Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий - Азимов Айзек - Страница 40

Таким образом содержимое кишечника быстро эмульгируется. Липаза окружает образовавшиеся микроскопические капельки. Теперь она может добраться до большего числа молекул жира, которые расщепляются и усваиваются организмом.

Под воздействием липазы молекула жира расщепляется на четыре части. Три из них состоят из длинных цепочек атомов углерода, к которым прикрепляются атомы водорода: обычно по два атома водорода к каждому атому углерода. К атому углерода в конце цепочки прикреплены два атома кислорода, а также атом водорода — все вместе они образуют карбоксильную группу.

Карбоксильная группа передает слабые кислотные свойства длинной молекуле, которая имеет некоторые общие свойства с молекулой жира. Она жирная на ощупь и на бумаге оставляет прозрачное жирное пятно. Сочетание свойств жиров и кислот дало название этой молекуле — жирная кислота.

Четвертая часть молекулы жира — глицерин. Это маленькая молекула, в основе которой лежит цепочка, состоящая из всего трех атомов углерода. К каждому из них присоединена гидроксильная группа (атом кислорода и атом водорода). Жирная кислота может прикрепляться к молекуле глицерина при помощи карбоксильной группы, которая взаимодействует с гидроксильной группой глицерина. Вторая и третья жирная кислоты могут соединяться со второй и третьей гидроксильными группами глицерина.

Таким образом появляется триглицерид, состоящий из трех длинных углеродных цепочек, связанных с одной стороны. Такая молекула полностью состоит из атомов углерода и водорода, кроме тех участков, где находится связь жирной кислоты с глицерином. На каждом из таких участков есть два атома кислорода: всего их в молекуле шесть.

Молекулы триглицеридов различаются в зависимости от природы жирных кислот. Отдельные жирные кислоты могут отличаться, например, длиной углеродной цепочки. Существует жирная кислота, цепочка которой состоит из шестнадцати атомов углерода, это пальмитиновая кислота. Стеариновая кислота состоит из восемнадцати атомов углерода.

Жирные кислоты могут также отличаться количеством атомов водорода в молекуле. Пальмитиновая и стеариновая кислоты содержат максимально возможное количество атомов водорода. Они называются насыщенными жирными кислотами (то есть насыщенными водородом).

У одной из жирных кислот цепочка состоит из восемнадцати атомов углерода, как и у стеариновой кислоты, но в самом центре цепочки не хватает двух атомов водорода. Это олеиновая кислота — ненасыщенная жирная кислота. Линолевая кислота также имеет цепочку из восемнадцати атомов углерода, но в ней недостает уже двух пар атомов водорода.

Различные жирные кислоты могут соединяться с глицерином в любой комбинации. Триглицерид может состоять из пальмитиновой кислоты и двух олеиновых кислот, или олеиновой, стеариновой и линолевой кислот, или трех пальмитиновых кислот. В состав триглицерида может входить любая комбинация из дюжины или более жирных кислот. Жиры состоят из смеси сотен различных молекул триглицеридов.

Ненасыщенные жирные кислоты имеют меньшую температуру плавления, чем насыщенные. Жиры с относительно большим количеством ненасыщенных кислот, таким образом, также имеют более низкую температуру плавления. Ненасыщенные жиры остаются жидкими при комнатной температуре (масла), более насыщенные — твердыми (жиры).

В живом организме жиры должны находиться в жидкой форме, и за этим организм следит. Растения и холоднокровные животные, подвергающиеся воздействию низких температур, поддерживают жиры, чтобы те не замерзали в ненасыщенном состоянии. Поэтому масло печени трески и хлопковое масло остаются жидкими даже в холодный день.

Теплокровные животные могут позволить себе иметь более насыщенные жиры, поскольку они должны оставаться жидкими только при температуре крови. По этой причине масло, сало и жир остаются твердыми при комнатной температуре, но при нагревании легко тают.

Смешивая газообразный водород с молекулой масла при необходимых условиях, можно добиться того, что атомы водорода занимают недостающие места в молекулах жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты становятся насыщенными: масла становятся жирами. Поэтому относительно дешевые растительные масла, неподходящие для использования в пищу, можно переработать в маргарин и растительные жиры.

В организме млекопитающих, в том числе и человека, такой процесс тоже происходит. Олеиновая кислота может превращаться в стеариновую и наоборот. Поэтому не важно, входит ли в наш рацион питания большое количество насыщенных или ненасыщенных жирных кислот. Мы всегда можем установить их баланс.

Однако есть одно исключение. Хотя наш организм в состоянии брать пару атомов водорода у стеариновой кислоты и создавать олеиновую, по какой-то причине он не может брать вторую пару для создания линолевой кислоты. Если в нашем рационе питания нет линолевой кислоты, мы не можем вырабатывать ее самостоятельно, в результате происходит нарушение равновесия в организме, видимыми следствиями которого являются кожные воспаления и экзема. Линолевая кислота — пример диетически незаменимой жирной кислоты. (Это не столь серьезная проблема, как в случае с незаменимыми аминокислотами, потому что практически в любом рационе присутствует линолевая кислота.)

Линолевая кислота необходима нам не сама по себе, а потому, что она может превращаться в другую кислоту, более редкую — арахидоновую. Ее молекула представляет собой цепочку из двадцати атомов углерода, в которой не хватает четырех пар атомов водорода.

После завершения процесса пищеварения глицерин и жирные кислоты всасываются стенками тонкой кишки. Возможно, что всасывание происходит еще до окончания процесса пищеварения; молекулы глицерина, к которым остались прикреплены одна или две жирных кислоты, могут усваиваться и в таком виде.

В любом случае, оказавшись в клетках стенок тонкого кишечника, глицериды преобразуются и попадают в кровь в виде полноценных молекул. Хотя в большинстве случаев они попадают в кровь не напрямую.

В каждой ворсинке тонкого кишечника находится не только капилляр, но и крошечный лимфатический сосуд. В то время как продукты переваривания углеродов и белков попадают в капилляры в виде глюкозы или аминокислот, большая часть продуктов усвоения жиров попадает в лимфатические сосуды.

При попадании мелких частиц жиров лимфа приобретает белый цвет и называется хилусом, или млечным соком. Из-за сходства их содержимого с молоком эти лимфатические сосуды получили название млечных сосудов.

Частицы жира путешествуют по лимфатической системе и попадают в кровь. По пути они вступают в контакт с различными клетками, и большая часть жиров усваивается.

Жиры, попавшие непосредственно в капилляры ворсинок, переносятся в печень. Различные жирные кислоты подгоняются под необходимую для человека структуру посредством укорачивания или удлинения цепочки или прибавлением и удалением атомов водорода.

Как только жир усваивается клетками, он при необходимости в результате серии реакций, представляющих цикл окисления жирных кислот, расщепляется с образованием энергии. При прохождении этого цикла от жирной кислоты отделяются атомы углерода, по два за один цикл, и каждый двууглеродный фрагмент распадается на углекислый газ, воду и энергию.

Цикл может проходить и в обратном порядке, и это целесообразно, поскольку углеводы также могут расщепляться на аналогичные двууглеродные фрагменты. Таким образом, если усваивается слишком много глюкозы для образования запасов гликогена, ее всегда можно расщепить на двууглеродные фрагменты, которые, пройдя восемь или девять раз цикл окисления жирных кислот, станут молекулами жирных кислот. Затем те прикрепятся к молекулам глицерина, которые легко образуются в организме, и отложатся в виде жира.

Расщепление двууглеродных фрагментов на углекислый газ и воду зависит от образования некоторых промежуточных соединений, особенно одного — щавелево-уксусной кислоты. Она обычно образуется в процессе расщепления углеводов, но не образуется при расщеплении жиров.