VIVO Pathofysiologie
absorptie van lipiden
het grootste deel van het dieet lipiden is neutraal vet of triglyceride, samengesteld uit een glycerol backbone met elke koolstof gekoppeld aan een vetzuur. Voedingsmiddelen bevatten doorgaans ook fosfolipiden, sterolen zoals cholesterol en vele kleine lipiden, waaronder in vet oplosbare vitamines. Ten slotte bevat de inhoud van de dunne darm lipiden uit afgesleten epitheliale cellen en aanzienlijke cholesterol in gal.,
om de triglyceride te kunnen absorberen, moeten twee processen plaatsvinden:
- grote aggregaten van triglyceride in de voeding, die in een waterig milieu vrijwel onoplosbaar zijn, moeten fysisch worden afgebroken en in suspensie worden gehouden – een proces dat emulgering wordt genoemd.,
- Triglyceridemoleculen moeten enzymatisch worden verteerd om monoglyceride en vetzuren te produceren, die beide efficiënt kunnen diffunderen of naar de enterocyt kunnen worden getransporteerd
de belangrijkste spelers in deze twee transformaties zijn galzuren en pancreaslipase, beide gemengd met chyme en werken in het lumen van de dunne darm. Galzuren zijn ook nodig om andere lipiden, waaronder cholesterol, op te lossen.,
emulgatie, hydrolyse en Micelvorming
galzuren spelen hun eerste cruciale rol bij lipide-assimilatie door de emulgatie te bevorderen. Als derivaten van cholesterol hebben galzuren zowel hydrofiele als hydrofobe domeinen (d.w.z. ze zijn amfipathisch). Bij blootstelling aan een groot aggregaat van triglyceride, intercaleren de hydrophobic delen van galzuren in het lipide, met de hydrofiele domeinen die aan de oppervlakte blijven. Een dergelijke coating met galzuren helpt bij de afbraak van grote aggregaten of druppels in kleinere en kleinere druppels., |
hydrolyse van triglyceride tot monoglyceride en vrije vetzuren wordt voornamelijk bereikt door pancreaslipase. De activiteit van dit enzym is het knippen van de vetzuren op posities 1 en 3 van de triglyceride, waardoor twee vrije vetzuren en een 2-monoglyceride. De drug orlistat (Xenical) die voor behandeling van zwaarlijvigheid wordt bevorderd werkt door alvleesklierlipase te remmen, waardoor de spijsvertering en absorptie van vet in de dunne darm wordt verminderd., Lipase is een in water oplosbaar enzym, en met een beetje fantasie is het gemakkelijk te begrijpen waarom emulgering een noodzakelijke prelude is voor zijn efficiënte activiteit. Kort na een maaltijd is lipase in vrij grote hoeveelheden aanwezig in de dunne darm, maar kan alleen werken op het oppervlak van triglyeridedruppels. Voor een bepaald volume lipide, hoe kleiner de druppelgrootte, hoe groter de oppervlakte, wat betekent dat meer lipase moleculen kunnen krijgen om te werken., |
aangezien monoglyceriden en vetzuren vrijkomen door de werking van lipase, behouden ze hun associatie met galzuren en complexeren ze met andere lipiden tot structuren die micellen worden genoemd. Micellen zijn hoofdzakelijk kleine aggregaten (4-8 nm in diameter) van gemengde lipiden en galzuren die binnen ingesta worden gesuspendeerd. Aangezien ingesta wordt gemengd, worden de micellenbotsing in de borstelgrens van kleine intestinale enterocytes, en de lipiden, met inbegrip van monoglyceride en vetzuren, opgenomen in de epitheliaale cellen., |
absorptie en Transport in bloed
de belangrijkste producten van lipidevertering – vetzuren en 2-monoglyceriden – komen via eenvoudige diffusie door het plasmamembraan in de enterocyt terecht. Een aanzienlijke fractie van de vetzuren komt ook via een specifiek vetzuurtransporteiwit in het membraan in de enterocyt terecht.
lipiden worden van de enterocyt naar het bloed getransporteerd via een mechanisme dat duidelijk verschilt van wat we hebben gezien voor monosacchariden en aminozuren.,
eenmaal in de enterocyt worden vetzuren en monoglyceride getransporteerd naar het endoplasmatisch reticulum, waar ze worden gebruikt om triglyeride te synthetiseren. Beginnend in het endoplasmatisch reticulum en verdergaand in de Golgi, wordt triglyceride verpakt met cholesterol, lipoproteïnen en andere lipiden in deeltjes genoemd chylomicrons. Vergeet niet waar dit gebeurt – in de absorberende enterocyt van de dunne darm.
Chylomicrons worden geëxtrudeerd van de Golgi tot exocytotische blaasjes, die worden getransporteerd naar het basolaterale aspect van de enterocyt., De blaasjes smelten samen met het plasmamembraan en ondergaan exocytose, die de chylomicrons in de ruimte buiten de cellen dumpen.
omdat chylomicrons deeltjes zijn, kunnen vrijwel alle stappen in deze route worden gevisualiseerd met behulp van een elektronenmicroscoop, zoals de montage van afbeeldingen hieronder aantoont.
transport van lipiden in de circulatie is ook anders dan bij suikers en aminozuren., In plaats van direct in capillair bloed te worden geabsorbeerd, worden chylomicrons eerst getransporteerd in het lymfatische vat dat in elke villus genoemd centrale lacteal doordringt. Tot voor kort, werd het niet begrepen hoe de grote chylomicrons in de lacteals worden opgenomen. Het blijkt dat er patches van het lacteaal zijn waarin endotheelcellen bij elkaar worden gehouden door gespecialiseerde “knoopverbindingen” die veel meer doorlaatbaar zijn voor chylomicrons dan normale cellulaire verbindingen. Chylomicron-rijke lymfe loopt dan af in het lymfestelsel, die snel stroomt in het bloed., Bloed-borne chylomicrons worden snel gedemonteerd en hun constitutent lipiden gebruikt door het lichaam.
wanneer grote aantallen chylomicrons worden geabsorbeerd, lijkt de lymfe die uit de dunne darm wordt afgevoerd melkachtig en zijn de lymphatics gemakkelijk te zien. In de afbeelding hieronder, van de abdominale inhoud van een coyote, de fijne witte lijnen (pijlen) zijn intestinale lymphatics vol met chylomicrons. Dat lymfe gaat door mesenterische lymfeklieren (LN) en dan in grotere lymphatics.,
een ander belangrijk lipide dat in de dunne darm wordt opgenomen, is cholesterol. Cholesterol homeostatis is het resultaat van een balans van cholestrol synthese, absorptie van dieetcholesterol, en eliminatie van cholesterol door excretie in gal. Jaren geleden werd aangetoond dat cholesterol, maar geen plantensterolen, gemakkelijk wordt opgenomen in de darm. Meer recent is een specifiek transporteiwit (NPC1L1) geïdentificeerd dat cholesterol van het darmlumen naar de enterocyt brengt., Van daar, wordt een groot deel van het cholesterol veresterd, opgenomen in chylomicrons en shuttled in bloed door de hierboven beschreven mechanismen.
Als u geïnteresseerd bent om ten minste enkele van de hierboven beschreven processen voor uzelf te bevestigen, moet u het volgende experiment uitvoeren:
- neem een kopje rijke room of een zak fastfood frites.
- doe iets productiefs, zoals ongeveer 30 minuten studeren.
- neem een bloedmonster van uzelf (een capillaire buis is voldoende) – gebruik een antistollingsmiddel om stolling te voorkomen.,centrifugeer het bloedmonster naar afzonderlijke cellen en plasma.
wanneer u uw plasma onderzoekt zal het er duidelijk melkachtig uitzien vanwege de aanwezigheid van miljarden lichtreflecterende chylomicrons (de aandoening wordt lipemie genoemd). Als je extra punten wilt, ga dan door met de bloedmonsters om de 15 minuten tot je plasma is verdwenen, en zet dan je resultaten op grafiekpapier. Als alternatief, kunt u gewoon het beeld aan de rechterkant te onderzoeken om te zien hoe hond serum eruit ziet na enkele uren vasten in vergelijking met lipemisch serum verzameld kort na een maaltijd van puppy chow.