Micellas: kā zarnas uzsūc taukus

Micellas galvenais būvmateriāls ir žultsskābju sāļi. Aknu šūnas tos sintezē no holesterīna un pirms izvadīšanas saista ar glicīnu vai taurīnu, kas padara molekulu labāk šķīstošu zarnu vidē. Žultsskābes molekula ir savdabīga: tā nav garš astes veida savienojums kā parasts ziepju molekulā, bet gan plakana, ar vienu ūdeni atgrūdošu un vienu ūdeni pievelkošu pusi.

Tieši tāpēc zarnu micellas mēdz raksturot kā plātnīšu kaudzīti, nevis kā ezīti ar adatām. Žultsskābes sakārtojas ar mugurpusēm kopā, bet starp tām iespraužas fosfolipīdi un gremošanas produkti. Šāda uzbūve ļauj micellai uzņemt daudz dažādu molekulu un ātri tās atdot.

• Žultsskābju sāļi: veido čaulu un uztur daļiņu šķīstošu.
• Fosfolipīdi, galvenokārt lecitīns: stabilizē virsmu.
• Monoglicerīdi un brīvās taukskābes: galvenā pārvadājamā krava.
• Holesterīns: šķīst micellas iekšienē un tikai tā var uzsūkties.
• A, D, E un K vitamīni: bez micellām to uzsūkšanās ir minimāla.

Micellas neparādās tukšā vietā. Tām priekšā iet divi citi procesi: sasmalcināšana un fermentatīva šķelšana. Kuņģī tauki tiek sakulti ar kuņģa sieniņu kustībām un daļēji šķelti ar kuņģa lipāzi, bet izšķirošais darbs notiek divpadsmitpirkstu zarnā.

Tur vienlaikus ieplūst divi šķidrumi. Žults no žultspūšļa sadala taukus sīkos pilieniņos, būtiski palielinot kopējo virsmas laukumu, bet aizkuņģa dziedzera sula piegādā lipāzi kopā ar palīgproteīnu kolipāzi, kas noenkuro fermentu uz pilienu virsmas. Šķelšanas rezultātā no triglicerīda paliek divas brīvas taukskābes un viens monoglicerīds.

1. Kuņģī pārtikas tauki tiek mehāniski sakulti un daļēji sašķelti.
2. Divpadsmitpirkstu zarnā žults emulģē taukus sīkos pilienos.
3. Aizkuņģa dziedzera lipāze kopā ar kolipāzi šķeļ triglicerīdus par taukskābēm un monoglicerīdiem.
4. Šķelšanas produkti kopā ar žultsskābēm pašorganizējas jauktās micellās.
5. Micella šķērso nekustīgo ūdens slāni un pie zarnu bārkstiņu virsmas atdod kravu.
6. Zarnu epitēlija šūnā taukskābes no jauna savieno triglicerīdos un iesaiņo hilomikronos.
7. Hilomikroni nonāk limfas kapilārā bārkstiņā un tālāk caur krūšu limfas vadu asinīs.

Zarnu epitēlija bārkstiņas klāj plāns, gandrīz nekustīgs ūdens slānis. Tieši šis slānis, nevis šūnas membrāna, ir galvenais šķērslis taukskābju uzsūkšanai: brīva taukskābe ūdenī izšķīst tik slikti, ka bez palīdzības tā šo attālumu praktiski nepārvar. Micella daudzkārt paaugstina efektīvo taukskābju koncentrāciju šajā slānī un tādējādi paātrina difūziju.

Pie pašas bārkstiņu virsmas valda nedaudz skābāka vide nekā zarnu dobumā. Šī skābā mikrovide vājina micellas noturību, taukskābes pāriet protonētā, membrānai caurlaidīgākā formā un atdalās no daļiņas. Uzsūcas tātad atsevišķas molekulas, nevis micella kā vesels veidojums.

Pašas žultsskābes šajā posmā paliek zarnu dobumā un turpina ceļu līdz tievās zarnas pēdējai daļai, kur tās aktīvi uzsūcas un ar asinīm atgriežas aknās. Šo apli sauc par enterohepātisko cirkulāciju, un tas ļauj organismam vienu un to pašu žultsskābju kopumu izmantot vairākas reizes viena ēdiena laikā.

Ne visi tauki iet šo ceļu. Īso un vidēji garo ķēžu taukskābes ir pietiekami šķīstošas ūdenī, lai izkļūtu cauri ūdens slānim bez pārnesēja. Tās uzsūcas tieši un dodas nevis limfā, bet vārtu vēnā uz aknām.

Šī atšķirība ir klīniski izmantojama. Cilvēkiem ar smagiem tauku uzsūkšanās traucējumiem vai limfas plūsmas traucējumiem uzturā dažkārt izmanto vidēji garo ķēžu triglicerīdus, jo tie apiet gan micellu, gan limfas posmu. Tomēr tie nesatur neaizstājamās taukskābes, tāpēc pilnībā aizstāt parastos taukus nevar.

Tauku uzsūkšanās var ciest jebkurā no trim posmiem. Ja trūkst žultsskābju, micellas neveidojas. Ja trūkst lipāzes, nav ko micellā ielikt. Ja bojāta zarnu gļotāda, nav kur kravu izkraut. Klīniskā aina visos gadījumos ir līdzīga, bet ārstēšana pilnīgi atšķirīga, tāpēc izmeklēšanas mērķis ir noteikt tieši bojāto posmu.

Žultsskābju trūkums rodas žultsceļu nosprostojuma, hroniskas holestāzes vai tievās zarnas gala daļas slimības un rezekcijas dēļ. Fermentu trūkums visbiežāk saistās ar hronisku pankreatītu, aizkuņģa dziedzera audzēju vai cistisko fibrozi. Gļotādas bojājums raksturīgs celiakijai un citām tievās zarnas slimībām. Atsevišķā grupā ir tievās zarnas baktēriju pāraugšana, kurā mikrobi priekšlaikus atšķeļ žultsskābēm pievienoto aminoskābi un padara tās nederīgas micellu veidošanai.

• Gaiši, apjomīgi, eļļaini un slikti noskalojami izkārnījumi.
• Svara zudums, neraugoties uz normālu ēstgribu.
• Vēdera pūšanās un neregulāra vēdera izeja.
• Sausa āda, asinsizplūdumi, vājums un kaulu sāpes, ko rada taukos šķīstošo vitamīnu trūkums.
• Ādas un acu ābolu dzeltēšana kopā ar tumšu urīnu, kas norāda uz žults aizplūdes traucējumu un prasa neatliekamu novērtējumu.

Ar šādām sūdzībām vispirms jāvēršas pie ģimenes ārsta, kurš tālāk nosūta pie gastroenterologa. Bērniem ar aizkavētu augšanu un taukainiem izkārnījumiem jautājumu risina bērnu gastroenterologs, jo šajā vecumā jāizslēdz cistiskā fibroze un celiakija.

Izmeklēšanā nosaka aizkuņģa dziedzera elastāzi izkārnījumos, kas atspoguļo fermentu izdali, pārbauda aknu un žultsceļu rādītājus asinīs, veic celiakijas antivielu testu, vajadzības gadījumā papildina ar tievās zarnas biopsiju gastroskopijas laikā. Žultsceļus vērtē ar ultrasonogrāfiju un magnētiskās rezonanses holangiogrāfiju. Papildus pārbauda D vitamīna un citu taukos šķīstošo vitamīnu līmeni, jo to trūkums bieži ir pirmais objektīvais pierādījums.

Micellu bieži jauc ar citām lipīdu daļiņām, kas gremošanā piedalās blakus. Emulsijas piliens ir daudzkārt lielāks un satur veselus triglicerīdus, kas vēl nav sašķelti; tā uzdevums ir palielināt virsmu fermentam. Micella ir daudz mazāka un satur jau sašķeltus produktus. Hilomikrons ir pilnīgi cita lieta: to būvē zarnu epitēlija šūna pēc uzsūkšanās, tam ir olbaltuma apvalks, un tas ceļo nevis zarnu dobumā, bet limfā un asinīs.

Vēl viens sajaukšanas avots ir liposoma. Tai ir divslāņu membrāna ar ūdeni saturošu vidu, kas micellai pilnībā nav raksturīgs: micellas kodols ir eļļains, nevis ūdeņains. Liposomas dabiskajā gremošanā neveidojas, tās izmanto zāļu formu tehnoloģijā.

Micellas pastāv tikai tad, ja amfifilo molekulu koncentrācija pārsniedz noteiktu robežu, ko sauc par kritisko micellu koncentrāciju. Zem šīs robežas molekulas peld atsevišķi un transporta funkciju nepilda. Tieši tāpēc žults izdalīšanās laikam ir tik liela nozīme: ja žults izplūst zarnā ar nobīdi attiecībā pret ēdiena nonākšanu, koncentrācija vajadzīgajā brīdī nesasniedz slieksni, un daļa tauku paliek neuzsūkta pat tad, ja kopējais žultsskābju daudzums diennaktī ir normāls.

Otrs praktiski svarīgs novērojums ir tas, ka micellas ir arī vienīgais ceļš, kā organismā nonāk daudzi taukos šķīstoši augu savienojumi un uztura bagātinātāju sastāvdaļas. Tāpēc D vitamīna vai karotinoīdu uzņemšana tukšā dūšā ir daudz mazāk efektīva nekā kopā ar ēdienu, kas satur taukus. Šī detaļa bieži izskaidro, kāpēc analīzēs vitamīna līmenis neceļas, lai gan cilvēks preparātu lieto regulāri.