5 ciklusa sinteze kolesterola - što određuje i zašto je poremećen proces metabolizma kolesterola?

Stalna sinteza kolesterola u tijelu osigurava rad jetre. No, osim toga, izvor spoja je i crijevo, gdje se lipid obrađuje i sintetizira. Reakcija se javlja i na ljudskoj koži. Važna je uloga kolesterola i njegova funkcija značajna. Omogućuje proizvodnju vitamina D i hormona. Ali višak dovodi do nakupljanja kolesterola, što je opasno za rad srca..

opće karakteristike

Holesterol je svoje ime dobio 1769. godine po francuskom kemičaru Pouletieru de la Salleu. U početku je ta riječ značila stvaranje tvari koja se izlučuje žučnim kamenjem. U doslovnom smislu, to bi trebalo prevesti kao "tvrda žuč". No s vremenom su znanstvenici dokazali da je tvar prirodni alkohol, pa je ispravnije nazvati je kolesterolom. Egzogeni kolesterol potreban je tijelu za proizvodnju vitamina D, on pruža enterohepatičnu cirkulaciju žučnih kiselina, stvara stanične membrane i transportira eikozanoide. Shema stvaranja lipida složena je i uključuje nekoliko faza..

Gdje se sintetizira?

Sinteza kolesterola događa se u sljedećim dijelovima tijela:

• koža;
• crijeva;
• jetra.

Biosinteza kolesterola jedan je od najvažnijih procesa koji se odvija u ljudskom tijelu. Većinu (iznad 50%) egzogenog kolesterola sintetizira jetra, jer je regulatorni izvor citosola i endoplazmatskog retikuluma. U istom organu započinje proizvodnja glikogena. Resinteza se događa u crijevima: masne kiseline kombiniraju se s alkoholima i ulaze u krvotok, što može smanjiti njihov degenerativni učinak na membrane. Aktivnost proizvodnje ovisi o prisutnosti u tijelu serioda, vitamina D i nekih spojeva koji su odgovorni za transport tvari. Glavne faze metabolizma i načini primjene su proizvodnja mevalonske kiseline, izopentenil pirofosfata, skvalena, lanosterola, kolesterola.

Ciklus stvaranja

Osobitosti metabolizma kolesterola u ljudskom tijelu leže u složenosti njegovog stvaranja. Slijed je uvijek strogo isti. Ovaj proces uključuje enzime koji prolaze nekoliko biokemijskih djelovanja. Poremećaj ciklusa prijeti nedostatkom ili viškom lipida, što dovodi do ozbiljnih bolesti.

Sinteza mevalonske kiseline

Metabolizam kolesterola započinje stvaranjem ovog spoja uz pomoć HMG-CoA reduktaze. U prvoj fazi, ključni enzim acetil-CoA-acetiltrasferaza, kada se dvije molekule spoje, utječe na proizvodnju koenzima A. U ovaj proces pretvorbe uključen je i hidroksimetil, koji omogućava dobivanje 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA iz acetila i acetoacetila. Nakon toga, koenzim A odlazi iz ovog spoja, čija molekularna formula izgleda kao HS-CoA. To dovodi do sinteze mevalonata.

Proizvodnja izopentenil pirofosfata

U ovoj fazi sinteza se odvija u 4 reakcije. Prvo, mevalonat, zajedno s mevalotkinazom, fosforilacijom postaje 5-fosfomevalonat. Zatim, u drugoj operaciji, formula fosfomevalonata sudjeluje u metabolizmu, koji se pretvara u 5-pirofosfomevalonat. Nakon toga na nju utječe hormon kenaza, što omogućuje sintezu 3-fosfo-5-pirofosfomevalonata. U posljednjoj fazi dolazi do dekarboksacije i defosforilacije, uslijed čega se sintetizira izopentil pirofosfat.

Proizvodnja skvalena

Ovo je kratka faza u stvaranju alkohola. Regulatorni enzim je hidroksimetilglutaril. Put skvalena započinje učinkom dimetilalil pirofosfata na proizvedeni enzim izomerizacijom. Nakon sinteze lipida osigurava se pojava električne veze između enzima, što dovodi do kondenzacije i stvaranja geranil pirofosfata. Ali istodobno se dio pirofosfata odvaja od veze koja se pojavila tijekom biosinteze kolesterola u drugoj fazi.

Proizvodnja lanosterola

U ovoj fazi, stvaranje estera u jetri izopentenil pirofosfat C5 kombinira se s 10 geranil pirofosfata. Tada dolazi do kondenzacije i stvara se farnezil pirofosfat. Od njega se odvaja dio koji se naziva pirofosfat. U posljednjoj fazi ove faze, dvije molekule farnezil pirofosfata kombiniraju se i kondenziraju, što stvara skavalen, razgradnjom pirofosfata u stanice.

Sinteza lipida

Ovo je ključni i posljednji trenutak u kojem proces uključuje 5 reakcija. Metabolizam kolesterola započinje oksidacijom uz sudjelovanje C14 lanosterola. Kao rezultat, aktivira proizvodnju 14-desmetilanosterola. Dva C4 ispadaju iz spoja i organela postaje zimosterol. Sljedeća operacija rezultira stvaranjem δ-7,24-kolestadienola. Tada se dvostruke veze mijenjaju i nastaje demosterol. U posljednjoj fazi interakcija se obnavlja i pojavljuje se sam kolesterol.

O čemu to ovisi?

Znanstvenici procjenjuju da se dnevno stvori 0,5 do 0,8 grama kolesterola..

Ciklus stvaranja endogenih spojeva i izmjene estera provodi se pomoću približno 30 reakcija. Glavne stanice koje sudjeluju u ovom djelovanju su hepatociti jetre koji sadrže retikulin. Ova molekula je skupina masti i ugljikohidrata. Moramo kontrolirati kolesterol, jer višak ili nedostatak dovodi do ozbiljnih bolesti. Biokemija i sinteza kolesterola ovisi o mikroflori tijela, uključujući crijeva. Ovaj organ utječe na apsorpciju masti, stvaranje estera i transformaciju stirena. Razina fosfolipida koji prenose masti igra važnu ulogu. Važno je održavati njihovu količinu, jer se time kontrolira razina kolesterola u krvi..

Poremećaji metabolizma kolesterola

Višak kolesterola

Nedostatak tjelesne aktivnosti, loša prehrana i prejedanje uzrokuju probleme s nakupljanjem dijetalnog kolesterola. Takvo kršenje pojavljuje se kod ljudi s lošim navikama. Zbog toga se na žilama počinju nakupljati plakovi kolesterola koji ometaju cirkulaciju krvi. Kao rezultat, razvijaju se bolesti srca.

Do kršenja metabolizma kolesterola dolazi zbog takvih bolesti:

• bilijarni poremećaji;
• patologija jetre i bubrega;
• endokrine bolesti.

Nedostatak metabolita

Regulacija sinteze kolesterola događa se prehranom i sportom. Visoka aktivnost (bavljenje sportom, plesanje) snažno utječe na biosintezu kolesterola. Ako istodobno osoba ne konzumira alkohol i ne puši, tada se količina prirodnog alkohola u tkivima tijela aktivno smanjuje. Liječnici preporučuju pravilnu prehranu, u kojoj prevladava ugljikohidratna hrana, kako biste smanjili razinu molekula. Sintezu potiskuju i lijekovi. Ali ljudi koji imaju poremećen proces sinteze pate od problema s tlakom i riskiraju srčani udar..

Metabolizam kolesterola provode laktobacili

Kolesterol u ljudskom tijelu ima dvije vrste: 1) kolesterol koji dolazi s hranom kroz gastrointestinalni trakt i naziva se egzogenim i 2) kolesterol sintetiziran iz Ac - CoA - endogeni.

S hranom se daje 0,2-0,5 g dnevno, sintetizira se 1 g (gotovo sve stanice, osim eritrocita, sintetiziraju kolesterol, 80% kolesterola sintetizira se u jetri.

Odnos između egzo i endogenog kolesterola donekle je konkurentan - kolesterol u hrani inhibira njegovu sintezu u jetri.

Skupina kolesterola koja se nalazi u gastrointestinalnom traktu sastoji se od 3 dijela: kolesterol u hrani crijevne sluznice - može biti do 20% i kolesterol u žuči (kolesterol u žuči u prosjeku je 2,5 - 3,0 g)

Apsorpcija kolesterola događa se uglavnom u jejunumu (kolesterol u hrani apsorbira se gotovo u potpunosti - ako ga nema puno u hrani), kolesterol u žuči apsorbira se za oko 50% - ostatak se izlučuje.

Apsorpcija kolesterola provodi se tek nakon emulgiranja estera kolesterola. Emulgatori su žučne kiseline, mono- i digliceridi i lizolecitini. Kolesteridi se hidroliziraju kolesterolom esterazom gušterače.

Hrana i endogeni kolesterol nalaze se u lumenu crijeva u nesterificiranom obliku kao dio složenih micela (žuč, masne kiseline, lizolecitin), a ne cijela micela u cjelini, već njezine pojedinačne frakcije ulaze u crijevnu sluznicu. Sorpcija kolesterola iz micela pasivan je proces koji slijedi gradijent koncentracije. Kolesterol koji ulazi u stanice sluznice esterificira se holesterolom esterazom ili ACHAT (u ljudi je to uglavnom oleinska kiselina). Iz stanica crijevne sluznice kolesterol ulazi u limfu kao dio AONP i HM, iz kojih prelazi u LDL i HDL. U limfi i krvi 60-80% cjelokupnog kolesterola je u esterificiranom obliku.

Proces apsorpcije kolesterola iz crijeva ovisi o sastavu hrane: masti i ugljikohidrati pridonose njezinoj apsorpciji, biljni steroidi (strukturni analozi) blokiraju taj proces. Žučne kiseline su od velike važnosti (sve se funkcije aktiviraju - poboljšavaju emulgiranje, apsorpciju). Otuda i važnost ljekovitih tvari koje blokiraju apsorpciju žučnih kiselina.

Nagli porast kolesterola u hrani (do 1,5 g dnevno) može biti popraćen nekom hiperkolesterolemijom u zdravih ljudi.

Biosinteza kolesterola

Stanice jetre sintetiziraju 80% cjelokupnog kolesterola, približno 10% kolesterola sintetizira se u crijevnoj sluznici. Kolesterol se sintetizira ne samo za sebe, već i za "izvoz".

Mitohondriji su supstrat za sintezu kolesterola. Acetil-CoA dolazi u obliku citrata i acetoaceta.

Sinteza kolesterola događa se u citoplazmi i uključuje 4 faze.

Faza 2 - stvaranje skvalena (30 C atoma)

Ovaj stadij (poput 1) započinje u vodenoj fazi stanice, a završava u membrani endoplazmatskog retikuluma stvaranjem u vodi netopivog skvalena.

Utroši se 6 molova mevalonske kiseline, 18 ATP, NADPH NH formiranjem lančane strukture od 30 C - skvalena.

Faza 3 - ciklizacija skvalena u lanosterol.

Faza 4 - pretvorba lanosterola u kolesterol.

Holesterol je ciklički nezasićeni alkohol. Sadrži jezgru ciklopentan-perhidrofenantrena.

Regulacija biosinteze kolesterola

S visokim sadržajem kolesterola inhibira aktivnost enzima β-hidroksi-β-metiluracil-CoA reduktaze, a sinteza kolesterola inhibira se u fazi stvaranja mevalonske kiseline - ovo je prva specifična faza sinteze. -hidroksi- -metiluracil-CoA, koji nije išao u sintezu kolesterola, može ići u sintezu ketonskih tijela. Ovo je regulacija prema tipu obrnutog negativnog spoja..

Transport kolesterola

Krvna plazma zdravih ljudi sadrži 0,8-1,5 g / L VLDL, 3,2-4,5 g / L LDL i 1,3-4,2 g / L HDL.

Lipidna komponenta gotovo svih lijekova predstavljena je vanjskom ljuskom koju tvori jednoslojni sloj PL i kolesterola te unutarnja hidrofobna jezgra koja se sastoji od TG i kolesterola. Osim lipida, lijekovi sadrže protein - apolipoproteine ​​A, B ili C. Slobodni kolesterol na površini lijeka lako se izmjenjuje između čestica: označeni kolesterol uveden u plazmu kao dio jedne skupine lijekova brzo se raspoređuje u sve skupine.

ChM nastaju u crijevnim epitelnim stanicama, VLDL i HDL neovisno jedan o drugom nastaju u hepatocitima.

LP izmjenjuju kolesterol s staničnim membranama, posebno se intenzivna izmjena događa između LP i hepatocita, na čijoj površini postoje receptori za LDL. Prijenos kolesterola u hepatocite zahtijeva energiju.

Sudbina kolesterola u stanici

1. Veza LDL-a s receptorima fibroblasta, hepatocita i drugih stanica. Na površini fibroblasta nalazi se 7.500 - 15.000 receptora osjetljivih na kolesterol. LDL receptori sadrže endotelne stanice, nadbubrežne stanice, jajašca i razne stanice raka. Vezujući LDL, stanice održavaju određenu razinu tih LDL u krvi.

U svih ispitanih zdravih ljudi internalizaciju LDL neizbježno prati vezanje na stanične receptore. LDL vezanje i internalizaciju osigurava isti protein, koji je dio LDL receptora. U fibroblasta bolesnika s obiteljskom hiperkolesterolemijom, kojima nedostaje LDL receptora, njihova se internalizacija rijetko inhibira.

2. LDL s receptorom prolazi kroz endocitozu i ugrađuje se u lizosome. Tamo se LDL (apolipoproteini, holesteridi) razgrađuju. Klorokin - inhibitor lizosomske hidrolize inhibira ove procese.

3. Pojava slobodnog kolesterola u stanicama inhibira OMG-CoA reduktazu i smanjuje endogenu sintezu kolesterola. Pri koncentraciji LDL> 50 μg / ml, sinteza kolesterola u fibroblastima je potpuno inhibirana. Inkubacija limfocita tijekom 2-3 minute sa serumom oslobođenim od LDL-a povećava brzinu sinteze kolesterola za 5-15 puta. Kada se LDL doda limfocitima, sinteza kolesterola se usporava. U bolesnika s homozigotnom obiteljskom hiperkolesterolemijom ne dolazi do smanjenja sinteze kolesterola u stanicama.

4. U stanicama sposobnim za pretvaranje kolesterola u druge steroide, LDL potiče sintezu tih steroida. Na primjer, u stanicama kore nadbubrežne žlijezde 75% pregnenalona potječe od kolesterola iz LDL-a.

5. Slobodni kolesterol povećava aktivnost acetil-CoA-olesteril aciltransferaze (ACHAT), što dovodi do ubrzane ponovne esterifikacije kolesterola s tvorbom uglavnom oleata. Potonji se ponekad nakuplja u stanicama u obliku inkluzija. Vjerojatno je biološko značenje ovog postupka borba protiv nakupljanja slobodnog kolesterola..

6. Slobodni kolesterol smanjuje biosintezu LDL receptora, koji inhibira unos LDL-a u stanicu i tako je štiti od preopterećenja kolesterolom.

7. Nagomilani kolesterol prodire u fosfolipidni dvosloj citoplazmatske membrane. Iz membrane, kolesterol može preći u HDL, cirkulirajući u krvi.

Pretvorba kolesterola u tijelu

Pažnja koja se prethodno obraćala metabolizmu kolesterola kada se raspravljalo o njegovoj ulozi u tijelu očito je pretjerana. Strukturna uloga kolesterola u biomembranama trenutno je u prvom planu..

Uglavnom se slobodni kolesterol prenosi unutarćelijski. Esteri kolesterola se unutarstanično prenose vrlo niskom brzinom samo uz pomoć posebnih proteina nosača ili se uopće ne prevoze.

Esterifikacija kolesterola

Povećava nepolarnost molekule. Taj se proces odvija kako izvana tako i unutarstanično, uvijek je usmjeren na uklanjanje molekula kolesterola s lipidno-vodene površine duboko u česticu lipoproteina. Na taj način dolazi do transporta ili aktivacije kolesterola.

Esterifikaciju izvanstaničnog kolesterola katalizira enzim lecitin kolesterol acetiltransferaza (LCAT).

Lecitin + kolesterol lizoleucin + holesterid

Linolna kiselina se uglavnom podnosi. Enzimska aktivnost LCAT-a povezana je prvenstveno s HDL-om. LHAT aktivator je apo-A-I. Dobiveni ester kolesterola uronjen je u HDL. Istodobno se koncentracija slobodnog kolesterola na površini HDL smanjuje i time se površina priprema za primanje novog dijela slobodnog kolesterola, koji je HDL u stanju ukloniti s površine plazmatske membrane stanica, uključujući eritrocite. Dakle, HDL, zajedno s LCAT-om, funkcionira kao svojevrsna "zamka" kolesterola.

Iz HDL-a, esteri kolesterola prenose se u VLDL, a iz potonjeg u LDL. LDL se sintetizira u jetri i tamo se katalizira. HDL u jetru dovodi kolesterol u obliku estera, a uklanja se iz jetre u obliku žučnih kiselina. U bolesnika s nasljednim LCAT defektom, plazma sadrži puno slobodnog kolesterola. U bolesnika s oštećenjem jetre u pravilu postoji niska aktivnost LCAT i visoka razina slobodnog kolesterola u krvnoj plazmi..

Dakle, HDL i LCAT predstavljaju jedinstveni sustav za transport kolesterola iz plazmatskih membrana stanica različitih organa u obliku svojih estera do jetre..

Unutarstanični kolesterol esterificira se u reakciji kataliziranoj acil-CoA-kolesterolom acetiltransferazom (ACHAT).

Acyl-CoA + kolesterol kolesterol + HSKoA

Obogaćivanje membrana kolesterolom aktivira ACHAT.

Kao rezultat toga, ubrzanje unosa ili sinteze kolesterola prati ubrzanje njegove esterifikacije. Kod ljudi je linolna kiselina najčešće uključena u esterifikaciju kolesterola..

Esterifikaciju kolesterola u stanici treba smatrati reakcijom praćenom nakupljanjem steroida u njoj. U jetri se esteri kolesterola nakon hidrolize koriste za sintezu žučnih kiselina, a u nadbubrežnim žlijezdama steroidni hormoni.

Tako LHAT istovara plazemske membrane s kolesterola, a AHAT - unutarćelijske. Ti enzimi ne uklanjaju kolesterol iz stanica tijela, već ga pretvaraju iz jednog oblika u drugi, stoga ne treba pretjerivati ​​s ulogom enzima za esterifikaciju i hidrolizu estera kolesterola u razvoju patoloških procesa..

Oksidacija kolesterola.

Jedini postupak koji nepovratno uklanja kolesterol iz membrana i LP je oksidacija. Oksigenazni sustavi nalaze se u hepatocitima i stanicama organa koji sintetiziraju steroidne hormone (kora nadbubrežne žlijezde, testisi, jajnici, posteljica).

Postoje 2 načina oksidativne pretvorbe kolesterola u tijelu: jedan od njih dovodi do stvaranja žučnih kiselina, a drugi do biosinteze steroidnih hormona.

Formiranje žučnih kiselina troši 60-80% ukupnog dnevno formiranog kolesterola, dok steroidogeneza - 2-4%.

Oksidacijska transformacija kolesterola u obje reakcije odvija se u više koraka i provodi se enzimskim sustavom koji sadrži različite izoforme citokroma P₄₅₀. Karakteristična značajka oksidativnih transformacija kolesterola u tijelu je da se njegov ciklopentan perhidrofenantrenski prsten ne cijepa i izlučuje se iz tijela nepromijenjen. Nasuprot tome, bočni se lanac lako cijepa i metabolizira.

Oksidacija kolesterola u žučne kiseline glavni je put eliminacije ove hidrofobne molekule. Reakcija oksidacije kolesterola poseban je slučaj oksidacije hidrofobnih spojeva, t.j. proces u osnovi funkcije detoksikacije jetre.

Nepolarna molekula u membranskom prostoru

oksidacija u monoksidaznim sustavima jetre i drugih organa

Polarna molekula u vodenom prostoru

Proteini povezani s esterifikacijskom konjugacijom

Sustav monoksidaze.

Sadrži citokrom P₄₅₀ sposoban aktivirati molekularni kisik (uz sudjelovanje NADPH) i koristi jedan od svojih atoma za oksidaciju organskih tvari, a drugi za stvaranje vode.

Prvi stupanj reakcije (hidroksilacija na položaju 7) je ograničavajući..

U jetri se primarne žučne kiseline sintetiziraju iz kolesterola (put oksidacije kolesterola). U lumenu crijeva iz njih nastaju sekundarne žučne kiseline (pod utjecajem enzimskih sustava mikroorganizama).

Primarne žučne kiseline su količna i deoksiholna. Ovdje se esterificiraju glicinom ili taurinom, pretvaraju u odgovarajuće soli i u tom obliku izlučuju u žuč..

Sekundarne žučne kiseline vraćaju se u jetru. Taj se ciklus naziva enterohepatična cirkulacija žučnih kiselina, obično svaka molekula napravi 8-10 okretaja dnevno..

Smanjenje opskrbe jetre žučnim kiselinama kao rezultat drenaže krvotoka žuči ili korištenja smola za izmjenu iona potiče biosintezu žučnih kiselina i 7 - hidroksilaze. Uvođenje žučnih kiselina u prehranu, naprotiv, inhibira genezu žuči i inhibira aktivnost enzima.

Pod utjecajem prehrane s kolesterolom geneza žuči u pasa povećava se za 3 - 5 puta, u zečeva i zamorčića takav porast se ne primjećuje. U bolesnika s aterosklerozom zabilježeno je smanjenje brzine oksidacije kolesterola u jetri. Ovo smanjenje je vjerojatno patološka poveznica u razvoju ateroskleroze..

Drugi put oksidacije kolesterola dovodi do stvaranja steroidnih hormona, unatoč činjenici da u kvantitativnom smislu čini samo nekoliko posto razmjene kolesterola. Ovo je vrlo važan način korištenja. Kolesterol je glavni prekursor svih steroidnih hormona u nadbubrežnim žlijezdama, jajnicima, testisima i posteljici.

Biosintetski lanac uključuje mnoge reakcije hidroksilaze katalizirane izooblicima citokroma P₄₅₀. Brzina postupka ograničena je reakcijom prvog cijepanja bočnog lanca. Unatoč malom kvantitativnom doprinosu steroidogeneze bruto oksidaciji kolesterola, dugogodišnja inhibicija ovog procesa u starosti može postupno dovesti do nakupljanja kolesterola u tijelu i razvoja ateroskleroze..

Vitamin D nastaje u koži od dehidriranog kolesterola pod utjecajem UV zraka₃, onda se transportira u jetru.

Nepromijenjeni kolesterol luči žuč. U žuči njezin sadržaj doseže 4 g / l. Žučni kolesterol je 1/3 kolesterola u fecesu, 2/3 se ne apsorbira kolesterol u hrani.

Metabolizam ketonskog tijela.

Acetil-CoA, nastao tijekom oksidacije masnih kiselina, gori u Krebsovom ciklusu ili se koristi za sintezu ketonskih tijela. Ketonska tijela uključuju: acetoacetat, -okusibutirat, aceton.

Ketonska se tijela sintetiziraju u jetri iz acetil-CoA.

Kolesterol u patologiji.

I. Kolesterol - promjene u sadržaju kolesterola u tijelu.

1. Nekomplicirani kolesterol - (fiziološko starenje, starost, prirodna smrt) očituje se nakupljanjem kolesterola u plazmatskim membranama stanica uslijed smanjenja sinteze steroidnih hormona (steroidogeneza).

2. Komplicirano - ateroskleroza u obliku koronarne bolesti srca (infarkt miokarda), cerebralna ishemija (moždani udar, tromboza), ishemija ekstremiteta, ishemija organa i tkiva povezana sa smanjenjem geneze žuči.

II. Promjene kolesterola u plazmi.

1. Obiteljska hiperkolesterolemija - uzrokovana nedostatkom LDL receptora. Kao rezultat, kolesterol ne ulazi u stanice i nakuplja se u krvi. Receptori su po kemijskoj prirodi proteini. Kao rezultat toga, razvija se rana ateroskleroza..

III. Akumulacija kolesterola u određenim organima i tkivima.

Wolmanova bolest primarna je obiteljska ksantomatoza - nakupljanje estera kolesterola i triglicerida u svim organima i tkivima, uzrok nedostatka lizosomske kolesterolesteraze. Rano umiranje.

Obiteljska hiperkolesteninemija ili -lipoproteinemija. Apsorpcija LDL-a u stanicama je oslabljena, koncentracija LDL-a, kao i kolesterola, raste. Kod -lipoproteinemije dolazi do taloženja kolesterola u tkivima, posebno u koži (ksantomi) i u stijenkama arterija. Taloženje kolesterola u arterijskim zidovima glavna je biokemijska manifestacija ateroskleroze.

Vjerojatnost ateroskleroze je veća, što je veći omjer koncentracija LDL i HDL u krvi (LDL opskrbljuje stanice kolesterolom, HDL uklanja iz njih višak kolesterola). Holesterol stvara plakove u stijenkama krvnih žila. Plakovi mogu ulcerirati, a čirevi su obrasli vezivnim tkivom (stvara se ožiljak), u kojem se talože soli kalcija. Zidovi posuda se deformiraju, postaju kruti, poremećena je pokretljivost žila, lumen se sužava do začepljenja.

Hiperkolesterolemija je glavni uzrok taloženja kolesterola u arterijama. Ali važno je i primarno oštećenje zidova krvnih žila. Oštećenje endotela može nastati kao rezultat hipertenzije, upalnih procesa.

U području oštećenja endotela, krvne komponente prodiru u krvožilni zid, uključujući lipoproteine, koje apsorbiraju makrofagi. Mišićne stanice žila počinju se množiti, a također fagocitoziraju lipoproteine. Lizozomski enzimi uništavaju lipoproteine, osim kolesterola. Kolesterol se nakuplja u stanici, stanica umire, a kolesterol završava u međustaničnom prostoru i inkapsulira se vezivnim tkivom - nastaje aterosklerotski plak.

Između taloženja kolesterola u arterijama i lipoproteina u krvi dolazi do izmjene, ali s hiperkolesterolemijom prevladava protok kolesterola u stijenke krvnih žila.

Metode prevencije i liječenja ateroskleroze usmjerene su na smanjenje hiperkolesterolemije. Da bi se to učinilo, koristi se dijeta s niskim kolesterolom, lijekovi koji povećavaju ekstrakciju kolesterola ili inhibiraju njegovu sintezu, izravno uklanjanje kolesterola iz krvi hemodifuzijom.

Kolestiramin veže žučne kiseline i isključuje ih iz crijevno-jetrene cirkulacije, što dovodi do povećane oksidacije kolesterola u žučne kiseline.

Metabolizam kolesterola u ljudskom tijelu

Čuvši riječ "kolesterol", većina ljudi to povezuje s nečim lošim, štetnim, što dovodi do bolesti. Međutim, to nije sasvim točno. Svakom živom organizmu potreban je kolesterol, osim gljivica. Sudjeluje u proizvodnji hormona, vitamina i soli. Ispravna izmjena kolesterola u stanicama ljudskog tijela može spriječiti aterosklerozu, razvoj kardiovaskularnih bolesti, pa čak i produžiti mladost.

Kako izgleda?

To je bijela kristalna krutina koja pripada skupini masnih alkohola. S tim u vezi, u većini zemalja naziv je zamijenjen "kolesterolom". U Rusiji i brojnim drugim zemljama koriste se "stari" naziv - kolesterol.

Zašto ti treba?

Kristali kolesterola jačaju membrane svih stanica uključenih u vitamin, energiju, hormonalni metabolizam. Membrane okružuju sve stanice i selektivna su barijera pomoću koje se održava određeni sastav i unutar stanica i u izvanstaničnom prostoru.

Kolesterol je otporan na temperaturne promjene i čini stanične membrane propusnim bez obzira na klimu i godišnje doba, kao i na promjene tjelesne temperature čovjeka. Drugim riječima, metabolizam kolesterola utječe na cjelokupnu biokemiju tijela..

Odakle dolazi?

Većinu toga proizvodi samo tijelo. Jetra, bubrezi i nadbubrežne žlijezde, spolne žlijezde, crijeva sudjeluju u proizvodnji - njihov rad tijelu osigurava kolesterol za 80%. Preostalih 20% unosi se s hranom.

Gotovo sve stanice i tkiva tijela sudjeluju u sintezi. Većina su stanice jetre - hepatociti. Oko 10% ukupnog kolesterola sintetizira se u stanicama zidova tankog crijeva, oko 5% - u stanicama kože.

Drugim riječima, jetra je glavni sudionik u metabolizmu kolesterola u tijelu. Ovaj alkohol ne proizvodi samo hepatocitima, već i sama očajnički treba kolesterol kako bi održala njihove vitalne funkcije. Za to jetra uzima lipoproteine ​​iz krvi..

Koliko trebaš?

Obično svaka odrasla osoba ima oko 2 grama na svaki kilogram tjelesne težine. Odnosno, s težinom od 80 kg. osoba sadrži oko 160 grama. kolesterol.

Ova se količina održava uz pomoć metabolizma kolesterola, zbog čega se istrošena tvar nadopunjava. Da bi se osigurao život, potroši se oko 1300 mg. kolesterol: dio se troši na stvaranje hormona, kiselina, dio se izlučuje izmetom, dio znojem, vrlo mala količina se ljušti s površine kože. Oko 100 gr. tijelo se samo proizvodi, ostalo dolazi iz hrane.

Kako se prevozi?

Kolesterol je krutina koja se ne otapa u vodi. Stoga nije u svom čistom obliku u krvi. U krvotok ulazi u obliku topljivih spojeva - lipoproteina.

Lipoproteini se pak razlikuju u:

1. Spojevi visoke molekulske mase (lipoproteini velike gustoće);
2. Niska molekularna težina (lipoproteini male gustoće);
3. Vrlo niska molekulska težina;
4. Hilomikron proizveden u crijevima.

Lipoproteini velike gustoće prenose kolesterol u jetru, odakle se zatim izlučuje. Hilomikron, lipoproteini niske i vrlo male gustoće, odgovorni su za transport kolesterola u periferna tkiva.

Uredba

Sinteza kolesterola regulira se prema načelu negativne povratne sprege: što više egzogenog kolesterola ulazi u tijelo, manje se stvara endogeni kolesterol. "Višak" se izlučuje iz tijela izmetom i znojem.

Opća shema metabolizma kolesterola u ljudskom tijelu

Loš i dobar kolesterol

Znanstveno je dokazana veza između metabolizma kolesterola u ljudskom tijelu i zdravlja. Tako je, na primjer, LDL male molekularne težine vrlo slabo topljiv i može se taložiti na zidovima krvnih žila, što dovodi do stvaranja aterosklerotskih plakova. Plakovi sužavaju lumen krvnih žila, remete opskrbu krvlju organa, što zauzvrat može dovesti do razvoja kardiovaskularnih bolesti, srčanog udara, ishemijskih moždanih udara. Stoga se ti lipoproteini nazivaju "lošima".

HDL visoke molekularne težine prisutan je u krvi zdrave osobe u velikim količinama, nazivaju se "dobrim". Ne mogu se smjestiti na zidovima, jer se lako otapaju u krvi, čime za razliku od LDL-a štite stijenke krvnih žila od ateroskleroze.

S porastom "lošeg" kolesterola, lijekovi i lijekovi koriste se za regulaciju metabolizma kolesterola. Tu spadaju: posebna dijeta, upotreba vitamina i minerala, lijekovi.

Popratne bolesti poput dijabetes melitusa, bolesti jetre, žučnog mjehura, bubrega i brojne druge utječu na povećanje razine LDL-a. Stoga je prilikom otkrivanja povećanja "lošeg" kolesterola potrebno provesti cjelovit pregled pacijenta, pokušavajući identificirati sve moguće bolesti, uključujući one koje se prenose nasljeđivanjem.

• Kolesterol (sinonim: kolesterol) igra važnu ulogu u svim biokemijskim procesima u tijelu. Sudjeluje u proizvodnji spolnih hormona, u razmjeni energije i hranjivih tvari, u sintezi vitamina D3. Netopljiv, transportiran po tijelu, razgrađujući se na lipoproteine ​​različite gustoće.
• Ljudsko tijelo proizvodi kolesterol (endogena proizvodnja), a također dolazi izvana s hranom i pićem (egzogeni put).
• Ispravan metabolizam kolesterola pomaže u održavanju funkcioniranja svih tjelesnih stanica na potrebnoj razini. Lipoproteini velike gustoće sprečavaju stvaranje aterosklerotskih plakova. Lipoproteini niske molekularne težine, naprotiv, povećavaju rizik od ateroskleroze i srčanog udara. Sam po sebi, kolesterol se ne može akumulirati; njegov višak se izlučuje iz tijela.
• Za liječenje poremećaja sinteze kolesterola i njegovog metabolizma u tijelu, potrebno je identificirati sve popratne i nasljedne bolesti, provjeriti rad svih ljudskih organa.

Crijevna mikroflora i važnost prebiotika za njezino funkcioniranje

Crijevna mikroflora čovjeka sastavni je dio ljudskog tijela i obavlja brojne vitalne funkcije. Ukupan broj mikroorganizama koji žive u različitim dijelovima makroorganizma otprilike je dva reda veličine veći od broja

Mikroflora crijeva čovjeka sastavni je dio ljudskog tijela i obavlja brojne vitalne funkcije. Ukupan broj mikroorganizama koji nastanjuju razne dijelove makroorganizma otprilike je dva reda veličine veći od broja vlastitih stanica i iznosi oko 10 14-15. Ukupna težina mikroorganizama u ljudskom tijelu je oko 3-4 kg. Najveći broj mikroorganizama nalazi se u gastrointestinalnom traktu (GIT), uključujući orofarinks (75–78%), ostatak kolonizira urogenitalni trakt (do 2-3% kod muškaraca i do 9-12% kod žena) i kože.

U zdravih osoba u crijevima postoji više od 500 vrsta mikroorganizama. Ukupna masa crijevne mikroflore je od 1 do 3 kg. U različitim dijelovima gastrointestinalnog trakta broj bakterija je različit, većina mikroorganizama lokalizirana je u debelom crijevu (oko 10 10-12 CFU / ml, što je 35-50% njegovog sadržaja). Sastav crijevne mikroflore prilično je individualan i formira se od prvih dana djetetova života, približavajući se pokazateljima odrasle osobe do kraja 1. - 2. godine života, koja prolazi kroz neke promjene u starosti (Tablica 1.). U zdrave djece u debelom crijevu žive predstavnici fakultativnih anaerobnih bakterija iz roda Streptococcus, taphylococcus, Lactobacillus, nterobacteriacae, Candida, a više od 80% biocenoze zauzimaju anaerobne bakterije, češće gram-pozitivne: propionobakterije, veilonella, anobacteriaceaeaetioeaeaetioeaetioeaetioeaetioe, gram negativni bakteroidi i fusobakterije.

Raspodjela mikroorganizama duž gastrointestinalnog trakta ima prilično strog obrazac i usko je u korelaciji sa stanjem probavnog sustava (tablica 2). Većina mikroorganizama (oko 90%) stalno je prisutna u određenim odjelima i glavna su (rezidentna) mikroflora; oko 10% nije obavezno (ili dodatna, popratna mikroflora); a 0,01–0,02% otpada na slučajne (ili privremene, rezidualne) mikroorganizme. Konvencionalno se smatra da glavnu mikrofloru debelog crijeva predstavljaju anaerobne bakterije, dok aerobne bakterije čine prateću mikrofloru. Stafilokoki, klostridije, proteus i gljive su rezidualna mikroflora. Uz to, u debelom crijevu otkriveno je oko 10 crijevnih virusa i nekih predstavnika nepatogenih protozoa. U debelom crijevu uvijek ima reda veličine više obveznih i fakultativnih anaeroba od aeroba, a strogi anaerobi izravno se lijepe za epitelne stanice, fakultativni anaerobi nalaze se više, a zatim aerobni mikroorganizmi. Dakle, anaerobne bakterije (uglavnom bifidobakterije i bakteroidi, čiji je ukupan udio oko 60% od ukupnog broja anaerobnih bakterija) su najkonstantnija i najbrojnija skupina crijevne mikroflore koja obavlja glavne funkcije.

Čitav niz mikroorganizama i makroorganizam čine svojevrsnu simbiozu, gdje svi imaju koristi od svog postojanja i utječu na svog partnera. Funkcije crijevne mikroflore u odnosu na makroorganizam ostvaruju se i lokalno i na sistemskoj razini, dok tom učinku doprinose razne vrste bakterija. Mikroflora probavnog trakta obavlja sljedeće funkcije.

• Morfokinetički i energetski učinci (opskrba epitela energijom, regulacija pokretljivosti crijeva, opskrba tijela toplinom, regulacija diferencijacije i regeneracije epitelnih tkiva).
• Stvaranje zaštitne barijere crijevne sluznice, suzbijanje rasta patogene mikroflore.
• Imunogena uloga (stimulacija imunološkog sustava, stimulacija lokalnog imuniteta, uključujući proizvodnju imunoglobulina).
• Modulacija funkcija citokroma P450 u jetri i proizvodnja citokroma poput P450.
• Detoksikacija egzogenih i endogenih toksičnih tvari i spojeva.
• Proizvodnja različitih biološki aktivnih spojeva, aktivacija određenih lijekova.
• Mutagena / antimutagena aktivnost (povećana otpornost epitelnih stanica na mutagene (karcinogene), uništavanje mutagenih).
• Regulacija sastava plina u šupljinama.
• Regulacija bihevioralnih odgovora.
• Regulacija replikacije i ekspresije gena prokariontskih i eukariotskih stanica.
• Regulacija programirane eukariotske stanične smrti (apoptoza).
• Pohrana mikrobnog genetskog materijala.
• Sudjelovanje u etiopatogenezi bolesti.
• Sudjelovanje u metabolizmu vode i soli, održavanje ionske homeostaze tijela.
• Stvaranje imunološke podnošljivosti na hranu i mikrobne antigene.
• Sudjelovanje u kolonizacijskom otporu.
• Osiguravanje homeostaze simbiotskih odnosa između prokariontskih i eukariotskih stanica.
• Sudjelovanje u metabolizmu: metabolizam bjelančevina, masti (opskrba supstrata za lipogenezu) i ugljikohidrata (opskrba supstrata za glukoneogenezu), regulacija žučnih kiselina, steroida i drugih makromolekula.

Dakle, bifidobakterije, zbog fermentacije oligo- i polisaharida, proizvode mliječnu kiselinu i acetat, koji pružaju baktericidno okruženje, luče tvari koje inhibiraju rast patogenih bakterija, što povećava otpornost dječjeg tijela na crijevne infekcije. Modulacija imunološkog odgovora djeteta bifidobakterijama također se izražava u smanjenju rizika od razvoja alergija na hranu..

Laktobacili smanjuju aktivnost peroksidaze, pružajući antioksidativni učinak, imaju antitumorsko djelovanje, potiču proizvodnju imunoglobulina A (IgA), inhibiraju rast patogene mikroflore i potiču rast lakto- i bifidoflore, djeluju antivirusno.

Od predstavnika Enterobacteriaceae najvažnija je Escherichia coli M17 koja proizvodi kolicin B, zbog čega inhibira rast Shigella, Salmonella, Klebsiella, Serration, Enterobacteriaceae i ima zanemariv učinak na rast stafilokoka i gljivica. Escherichia coli također doprinose normalizaciji mikroflore nakon antibakterijske terapije te upalnih i zaraznih bolesti..

Enterokoki (Enterococcus avium, faecalis, faecium) stimuliraju lokalni imunitet aktiviranjem B-limfocita i povećanjem sinteze IgA, oslobađanjem interleukina-1β i -6, γ-interferona; djeluju antialergijski i antimikotično.

Escherichia coli, bifidobakterije i laktobacili izvršavaju funkciju stvaranja vitamina (sudjeluju u sintezi i apsorpciji vitamina K, skupine B, folne i nikotinske kiseline). U svojoj sposobnosti sinteze vitamina, E. coli nadmašuje sve ostale bakterije crijevne mikroflore, sintetizirajući tiamin, riboflavin, nikotinsku i pantotensku kiselinu, piridoksin, biotin, folnu kiselinu, cijanokobalamin i vitamin K. Bifidobakterije sintetiziraju askorbinsku kiselinu, bifidobakterije, laktobabacilne materije, lactobacil, poboljšavaju apsorpciju željeza (zbog stvaranja kiselog okruženja).

Proces probave može se uvjetno podijeliti na vlastiti (udaljeni, šupljinski, autolitički i membranski), koji provode tjelesni enzimi, i simbiotičku probavu koja se događa uz pomoć mikroflore. Crijevna mikroflora čovjeka uključena je u fermentaciju prethodno neprekinutih sastojaka hrane, uglavnom ugljikohidrata kao što su škrob, oligo i polisaharidi (uključujući celulozu), kao i proteini i masti.

Proteini i ugljikohidrati koji se ne apsorbiraju u tankom crijevu u cekumu podvrgavaju se dubljoj bakterijskoj razgradnji - uglavnom od E. coli i anaeroba. Krajnji proizvodi koji proizlaze iz procesa bakterijske fermentacije imaju različite učinke na ljudsko zdravlje. Na primjer, butirat je neophodan za normalno postojanje i funkcioniranje kolonocita, važan je regulator njihove proliferacije i diferencijacije, kao i apsorpcije vode, natrija, klora, kalcija i magnezija. Zajedno s drugim hlapivim masnim kiselinama utječe na pokretljivost debelog crijeva, ubrzavajući ga u nekim slučajevima i usporavajući u drugim. Kada se polisaharidi i glikoproteini cijepaju izvanstaničnim mikrobnim glikozidazama, između ostalog nastaju monosaharidi (glukoza, galaktoza itd.), Kada se oksidira, najmanje 60% njihove slobodne energije ispušta se u okoliš kao toplina.

Među najvažnijim sistemskim funkcijama mikroflore je opskrba supstratima za glukoneogenezu, lipogenezu, kao i sudjelovanje u metabolizmu proteina i recirkulaciji žučnih kiselina, steroida i drugih makromolekula. Pretvorba kolesterola u koprostanol koji se ne apsorbira u debelom crijevu i transformacija bilirubina u sterkobilin i urobilin mogući su samo uz sudjelovanje bakterija u crijevima.

Zaštitna uloga saprofitne flore ostvaruje se i na lokalnoj i na sustavnoj razini. Stvaranjem kiselog okruženja, zbog stvaranja organskih kiselina i smanjenja pH debelog crijeva na 5,3–5,8, simbiotska mikroflora štiti osobu od kolonizacije egzogenim patogenim mikroorganizmima i inhibira rast patogenih, trulih i mikroorganizama koji stvaraju plin i koji već postoje u crijevima. Mehanizam ove pojave leži u nadmetanju mikroflore za hranjive sastojke i mjesta vezanja, kao i u proizvodnji određenih tvari koje inhibiraju rast patogena normalnom mikroflorom, koje imaju baktericidno i bakteriostatsko djelovanje, uključujući one slične antibioticima. Primjetni bakteriostatski učinak imaju metaboliti saharolitičke mikroflore niske molekularne težine, prvenstveno hlapljive masne kiseline, laktat itd. Sposobni su inhibirati rast salmonele, dizenterijske šigele, mnogih gljivica.

Također, crijevna mikroflora jača lokalnu crijevnu imunološku barijeru. Poznato je da se kod sterilnih životinja u lamina propriji određuje vrlo mali broj limfocita, uz to su te životinje imunodeficijentne. Obnavljanje normalne mikroflore brzo dovodi do povećanja broja limfocita u crijevnoj sluznici i nestanka imunodeficijencije. Saprofitne bakterije u određenoj mjeri imaju sposobnost modulacije razine fagocitne aktivnosti, smanjujući je kod osoba s alergijama i, obrnuto, povećavajući je u zdravih osoba.

Dakle, mikroflora gastrointestinalnog trakta ne samo da stvara lokalni imunitet, već također igra veliku ulogu u formiranju i razvoju djetetovog imunološkog sustava, a također održava svoju aktivnost kod odrasle osobe. Rezidencijalna flora, posebno neki mikroorganizmi, imaju dovoljno visoka imunogena svojstva, što potiče razvoj crijevnog limfoidnog aparata i lokalni imunitet (prvenstveno zbog pojačanog stvaranja ključne karike u lokalnom imunološkom sustavu - sekretornog IgA), a također dovodi do sistemskog povećanja tonusa imunološkog sustava, s aktiviranjem staničnog i humoralnog imuniteta. Sustavna stimulacija imuniteta jedna je od najvažnijih funkcija mikroflore. Poznato je da se u mikrobnim laboratorijskim životinjama ne samo potiskuje imunitet, već se događa i involucija imunokompetentnih organa. Stoga s kršenjem crijevne mikroekologije, nedostatkom bifidoflore i laktobacila, nesmetanom bakterijskom kolonizacijom tankog i debelog crijeva nastaju uvjeti za smanjenje ne samo lokalne obrane, već i otpora organizma u cjelini..

Unatoč dovoljnoj imunogenosti, saprofitni mikroorganizmi ne uzrokuju reakcije imunološkog sustava. Možda je to zato što je saprofitna mikroflora svojevrsno spremište mikrobnih plazmida i kromosomskih gena, razmjenjujući genetski materijal sa stanicama domaćinima. Unutarstanične interakcije ostvaruju se endocitozom, fagocitozom itd. Unutarstaničnim interakcijama postiže se učinak razmjene staničnog materijala. Kao rezultat toga, predstavnici mikroflore stječu receptore i druge antigene svojstvene domaćinu. To ih čini "vlastitim" za imunološki sustav makroorganizma. Epitelna tkiva stječu bakterijske antigene kao rezultat ove razmjene..

Raspravlja se o pitanju ključnog sudjelovanja mikroflore u pružanju antivirusne zaštite domaćina. Zbog fenomena molekularne mimikrije i prisutnosti receptora stečenih iz epitela domaćina, mikroflora postaje sposobna presresti i izlučiti viruse koji imaju odgovarajuće ligande.

Dakle, uz nizak pH želučanog soka, motoričku i sekretornu aktivnost tankog crijeva, gastrointestinalna mikroflora odnosi se na nespecifične čimbenike obrane tijela..

Važna funkcija mikroflore je sinteza niza vitamina. Ljudsko tijelo prima vitamine uglavnom izvana - hranom biljnog ili životinjskog podrijetla. Dolazni se vitamini normalno apsorbiraju u tankom crijevu, a djelomično ih koristi crijevna mikroflora. Mikroorganizmi koji naseljavaju crijeva ljudi i životinja proizvode i koriste mnoge vitamine. Znakovito je da mikrobi tankog crijeva u tim procesima za čovjeka imaju najvažniju ulogu, budući da se vitamini koje proizvode mogu učinkovito apsorbirati i ući u krvotok, dok se vitamini sintetizirani u debelom crijevu praktički ne apsorbiraju i ljudima su nedostupni. Suzbijanje mikroflore (na primjer, antibiotici) smanjuje sintezu vitamina. Naprotiv, stvaranje povoljnih uvjeta za mikroorganizme, na primjer, kada jedu dovoljnu količinu prebiotika, povećava opskrbu makroorganizma vitaminima..

Trenutno su najviše proučavani aspekti povezani sa sintezom crijevne mikroflore folne kiseline, vitamina B₁₂ i vitamin K.

Folna kiselina (vitamin B_devet), koji dolazi s hranom, učinkovito se apsorbira u tankom crijevu. Folat koji u debelom crijevu sintetiziraju predstavnici normalne crijevne mikroflore koristi se isključivo za vlastite potrebe, a makroorganizam ga ne koristi. Međutim, sinteza folata u debelom crijevu može biti od velike važnosti za normalno stanje DNA kolonocita..

Crijevni mikroorganizmi koji sintetiziraju vitamin B₁₂, žive i u debelom crijevu i u tankom crijevu. Među tim mikroorganizmima najaktivniji u ovom aspektu su predstavnici Pseudomonas i Klebsiella sp. Međutim, mogućnosti mikroflore za potpunu kompenzaciju hipovitaminoze B₁₂ nije dovoljno.

Sposobnost crijevnog epitela da se odupre karcinogenezi povezana je sa sadržajem folata i kobalamina u lumenu debelog crijeva, dobivenih hranom ili sintetiziranih mikroflorom. Pretpostavlja se da je jedan od razloga veće učestalosti tumora debelog crijeva u odnosu na tanko crijevo nedostatak citoprotektivnih komponenata, od kojih se većina apsorbira u srednjem gastrointestinalnom traktu. Među njima je i vitamin B₁₂ i folna kiselina, koje zajedno određuju stabilnost stanične DNA, posebno DNA epitelnih stanica debelog crijeva. Čak i lagani nedostatak ovih vitamina, koji ne uzrokuje anemiju ili druge ozbiljne posljedice, ipak dovodi do značajnih aberacija u molekulama DNA kolonocita, što može postati temelj karcinogeneze. Poznato je da je nedovoljna opskrba kolonocita vitaminima B skupine₆, U₁₂ a folat je povezan s povećanom učestalošću raka debelog crijeva u populaciji. Nedostatak vitamina dovodi do poremećaja procesa metilacije DNA, mutacija i, kao posljedica, raka debelog crijeva. Rizik od karcinogeneze debelog crijeva raste s malim unosom prehrambenih vlakana i povrća, koji osiguravaju normalno funkcioniranje crijevne mikroflore, sintetizirajući trofičke i zaštitne čimbenike debelog crijeva.

Vitamin K postoji u nekoliko sorti i ljudskom tijelu je potreban za sintezu različitih proteina koji vežu kalcij. Izvor vitamina K₁, filokinon, biljni su proizvodi i vitamin K₂, skupina spojeva menakinona sintetiziranih u ljudskom tankom crijevu. Mikrobna sinteza vitamina K₂ stimulira se nedostatkom filokinona u prehrani i sasvim je sposoban to nadoknaditi. Istodobno, nedostatak vitamina K₂ sa smanjenom aktivnošću mikroflore, loše se korigira prehrambenim mjerama. Dakle, sintetski procesi u crijevima su prioritet za opskrbu makroorganizma ovim vitaminom. Vitamin K se također sintetizira u debelom crijevu, ali se koristi prvenstveno za potrebe mikroflore i kolonocita.

Crijevna mikroflora sudjeluje u detoksikaciji egzogenih i endogenih supstrata i metabolita (amini, merkaptani, fenoli, mutageni steroidi itd.) I, s jedne strane, masivni je sorbent koji uklanja otrovne proizvode s crijevnim sadržajem iz tijela, a s druge strane ih u metaboličkim reakcijama za njihove potrebe. Uz to, predstavnici saprofitne mikroflore proizvode estrogen-slične tvari na bazi konjugata žučnih kiselina koje utječu na diferencijaciju i proliferaciju epitela i nekih drugih tkiva mijenjajući ekspresiju gena ili prirodu njihova djelovanja..

Dakle, odnos između mikro- i makroorganizma složen je i ostvaruje se na metaboličkoj, regulatornoj, unutarćelijskoj i genetskoj razini. Međutim, normalno funkcioniranje mikroflore moguće je samo uz dobro fiziološko stanje tijela i, prije svega, uz normalnu prehranu..

Prehrana mikroorganizama nastanjenih u crijevima osigurava se hranjivim tvarima koje dolaze iz gornjih dijelova gastrointestinalnog trakta, a koji se ne probavljaju vlastitim enzimatskim sustavima i ne apsorbiraju u tankom crijevu. Te su tvari neophodne za zadovoljavanje energetskih i plastičnih potreba mikroorganizama. Sposobnost upotrebe hranjivih sastojaka za svoje vitalne funkcije ovisi o enzimskim sustavima različitih bakterija.

Ovisno o tome, konvencionalno se izoliraju bakterije s pretežno saharolitičkim djelovanjem čiji su glavni energetski supstrat ugljikohidrati (tipično uglavnom za saprofitsku floru), s pretežitim proteolitičkim djelovanjem, koristeći proteine ​​u energetske svrhe (tipično za većinu predstavnika patogene i oportunističke flore), i mješovite aktivnosti. Sukladno tome, prevladavanje određenih hranjivih sastojaka u hrani, kršenje njihove probave potaknut će rast različitih mikroorganizama.

Hranjive tvari ugljikohidrata posebno su ključne za funkcioniranje normalne crijevne mikroflore. Prije su se te sastojke hrane nazivali "balast", što sugerira da nemaju nikakvo značajno značenje za makroorganizam, međutim, kako je proučavano mikrobiološko metabolizam, postalo je očito njihov značaj ne samo za rast crijevne mikroflore, već i za ljudsko zdravlje općenito. Prema modernoj definiciji, prebiotici su djelomično ili potpuno neprobavljive komponente hrane koje selektivno potiču rast i / ili metabolizam jedne ili više skupina mikroorganizama koji žive u debelom crijevu, pružajući normalan sastav crijevne mikrobiocenoze. Mikroorganizmi debelog crijeva osiguravaju svoje energetske potrebe zahvaljujući anaerobnoj fosforilaciji supstrata, čiji je ključni metabolit piruvična kiselina (PVA). Tijekom glikolize PVC nastaje iz glukoze. Dalje, kao rezultat smanjenja PVC-a, nastaje od jedne do četiri molekule adenozin trifosfata (ATP). Posljednja faza gore navedenih procesa naziva se fermentacija, koja može ići na različite načine s stvaranjem različitih metabolita.

Homofermentativno vrenje mlijeka karakterizira pretežno stvaranje mliječne kiseline (do 90%) i karakteristično je za laktobacile i streptokoke debelog crijeva. Heteroenzimska fermentacija mlijeka, u kojoj nastaju drugi metaboliti (uključujući octenu kiselinu), svojstvena je bifidobakterijama. Alkoholna fermentacija koja dovodi do stvaranja ugljičnog dioksida i etanola metabolička je nuspojava kod nekih Lactobacillusa i Clostridium-a. Određene vrste enterobakterija (E. coli) i klostridije dobivaju energiju kao rezultat fermentacije mravlje kiseline, propionske, maslene, aceton butilne ili homoacetatne fermentacije..

Kao rezultat mikrobnog metabolizma u debelom crijevu, mliječna kiselina, masne kiseline kratkog lanca (C₂ - ocat; IZ₃ - propionski; IZ₄ - ulje / izo-ulje; IZ_pet - valerični / izovalerijski; IZ₆ - najlon / izokaproični), ugljični dioksid, vodik, voda. Ugljikov dioksid se u velikoj mjeri pretvara u acetat, vodik se apsorbira i izlučuje kroz pluća, a makroorganizam koristi organske kiseline (prvenstveno masne kiseline kratkog lanca). Uobičajena mikroflora debelog crijeva, koja obrađuje ugljikohidrate koji se ne probavljaju u tankom crijevu, stvara masne kiseline kratkog lanca s minimalnom količinom njihovih izoforma. Istodobno, kada je poremećena mikrobiocenoza i porast udjela proteolitičke mikroflore, te se masne kiseline počinju sintetizirati iz proteina uglavnom u obliku izoformi, što s jedne strane negativno utječe na stanje debelog crijeva i s druge strane može biti dijagnostički biljeg.

Uz to, različiti predstavnici saprofitne flore imaju svoje potrebe za određenim hranjivim tvarima, zbog osobitosti njihovog metabolizma. Dakle, bifidobakterije razgrađuju mono-, di-, oligo- i polisaharide, koristeći ih kao energetski i plastični supstrat. Štoviše, oni mogu fermentirati proteine, uključujući i u energetske svrhe; nije zahtjevan za većinu vitamina iz hrane, ali trebaju pantotenate.

Laktobacili također koriste razne ugljikohidrate u energetske i plastične svrhe, ali slabo razgrađuju bjelančevine i masti, stoga im trebaju aminokiseline, masne kiseline i vitamini izvana..

Enterobacteriaceae razgrađuju ugljikohidrate stvarajući ugljični dioksid, vodik i organske kiseline. Štoviše, postoje sojevi negativni na laktozu i laktozu pozitivni. Također mogu koristiti bjelančevine i masti, tako da im treba malo vanjske opskrbe aminokiselinama, masnim kiselinama i većinom vitamina..

Očito je da prehrana saprofitne mikroflore i njezino normalno funkcioniranje u osnovi ovise o opskrbi neprobavljenih ugljikohidrata (di-, oligo- i polisaharidi) u energetske svrhe, kao i bjelančevina, aminokiselina, purina i pirimidina, masti, ugljikohidrata, vitamina i minerala - za razmjenu plastike. Ključ opskrbe bakterija potrebnim hranjivim sastojcima je racionalna prehrana makroorganizma i normalan tijek probavnih procesa.

Iako se monosaharidi lako mogu koristiti mikroorganizmima debelog crijeva, oni nisu klasificirani kao prebiotici..

U normalnim uvjetima, crijevna mikroflora ne troši monosaharide koji se moraju u potpunosti apsorbirati u tankom crijevu. Prebiotici uključuju neke disaharide, oligosaharide, polisaharide i prilično heterogenu skupinu spojeva u kojima su prisutni i poli- i oligosaharidi, a koji su označeni kao prehrambena vlakna. Od prebiotika, laktoza i oligosaharidi prisutni su u majčinom mlijeku.

Laktoza (mliječni šećer) je disaharid koji se sastoji od galaktoze i glukoze. Laktaza se obično razgrađuje laktazom u tankom crijevu do monomera koji se gotovo u potpunosti apsorbiraju u tankom crijevu. Samo mala količina neprobavljene laktoze u djece prvih mjeseci života ulazi u debelo crijevo, gdje je koristi mikrofora, osiguravajući njezino stvaranje. Istodobno, nedostatak laktaze dovodi do viška laktoze u debelom crijevu i značajnog kršenja sastava crijevne mikroflore i osmotskog proljeva..

Laktuloze, disaharida koji se sastoji od galaktoze i fruktoze, nema u mlijeku (žensko ili kravlje), no u malim količinama može nastati zagrijavanjem mlijeka do točke vrenja. Laktuloza se ne probavlja gastrointestinalnim enzimima, fermentira se lakto- i bifidobakterijama i služi kao supstrat za energetski i plastični metabolizam, čime doprinosi njihovom rastu i normalizaciji sastava mikroflore, povećanju biomase u crijevnom sadržaju, što određuje njezino laksativno djelovanje. Uz to su prikazani antikandidalno djelovanje laktuloze i njezin inhibitorni učinak na salmonelu. Sintetički dobivena laktuloza (duphalac) široko se koristi kao učinkovit laksativ s prebiotičkim svojstvima. Kao prebiotik za djecu, duphalac se propisuje u malim dozama koje nemaju laksativni učinak (1,5–2,5 ml 2 puta dnevno tijekom 3–6 tjedana).

Oligosaharidi su linearni polimeri glukoze i ostali monosaharidi s ukupnom duljinom lanca ne većom od 10. Galacto-, fructo-, fucosyl-oligosaccharides itd. Razlikuju se prema kemijskoj strukturi. Koncentracija oligosaharida u majčinom mlijeku je relativno niska, ne više od 12-14 g / l, međutim, njihov je prebiotički učinak značajan. Upravo se oligosaharidi danas smatraju glavnim prebioticima majčinog mlijeka, koji pružaju i stvaranje normalne mikroflore dječjeg crijeva i njezino održavanje u budućnosti. Važno je da su oligosaharidi prisutni u značajnim koncentracijama samo u majčinom mlijeku, a odsutni su, posebno u kravljem mlijeku. Stoga bi u sastav prilagođenih mliječnih formula za umjetno hranjenje zdrave djece trebalo dodati prebiotike (galakto- i fruktosaharide)..

Polisaharidi su dugolančani ugljikohidrati uglavnom biljnog podrijetla. Inulin, koji sadrži fruktozu, nalazi se u velikim količinama u artičokama, gomoljima i korijenju dalija i maslačka; koje koriste bifidobakterije i laktobacili, potiče njihov rast. Uz to, inulin povećava apsorpciju kalcija i utječe na metabolizam lipida, smanjujući rizik od ateroskleroze..

Prehrambena vlakna velika su heterogena skupina polisaharida, od kojih su najpoznatija celuloza i hemiceluloza. Celuloza je nerazgranati polimer glukoze, a hemiceluloza polimer glukoze, arabinoze, glukuronske kiseline i njenog metil estera. Osim što služe kao supstrat za hranjenje lakto- i bifidoflore i neizravno kao dobavljač kratkolančanih masnih kiselina za kolonocite, prehrambena vlakna imaju i druge važne učinke. Imaju visoku adsorpcijsku sposobnost i zadržavaju vodu, što dovodi do povećanja osmotskog tlaka u crijevnoj šupljini, povećanja fekalnog volumena, ubrzanja crijevnog prolaska, što uzrokuje laksativni učinak.

U srednjim količinama (1-1,9 g / 100 g proizvoda), prehrambena vlakna nalaze se u mrkvi, paprici, peršinu (u korijenu i zelenilu), rotkvici, repi, buči, dinji, suhim šljivama, agrumima, brusnicama, grahu, heljdi, biserni ječam, "Hercules", raženi kruh.

Visok sadržaj (2-3 g / 100 g proizvoda) dijetalnih vlakana tipičan je za češnjak, brusnice, crveni i crni ribiz, aroniju, kupine, zobene pahuljice i kruh s brašnom od proteinskih brašna.

Najveća količina (više od 3 g / 100 g) ima kopar, suhe marelice, jagode, maline, čaj (4,5 g / 100 g), zobene brašno (7,7 g / 100 g), pšenične mekinje (8, 2 g / 100 g), suhi šipkovi (10 g / 100 g), pržena zrna kave (12,8 g / 100 g), zobene mekinje (14 g / 100 g). Dijetalnih vlakana nema u rafiniranoj hrani.

Unatoč očitoj važnosti prebiotika za prehranu mikroflore, dobrobit gastrointestinalnog trakta i cijelog organizma u cjelini, u suvremenim uvjetima postoji nedostatak prebiotika u prehrani u svim dobnim skupinama. Osobito bi odrasla osoba trebala pojesti oko 20–35 g prehrambenih vlakana dnevno, dok u stvarnim uvjetima Europljanin ne unosi više od 13 g dnevno. Smanjenje udjela prirodnog hranjenja kod djece prve godine života dovodi do nedostatka prebiotika sadržanih u majčinom mlijeku.

Dakle, prebiotici osiguravaju dobrobit mikroflore debelog crijeva, zdravlje debelog crijeva i nužni su čimbenik ljudskog zdravlja zbog značajnih metaboličkih učinaka. Prevladavanje nedostatka prebiotika u suvremenim uvjetima povezano je s pružanjem racionalne prehrane ljudima svih dobnih kategorija, od novorođenčadi do osoba starije dobi..

Književnost

1. Ardatskaya M.D., Minushkin O. N., Ikonnikov N. S. Disbakterioza crijeva: koncept, dijagnostički pristupi i načini korekcije. Mogućnosti i prednosti biokemijskih fekalnih istraživanja: vodič za liječnike. M., 2004.57 s.
2. Belmer S.V., Gasilina T.V. Racionalna prehrana i sastav crijevne mikroflore // Pitanja dječje dijetelogije. 2003. T. 1. broj 5. P. 17–20.
3. Doronin A.F., Shenderov B.A. Funkcionalna prehrana. M.: GRANT, 2002.296 s.
4. Konj I. Ya. Ugljikohidrati: novi pogledi na njihove fiziološke funkcije i ulogu u prehrani // Pitanja dječje dijetelogije. 2005. T. 3. br. 1. P. 18–25.
5. Boehm G., Fanaro S., Jelinek J., Stahl B., Marini A. Prebiotski koncept za prehranu dojenčadi // Acta Paediatr Suppl. 2003; 91: 441: 64–67.
6. Choi S. W., Friso S., Ghandour H., Bagley P. J., Selhub J., Mason J. B. Nedostatak vitamina B12 inducira anomalije supstitucije baze i metilacije u DNK epitela debelog crijeva štakora // J. Nutr. 2004; 134 (4): 750-755.
7. Edwards C. A., Parrett A. M. Crijevna flora tijekom prvih mjeseci života: nove perspektive // ​​Br. J. Nutr. 2002; 1: 11-18.
8. Fanaro S., Chierici R., Guerrini P., Vigi V. Crijevna mikroflora u ranom djetinjstvu: sastav i razvoj // Acta Paediatr. 2003; 91: 48-55.
9. Hill M. J. Crijevna flora i endogena sinteza vitamina // Eur. J. Rak. Pret. 1997; 1: 43-45.
10. Midtvedt A. C., Midtvedt T. Proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina u crijevnoj mikroflori tijekom prve 2 godine ljudskog života // J. Pedijatar. Gastroenterol. Nutr. 1992; 15: 4: 395-403.

S. V. Belmer, doktor medicine, profesor
A. V. Malkoch, kandidat medicinskih znanosti
Rusko državno medicinsko sveučilište, Moskva