Лекции и доклады студентов / Патофизиология живого обмена

Лекция

Патофизиология жирового обмена

Заинтересованность ожирением выходит далеко за пределы медицины, и поэтому исторические доказательства ожирения можно найти не только в древней медицинской литературе, но гораздо чаще в трудах, написанных социологами, историками, философами, в стихах и шутках юмористов, в истории цирка и фарса, в творениях художников и летописях. Ожирение, до того как стало предметом физиологических и клинических исследований, было явлением из области обычаев, истории культуры.

Ход рассуждений, относящихся к оценке ожирения, часто бывает двусмысленным. С одной стороны, утверждали, что ожирение – это наказанное обжорство, с другой же стороны, для многих – излишек массы тела и ожирение, особенно у ребенка, до сих пор является синонимом здоровья. Возможно, что этот атавистический взгляд берет начало от наблюдения, что бедность и болезни вызывают исхудание, и отсюда легко родилась связь между избытком массы тела и состоянием здоровья.

По мере прогресса культуры и цивилизации исчезает фетишизм ожирения. Талмуд пишет об оперативном удалении подкожной жировой ткани. Библия считает ожирение грехом, то есть ситуацией, требующей немедленного исправления. В древней Спарте существовало правило, которое под угрозой изгнания из города принуждало молодых мужчин удерживать массу тела, соответствующую обязывающему стандарту. Это спартанское правило, однако, никогда не переступало границ самой Спарты.

Худощавая фигура была модной на Крите, в Риме, Греции. Однако в древнем мире люди с избыточным отложением жира составляли большой процент популяции; необычайно тучными были знаменитый поэт Гораций, генерал Мариус, философы Сократ и Платон.

В XX веке массовое участие женщин в промышленном производстве, в конторской работе, в физически трудных видах спорта, участие обмундированных женщин в первой и второй мировых войнах, распространение моторизации – вот несколько фактов, которые повлияли на

1

изменение отношения к ожирению, способствуя тому, что идеалом стало принято считать более тонкую фигуру как у женщин, так и у мужчин. Печать, радио, кинофильмы, телевидение распространили этот идеал в никогда до этого не встречающихся масштабах.

Ожирение в наше время рассматривается уже не как особенность физического строения, вариант нормы, который говорит о благополучии и физической красоте, а как болезненное состояние («болезнь»).

Ожирение – это чрезмерное накопление жира, при котором масса мужчин увеличивается на 20% и женщин – на 25%.

Ожирение I степени – преобладание фактического веса до 29%, II

степени – 30–49%, III степени – 50–99%, IV степени – 100% и выше.

Ожирением страдают в Чехии 30% мужчин и 50% женщин, в Германии

– 20% мужчин и 40% женщин, в США – 30% мужчин и 40% женщин, в России (возраст 45–49 лет) – 51,9% населения. Количество людей, страдающих ожирением, постоянно нарастает с послевоенных времен.

Ожирение наиболее часто встречается у женщин, пожилых людей. Оно в большом проценте случаев фиксируется у сельского населения. В городах случаи ожирения чаще наблюдается в индустриальных крупных городах.

Ожиревшие часто днем едят редко и мало, зато вечером много, поэтому некоторые авторы определяют эту патологию как «синдром ночного питания».

В значительной части ожирение обусловлено неправильным питанием уже в детском возрасте.

Считалось, что относительная масса тела женщин тем выше, чем ниже социальный уровень родительского дома.

Этот взгляд привел к тому, что во всем мире стали активно бороться с ожирением, и в некоторых странах много энергии врачей начинает поглощать уже борьба с последствиями массовой и антинаучной пропаганды «сбрасывания массы».

Функциональное значение жиров

Прежде чем говорить о патологии жирового обмена, необходимо хотя бы кратко остановиться на той роли, которую играет жир в организме.

1.Жиры являются источником «топлива» для текущих энергетических процессов.

2.Жировая ткань принимает участие в процессах физической теплорегуляции. Посредством жировых депо достигается разобщение запасов тепла в организме от более низких температур внешней среды.

3.Жиры обеспечивают запасы энергии. Эти запасы непрерывно расходуются и возобновляются за счет так называемого расходного, или блуждающего, лабильного жира, находящегося в жировых депо (жировая клетчатка, кора надпочечников и т.д.). Такой жир (расходный) противопоставляется жиру оседлому, или стабильному, который входит в структурные элементы клетки, ее ядро, органоиды, особенно митохондрии. Расходование стабильного жира сопряжено с деструкцией клетки. У человека

2

весом 65–70 кг масса жира составляет 11–12 кг. Из этого количества жира около 3 кг расходуется на процессы жизнедеятельности, а остальные 9 составляют резерв и притом немалый – 80 000 ккал, то есть запас энергии на 27 дней (по 3000 ккал ежедневно).

4.Жиры являются растворителями необходимых для жизни веществ, в частности витаминов (A, D, Е, К).

5.Производным стеролов являются половые гормоны, желчные кислоты, важнейший из стеролов – холестерин – растворен в жирах и играет огромную роль в обмене веществ, в регуляции процессов осмоса и диффузии.

6.Отложение жировой клетчатки вдоль сосудисто-нервных пучков, в капсулах органов тела, вокруг серозных листков (брюшины, плевры, перикарда) обеспечивает относительную изоляцию сосудов, нервов и одновременно ограничивает их подвижность; последняя может возникнуть при похудании (например, подвижная почка).

7.Жировые отложения в виде клетчатки заполняют возникающие в теле «вакуумы», то есть участки, где соответствующие ткани подвергаются атрофии.

8.Внешнее оформление тела, округление его отдельных областей в значительной степени связано с отложением жира.

9.Жировая ткань сочетает в себе наряду с функцией жирового «органа» функцию ретикулярной ткани, способной к превращениям в грануляционную.

10.Жировая ткань связывает большое количество воды («эмульсия воды в жире»). При окислении жира «эндогенная вода» освобождается и может быть важным источником при задержке поступления воды извне, например, при тяжелой физической работе с усиленным потоотделением.

11.Жировая ткань при избыточном введении углеводов содержит их в большом количестве. Количество жира у здоровых людей зависит от возраста

ипола:

В25-летнем возрасте среднее количество жира составляет: у мужчин 14% от веса тела, у женщин 26%; в 40 лет: у мужчин 22%, у женщин 32%; в возрасте 55 лет: у мужчин 25%, у женщин 38%.

Вповседневной практике можно пользоваться индексом Брока:

вес в кг = рост в см – 100 ± 10%.

Патологические изменения в обмене жира, точнее триглицеридов (нейтрального жира) и высших жирных кислот (С16 – С18), можно систематически разделить на пять групп:

1.Нарушение всасывания и выделения жира.

2.Нарушения процессов транспорта жира в крови и перехода его из крови в ткани.

3.Нарушение обмена жира в жировой ткани (избыточное или недостаточное его образование и отложение).

4.Избыточное накопление жира в органах и тканях, не относящихся к жировой ткани (жировая инфильтрация и жировая дистрофия).

5.Нарушения межуточного жирового обмена.

3

Это деление является в известной степени условным, так как при многих патологических состояниях жирового обмена имеется сочетание указанных нарушения.

Нарушения всасывания и выделения жира Алиментарная жировая недостаточность

Начальный процесс липолиза может проходить в желудке под действием желудочной липазы, вырабатываемой в дне желудка, при оптимальном значении рН 4–5. Липаза желудка расщепляет триглицериды до жирных кислот и диглицеридов. Желудочная липаза имеет небольшое значение по сравнению с панкреатической липазой, хотя и обладает некоторой активностью, особенно в антральном отделе, где при механическом перемешивании химуса образуются мельчайшие жировые капли, что повышает площадь поверхности для переваривания жиров.

В основном же переваривание жира происходит в тонком кишечнике. Здесь протекают в основном три процесса, которые имеют решающее значение для резорбции триглицеридов: эмульгирование, гидролиз и образование мицелл. Эти процессы тесно связаны друг с другом.

Одним из основных условий, обеспечивающих нормальное всасывание жира, является его эмульгирование в тонком кишечнике и образование эмульсии с величиной частиц, не превышающих 0,5μ (соответственно диаметру канальцев в слизистой оболочке кишки). Такого рода устойчивая эмульсия создается при определенных соотношениях желчных кислот – жирных кислот – моноглицеридов. Два компонента этой эмульгирующей системы – жирные кислоты и моноглицериды – образуются при гидролитическом расщеплении триглицеридов липазой поджелудочной железы и стенки кишечника. Из сказанного ясно, что нарушение поступления

4

сока поджелудочной железы и желчи в полость кишечника вызывает значительное уменьшение всасывания из него жира.

Липазы действуют на липиды, находящиеся на границе с водной фазой. При этом их активность прямо пропорциональна поверхности жировой фазы. Это зависит от эмульгирующего действия желчных солей наряду с продуктами гидролиза и от механического действия, обусловленного перистальтикой. Липазы адсорбируются на пограничной поверхности вода – липид и расщепляют триглицериды до свободных жирных кислот и β-моноглицеридов. Благодаря действию желчных кислот продукты реакции постоянно удаляются и переходят в водяную фазу, обеспечивая дальнейшее течение реакции. При этом образуются смешанные мицеллы, которые состоят преимущественно из представителей липидов классов IIIB и II. Они вместе с тем являются отличными посредниками растворения липидов класса I, в частности холестерина. Желчные кислоты образуют наружную оболочку этих мицелл.

Таким образом, при остром и хроническом панкреатите и закупорке протока поджелудочной железы общее количество всасывающихся жиров понижается более чем на 50%. Содержание жира в кале резко повышается (стеаторея). На долю нейтрального жира при этом приходится 40–70% общего количества жира кала, тогда как в нормальных условиях он составляет одну четвертую часть при общем содержании 25–30 г жира в высушенном кале за сутки.

На всасывание жира оказывают влияние препараты, подавляющие липолиз, такие как неомицин или хлортетрациклин.

Нарушение всасывания жирных кислот может наблюдаться при избытке в пище солей кальция и магния (или уменьшении их всасывания) вследствие образования нерастворимых солей жирных кислот.

Однако нарушение всасывания жира может быть связано не только с нарушением процессов липолиза в кишечнике. Важной предпосылкой для нормального всасывания жира служит ресинтез триглицеридов в эпителии кишечника, благодаря чему создается разность концентрации жирных кислот в просвете и стенке кишечника. Этот процесс требует участия глицерофосфата – фосфорилированного продукта углеводного обмена и, возможно, промежуточного продукта – фосфолипидов.

Следовательно, нарушение процессов фосфорилирования также приводит к нарушению всасывания жира в кишечнике. Такая ситуация возникает при введении ядов, тормозящих фосфорилирование – монойодуксусной кислоты и флоридзина. То же может быть и при недостаточной функции коры надпочечников, в частности при аддисоновой болезни. При дефиците гормонов коры надпочечников, в основном минералокортикоидов, происходит потеря с мочой натрия, что отражается на процессах фосфорилирования и на всасывании несущих отрицательный заряд жировых частичек. Поэтому нарушение всасывания жира при недостаточности коры надпочечников может в известной мере корригироваться введением хлористого натрия.

5

Таким образом, поражение эпителия тонкого кишечника инфекционным и токсическим агентами, недостаток витамина А, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность эпителиальной ткани, витаминов группы В, имеющих отношение к процессам фосфорилирования, аскорбиновой кислоты, связанной с функцией коры надпочечников, – приводят к нарушению всасывания жира.

Снижение всасывания жира может быть обусловлено и нарушением образования фосфолипидов – что прежде всего связано с дефицитом холина в пище или с недостаточным образованием его из метионина. Такая ситуация возникает при поражении эпителия кишечника, недостатке белка и некоторых витаминов, при спру.

На всасывание жира оказывают влияние изменения в деятельности нервной и эндокринной системы.

Нервная система. Перерезка больших чревных нервов усиливает, а поддиафрагмальная резекция блуждающих нервов ослабляет (через две-три недели) резорбцию жира. У наркотизированных животных резорбция жира замедлена.

Эндокринная система. АКТГ, кортин, тироксин усиливают, а питуитрин Р и адреналин несколько замедляют всасывание жира.

Количество нейтрального жира и жирных кислот, выделяющихся из организма, в норме не превышает 5% от введенного с пищей. Выделение жира происходит в основном через кишечник и в меньшей степени – сальными и потовыми железами. В моче обнаруживаются лишь следы жира. Выделение жира с мочой – липурия – наблюдается после приема с пищей очень больших количеств жира, при переломах трубчатых костей, сопровождающихся размозжением костного мозга, травме обширных участков жировой ткани, дегенеративных изменениях в эпителии мочеполовых путей.

Нарушение процессов транспорта жира в крови и перехода его из крови в ткани. Гиперлипемия

Ресинтезированные в стенке кишечника триглицериды, а также триглицериды, которые всосались в нерасщепленном виде, переходят в комплексированном с белком состоянии в лимфатическую систему, куда также поступают высшие жирные кислоты, не использованные для триглицеридов и фосфолипидов.

Всосавшиеся в лимфатический грудной проток, а оттуда в безымянную вену триглицериды циркулируют в крови в виде мельчайших капелек, получивших название хиломикронов (гемоконий). При содержании их в сыворотке от 20 м-экв/л и выше наблюдается опалесценция, которая при высокой концентрации триглицеридов придает сыворотке молочный вид – так называемая лактемия.

Хиломикроны – частицы с диаметром 0,1–1 μм. В зависимости от их величины в них содержится различное процентное соотношение триглицеридов, холестерина, фосфолипидов, эфиров холестерина и

6

протеинов. Доля фосфолипидов составляет в больших хиломикронах почти 2,5%, а в мелких до 10%. Доля белка колеблется между 0,5 и 2,5%. Фосфолипиды располагаются мономолекулярным слоем на поверхности. В них содержится незначительное количество свободного холестерина. Аполипопротеины покрывают 20% поверхности. Ядро состоит из триглицеридов с незначительной долей эфира холестерина.

Первым органом, через который должны пройти хиломикроны, являются легкие. При повышенной концентрации хиломикронов в крови (прием относительно большого количества жира с пищей) часть их задерживается в легком. Легкое играет таким образом роль «губки», буфера, регулирующего поступление жира в артериальную кровь. Задержка жира происходит в мезенхимальных клетках легкого.

Увеличение дыхательной поверхности легкого и ускорение кровотока в нем (например, у певцов) при недостаточном развитии мезенхимальных элементов приводит к большому поступлению жира в артериальную кровь и тем самым к увеличенному отложению в жировой ткани. В метаболизме хиломикронов большое значение имеют эстеразы и, в частности, липопротеиновая липаза. Последняя обнаружена в сердечной мышце, жировой ткани, легких, аорте и других тканях. Выход липопротеиновой липазы в кровь активируется гепарином.

При поступлении хиломикронов из кишечника в общий круг кровообращения происходит, по-видимому, стимуляция тучных клеток с выходом гепарина, который активирует липопротеиновую липазу и стабилизирует в крови этот фермент.

Врезультате липопротеиновая липаза расщепляет триглицериды хиломикронов с образованием высших свободных (неэстерифицированных) жирных кислот и тем самым «просветляет» опалесцирующую плазму.

Две трети неэстерифицированных жирных кислот адсорбируется на альбумине сыворотки крови, а одна треть − на альфа-липопротеинах, таким образом они транспортируются в органы и ткани.

Впечени происходит ресинтез триглицеридов; часть жирных кислот входит в состав образующихся в печени фосфолипидов и эфиров холестерина. Образующиеся в печени липиды входят в состав бета-липопротеидов. В составе бета-липопротеидов триглицериды поступают из печени в кровь и транспортируются к органам и тканям.

На уровне эндотелия капилляров происходит гидролиз триглицеридов липопротеиновой липазой, освобождение НЭЖК, которые в жировой ткани ресинтезируются в триглицериды и депонируются в ней, а в других органах подвергаются окислению как источник энергии. НЭЖК составляют примерно около 50% общего количества калорий основного обмена.

Исходя из представленной схемы обмена жира, в патогенезе гиперлипемий пищевого происхождения лежат следующие факторы:

1) Уменьшение гепарина в крови (например, при атеросклерозе) и связанное с этим уменьшение просветляющего фактора.

7

2)Уменьшение альбумина в плазме (при нефрозе), с чем связано уменьшение адсорбции на них НЭЖК и включение их в реакции липолиза триглицеридов в бета-липопротеидах.

3)Наличие в сыворотке ингибитора, влияющего на липолитическую активность почки (при нефрите, облучении, кровопотере).

Эндогенная гиперлипемия может быть обусловлена:

1)Появлением в крови ингибитора липопротеиновой липазы (желчные кислоты, хлористый натрий, протамины).

2)Гиперлипемия может развиться при усиленной мобилизации из жировой ткани жира, когда элиминация его из крови будет отставать от темпа поступления из депо, например: при обеднении печени гликогеном (при голодании), стрессе, возбуждении симпатической нервной системы, гормональном влиянии (АКТГ, СТГ, ТТГ).

Эти факторы либо тормозят синтез триглицеридов, либо активируют их расщепление в жировой ткани. Введение глюкозы, повышая содержание сахара в крови, стимулирует в жировой ткани процессы синтеза триглицеридов из свободных жирных кислот и тем самым уменьшает их выход из жировых депо.

Гиперлипемия способствует усилению формирования в печени бета-липопротеидов, образованию из продукта обмена жира (ацетата) холестерина и тем самым вызывает большее поступление в кровь входящего

всостав липопротеидов холестерина, его эфиров. Гиперлипемия способствует свертыванию крови, так как хиломикроны обладают тромбопластической активностью благодаря содержанию в них фосфолипидов, возбуждающих и ускоряющих свертывания крови подобно тканевому тромбопластину. Богатая жиром и холестерином атерогенная диета подавляет также процесс фибринолиза.

Нарушения обмена в жировой ткани. Ожирение и исхудание

8

Жировая ткань не является простым депо жира. В ней происходят интенсивные процессы обмена. Отложение жира в жировой ткани происходит не только и, пожалуй, не столько при избытке жира в пище, сколько за счет новообразования жира из углеводов. Об этом свидетельствует общеизвестный факт, что в пище животных с максимальным отложением жира (киты, тюлени, дельфины) преобладают в основном углеводы, а не жир.

По данным C.Б.Пеника (Penick S.B.) и А.Дж.Штункарда (Stunkard A.J.) (1970), изучавшим распространение ожирения в одном из районов Нью-Йорка, наиболее высокий вес наблюдается среди лиц, находящихся в неблагоприятных экономических условиях существования. Этот на первый взгляд парадоксальный факт, вероятно, связан с тем, что продукты, богатые углеводами, являются наиболее дешевыми, и в низкooплaчивaeмыx группах населения больше потребляются именно эти продукты, которые с избытком покрывают энергетические расходы. В группах экономически обеспеченного населения, несомненно, значительно больше потребляются продукты, богатые белками с их высоким специфическим динамическим действием. Кроме того, в среде зажиточных групп населения в значительно большей степени уделяется внимание вопросам моды и, следовательно, обращается внимание на сохранение «идеального» веса. На Руси ожирение называли «болезнью кучеров», поскольку у последних имело место сочетание нескольких неблагоприятных факторов: малоподвижный образ жизни, употребление дешевой углеводистой пищи и алкоголизация.

Общий продукт обмена моносахаридов и глюкогенных аминокислот – пировиноградная кислота – декарбоксилируется с последующим

10