吃进去的脂肪都去哪儿了?

撰文 &编辑 | 孟美瑶

上回我们已经锁定了吃进去脂肪有哪些,温故知新(❤小编指路:舌尖上的端午--蛋黄肉粽的秘密 ),这期是大家期待已久的跟踪后续,话不多说,跟着小编一起查下去吧!

▲ 名侦探代谢学人

吃进去的脂肪走的哪条路?

对膳食脂肪的种类、生物学功能有了初步了解后,让我们“康康”它们被吃进肚子后,会发生什么吧!

吃饱之后经常说“ 我肚子好涨啊(´ڡ`),这里的肚子其实是指 胃和小肠这两个营养吸收的核心。

由于胃中胃液酸性强(PH 0.9-1.5),含脂肪酶极少,所以 脂肪在胃内几乎不能被消化,我们吃进去的脂肪其实是 在小肠进行消化的。另外,也许是受到药物名称潜移默化的影响(例如江中健胃消食片、三九胃泰),虽然提到消化功能大家第一想到的是胃,但其实 小肠才是食物消化吸收的主要器官哦~

▲ Joyce P, et al, 2016, Adv Colloid Interface Sci

膳食中的脂质约占人体每日能量来源的35%。大家知道,作为含水量70%以上的人类,人体内的生化反应大多都是以液相为基础进行的。面对不溶于水的脂质,聪明的消化器官便利用脂蛋白的形式运输脂质,将疏水的脂质装载在亲水的载脂蛋白上在体内运输,形成了一个复杂的脂质消化和吸收系统。

脂蛋白颗粒在肝脏和肠道内合成,由 脂质(比如磷脂、胆固醇和甘油三酯)和 载脂蛋白(种类繁多,主要在肝、部分在小肠合成)组成【1】。根据密度由低到高, 脂蛋白可分为这五类:CM(乳糜微粒)、 VLDL(极低密度脂蛋白)、 IDL(中间密度脂蛋白)、 LDL(低密度脂蛋白)和 HDL(高密度脂蛋白)。

不同的脂蛋白对所运输的脂质种类也有各自的偏好。此处,小编先卖个关子,大家可以猜猜五种脂蛋白中的哪一种负责膳食脂质的运输(●′ω`●) ~(提示:下面的图里有剧透哦~)

Christine A, 2009, Prog Retin Eye Res

膳食脂质甘油三酯,胆固醇酯和磷脂】到达小肠后,在胆囊中储存的 胆汁(内含胆固醇和卵磷脂等)和 胰腺分泌的 胰酶共同帮助下,于 肠腔内被消化, 产生脂肪酸,甘油单酯,胆固醇和溶血磷脂。

这里要cue一下 胆汁啦~

大家一定听说过 胆囊切除的病人不能吃的太油腻这一说法吧。这是因为胆囊中储存的胆汁对脂质的消化至关重要。虽然名字叫胆汁,但 胆汁其实是由肝脏产生的。在非消化期,胆汁经肝管转入胆囊内贮存;在消化期,胆汁可直接由肝脏和胆囊大量排到小肠, 促进脂肪的消化分解和脂溶性维生素的吸收。

小编偏个题:因为胆汁其实是肝脏制造的,所以并不是胆囊切除后就没有胆汁了哦!只不过没有了胆囊,胆汁就不能大量储存和浓缩了,在进食大量高脂肪食物时,靠肝脏实时产生的胆汁会不够用,导致脂肪无法完全消化,因此 胆囊切除病人进食油腻食物后会有腹胀腹痛、拉肚子等消化不良的现象。

脂质初步消化的产物会被组成肠壁的 肠上皮细胞“接手”

脂肪酸和甘油单酯可以单纯通过浓度梯度驱动进入肠上皮细胞,也可以由细胞表面的蛋白受体【例如CD36(脂肪酸受体)和FATP4(脂肪酸转运蛋白4))】介导吸收。

胆固醇摄取则由小肠细胞上的NPC1L1(胆固醇吸收蛋白)和SR­BI (清道夫受体B类Ⅰ型)介导吸收(这两类膜蛋白由于在小鼠上敲减后不影响胆固醇吸收,所以还存在争议)。

溶血磷脂通过被动扩散穿过肠细胞膜,和载有脂肪酸的CEV(Caveolin-1-containing endocytic vesicles,小窝蛋白1组成的内吞囊泡)结合后,参与细胞内脂质运输,溶血磷脂在内质网处重新酯化为磷脂,为随后的脂质转运提供原料【2】。

Ko CW, Qu J, et al, 2020, Nat Rev Gastroenterol Hepatol

图看晕了?先放下你拿放大镜的手,来听听小编的解说<(▰˘◡˘▰)>→

以脂肪酸为例,吸收进入肠上皮细胞后,被一组(名字很复杂的)协同配合的蛋白质【(MGAT(单酰甘油酰基转移酶),DGAT(二酰基甘油酰基转移酶)和ACAT(胆固醇酯化酶)】去饱和并重新酯化形成复杂的脂质 (如:甘油三酯,胆固醇酯和磷脂),然后在 MTP(微粒体甘油三酯转运蛋白)介导下与 ApoB-48(载脂蛋白B-48)一起包装进入 前乳糜微粒。前乳糜微粒由PCTV(前乳糜微粒转运小泡)从内质网运输到高尔基体,转变成 成熟的乳糜微粒(CM)。

整个过程即是将甘油三酯和胆固醇酯包装在核心中,并被单层磷脂、游离胆固醇和各种载脂蛋白覆盖形成的结构,通过胞吐作用排出肠上皮细胞,并通过淋巴系统进行转运【3】。再从胸导管进入血液中,运送到身体各个组织。

小编提问:五种脂蛋白中的哪一种负责膳食脂质的运输呢??(„ಡωಡ„)

乳糜微粒作为最大的脂蛋白颗粒,主要将饮食中的外源性甘油三酯和胆固醇从肠道运输至外周组织。哈哈,你押对了吗?ヽ(^▽^)人(^▽^)人(^▽^)ノ

其实上面那个很复杂的图里介绍了 奥利司他、考来替泊等治疗脂肪肝、高血脂药物的原理和靶向分子哦,过程实属有些许复杂,小编给各位小伙伴整了一个 简易版的运输过程供大家安心食用 (๑·̀ㅂ·́)و~

消化后的脂肪如何被利用?

膳食甘油三酯在肠腔中分解成脂肪酸,并被肠上皮细胞吸收。在此处, 脂肪酸可以暂时储存在脂滴中(小编画外音:没错,除了脂肪组织,其他类型的细胞也可以储存脂质哦,但不能多,太多的脂质异位累积会产生代谢危害) ,或包装成乳糜微粒中的甘油三酯或胆固醇酯得以分泌。

乳糜微粒将甘油三酯输送至外周组织如脂肪、肌肉等。脂肪细胞、肌肉细胞等实质细胞会生产LPL (脂蛋白脂肪酶),LPL被毛细血管内皮细胞腔膜上“随时待命”的GPIHBP1(糖基化磷脂酰肌锚定高密度脂蛋白结合蛋白1)所捕获,将其运输到毛细血管中,最后被锚定于毛细血管壁上,遇到血液循环中的运载甘油三酯的CM时,可以迅速切断甘油三酯【4】,将其水解为FFA(脂肪酸)和MG(甘油单酯)被摄入利用,如 在白色脂肪中脂肪酸可被再酯化、再次转化为甘油三酯作为 能量储存, 在棕色和米色脂肪中脂肪酸则可以被线粒体利用、进行产热,也可以被转化为甘油三酯储存起来。在肌肉细胞中,脂肪酸则被当做能量物质利用,支持肌肉这一不断耗能的“永动机”。

Wolska A, et al, 2017, Atherosclerosis

CM(乳糜微粒)给外周组织“送完温暖”后,失去部分TG的CM转化为较小但仍然富含TG的CMR(乳糜微粒残留物),继续它的旅程,最终到达肝脏。CMR通过与LDLR(低密度脂蛋白受体)或LRP(LDL受体相关蛋白)结合而被肝脏识别,并进入其中。脂肪酸在肝脏中能够得到全面代谢,包括摄取,酯化,氧化和分泌等过程。进入肝脏的脂肪酸可以 在线粒体或过氧化物酶体中进行β-氧化提供细胞能量;也可以 在细胞质中积累,引起脂毒性。

José M Mato, et al, 2019, World J Gastroenterol

在肝脏中,一些重新酯化的TG加入到与ApoB结合在一起的VLDL中,该包装过程由MTTP(微粒体甘油三酸酯转移蛋白)和PC-PUFA(含有多不饱和脂肪酸的磷脂酰胆碱)进行调节【5】, 新形成的VLDL最终进入血液循环。

你以为这就结束了?no no no!

前文我们说过,脂蛋白主要有五种类型,其实TA们是一家人,更是“你中有我,我中有你”的关系,至此, 我们见证了CM和VLDL的“出生”过程,那其他几个兄弟姐妹是怎么来的?在脂代谢过程中又起着什么作用呢?

↓↓↓ 我们接着往下看↓↓↓

吃进去的脂肪通过代谢循环形成 “一家子”的脂蛋白,先看看脂蛋白一家各自有着怎样的 “工作性质”呢?

来瞅瞅“一家子”的脂蛋白是如何形成的吧!

CM(乳糜微粒)在从小肠分泌到肝脏的路途中可是一点也不平静哦~

CM中TG被LPL脂解的同时,其表面的部分磷脂和载脂蛋白也顺势脱落,形成CMR(乳糜微粒残留物)HDL(高密度脂蛋白)前体

接着,肝脏捕捉到CMR, 将其中的TG和酯化的EC包装成VLDL(极低密度脂蛋白),后又胞吐到血液中。血管内皮细胞上的LPL作用于VLDL,水解TG释放脂肪酸后产生IDL(中间密度脂蛋白),该脂蛋白可在LDLR处被吸收(等等,IDL怎么被LDL受体吸收了?名字不配啊?是的,虽然名字叫LDL受体,但TA可以识别多种受体,包括VLDL和前面提到的CMR),或可通过与 HL(肝脂肪酶)作用进一步脂化产生 LDL(低密度脂蛋白)。脂质通过胆固醇酯转移蛋白和磷脂转移蛋白的作用在脂蛋白颗粒之间转移。LDL是大多数个体中主要的胆固醇携带颗粒,可以被LDLR从循环系统中清除。

Christine A, 2009, Prog Retin Eye Res

成熟的HDL主要在肝脏和肠道分泌的ApoA以及脂解过程中的 CM和VLDL表面磷脂的循环中形成。成熟的HDL可以返回肠上皮细胞或者可以帮助细胞去除多余的胆固醇,并通过RCT(胆固醇逆向转运)转运至肝细胞。运输过程中, CETP(CE转运蛋白)将HDL中的CE转运至含ApoB的脂蛋白(VLDL、IDL)上,而HDL也从其他脂蛋白中交换到TG【6】。

看来,亲兄弟还是得明算账,脂蛋白家族也是秉着“有借有还,再借不难”的原则进行内部交换哒(*^__^*)

小编有话说

正在看膳食脂肪游记的你,惊不惊喜,意不意外?原来,吃进去的脂肪走过的路途这么丰富~

看下进度条——

咦,现在膳食脂肪游记的进度到99%,还有1%没有完成,容小编看看日记,还有哪个问题没有解决?

参考文献

[1] Yu Y et al. J Clin Med . 2019;8(12):2227

[2] Siddiqi S et al. J Lipid Res . 2015;56(4):859‐870

[3] Ko CW et al. Nat Rev Gastroenterol Hepatol . 2020;17(3):169-183

[4] Gluchowski NL et al. Nat Rev Gastroenterol Hepatol . 2017;14(6):343-355

[5] Mato JM et al. World J Gastroenterol . 2019;25(24):3009‐3020

[6] AizawaY et al. World J Gastroenterol . 2015;21(36):10299-10313

代谢学人 The metabolist

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