Ферменты, гидролитически отщепляющие жирные кислоты от ацилглицеролов, называются липазами. Будучи белками, они неспособны проникать в неполярную фазу и потому могут осуществлять свое действие лишь на границе жира с водной средой.
Переваривание липидов начинают липаза желудочного сока и язычная липаза, которая выделяется железами фон Эбнера слизистой оболочки языка. Оптимум pH для этих ферментов составляет 4,0 и выше, а потому в желудке взрослого человека они почти не работают из- за сильно кислой среды (pH —1,5). У детей, однако, кислотность желудочного сока гораздо менее значительна. Кроме того, обе липазы предпочитают отщеплять жирные кислоты с короткой или средней длины цепью, каковыми богаты жиры молока, к тому же, высокоэмуль- гированные. Поэтому именно триглицериды (ТГ) молока подвергаются существенному гидролизу в желудке, особенно у младенцев. Высвобождаемые жирные кислоты с короткой цепью здесь же и всасываются, поступая затем с кровью воротной вены непосредственно в печень. Остальные остаются растворенными в жировых каплях.
В основном же переваривание липидов происходит в тонкой кишке. Его осуществляет липаза, содержащаяся в соке поджелудочной железы. Бикарбонаты этого сока и желчи, тоже изливающейся в 12-перстную кишку, создают оптимальную среду для действия панкреатической липазы, нейтрализуя соляную кислоту' поступающего сюда желудочного содержимого. Кроме того, желчные кислоты, будучи детергентами, способствуют эмульгированию жиров и тем самым увеличивают площадь контакта липазы с жировыми каплями. Наконец, есть еще один фактор - колгтаза. Этот маленький белок выделяется с панкреатическим соком в виде проколипазы. Ограниченный протеолиз ее трипсином облегчает сорбцию кофактора на С-концевом (некаталитическом) домене панкреатической липазы. В итоге возрастает его гидрофобность, обеспечивающая фиксацию фермента на разделе фаз вода/жир. Это позволяет сосредоточить здесь панкреатическую липазу и обеспечить ей «фронт работы» на поверхности жировых капель.
Предпочтительно эта липаза гидролизует эфирные связи при концевых углеродных атомах глицерола. Поэтому значительная доля ее продуктов всасывается в кишечнике в виде 2-моноацилглицеролов. В некоторой степени она способна гидролизовать также эфиры хо- лестерола и фосфолипиды. Но есть в соке поджелудочной железы и специальные ферменты
холестеролэстераза и фосфолипаза А2 (выделяемая в виде профермента и активируемая трипсином). Имеются данные, что и кишечный сок может осуществлять ферментативный гидролиз фосфатидов.
Из продуктов переваривания липидов труднее всего всасываются жирные кислоты. Лишь те из них, карбоксильная группа которых несет на себе не слишком длинный углеводородный «хвост» (не более 10 углеродных атомов), могут проникать через мембрану энтеро- цитов и попадать затем в кровь и далее - в печень (как и все гидрофильные продукты переваривания липидов - глицерол, инозитол, серии, моносахариды и т.д.). Всасывание более крупных жирных кислот возможно только благодаря их взаимодействию с желчными кислотами. Возникающие холеиноеые комплексы организуются в мицеллы. Их гидрофобное ядро состоит в основном из жирных кислот и моноглицеридов, а также холестерола (ХС) и его эфиров. Поверхностный слой представлен полярными фрагментами желчных кислот и, кроме того, фосфолипидами, которые в небольшом количестве содержатся в желчи, но могут иметь и пищевое происхождение. По размерам мицеллы на 2 порядка мельче частиц самой тонкой жировой эмульсии, что способствует их проникновению в энтероциты. Здесь мицеллы распадаются, и освободившиеся желчные кислоты поступают с током крови в печень, которая извлекает их и вновь выводит в желчные протоки. Эта печеночно-кишечная рециркуляция позволяет до 10 раз использовать каждую молекулу желчных кислот и поддерживать суточную выработку их в организме на уровне всего лишь ~0,5 г (для компенсации неизбежных потерь с экскрементами).
При расстройствах переваривания и всасывания жира значительные количества его выводятся с калом (стеаторея). Это ведет к нарушению всасывания жирорастворимых витаминов (А, О, Е, К). Кроме того, непереваренный жир, обволакивая частицы пищи, затрудняет переваривание всех других пищевых веществ в просвете кишечника.
Жирные кислоты с длинной цепью, освобождаемые в энтероцитах при распаде холеи- новых комплексов, используются здесь же для ресинтеза собственных ТГ (и фосфолипидов), отличных по составу от липидов пищи. К этому привлекаются не только моноглицериды, но и всасываемый глицерол. Частично подвергается эстерификации и ХС.
Синтезируемые в стенке кишки липиды накапливаются в особых липопротеиновых частицах диаметром 150-500 нм, именуемых хшомикронами (ХМ). Они состоят в основном из ТГ и содержат в 30 раз меньше фосфолипидов и в 20 раз меньше ХС и его эфиров. Неполярные молекулы ТГ и эфиров ХС погружены вглубь частицы, образуя гидрофобное ядро, которое окружено монослоем фосфолипидов (ФЛ), свободного ХС и единичных молекул особого белка, обозначаемого как апопротеин В-48 (апоВ-48).
Белок апоВ-48 специфичен для ХМ и синтезируется только в энтероцитах. Недавно выяснена необычность механизма постгрансля- ционной регуляции его биогенеза. Как оказалось, еще задолго до окончания синтеза полипептидной цепи (более 2 ООО АО) ее гидрофобный N-конец, проникнув в просвет ЭР, должен связаться с липидными частицами (доставляемыми сюда триглицерид-транспортным белком). Только в этом случае возможно завершение синтеза белка, его дальнейшее обогащение липидами (в гладком ЭР) и последующее дозревание в аппарате Гольджи (включая его гли- козилирование). Если же встреча с липидными частицами в просвете ЭР не состоится, то расщепление апоВ начинается (с N-конца) на фоне еще продолжающегося в рибосомах синтеза его С-концевой части. Следовательно, интенсивность наработки ХМ (и подобных им печеночных ЛОНП) зависит не от уровня экспрессии гена апоВ (она довольно постоянна), а от скорости синтеза ТГ, которая, в свою очередь, лимитируется наличием жирных кислот.
В печени тоже синтезируется апоВ, но вдвое более крупный (апоВ-100). На его основе гепатоциты формируют липопротеины очень низкой плотности (ЛОНП). От ХМ они отличаются гораздо меньшими размерами (30-100 нм), более высоким содержанием белков (до 10%) и повышенной долей ФЛ, ХС и его эфиров в общем липидном составе частицы. И по способу регуляции биогенеза, и по функциональной роли ЛОНП подобны хиломикронам, т.к. они тоже предназначены для выведения из клеток синтезируемых в них ТГ со скоростью, соответствующей интенсивности этого синтеза.
Печеночный апоВ-100 приведен здесь не столько для сравнения двух транспортных ли- попротеинов, сколько для демонстрации совершенно необычного варианта регуляции на генетическом уровне, открытого в 1987 г. Он обозначен термином редактирование мРНК. Оказалось, что энтероциты обладают специальным мультиферментным комплексом, который вносит «исправление» в молекулу мРНК, копирующую ген белка апоВ-100. Оно заключается в изменении первого основания у одного из кодонов ЦАА. В результате этот кодон, обозначающий глутамин в позиции 2153, превращается в стоп-кодон УАА. Трансляция такой «исправленной» мРНК приводит к синтезу только М-концевой половины молекулы апоВ- 100. а это и есть апоВ-48! У человека (в отличие от грызунов) ген редактирующего белка экспрессируется только в слизистой кишечника, но никак не в печени.
Из энтероцитов ХМ поступают в межклеточное пространство, откуда они выносятся с током лимфы и по грудному протоку попадают в общий кровоток, минуя печень. Контактируя с другими липопротеиновыми частицами крови, ХМ (как и ЛОНП) получают от них новые для себя белковые молекулы - апоС-П и апоЕ. В капиллярах многих органов и тканей (включая жировую, мышечную, миокард, аорту, легкие) содержится специальная липопротеинли- паза (ЛПЛ), активатором которой является апоС-Н. В его присутствии ЛПЛ способна поочередно отщеплять все три ацильных остатка в молекулах ТГ, но только входящих в состав липопротеиновых комплексов. Этот гидролиз происходит при непосредственном контакте ХМ (и подобных им частиц) с ЛПЛ, которая изначально фиксирована на эндотелии сосудов полисахаридными цепями гепарансульфатов (их структура будет рассмотрена в разделе 10.3.2). Освобождаемые при этом глицерол и жирные кислоты частью поглощаются клетками данной ткани, а частью транспортируются кровью к другим возможным потребителям (жирные кислоты переносятся в виде комплексов с альбумином плазмы). Обилие ЛПЛ на эндотелии капилляров позволяет расщеплять гораздо большие количества липопротеиновых ТГ, чем их реально бывает в крови. Поэтому время циркуляции ХМ в крови составляет всего несколько минут (для ЛОНП - часы). Потеряв до 90% своих ТГ, сильно «похудевшие» остаточные ХМ утилизируются гепатоцитами, будучи поглощенными путем эндоцитоза, опосредуемого рецепторами к апоЕ.