Желчные кислоты

Желчные кислоты - монокарбоновые гидроксикислоты из класса стероидов, производные холановой кислоты С23Н39СООН.

Основными типами желчных кислот, циркулирующими в организме человека, являются так называемые первичные желчные кислоты, которые первично продуцируются печенью, холевая и хенодезоксихолевая, а также вторичные, образующиеся из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры: дезоксихолевая, литохолевая, аллохолевая и урсодеоксихолевая.

Из вторичных кислот в кишечно-печёночной циркуляции в заметном количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи.

Интерес к роли желчных кислот (ЖК) в организме человека постоянно увеличивается. Это обусловлено тем, что они участвуют во многих физиологических процессах, нарушение которых способствует формированию широкого спектра гепатобилиарной и кишечной патологии. Несмотря на то, что ЖК имеют схожее химическое строение, они обладают не только разнообразными физическими свойствами, но и значительно отличаются по своим биологическим характеристикам.

Цель работы – проанализировать желчные кислоты.

Задачи:

1) рассмотреть химическую структуру и синтез желчных кислот;

2) проанализировать группы желчных кислот;

3) раскрыть процесс желчеобразования;

4) определить функции желчных кислот.

1. Химическая структура и синтез желчных кислот

Желчь представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую на 80% из воды, на 6% - из неорганических и на 14% - из органических компонентов. ЖК являются основной составной частью желчи, на их долю приходится около 60% органических соединений желчи.

Помимо желчных кислот, в состав желчи входят и другие липиды (холестерин, фосфолипиды). В небольшом количестве в желчи присутствуют желчные пигменты, белки и микроэлементы. В сухом остатке желчи на долю холестерина приходится около 4%, фосфолипидов 22%, желчных кислот 67%, пигментов 0,3 - 0,5%, белков 4 - 5%. ЖК, синтезируемые из холестерина в печени, имеют первичное, вторичное и третичное происхождение [3, с. 286].

Желчные пигменты, являющиеся малорастворимыми веществами, в желчи присутствуют главным образом в виде конъюгатов билирубина со следами порфиринов и неконъюгированного билирубина. У людей желчные пигменты включают преимущественно моно- и преобладающий диглукоронид билирубина.

Белки желчи представлены альбуминами, иммуноглобулинами О и М, аполипопротеинами А1, А11, В, С1 и С11, трансферином и а2-макроглобином. Другие белки, которые были идентифицированы в желчи, но не определены количественно, включают эпидермальный фактор роста, инсулин, гаптоглобин, холецистокинин, лизосомальные гидроксилазы и амилазу. Некоторые из этих белков, как известно, связывают холестерин и ЖК и вовлечены в процессы нуклеации / кристаллизации холестерина.

Микроэлементы, обнаруженные в желчи, включают натрий, фосфор, калий, кальций, медь, цинк, железо, марганец, молибден, магний и стронций. Желчным кислотам принадлежит ведущая роль в стабилизации физико-коллоидных свойств желчи.

Желчные кислоты - тетрациклические монокарбоновые оксикислоты из класса стероидов. По химической природе являются производными холановой кислоты С23Н39СООН. Представляют собой основной конечный продукт метаболизма холестерина. Желчные кислоты образуются в печени и выделяются с желчью, как в свободном виде, так и как парные соединения (парные или конъюгированные желчные кислоты) с глицином и таурином. Глицин и таурин связаны с желчными кислотами пептидными связями [8, с. 59]. 

Первичные желчные кислоты синтезируются в печени. Вторичные желчные кислоты возникают в результате действия бактерий в толстой кишке. У человека: таурохолевая кислота и гликохолевая кислота (производные холевой кислоты) и таурохенодезоксихолевая кислота и гликохенодезоксихолевая кислота (производные хенодезоксихолевой кислоты) являются основными солями желчных кислот. По концентрации они примерно равны. Также обнаружены соли их 7-альфа-дегидроксилированных производных, дезоксихолевая кислота и литохолевая кислота, причем производные холевой, хенодезоксихолевой и дезоксихолевой кислот составляют более 90% желчных протоков человека.

Желчные кислоты составляют около 80% органических соединений в желчи (другими являются фосфолипиды и холестерин). Повышенная секреция желчных кислот приводит к увеличению оттока желчи. Желчные кислоты способствуют перевариванию пищевых жиров и масел. Они служат мицеллообразующими - образующими поверхностно-активными веществами, которые инкапсулируют питательные вещества, облегчая их всасывание. Эти мицеллы суспендированы в химусе перед дальнейшей обработкой. Желчные кислоты также обладают гормональным действием по всему телу, в частности, через фарнезоидный рецептор X и GPBAR1 (также известный как TGR5).

Большое семейство молекул, состоящее из стероидной структуры с четырьмя кольцами, пяти- или восьмиуглеродной боковой цепью, оканчивающейся карбоновой кислотой, и несколькими гидроксильными группами, количество и ориентация которых различны для конкретных желчных солей. Четыре кольца обозначены буквами A, B, C и D, от самого дальнего до ближайшего к боковой цепи с карбоксильной группой. D-образное кольцо на один атом углерода меньше, чем на три других.

Структура обычно рисуется с буквой A слева и D справа. Гидроксильные группы могут иметь любую из двух конфигураций: либо вверх (или наружу), называемый бета (β; часто по соглашению изображается сплошной линией), либо вниз, называемый альфа (α; отображается пунктирной линией). Все желчные кислоты имеют 3-гидроксильную группу, производную от исходной молекулы, холестерина, в которой 3-гидроксил представляет собой бета.

Первым этапом классического пути синтеза желчных кислот в печени является ферментативное присоединение 7α-гидроксильной группы холестерин-7α-гидроксилазой (CYP7A1) с образованием 7α-гидроксихолестерин. Затем он метаболизируется до 7α-гидрокси-4-холестен-3-он.

Синтез желчных кислот состоит из нескольких этапов, для которых требуется всего 14 ферментов. Это приводит к изменению соединения между первыми двумя стероидными кольцами (А и В), из-за чего молекула изгибается; в этом процессе 3-гидроксил превращается в α-ориентацию [10, с. 16].

Простейшая 24-углеродная желчная кислота имеет две гидроксильные группы в положениях 3α и 7α. Это 3α, 7α-дигидрокси-5β-холан-24-овая кислота или, как более обычно известно, хенодезоксихолевая кислота. Эта желчная кислота была впервые выделена из домашнего гуся, от которого произошла часть названия «чено». 5β в названии обозначает ориентацию соединения между кольцами A и B стероидного ядра (в данном случае они изогнуты).

1. Ауэрман, Т.Л. Основы биохимии [Текст] : учеб. пособие / Т.Л. Ауэрман, Т.Г. Генералова, Г.М. Суслянок. – Москва : ИНФРА-М, 2016. – 400 с.
2. Биохимия пищеварения : учебное пособие / сост.: В.Э. Никитчук, А.А. Савинова, Н.П. Фалынскова ; Донской ГАУ. – Персиановский : Донской ГАУ, 2018. – 21 с.
3. Гидранович, В.И. Биохимия [Текст] : учебное пособие / В.И. Гидранович, А.В. Гидранович. - 3-е изд. – Минск : ТетраСистемс, 2017. – 528 с.
4. Гриневич В.Б., Сас Е.И. Физиологические эффекты желчных кислот // РМЖ «Медицинское обозрение» №2 от 28.11.2017 стр. 87-91.
5. Дунаев, С.Ф. Общая химия: Учебник / С.Ф. Дунаев. - М.: Академия, 2018. - 160 c.
6. Евсютина Ю.В., Трухманов А.С. Роль двигательных нарушений пищевода и желудка в патогенезе гастроэзофагеальной рефлюксной болезни // РЖГГК. 2015. № 5. С. 10–15.
7. Лапина Т.Л., Картавенко И.М., Ивашкин В.Т. Патогенетическое и терапевтическое значение желчных кислот при рефлюкс-гастрите // РЖГГК. 2015. № 1. С. 86–93.
8. Литвинова, Т.Н. Общая химия: задачи с медико-биологической направленнностью / Т.Н. Литвинова. - Рн/Д: Феникс, 2016. - 176 c.
9. Лялюкова Е.А., Ливзан М.А. Дисфункция сфинктера Одди и синдром избыточного бактериального роста в кишечнике // Лечащий врач. 2013. № 1.
10. Намазова-Баранова Л.С., Полякова С.И. Нарушения синтеза первичных желчных кислот // Российский педиатрический журнал. 2015. №6.
11. Нараев, В.Н. Общая химия: Учебное пособие / В.Н. Нараев, Е.А. Александрова, Т.Б. Пахомова. - СПб.: Лань, 2018. - 164 c.