Термоизоляция. Запасы триглицеридов (триацилглицеролов) под кожей выполняют сразу две функции: они служат в качестве энергетического накопителя и образуют теплоизоляционный слой, защищающий организм от действия очень низких температур. Некоторые животные, такие как тюлени, моржи, пингвины и другие теплокровные животные Арктики и Антарктики снабжены мощными прослойками из триглицеридов.
Механическая защита. Жировая ткань не только создает механическую защиту вокруг органов, но и создает для них ложе. Так, например, «жировая подушка» почки удерживает ее на месте. Для справки: опущение почки бывает только у очень худых людей.
Эндокринная функция. Жировая ткань клетки является не просто хранилищем запасенной энергии, а является активным эндокринным органом, то есть органом, вырабатывающим гормоны, в частности, лептина и эстрогенов.
Лептин привлек к себе всеобщее внимание, как потенциальное лекарство от ожирения. Вначале предполагалось, что когда человек наедается, жировые клетки выделяют лептин, он попадает в мозг и вызывает чувство сытости. Однако, экспериментально было установлено, что лептин, введенный во время еды не вызывал чувства насыщения. Его роль оказалась иной – уровень лептина в крови регулирует длительность интервала между приемами пищи. Чем ниже уровень лептина, тем чаще человек ест. Дальнейшие исследования показали, что использование лептина в качестве лекарства для похудения не имеет смысла, так как его уровень в крови у полных людей и так повышен.
Появление эстрогена в жировой ткани объясняется тем, что содержащийся в ней фермент ароматаза Р450 преобразует мужской половой гормон тестостерон в женские половые гормоны эстрогены. Скорость преобразования увеличивается с возрастом, а также с ростом жировых накоплений. Жировые клетки захватывают тестостерон из крови, и выделяют в нее эстрогены. Особенной ароматазной активностью отличается жир, накапливаемый в животе. Этим и объясняется появление у мужчин с большим «пивным» животом женской груди, пониженных потенции и плодовитости.
Кроме этих двух гормонов, жировая ткань выделяет и другие вещества.
Бурая жировая ткань играет совершенно особую роль – выделение тепла и согревание организма. Именно поэтому ее много у животных, которые зимой впадают в спячку. Когда животное зимой спит, оно не двигается, и выделение тепла за счет сокращения мышц практически выключается. Температура тела у них поддерживается за счет бурой жировой ткани. У взрослого человека бурой жировой ткани очень немного. У новорожденных ее значительно больше, но по мере взросления ее количество снижается. У человека бурая жировая ткань в чистом виде имеется около почек и щитовидной железы. Кроме этого, между лопатками, на грудной клетке и на плечах у человека имеется смешанная жировая ткань, состоящая как из белой, так и бурой жировой ткани.
Другие функции жировой ткани:
– превращение углеводов в жиры (с участием инсулина);
– расщепление жиров с образованием углеводов;
– накопление витаминов Д D, Е;
– пассивное обезвреживание (депонирование) вредных веществ;
– участие в водном обмене (при голодании, усиленной физической работе, обильном потоотделении усиливается расход жиров с образованием воды; и наоборот – ограничение воды ведет к уменьшению жирообразования).
Организм получает жиры в основном в виде так называемого нейтрального жира, который расщепляется внутри на глицерин и жирные кислоты, хотя свободные жирные кислоты могут поступать и с пищей.
Все процессы жирового обмена в организме можно разделить на три группы:
– расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте;
– превращение всосавшихся продуктов в тканях организма;
– выделение из организма продуктов обмена жиров.
Расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте
Как и углеводы, липиды поступают в организм с пищей животного и растительного происхождения. Вместе с жирами в организм поступают жирорастворимые витамины, незаменимые жирные кислоты. Потребность в пищевых жирах для человека составляет 50–70 г в сутки.
В ротовой полости жиры не подвергаются никаким изменениям, т. к. слюна не содержит ферментов, расщепляющих жиры. Логически можно предположить, что следующим этапом воздействия на жиры станет их расщепление в желудке при помощи липазы, содержащейся в желудочном соке. Однако роль ее в переваривании липидов невелика, т. к. в кислой среде (рН – 2) фермент мало активен, а липиды, будучи водоотталкивающими, имеют малую поверхность контакта. Оптимальное значение рН для желудочной липазы находится в пределах 5,5–7,5 единиц рН). Поэтому в желудке происходит лишь частичное расщепление жиров на глицерин или моно– и диглицериды и жирные кислоты. К тому же, в желудке отсутствуют условия для превращения жиров в эмульсию (эмульгирование), а липаза может активно расщеплять только жир, находящийся в форме жировой эмульсии.
Поэтому у взрослых людей жиры, составляющие основную массу пищевого жира, в желудке не меняют своих свойств. Лишь у детей раннего возраста, получающих с пищей хорошо эмульгированные жиры (молоко), расщепление жиров в желудке может достигать 5 %. Тем не менее, желудочное пищеварение значительно облегчает последующее переваривание жира в кишечнике. В желудке происходит частичное разрушение мембран клеток пищи, что делает жиры более доступными для последующего воздействия на них липазы панкреатического сока. Кроме того, даже незначительное по объему расщепление жиров в желудке приводит к появлению свободных жирных кислот, которые, не подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и там способствуют превращению жира в эмульсию.
Из желудка жиры поступают в 12-перстную кишку. В отличие от белков и углеводов жиры не растворяются в воде. Поэтому организм специально для растворения жиров выделяет желчь, которая поступает из желчного пузыря в 12-перстную кишку. Наиболее сильным эмульгирующим действием обладают желчные кислоты, поступающие в 12-перстную кишку с желчью.
Туда же вместе с пищевой массой заносится и небольшое количество желудочного сока, содержащего соляную кислоту, которая в 12-перстной кишке нейтрализуется в основном бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соке и желчи. В результате химической реакции между бикарбонатами и соляной кислотой начинается превращение жира в эмульсию.
В результате превращения жира в эмульсию резко увеличивается поверхность капелек жира, что увеличивает площадь их взаимодействия с липазой, т. е. ускоряет ферментативное расщепление, а также всасывание. Всасывание жиров, как и других липидов, происходит в проксимальной части тонкой кишки. Тонко эмульгированные жиры могут частично проникать через стенку кишечника без предварительного расщепления. Однако основная часть жира всасывается лишь после расщепления его панкреатической липазой на жирные кислоты и моноглицериды. Всасывание происходит также при участии желчных кислот. Желчные кислоты с током крови доставляются в печень, затем снова секретируются желчью в кишечник, то есть повторно используются, циркулируя по кругу: печень – кишечник – печень. Однако в течение суток примерно 0,3 г желчных кислот не всасываются, а выводятся с калом. Потери восполняются за счет их производства в печени из холестерина. Нарушение желчеобразования или поступления желчи в кишечник приводит к нарушению расщепления жиров и их выделению в составе кала.
Превращение всосавшихся жиров в тканях организма
Всосавшиеся жирные кислоты в слизистой оболочке кишечника частично используются для распада жиров и других липидов, специфичных для данной ткани организма, частично в виде свободных жирных кислот переходят в кровь. Механизм превращения триглицеридов из жирных кислот связан с активацией последних путем образования их соединений с коферментом А (КоА). Вновь произведенные триглицериды, а также триглицериды, всосавшиеся в нерасщепленном виде, и свободные жирные кислоты могут переходить из стенки кишечника как в лимфатическую систему, так и в систему воротной вены. В ходе промежуточного обмена в тканях под влиянием тканевых липаз жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, при дальнейшем окислении которых выделяется большое количество энергии, накапливаемой в виде аденозинтрифосфорной кислоты.
Жировой обмен находится под контролем нервной системы и гормонов гипофиза, надпочечников и половых желез. Повреждая, например, гипоталамус мозга, можно вызвать ожирение.
Выведение продуктов жирового обмена из организма
В основном выведение жира и жирных кислот происходит через кожу с секретами сальных и потовых желез. В секрете потовых желез содержатся главным образом водорастворимые жирные кислоты с короткой углеродной цепью; в секрете сальных желез преобладают нейтральные жиры, эфиры холестерина с высшими жирными кислотами и свободные высшие жирные кислоты, прогоркание которых вызывает неприятный запах этих секретов. Небольшое количество жира выделяется в составе отторгающихся клеток эпидермиса.
