Главная страница » Желчный пузырь » Желчь и желчный пузырь » Молекулярная биохимия желчи

Мицеллы и везикулы желчи

Молекулярная биохимия желчи

ЗАПИСЬ на БЕСПЛАТНУЮ КОНСУЛЬТАЦИЮ +7(495)544-85-64

Мицеллы и везикулы желчи

Молекулы главных компонентов желчи, а именно желчных кислот, лецитина и холестерина состоят из двух частей. Одна часть является гидрофобной, то есть в воде нерастворимой. Другая часть является гидрофильной, растворимой в воде. Если молекулы желчных кислот, холестерина и лецитина поместить на границе двух сред - жира и воды, они самопроизвольно ориентируются так, что гидрофильная часть повернется в воду, а гидрофобная - в жир.

Строение и ориентация молекул желчных кислот, лецитина и холестерина на границе двух сред: жира и воды

Если концентрация желчных кислот небольшая, они могут образовывать в воде истинный раствор. В том случае, если концентрация желчных кислот увеличивается, они образуют простые мицеллы, то есть конгломераты, состоящие из нескольких молекул желчных кислот, ориентированных таким образом, что их гидрофобные стороны обращены друг к другу, а гидрофильные стороны направлены в воду.

Простая мицелла, образованная молекулами желчных кислот

Если в водный раствор поместить одновременно молекулы всех трех главных компонентов желчи (желчные кислоты, лецитин и холестерин), они самопроизвольно образуют так называемые сложные мицеллы, то есть конгломераты, состоящие из всех трех видов молекул.

Сложные мицеллы, образованные молекулами желчных кислот, лецитина и холестерина. Слева - разрез цилиндра в сагиттальной плоскости, справа - поперечное сечение цилиндра

При этом такая сложная мицелла выглядит, как цилиндр, стенки которого образованы желчными кислотами, а с торца цилиндра с двух сторон имеются "крышечки" из лецитина. Молекулы холестерина оказываются упакованными полностью внутри цилиндра. Этот рисунок упрощенно и схематически воспроизводит то, что показано на предыдущем рисунке.

Цилиндр, схематически отображающий упаковку молекул желчных кислот, лецитина и холестерина в сложной мицелле

При этом соотношение молекул, составляющих сложную мицеллу, таково: на 7 молекул желчных кислот приходится 2 молекулы лецитина и одна молекула холестерина. Концентрация желчной кислоты, при которой из истинного раствора начинают образовываться мицеллы, называется критической мицеллярной концентрацией.

С другой стороны, известно, что холестерин и лецитин никогда не выделяются печенью в желчь в виде простого раствора (поскольку в отличие от желчных кислот эти вещества в воде абсолютно нерастворимы). Они секретируются печенью в виде так называемых униламеллярных везикул (что в дословном переводе означает "однослойные пузырьки"). Везикулы больше мицелл в 10 и более раз. Везикулы представляют собой пузырьки, образованные только и исключительно холестерином и лецитином. Желчные кислоты в их состав не входят. Если говорить о структуре везикул, холестерин и лецитин образуют двойной молекулярный слой, где гидрофильные группы вновь направлены к воде, а гидрофобные - в сторону внутренней поверхности слоев. Униламеллярные везикулы могут сливаться в мультиламеллярные везикулы ("многослойные пузырьки"), которые имеют несколько концентрических слоев.

Структура везикул (желтым цветом показаны молекулы холестерина, синим цветом молекулы лецитина)

В желчи одновременно существуют обе транспортные формы - и мицеллы, и везикулы. Маленькая мицелла - это гораздо более стабильная структура, чем большая униламеллярная везикула, а тем более мультиламеллярная везикула.

В современное понимание биохимии и биофизики желчи огромный вклад внесли исследования американского ученого D.M. Small и его соавторов, которые в 1967-1968 году опубликовали ряд работ, посвященных растворимости холестерина. После многочисленных экспериментов они смогли определить концентрации холестерина, желчных кислот и лецитина, при которых холестерин остается в растворе и не выпадает в виде кристаллов. Оказалось, что абсолютные количества этих трех веществ в пределах их физиологических концентраций значения не имеют, а важно только их соотношение. D.M. Small и его соавторы представили эти соотношения в виде знаменитого треугольника.

Треугольные координаты, отражающие растворимость холестерина

Если общее содержание желчных кислот, лецитина и холестерина принять за 100%, то любое их соотношение можно представить в виде точки внутри этого треугольника. Заштрихованная зона представляет те соотношения трех компонентов, при которых холестерин остается в растворе и не выпадает в виде кристаллов. Любая желчь, в которой количественные соотношения этих трех компонентов находится вне этого заштрихованного участка, называется литогенной, то есть "камнеобразующей".

На основании соотношения желчных кислот, холестерина и лецитина можно рассчитать так называемый индекс литогенности, который представляет собой частное от деления количества холестерина, находящегося в данной желчи, на количество холестерина, которое может быть растворено при данном соотношении желчных кислот, лецитина и холестерина:

Индекс литогенности

Если индекс литогенности меньше единицы, такая желчь называется ненасыщенной, если больше единицы - перенасыщенной (очень часто вместо термина "индекс литогенности" используют термин "индекс насыщения" холестерина). Желчь, перенасыщенная холестерином, склонна к выпадению холестерина в кристаллы, поэтому ее называют литогенной.

Какие же условия приводят к тому, что желчь становится литогенной? Для того, чтобы индекс насыщения стал больше единицы, должно иметь место одно из трех условий (или все условия одновременно):

1. Повышение концентрации холестерина в желчи
2. Понижение концентрации желчных кислот.
3. Понижение концентрации лецитина

Следует иметь в виду, что факт литогенности желчи не является достаточным для развития желчных камней. И кроме этого, сам по себе факт повышения индекса насыщения патологией не является. У людей, имеющих повышенный индекс насыщения, желчных камней может не быть. Для того, чтобы они образовались, необходим ряд дополнительных факторов (смотри раздел "Как и почему образуются желчные камни").

В завершение раздела, посвященного нормальной биохимии желчи, следует отметить, что в процессе нахождения желчи в желчном пузыре ее физико-химические свойства меняются. При этом происходят два основных процесса:

1. Желчный пузырь активно всасывает воду из желчи, поэтому ее концентрация возрастает в 10-20 раз.
2. Слизистая оболочка пузыря выделяет в желчь ионы водорода, поэтому рН желчи снижается, то есть она становится слабокислой. Этот процесс называется ацидификация желчи. Какой в этом физиологический смысл? Предполагают, что это нужно для того, чтобы предотвратить образование нерастворимых соединений кальция, одного из электролитов желчи. Известно, что соединения кальция не очень хорошо растворяются в щелочной среде, и гораздо лучше растворяются в кислой среде (В качестве примера можно привести накипь в чайнике - это именно нерастворимые в воде соединения кальция. Для удаления накипи опытные люди кипятят такой чайник с добавлением лимонной или уксусной кислоты).

Куда обратится с этой проблемой?

ЛЕЧЕНИЕ в МОСКВЕ!

ЗАПИСЬ на БЕСПЛАТНУЮ КОНСУЛЬТАЦИЮ!

ЗАПРОС на ХИРУРГИЧЕСКОЕ ЛЕЧЕНИЕ