O chemii trawienia słów kilka

Być może wpadł Wam w oczy krążący w Internecie obrazek z tekstem „27 grudnia – światowy dzień modlitw o przyspieszenie metabolizmu”? Mnie on szczerze ubawił i, co więcej, zainspirował do napisania dzisiejszego tekstu. W końcu sprawy trawienia to kwestie niezwykle istotne i budzące emocje, nie tylko zresztą w okresie międzyświątecznym.

Trawienie pokarmów jest procesem złożonym i można je analizować na setki sposobów, od anatomii układu pokarmowego, poprzez zagadnienia doboru właściwej diety po właśnie chemię procesów metabolicznych. O tej ostatniej piszę nieco szerzej w mojej książce, która ukaże się wkrótce (już jest procedowana przez wydawnictwo😉), więc dziś skupię się na detalu, a dokładnie na grupie pewnych specyficznych związków chemicznych zaangażowanych w trawienie tłuszczy.

Tłuszcze generalnie są wysokokaloryczne, ale i ciężkostrawne. Wynika to z kilku powodów. Na pewno istotny wpływ ma bierność chemiczna tłuszczy, to znaczy fakt, że są niereaktywne, szczególnie w stosunkowo łagodnych warunkach (mam na myśli ciśnienie i temperaturę), jakie panują w układzie pokarmowym. Także hydrolizie, czyli rozpadowi z udziałem wody, ulegają dużo trudniej niż wielocukry i białka. Jakkolwiek organizm produkuje wyspecjalizowane enzymy, zwane lipazami, które katalizują rozkład tłuszczy.

Ale jednym z głównych przyczyn ciężkostrawności tłuszczy jest ich praktyczna nierozpuszczalność w wodzie. Nie trzeba chyba o tym nikogo przekonywać, gdyż z faktem hydrofobowości tłuszczy spotykamy się na co dzień, ale i od święta, począwszy od kropel oleju pływających na powierzchni świątecznego barszczu po tłuste, trudno spieralne plamy na świątecznych sukienkach i koszulach.

To, jak ważna jest rozpuszczalność tłuszczy w procesie trawienia, staje tym bardziej kluczowa, kiedy uświadomimy sobie, ze wszelkie procesy trawienne zachodzą w środowisku wodnym, a dotyczy to szczególnie enzymów trawiennych, takich jak lipaza trzustkowa.

Model cząsteczki enzymu trawiennego – lipazy trzustkowej
[Fvasconcellos (talk · contribs), Public domain, via Wikimedia Commons]

W życiu codziennym „walkę” z tłuszczem prowadzimy za pomocą surfaktantów, a więc związków, które w swoich cząsteczkach mają części hydrofilowe i hydrofobowe, co pozwala im być takim łącznikiem pomiędzy tłuszczami i roztworami wodnymi. Więcej na ten temat pisałem w swoim teście o „biomydełkach”, do którego pozwolę sobie odesłać zainteresowane osoby.

Teraz poprzestańmy tylko na stwierdzeniu, że surfaktanty pozwalają zemulgować tłuszcze, a więc rozbić je na drobne kropelki, które swobodnie unoszą się w wodzie. Im drobniejsze krople tym łatwiejszy dostęp do tłuszczu np. wspomnianych enzymów trawiennych.

No dobrze, ale skąd organizm bierze te surfaktanty? Chwila namysłu prowadzi nas do wniosku, że musi je sam produkować, bo w końcu nie musimy kanapki z masełkiem zagryzać mydłem albo popijać płynem do naczyń (błeee, okropna wizja).

Otóż takim surfaktantem dla układu pokarmowego jest tzw. żółć, produkowana przez wątrobę a przechowywana… pewnie już się domyśliliście – w woreczku żółciowym, a potem kierowana do dwunastnicy. Regulacją dozowania żółci (i soku trzustkowego) do układu pokarmowego reguluje grupa enzymów określana wspólnym terminem cholecystokinina. Jej wydzielanie przez śluzówkę dwunastnicy i jelita czczego jest stymulowana przez pojawienie się metabolitów powstałych w wyniku trawienia tłuszczy i białek. Co ciekawe, ten sam hormon spowalnia perystaltykę jelit, tak aby dać więcej czasu organizmowi na trawienie ciężkostrawnych pokarmów.

Położenie woreczka (pęcherzyka) żółciowego (zielony) na tle wątroby (ciemnoszara) i innych organów układu pokarmowego
[Gray’s Anatomy; edited by user Rao85;, Public domain, via Wikimedia Commons]

Żółć jest zielonożółtą lepką cieczą zawierającą przede wszystkim fosfolipidy i kwasy żółciowe. Zatrzymajmy się na chwilę przy tych ostatnich. Są one pochodnymi cholesterolu i głownie występują w czterech formach, którymi są: kwas cholowy (3,7,12-trihydroksycholanowy), kwas chenodeoksycholowy (3,7-dihydroksycholanowy), kwas deoksycholowy (3,12-dihydroksycholanowy) oraz kwas litocholowy (3-hydroksycholanowy). Choć posiadają one grupę karboksylową, to są względnie słabymi kwasami. W wyniku reakcji z aminokwasami, tauryną lub glicyną, powstają ich pochodne zawierające wiązanie amidowe, dając sole żółciowe i to dopiero one są głównymi surfaktantami, które służą emulgowaniu tłuszczy w układzie pokarmowym.

Schemat budowy kwasów żółciowych bazując na cząsteczce kwasu cholowego (cholic acid)
[Mcstrother, CC BY 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0, via Wikimedia Commons]

Warto dodać, że poza emulgowaniem tłuszczy, żółć reguluje również kwasowość treści pokarmowej, zapewniając pH optymalne dla działania enzymów trawiennych aktywnych w dwunastnicy i jelicie cienkim. Żółć jest więc bardzo ważnym elementem procesu trawienia o ważnych funkcjach. Stąd wszelkie problemy z nią związane (np. schorzenia wątroby czy woreczka żółciowego) silnie rzutują na efektywność trawienia, zwłaszcza pokarmów ciężkostrawnych. I warto o tym pamiętać, nie tylko w czasie delektowania się bożonarodzeniowo-sylwestrowymi smakołykami 😉

Wszystkiego najlepszego i dużo zdrowia w nowym roku!

Wojciech Smułek

29.12.2022 r.