Обмін жирів

Обмін жирів включає в себе обмін нейтральних жирів, фосфатидів, гликолипидов, холестерину і стероїдів. Таке велике число компонентів, що входять в поняття жирів, надзвичайно ускладнює виклад особливостей їх обміну. Однак загальне їх фізико-хімічна властивість - низька розчинність в воді і хороша розчинність в органічних розчинниках - дозволяє відразу ж підкреслити, що транспорт цих речовин у водних розчинах можливий лише у вигляді комплексів з білком або солей жовчних кислот або у вигляді мив.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Значення жиру для організму

В останні роки значно змінився погляд на значення жирів в життєдіяльності людини. Виявилося, що жири в організмі людини швидко оновлюються. Так, половина всього жиру у дорослого оновлюється протягом 5-9 днів, жир жирової тканини - 6 днів, а в печінці - кожні 3 дні. Після того як була встановлена висока швидкість відновлення жирових депо організму, жирам відводиться велика роль в енергетичному обміні. Значення жирів в побудові найважливіших структур організму (наприклад, оболонки клітин нервової тканини), в синтезі гормонів надниркових залоз, в захисті організму від надмірної тепловіддачі, в транспортуванні жиророзчинних вітамінів вже давно добре відомо.

Жир тіла відповідає двом хімічним і гістологічним категоріям.

А - «істотний» жир, до якого відносяться ліпіди, що входять до складу клітин. Вони мають певний ліпідний спектр, а їх кількість становить 2-5% від маси тіла без жиру. «Істотний» жир зберігається в організмі і при тривалому голодуванні.

Б - «несуттєвий» жир (запасний, надлишковий), що знаходиться в підшкірній клітковині, в жовтому кістковому мозку і черевної порожнини - в жировій клітковині, розташованої біля бруньок, яєчників, в брижі і сальнику. Кількість «несуттєвого» жиру не постійно: він або накопичується, або використовується в залежності від енергетичних витрат і характеру харчування. Дослідження складу тіла плодів різного віку показали, що накопичення жиру в їх організмі відбувається головним чином в останні місяці вагітності - після 25 тижнів гестації і протягом першого-другого року життя. Накопичення жиру в цей період йде інтенсивніше, ніж накопичення білка.

Динаміка вмісту білка і жиру в структурі маси тіла плода і дитини

Маса тіла плода або дитини, г	Білок,%	Жир,%	Білок, г	Жир, г
1500	11,6	3,5	174	52,5
2500	12,4	7,6	310	190
3500	12,0	16,2	420	567
7000	11,8	26,0	826	1820

Така інтенсивність накопичення жирової тканини в періоді самого критичного зростання і диференціювання свідчить про провідному використанні жиру в якості пластичного матеріалу, але не енергетичного резерву. Це може бути ілюстровано і даними по накопиченню самого есенціального пластичного компонента жиру - поліненасичених довголанцюжкових жирних кислот класів ωЗ і ω6, що включаються в мозкові структури і визначають функціональні властивості мозку і апарату зору.

Накопичення ω-жирних кислот в тканини головного мозку плода і дитини

Жирні кислоти	До народження, мг / тиждень	Після народження, мг / тиждень
Всього ω6	31	78
18: 2	1	2
20: 4	19	45
Всього ω3	15	4
18: 3	181	149

Найменша кількість жиру спостерігається у дітей в препубертатном періоді (6-9 років). З початком статевого дозрівання знову спостерігається збільшення жирових запасів, причому в цей період вже є виражені відмінності в залежності від статі.

Одночасно зі збільшенням жирових запасів зростає вміст глікогену. Таким чином, накопичуються запаси енергії для використання її в початковому періоді постнатального розвитку.

Якщо перехід глюкози через плаценту і її накопичення у вигляді глікогену добре відомі, то, на думку більшості дослідників, жири синтезуються тільки в організмі плода. Через плаценту переходять тільки найпростіші молекули ацетату, які можуть бути вихідними продуктами для синтезу жиру. Про це свідчить різний зміст жиру в крові матері і дитини в момент народження. Так, наприклад, вміст холестерину в крові матері становить в середньому 7,93 ммоль / л (3050 мг / л), в ретроплацентарной крові - 6,89 (2650 мг / л), в пуповинної крові - 6,76 (2600 мг / л), а в крові дитини - всього 2,86 ммоль / л (1100 мг / л), т. Е. Майже в 3 рази нижче, ніж в крові матері. Порівняно рано формуються системи кишкового травлення і всмоктування жирів. Вони знаходять своє перше застосування вже при початку заковтування навколоплідних вод - т. Е. Амніотрофного харчуванні.

Терміни становлення функцій шлунково-кишкового тракту (терміни виявлення і вираженість у відсотках від аналогічної функції у дорослих)

Перетравлення жиру	Перше виявлення ферменту або функції, тижнів	Виразність функції у відсотках від дорослого
Подъязычная липаза	30	Більше 100
Панкреатична ліпаза	20	5-10
Коліпази панкреатическая	Невідомо	12
Жовчні кислоти	22	50
Засвоєння среднецепочечних тригліцеридів	Невідомо	100
Засвоєння довголанцюжкових тригліцеридів	Невідомо	90

Особливості обміну жирів в залежності від віку

Синтез жиру відбувається переважно в цитоплазмі клітин шляхом, зворотного циклу розпаду жиру по Кнооп-Лінену. Синтез жирних кислот вимагає наявності гідрогенізованих нікотінамідних ферментів (Наор), особливо Наор Н2. Так як головним джерелом Наор Н2 є пентозний цикл розпаду вуглеводів, інтенсивність утворення жирних кислот буде залежати від інтенсивності пентозного циклу розщеплення вуглеводів. Це підкреслює тісний зв'язок обміну жирів і вуглеводів. Існує образний вислів: «жири горять у полум'ї вуглеводів».

На величину «несуттєвого» жиру впливає характер вигодовування дітей на першому році життя і харчування їх в наступні роки. При грудному вигодовуванні маса тіла дітей і вміст жиру у них дещо менше, ніж при штучному. У той же час грудне молоко викликає транзиторне підвищення вмісту холестерину в перший місяць життя, що служить стимулом до більш раннього синтезу ліпопротеінліпази. Вважають, що це є одним з факторів, що гальмують розвиток атероматоза в наступні роки. Надмірне ж харчування дітей раннього віку стимулює утворення в жировій тканині клітин, що надалі проявляється схильністю до ожиріння.

Є відмінності і в хімічному складі тригліцеридів у жировій тканині у дітей і дорослих. Так, у новонароджених в жирі міститься відносно менше олеїнової кислоти (69%) у порівнянні з дорослими (90%) і, навпаки, більше пальмітинової кислоти (у дітей - 29%, у дорослих - 8%), чим і пояснюється більш висока точка плавлення жирів (у дітей - 43 ° С, у дорослих - 17,5 ° С). Це слід враховувати при організації догляду за дітьми першого року життя і при призначенні їм лікарських препаратів для парентерального застосування.

Після народження різко зростає потреба в енергії для забезпечення всіх життєвих функцій. У той же час припиняється надходження поживних речовин з організму матері, а доставка енергії з їжею в перші години і дні життя виявляється недостатньою, що не покриває навіть потреби основного обміну. Оскільки в організмі дитини вуглеводних запасів вистачає на відносно короткий період, новонароджений змушений відразу ж використовувати і жирові запаси, що чітко проявляється підвищенням в крові концентрації неестеріфіцірованних жирних кислот (НЕЖК) при одночасному зниженні концентрації глюкози. НЕЖК є транспортною формою жиру.

Одночасно зі зростанням змісту НЕЖК в крові новонароджених через 12-24 ч починає збільшуватися концентрація кетонів. Відзначається пряма залежність рівня НЕЖК, гліцерину, кетонів від енергетичної цінності їжі. Якщо відразу ж після народження дитини давати достатню кількість глюкози, то зміст НЕЖК, гліцерину, кетонів буде дуже низьким. Таким чином, новонароджений покриває свої енергетичні витрати в першу чергу за рахунок обміну вуглеводів. У міру збільшення кількості молока, яке отримує дитина, підвищення його енергетичної цінності до 467,4 кДж (40 ккал / кг), що покриває, принаймні, основний обмін, падає концентрація НЕЖК. Дослідження показали, що збільшення вмісту НЕЖК, гліцерину і поява кетонів пов'язані з мобілізацією цих речовин з жирової тканини, а не являють собою просте збільшення за рахунок надходить їжі. Щодо інших компонентів жирів - ліпідів, холестерину, фосфоліпідів, ліпопротеїнів - встановлено, що їх концентрація в крові пупкових судин у новонароджених дуже низька, але вже через 1-2 тижні вона зростає. Це підвищення концентрації нетранспортних фракцій жиру тісно пов'язане з надходженням їх з їжею. Це обумовлено тим, що в їжі новонародженого - грудному молоці - високий вміст жиру. Дослідження, проведені у недоношених дітей, дали аналогічні результати. Створюється враження, що після народження недоношеної дитини тривалість внутрішньоутробного розвитку має менше значення, ніж час, що минув після народження. Після початку годування грудьми прийняті з їжею жири піддаються розщепленню і резорбції під впливом ліполітичних ферментів шлунково-кишкового тракту і жовчних кислот в тонкій кишці. У слизовій оболонці середнього і нижнього відділів тонкої кишки резорбируются жирні кислоти, мила, гліцерин, моно-, ди-і навіть тригліцериди. Резорбція може відбуватися як шляхом піноцитозу маленьких жирових крапельок клітинами слизової оболонки кишечника (розмір хиломикрон менше 0,5 мкм), так і у вигляді утворення водорозчинних комплексів з жовчними солями і кислотами, холестеринів ефірами. В даний час доведено, що жири з коротким вуглецевим ланцюгом жирних кислот (С 12) всмоктуються безпосередньо в кров системи v. Portae. Жири ж з більш довгою вуглецевої ланцюгом жирних кислот надходять в лімфу і через загальний грудну протоку вливаються в циркулює кров. З огляду на нерозчинність жирів в крові транспорт їх в організмі вимагає певних форм. В першу чергу, відбувається утворення ліпопротеїнів. Перетворення хиломикронов в ліпопротеїни відбувається під впливом ферменту ліпопротеінліпази ( «освітлюючий фактор»), кофактором якої є гепарин. Під впливом ліпопротеінліпази здійснюється відщеплення вільних жирних кислот з тригліцеридів, які зв'язуються альбумінами і таким чином легко засвоюються. Відомо, що α-ліпопротеїни містять 2/3 фосфоліпідів і близько 1/4 холестерину плазми крові, β-ліпопротеїни - 3/4 холестерину і 1/3 фосфоліпідів. У новонароджених кількість α-ліпопротеїнів значно більше, тоді як β-ліпопротеїнів трохи. Тільки до 4 міс співвідношення α- і β-фракцій ліпопротеїнів наближається до нормальних для дорослого величинам (α-фракцій ліпопротеїнів - 20-25%, p-фракцій ліпопротеїнів - 75-80%). Це має певне значення для транспорту фракцій жиру.

Між жировими депо, печінкою і тканинами постійно відбувається обмін жирів. У перші дні життя новонародженого зміст естеріфіцірованний жирних кислот (ЕЖК) не збільшується, тоді як концентрація НЕЖК значно збільшується. Отже, в перші години і дні життя знижена реестеріфікація жирних кислот в стінці кишечника, що підтверджується також при навантаженні вільними жирними кислотами.

У дітей перших днів і тижнів життя нерідко спостерігається стеаторея. Так, виділення загальних ліпідів з калом у дітей до 3 міс становить в середньому близько 3 г / сут, потім у віці 3-12 міс воно зменшується до 1 г / сут. При цьому в фекаліях знижується і кількість вільних жирних кислот, що відображає краще всмоктування жиру в кишечнику. Таким чином, перетравлювання і всмоктування жирів в шлунково-кишковому тракті в цей час ще недосконалі, так як слизова оболонка кишечника і підшлункова залоза зазнають після народження процес функціонального дозрівання. У недоношених новонароджених активність ліпази становить всього 60-70% від активності, виявленої у дітей старше 1 року, тоді як у доношених новонароджених вона вища - близько 85%. У грудних дітей активність ліпази становить майже 90%.

Однак тільки активність ліпази ще не визначає всмоктування жиру. Іншим важливим компонентом, що сприяє всмоктуванню жирів, є жовчні кислоти, які не тільки активують ліполітичні ферменти, але і безпосередньо впливають на всмоктування жиру. Секреція жовчних кислот має вікові особливості. Наприклад, у недоношених новонароджених виділення жовчних кислот печінкою становить лише 15% тієї кількості, яка утворюється в період повного розвитку її функції у дітей 2 років. У доношених новонароджених ця величина підвищується до 40%, а у дітей першого року життя вона дорівнює 70%. Ця обставина дуже важливо з точки зору харчування, оскільки половина потреби дітей в енергії покривається за рахунок жиру. Оскільки мова йде про грудне молоко, перетравлювання і всмоктування здійснюються досить повно. У доношених дітей всмоктування жирів з грудного молока відбувається на 90-95%, у недоношених дещо менше - на 85%. При штучному вигодовуванні зазначені величини знижуються на 15-20%. Встановлено, що ненасичені жирні кислоти засвоюються краще, ніж насичені.

Тканини людини можуть розщеплювати тригліцериди до гліцерину і жирних кислот і назад їх синтезувати. Розщеплення тригліцеридів відбувається під впливом тканинних ліпаз, проходячи через проміжні стадії ді-і моногліцеріцов. Гліцерин фосфорилируется і включається в гліколітичну ланцюг. Жирні кислоти піддаються окислювальним процесам, локалізованим в мітохондріях клітин, і піддаються обміну в циклі Кнооп-Лінена, суть якого полягає в тому, що при кожному оберті циклу утворюється одна молекула ацетілкоензіма А і ланцюг жирної кислоти скорочується на два вуглецевих атома. Однак, незважаючи на великий приріст енергії при розщепленні жирів, організм віддає перевагу використовувати в якості джерела енергії вуглеводи, так як можливості аутокаталітіческой регуляції приросту енергії в циклі Кребса з боку шляхів обміну вуглеводів більше, ніж при обміні жирів.

При катаболизме жирних кислот відбувається утворення проміжних продуктів - кетонів (β-оксимасляная кислота, ацетоуксусная кислота і ацетон). Їх кількість має певне значення, так як вуглеводи їжі і частина амінокислот мають антікетонним властивостями. Спрощено кетогенная дієти можна виразити наступною формулою: (Жири + 40% білків) / (Вуглеводи + 60% білків).

Якщо це співвідношення перевищує 2, то дієта має кетонах властивостями.

Слід мати на увазі, що незалежно від виду їжі існують вікові особливості, що визначають схильність до кетозу. Діти у віці від 2 до 10 років особливо до нього схильні. Навпаки, новонароджені і діти першого року життя більш стійкі до кетозу. Можливо, що фізіологічне «дозрівання» активності ферментів, що беруть участь в Кетогенез, відбувається повільно. Утворення кетонів здійснюється переважно в печінці. При накопиченні кетонів виникає синдром ацетонемічного блювання. Блювота виникає раптово і може тривати протягом декількох днів і навіть тижнів. При обстеженні хворих виявляється яблучний запах з рота (ацетон), а в сечі визначається ацетон. При цьому в крові вміст цукру - в межах норми. Кетоацидоз властивий також цукрового діабету, при якому виявляється гіперглікемія і глюкозурія.

На відміну від дорослих, у дітей є вікові особливості ліпідограмми крові.

Вікові особливості вмісту жиру і його фракцій у дітей

Показник	Новонароджений			Г рудної дитина 1-12 міс	Діти від 2
	1 ч	24 ч	6-10 днів		До 14 років
Загальні ліпіди, г / л	2,0	2,21	4,7	5,0	6,2
Тригліцериди, ммоль / л	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Холестерин загальний, ммоль / л	1,3	-	2,6	3,38	5,12
Ефективно пов'язаний холестерин,% від загального	35,0	50,0	60,0	65,0	70,0
НЕЖК, ммоль / л	2,2	2,0	1,2	0,8	0,45
Фосфолипиды, ммоль/л	0,65	0,65	1,04	1,6	2,26
Лецитин, г / л	0,54	-	0,80	1,25	1,5
Кефалін, г / л	0,08	-	-	0,08	0,085

Як видно з таблиці, вміст загальних ліпідів у крові підвищується з віком: тільки протягом першого року життя воно збільшується майже в 3 рази. У новонароджених щодо високий вміст (у відсотках від загальної кількості жиру) нейтральних ліпідів. На першому році життя значно зростає вміст лецитину при відносній стабільності Кефалінія і лізолецітіна.

[7], [8], [9], [10], [11], [12]

Порушення обміну жиру

Порушення обміну жиру можуть відбуватися на різних етапах його метаболізму. Хоча і рідко, спостерігається синдром Шелдона-Рея - мальабсорбції жиру, обумовленої відсутністю панкреатичної ліпази. Клінічно це проявляється целіакоподобним синдромом зі значною стеатореей. Внаслідок цього маса тіла хворих збільшується повільно.

Виявляється і зміна еритроцитів внаслідок порушення структури їх оболонки і строми. Подібне ж стан виникає після оперативних втручань на кишечнику, при яких резецируются його значні ділянки.

Порушення травлення і всмоктування жиру спостерігається також при гіперсекреції соляної кислоти, яка інактивує панкреатическую липазу (синдром Золлінгера-Еллісона).

Із захворювань, в основі яких лежить порушення транспорту жиру, відома абеталіпопротеінемія - відсутність β-ліпопротеїнів. Клінічна картина цього захворювання схожа з такою целіакії (діарея, гіпотрофія та ін.). У крові - низький вміст жиру (сироватка прозора). Однак частіше спостерігаються різні гиперлипопротеинемии. Відповідно до класифікації ВООЗ, розрізняють п'ять типів: I - гіперхіломікронемія; II - гіпер-β-липопротеинемия; III - гіпер-β-гіперпре-β-липопротеинемия; IV - гіперпре-β-липопротеинемия; V - гіперпре-β-липопротеинемия і хіломікронемія.

Основні типи гиперлипидемий

Показники	Тип гіперліпідемії
	I	IIA	Так	III	IV	V
Тригліцериди	Підвищено		Підвищено		Підвищено	↑
Chylomicron						↑
Холестерин загальний		Підвищено	Підвищено
Ліпопротеїн-ліпаза	Знижено
Ліпопротеїни		Підвищено	Підвищено	Підвищено
Ліпопротеїди дуже низької щільності			Підвищено		Підвищено	↑

Залежно від зміни сироватки крові при гиперлипидемиях і змісту фракцій жиру їх можна розрізняти по прозорості.

В основі I типу лежить дефіцит ліпопротеінліпази, в сироватці крові міститься велика кількість хиломикронов, внаслідок чого вона каламутна. Нерідко виявляються ксантоми. Хворі часто страждають панкреатитом, що супроводжується нападами гострого болю в животі, виявляється і ретинопатія.

II тип характеризується підвищенням в крові змісту β-ліпопротеїнів низької щільності з різким збільшенням рівня холестерину і нормальним або злегка підвищеним вмістом тригліцеридів. Клінічно нерідко виявляються ксантоми на долонях, сідницях, периорбітальні і ін. Рано розвивається артеріосклероз. Деякі автори виділяють два підтипи: IIА і IIВ.

III тип - підвищення так званих флотирующих β-ліпопротеїнів, високий вміст холестерину, помірне підвищення концентрації тригліцеридів. Нерідко виявляються ксантоми.

IV тип - підвищення вмісту пре-β-ліпопротеїнів зі збільшенням тригліцеридів, нормальним або злегка підвищеним вмістом холестерину; хіломікронемія відсутня.

V типу властиво підвищення ліпопротеїнів низької щільності зі зменшенням очищення плазми від харчових жирів. Захворювання клінічно проявляється болями в животі, хронічним рецидивуючим панкреатитом, гепатомегалією. Цей тип у дітей зустрічається рідко.

Гиперліпопротєїнемії частіше є генетично зумовленими захворюваннями. Їх відносять до порушення перенесення ліпідів, і список цих захворювань стає все більш повним.

[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]

Хвороби системи транспортування ліпідів

• сімейні:
  • гіперхолестеринемія;
  • порушення синтезу апо-В-100;
  • комбіновані гіперліпідемії;
  • гіперап-β-ліпопротеїнемія;
  • дис-β-липопротеинемия;
  • фітостерол;
  • гипертриглицеридемия;
  • гервіомікронемія;
  • типу 5-гиперлипопротеинемии;
  • гіпер-α-липопротеинемия типу хвороби Tangier;
  • недостатність лецитин / холестерин ацілтрансферази;
  • анти-α-ліпопротеїнемія.
• Аталіпопротеїнемія.
• Гикопеталопротеинемия.

Однак часто ці стани розвиваються вдруге при різних захворюваннях (червоний вовчак, панкреатит, цукровий діабет, гіпотиреоз, нефрити, холестатичні жовтяниці та ін.). Вони ведуть до раннього ураження судин - артеріосклерозу, ранньому формуванню ішемічної хвороби серця, небезпеки розвитку крововиливів в головний мозок. Протягом останніх десятиліть постійно зростає увага до дитячих витоків хронічних серцево-судинних захворювань дорослого періоду життя. Описано, що і у молодих людей наявність порушень ліпідного транспорту може призводити до формування атеросклеротичних змін в судинах. Одними з перших дослідників цієї проблеми в Росії були В. Д. Цінзерлінг і М. С. Маслов.

Поряд з цим відомі і внутрішньоклітинні ліпоїдози, серед яких у дітей найбільш часто зустрічаються хвороба Німана-Піка і хвороба Гоше. При хвороби Німана-Піка спостерігається відкладення в клітинах ретикулоендотеліальної системи, в кістковому мозку сфінгоміеліна, а при хворобі Гоше - гексозоцереброзідов. Одним з головних клінічних проявів цих захворювань служить спленомегалія.

[25], [26], [27], [28]