Секреція жовчі та роль жовчних кислот у травленні

Жовч - це складна рідина, що містить воду, електроліти та акумулятор органічних молекул, включаючи жовчні кислоти, холестерин, фосфоліпіди та білірубін, що надходить через жовчні шляхи в тонкий кишечник. У всіх видів є дві принципово важливі функції жовчі:

• У жовчі містяться жовчні кислоти, які є критичними для травлення та всмоктування жирів та жиророзчинних вітамінів у тонкому кишечнику.
• Багато відходів, включаючи білірубін, виводяться з організму за допомогою секреції в жовч та виведення з калом.

Дорослі люди щодня виробляють від 400 до 800 мл жовчі, а інші тварини пропорційно однакові. Секреція жовчі може вважатися, що відбувається у два етапи:

• Спочатку гепатоцити виділяють жовч у каналікули, з яких вона надходить у жовчні протоки. Ця печінкова жовч містить велику кількість жовчних кислот, холестерину та інших органічних молекул.
• Коли жовч протікає через жовчні протоки, вона модифікується додаванням водянистого, багатого бікарбонатом секрету з клітин епітелію протоки.

У видів із жовчним міхуром (людина та більшість домашніх тварин, крім коней та щурів) подальша модифікація жовчі відбувається в цьому органі. Жовчний міхур зберігає і концентрує жовч під час голодування. Зазвичай жовч концентрується п’ять разів у жовчному міхурі за рахунок всмоктування води та дрібних електролітів - практично всі органічні молекули зберігаються.

Секреція в жовч - головний шлях до виведення холестерину. Вільний холестерин практично нерозчинний у водних розчинах, але в жовчі він стає розчинним жовчними кислотами та ліпідами, як лецитин. Жовчні камені

 , більшість з яких складаються переважно з холестерину, є результатом процесів, які дозволяють осідати холестерину з розчину в жовчі.

Роль жовчних кислот у перетравленні жиру та поглинанні

Жовчні кислоти - похідні холестерину, що синтезується в гепатоциті. Холестерин, що приймається як частина раціону або отримується в результаті печінкового синтезу, перетворюється в жовчні та хенодезоксихолеві кислоти, які потім кон'югуються з амінокислотою (гліцином або таурином) для отримання кон'югованої форми, яка активно секретується в каналікули.

Жовчні кислоти є лицьовими амфіпатичними, тобто містять як гідрофобні (ліпіднорозчинні), так і полярні (гідрофільні) грані. Частина жовчної кислоти, що походить від холестерину, має одну грань, яка є гідрофобною (для метильних груп) та гідрофільною (та для гідроксильних груп); кон'югат амінокислоти є полярним і гідрофільним.

Їх амфіпатична природа дозволяє жовчним кислотам виконувати дві важливі функції:

• Емульгування ліпідних агрегатів: Жовчні кислоти мають миючу дію на частинки дієтичного жиру, що спричиняє руйнування глобул жиру або емульгування на хвилинні мікроскопічні краплі. Емульгація сама по собі не є перетравленням, але має важливе значення, оскільки вона значно збільшує площу поверхні жиру, роблячи його доступним для перетравлення ліпазами, які не мають доступу до внутрішньої частини ліпідних крапель.
• Солюбілізація та транспорт ліпідів у водному середовищі: Жовчні кислоти є ліпідними носіями і здатні солюбілізувати багато ліпідів, утворюючи міцели - агрегати ліпідів, такі як жирні кислоти, холестерин та моногліцериди - які залишаються суспендованими у воді. Жовчні кислоти також важливі для транспортування та всмоктування жиророзчинних вітамінів .

Роль жовчних кислот у гомеостазі холестерину

Печінковий синтез жовчних кислот припадає на більшу частину розпаду холестерину в організмі. У людини приблизно 500 мг холестерину перетворюються на жовчні кислоти і щодня виводяться з жовчю. Цей шлях усунення зайвого холестерину, ймовірно, важливий у всіх тварин, але особливо в ситуаціях масового прийому холестерину .

Цікаво, що нещодавно було продемонстровано, що жовчні кислоти беруть участь у метаболізмі холестерину, функціонуючи як гормони, що змінюють транскрипцію ферменту, що обмежує швидкість, у біосинтезі холестерину.

Ентерогепатична рециркуляція

Велика кількість жовчних кислот щодня виділяється в кишечник, але з організму втрачаються лише відносно невеликі кількості. Це тому, що приблизно 95% жовчних кислот, що надходять у дванадцятипалу кишку, всмоктуються назад у кров всередині клубової кишки.

Венозна кров з клубової кишки надходить прямо в ворітну вену, а значить, через синусоїди печінки. Гепатоцити дуже ефективно виводять жовчні кислоти з синусоїдальної крові і мало виводять здорову печінку в системний кровообіг. Потім жовчні кислоти транспортуються через гепатоцити, щоб їх резецирувати в каналікули. Чистий ефект цієї ентерогепатичної рециркуляції полягає в тому, що кожну молекулу жовчної солі повторно використовують приблизно 20 разів, часто два-три рази протягом однієї травної фази.

Слід зазначити, що захворювання печінки можуть різко змінити цю схему рециркуляції - наприклад, хворі гепатоцити мають знижену здатність до виведення жовчних кислот з портальної крові та пошкодження канальцевої системи можуть призвести до виходу жовчних кислот у системний кровообіг. Аналіз системного рівня жовчних кислот застосовується клінічно як чутливий показник захворювання печінки.

Візерунок і контроль секреції жовчі

Витрата жовчі найнижча під час голодування, і більшість її спрямовується в жовчний міхур для концентрації. Коли химус з їжі, що приймається, потрапляє в тонкий кишечник, кислоти та частково засвоювані жири та білки стимулюють секрецію холецистокініну та секретину. Як обговорювалося раніше, ці ентерогенні гормони мають важливий вплив на екзокринну секрецію підшлункової залози. Вони також важливі для секреції та надходження жовчі:

• Холецистокінін : Назва цього гормону описує його вплив на жовчну систему - холецистоз = жовчний міхур і кінін = рух. Найпотужнішим стимулом для вивільнення холецистокініну є наявність жиру в дванадцятипалій кишці. Після вивільнення він стимулює скорочення жовчного міхура та загальних жовчних проток, внаслідок чого жовч потрапляє в кишечник.
• Секретин : Цей гормон виділяється у відповідь на кислоту в дванадцятипалій кишці. Його вплив на біліарну систему дуже схожий з тим, що спостерігався в підшлунковій залозі - він імітує клітини жовчних проток для виділення бікарбонату і води, що розширює об'єм жовчі і збільшує її надходження в кишечник.