การดูดซึมไขมันและการก่อตัวของไมเซลล์

การดูดซึมไขมันเป็นกระบวนการที่ไขมันจากอาหาร ซึ่งถูกย่อยโดยเอนไซม์ไลเปสให้เป็นกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ ถูกลำเลียงผ่านลำไส้เล็กส่วนต้นที่เป็นน้ำในรูปของไมเซลล์เกลือน้ำดี ถูกดูดซึมโดยเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น (enterocytes) ประกอบกลับเป็นไตรกลีเซอไรด์ และส่งออกไปในรูปของไคโลไมครอน การก่อตัวของไมเซลล์เป็นขั้นตอนสำคัญที่ช่วยเอาชนะการละลายน้ำได้ไม่ดีของผลิตภัณฑ์จากการย่อยไขมัน และนำส่งไปยังพื้นผิวการดูดซึม

Definition

การดูดซึมไขมันและการก่อตัวของไมเซลล์คือการละลายกรดไขมัน โมโนกลีเซอไรด์ คอเลสเตอรอล และวิตามินที่ละลายในไขมันโดยอาศัยเกลือน้ำดีให้เป็นไมเซลล์ผสม การดูดซึมโดยเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น และการสังเคราะห์ใหม่ภายในเซลล์และการบรรจุในไคโลไมครอนเพื่อส่งไปยังน้ำเหลือง

Scope

บทความนี้ครอบคลุมถึงการทำให้อิมัลชันและการย่อยไขมันจากอาหารด้วยเอนไซม์ บทบาทของไมเซลล์ผสมเกลือน้ำดีในการละลายและขนส่งผลิตภัณฑ์ไขมันไปยังขอบแปรง การดูดซึมโดยเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น การสังเคราะห์ใหม่ภายในเซลล์ และการหลั่งไคโลไมครอน นี่คือข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับสรีรวิทยาปกติและไม่ใช่คำแนะนำทางการแพทย์

Core questions

• ไขมันจากอาหารถูกทำให้อิมัลชันและย่อยในลำไส้เล็กได้อย่างไร?
• เหตุใดไมเซลล์เกลือน้ำดีจึงจำเป็นต่อการดูดซึมไขมัน?
• กรดไขมัน โมโนกลีเซอไรด์ และคอเลสเตอรอลข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้นได้อย่างไร?
• ไขมันที่ถูกดูดซึมถูกประกอบกลับและส่งออกเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างไร?

Key concepts

• การทำให้อิมัลชันโดยเกลือน้ำดี
• เอนไซม์ไลเปสจากตับอ่อนและโคไลเปส
• กรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์
• ไมเซลล์ผสมเกลือน้ำดี
• ชั้นน้ำที่อยู่นิ่ง
• การดูดซึมคอเลสเตอรอลผ่าน NPC1L1
• การสังเคราะห์ไตรกลีเซอไรด์ใหม่และการประกอบไคโลไมครอน
• การขนส่งไคโลไมครอนทางน้ำเหลือง

Mechanisms

ไตรกลีเซอไรด์จากอาหารจะถูกทำให้อิมัลชันก่อนโดยเกลือน้ำดีให้เป็นหยดเล็กๆ ซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวให้เอนไซม์ไลเปสจากตับอ่อนอย่างมาก ซึ่งเอนไซม์ไลเปสนี้พร้อมกับโคแฟกเตอร์โคไลเปส จะไฮโดรไลซ์ไตรกลีเซอไรด์ให้เป็นกรดไขมันอิสระและโมโนกลีเซอไรด์ ผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้ไม่ดีเหล่านี้ พร้อมด้วยคอเลสเตอรอลและวิตามินที่ละลายในไขมัน จะรวมตัวกันในไมเซลล์ผสมเกลือน้ำดี ซึ่งจะขนส่งพวกมันข้ามชั้นน้ำที่อยู่นิ่งไปยังขอบแปรง ซึ่งจะเพิ่มความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพที่เยื่อหุ้มเซลล์ กรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์จะข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลาย (apical membrane) โดยการแพร่และการขนส่งที่อำนวยความสะดวกโดยโปรตีน ในขณะที่การดูดซึมคอเลสเตอรอลขึ้นอยู่กับตัวขนส่ง NPC1L1 เป็นส่วนใหญ่ ภายในเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น กรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ที่ถูกดูดซึมจะถูกเอสเทอริไฟด์ใหม่เป็นไตรกลีเซอไรด์ในร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบเรียบ และพร้อมด้วยฟอสโฟลิพิด คอเลสเตอรอล และอะโปไลโปโปรตีน จะถูกบรรจุในไคโลไมครอน ไคโลไมครอนจะถูกหลั่งข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนฐาน (basolateral membrane) เข้าสู่น้ำเหลืองในลำไส้แทนที่จะเข้าสู่เลือดพอร์ทัลโดยตรง โดยเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตผ่านท่อน้ำเหลืองทรวงอก

Clinical relevance

เนื่องจากการดูดซึมไขมันขึ้นอยู่กับเกลือน้ำดีและเอนไซม์ไลเปสจากตับอ่อน สภาวะที่ลดการส่งเกลือน้ำดีหรือการผลิตเอนไซม์จากตับอ่อนจะทำให้การดูดซึมไขมันและวิตามินที่ละลายในไขมันบกพร่อง และวิถี NPC1L1 เป็นเป้าหมายระดับโมเลกุลของการยับยั้งการดูดซึมคอเลสเตอรอล บทความนี้อธิบายกลไกปกติเพื่อการอ้างอิง ไม่ใช่คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

Evidence & guidelines

ขั้นตอนของการย่อยไขมัน การละลายด้วยไมเซลล์ และการประกอบไคโลไมครอนได้รับการยืนยันในการศึกษาทางสรีรวิทยาและชีวเคมีและตำราเรียนมาตรฐาน ในฐานะหัวข้อสรีรวิทยาปกติ จึงไม่อยู่ภายใต้แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

History

งานวิจัยในศตวรรษที่ 20 ได้ยืนยันว่าเกลือน้ำดีมีความสำคัญไม่ได้โดยการย่อยไขมัน แต่โดยการทำให้อิมัลชันและสร้างไมเซลล์ผสมที่ขนส่งผลิตภัณฑ์ไขมันไปยังเยื่อบุผิว ซึ่งช่วยอธิบายว่าสารอาหารที่ไม่ละลายน้ำเข้าสู่พื้นผิวการดูดซึมได้อย่างไร การศึกษาทางโมเลกุลในภายหลังได้ระบุโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์เฉพาะสำหรับการดูดซึมกรดไขมันและคอเลสเตอรอล รวมถึง NPC1L1 และชี้แจงวิถีภายในเซลล์ที่สร้างและส่งออกไคโลไมครอน

Key figures

• Charles M. Mansbach
• Harry R. Davis
• Scott W. Altmann

Seminal works

• mansbach-2007
• davis-2009

Frequently asked questions

เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้เกลือน้ำดีในเมื่อไม่ได้ย่อยไขมันจริงๆ?

เกลือน้ำดีทำให้อิมัลชันไขมันเพื่อให้เอนไซม์ไลเปสมีพื้นที่ผิวในการทำงานมากขึ้น จากนั้นจึงสร้างไมเซลล์ผสมที่ละลายกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ที่เกิดขึ้น โดยขนส่งผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำเหล่านี้ข้ามชั้นน้ำที่อยู่นิ่งไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ดูดซึม

เหตุใดไขมันที่ถูกดูดซึมจึงเข้าสู่น้ำเหลืองแทนที่จะเข้าสู่เลือดพอร์ทัล?

ไขมันสายยาวส่วนใหญ่จะถูกประกอบกลับเป็นไคโลไมครอนขนาดใหญ่ที่อุดมด้วยไตรกลีเซอไรด์ ซึ่งมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะเข้าสู่หลอดเลือดฝอยได้โดยตรง ดังนั้นจึงถูกหลั่งเข้าสู่หลอดน้ำเหลืองในลำไส้และเข้าสู่กระแสเลือดผ่านท่อน้ำเหลืองทรวงอก