучше растворяют жиры в кишечнике.
Какая из желчных кислот быстрее всего выводится из организма?
Литохолевая. Из-за наличия только одной гидроксильной группы она наименее растворима и наиболее токсична, поэтому организм почти не реабсорбирует её в кишечнике.
Что ещё разобрать по теме
- Биохимический механизм ингибирования ГМГ-КоА-редуктазы холестеролом
- Строение мицелл желчи и обеспечение её коллоидной стабильности
- Механизм бактериального 7α-дегидроксилирования в кишечнике
- Гормональный путь действия холецистокинина на гладкую мускулатуру желчного пузыря
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Желчные кислоты» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен липидов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.