هضم الدهون: الإنزيمات، الميسيلات، الامتصاص

موقع وشروط هضم الدهون

يبدأ هضم الدهون لدى الإنسان حصراً في تجويف الأمعاء الدقيقة. في تجويف الفم والمعدة، لا يحدث تحلل مائي للدهون تقريباً لعدم توفر الظروف الملائمة لعمل الإنزيمات المحللة للدهون: فالدهون غير قابلة للذوبان في الماء، وبيئة المعدة حمضية. وفي الأمعاء الدقيقة، توفر شرطان أساسيان وهما الرقم الهيدروجيني القلوي واستحلاب الدهون.

تُحافظ على البيئة القلوية بفضل أيونات البيكربونات التي تفرزها غدة البنكرياس. تعادل البيكربونات البروتونات الواردة من المعدة وفقاً للتفاعل: H⁺ + HCO₃⁻ → H₂CO₃ → H₂O + CO₂. يتم التخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون، وينزاح الرقم الهيدروجيني للوسط نحو القلوية وهو المستوى الأمثل للإنزيمات البنكرياسية.

استحلاب الدهون بواسطة أحماض الصفراء

يقوم الكبد بتصنيع وإفراز أحماض الصفراء وأملاحها ضمن مكونات الصفراء، والتي تصل إلى الاثنا عشر. تؤدي أحماض الصفراء عدة وظائف:

• تستحلب الدهون الغذائية عبر تفتيتها إلى قطرات دقيقة وزيادة مساحة التلامس مع الإنزيم أضعافاً مضاعفة؛
• تنشط الكوليباز وهو العامل المساعد البروتيني لليباز البنكرياسي؛
• تدخل في تركيب المذيلات المختلطة التي تضمن نقل منتجات التحلل المائي إلى الخلايا المعوية.

بدون عملية الاستحلاب، تنخفض كفاءة تحلل الدهون بشكل حاد، نظراً لأن الإباز قادر على العمل حصراً عند سطح الفاصل بين المرحلتين الماء والدهون.

عمل الليباز البنكرياسي

الإنزيم الرئيسي للتحلل المائي للثلاثي أسيل جليسرول الغذائي هو الليباز البنكرياسي. لكي يظهر نشاطه، فهو بحاجة إلى درجة حموضة قلوية والارتباط بـ الكوليباز، الذي يثبت الإنزيم على سطح قطرة المستحلب ويمنع تثبيطه بواسطة أحماض الصفراء.

يُحلل الليباز البنكرياسي انتقائياً الروابط الإسترية في الموضعين 1 و 3 من جزيء الثلاثي أسيل جليسرول، دون المساس بالرابطة في الموضع الثاني. ونتيجة لذلك يتكون:

• 2-مونوأسيل جليسرول (بيتا-مونوأسيل جليسرول) - المنتج الرئيسي؛
• حامضان دهنيان حران;
• كمنتج وسيط - ديأسيليجليسرول.

تكوين المذيلات المختلطة

تشكل منتجات التحلل المائي مع أحماض الصفراء تلقائياً المذيلات المختلطة وهي هياكل فوق جزيئية قابلة للذوبان في الماء. يتكون المذيل المختلط من:

• 2-مونوأسيل جليسرول وأحماض دهنية حرة؛
• أحماض الصفراء كمكونات نشطة سطحياً؛
• الكوليسترول؛
• الفيتامينات الذوبانية في الدهون - A, D, E, K.

الدور الحيوي للفيتامينات الذوبانية في الدهون: A - مكون الصبغة البصرية، D - منظم استقلاب الكالسيوم والفوسفور، E - مضاد أكسدة يثبط أكسدة الدهون البيروكسيدية، K - عامل مساعد للكاربوكسيلة غاما لعوامل تخثر الدم.

تنقل المذيلات المختلطة المكونات الكارهة للماء إلى الحافة الفرشاة للخلايا المعوية، حيث تتفكك، وتدخل جزيئات الدهون إلى داخل الخلايا. يتم امتصاص أحماض الصفراء أساساً في اللفائفي وتعود إلى الكبد كجزء من الدورة المعوية الكبدية.

تنشيط الأحماض الدهنية في الخلايا المعوية

قبل استخدامها في الاصطناعي الحيوي، تخضع الأحماض الدهنية لتنشيط إلزامي. يُحفز التفاعل بواسطة إنزيم أسيل-كوآ-سنتيتاز ويقترن بانقسام رابطتين عاليتي الطاقة من أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP → AMP + PPi):

R–COOH + HS-CoA + ATP → R–CO~S-CoA (أسيل-كوآ) + AMP + PPi

تُعد رابطة الثيوإستر المتكونة بين بقية الحمض الدهني ومرافق الإنزيم أ رابطة عالية الطاقة وتوفر طاقة للتفاعلات اللاحقة للأسيلة.

إعادة تركيب الدهون الثلاثية وتكوين الكيلوميكرونات

يحدث في الخلايا المعوية إعادة تركيب الدهون من المكونات الممتصة. تضاف بالتتابع مجموعتان من الأسيل-كوآ إلى جزيء 2-مونوأسيل جليسرول مع انشطار HS-CoA الحر؛ وفي النهاية يتكون ثلاثي أسيل جليسرول.

من المبدئي أن الدهون الثلاثية المُعاد تركيبها تختلف في تكوينها من الأحماض الدهنية عن تلك الموجودة في الغذاء: حيث تتضمن تركيبتها أحماضًا دهنية مميزة لجسم الإنسان. وبهذا تحدث عملية "تكيف" الدهون الغذائية مع التمثيل الغذائي الخاص بالجسم.

يتم تعبئة الدهون الثلاثية المُعاد تركيبها مع الكوليسترول والفوسفولipids والبروتينات الدهنية في الكيلوميكرونات - وهي بروتينات دهنية ناقلة كبيرة. تُفرز الكيلوميكرونات في الجهاز الليمفاوي، ثم تمر عبر القناة الصدרית إلى مجرى الدم وتنقل الدهون الخارجية إلى الأنسجة.

النقاط الرئيسية

• يتموضع هضم الدهون في الأمعاء الدقيقة ويتطلب درجة حموضة قلوية تحافظ عليها بيكربونات البنكرياس.
• تستحلب أحماض الصفراء الدهون، وتنشط الكوليباز وتشكل المذيلات المختلطة.
• يُحلل الليباز البنكرياسي بالتعاون مع الكوليباز الروابط في الموضعين 1 و 3 من الثلاثي أسيل جليسرول لتكوين 2-مونوأسيل جليسرول وحامضين دهنيين.
• يتم ضمن المذيلات المختلطة امتصاص الكوليسترول والفيتامينات الذوبانية في الدهون A و D و E و K.
• يُحفز تنشيط الأحماض الدهنية بواسطة أسيل-كوآ-سنتيتاز مع استهلاك رابطتين عاليتي الطاقة من ATP.
• تختلف الدهون الثلاثية المُعاد تركيبها في الخلايا المعوية في تركيبها عن الدهون الغذائية.
• يتم نقل الدهون الخارجية من الأمعاء إلى الأنسجة بواسطة الكيلوميكرونات عبر الجهاز الليمفاوي.