Введение

Стероидные кислоты, содержащиеся преимущественно в желчи млекопитающих и других позвоночных. Разнообразные желчные кислоты синтезируются в печени. Желчные кислоты конъюгируются с остатками таурина или глицина, образуя анионы, называемые желчными солями. Первичные желчные кислоты – это кислоты, синтезируемые печенью. Вторичные желчные кислоты образуются в результате действия бактерий в толстой кишке. У человека основными желчными солями являются таурохолевая и гликохолевая кислоты (производные холевой кислоты), а также таурохенодезоксихолевая и гликохенодезоксихолевая кислоты (производные ченодезоксихолевой кислоты). Они находятся примерно в равной концентрации. Также обнаруживаются соли их 7α-дегидроксилированных производных – дезоксихолевой и литохолевой кислот, при этом производные холевой, ченодезоксихолевой и дезоксихолевой кислот составляют более 90% желчных кислот человека. Эти мицеллы суспендируются в химусе перед дальнейшей переработкой. Желчные кислоты также оказывают гормональное действие на организм, в частности, через фарнезоидный X-рецептор и GPBAR1 (также известный как TGR5). Важно отметить, что синтез желчных кислот – это единственный способ, которым люди и другие млекопитающие могут выводить избыток холестерина, поскольку холестерин является исходным соединением для всех желчных кислот.

Первичные желчные кислоты

Синтез желчных кислот происходит в клетках печени, которые синтезируют первичные желчные кислоты (холевую и хенодезоксихолевую кислоты у человека) путем окисления холестерина при участии цитохрома P450 в многоступенчатом процессе. Ежедневно синтезируется около 600 мг желчных солей для восполнения желчных кислот, теряемых с фекалиями, хотя, как описано ниже, в кишечник секретируется и реабсорбируется, а затем перерабатывается гораздо большее количество. Лимитирующей стадией синтеза является присоединение гидроксильной группы к 7-й позиции стероидного ядра ферментом холестерин-7α-гидроксилазой. Активность этого фермента снижается холевой кислотой, повышается холестерином и ингибируется действием илеального гормона FGF15/19.

Вторичные желчные кислоты

После поступления в просвет кишечника желчные соли модифицируются кишечными бактериями. Они подвергаются частичному дегидроксилированию. С их глициновых и тауриновых групп удаляются заместители, в результате чего образуются вторичные желчные кислоты – дезоксихолевая и литохолевая кислоты. Холевая кислота превращается в дезоксихолевую кислоту, а хендезоксихолевая кислота – в литохолевую кислоту. Все четыре желчных кислоты подвергаются рециркуляции в процессе, известном как энтерогепатическая циркуляция. Они связываются с некоторыми другими рецепторами менее специфично и, как сообщается, регулируют активность определенных ферментов и ионных каналов, а также синтез разнообразных веществ, включая эндогенные жирнокислотные этаноламиды.

Структура и синтез

Соли желчи составляют обширное семейство молекул, состоящее из стероидного ядра с четырьмя кольцами, боковой цепи из пяти или восьми атомов углерода, оканчивающейся карбоксильной группой, и нескольких гидроксильных групп, количество и расположение которых варьируется в зависимости от конкретной соли желчи.

Гормональные действия

Желчные кислоты также выступают в роли стероидных гормонов, секретируемых печенью, всасываемых в кишечнике и оказывающих разнообразное прямое метаболическое воздействие на организм через ядерный рецептор Farnesoid X receptor (FXR), также известный по названию своего гена. Многие из их функций как сигнальных молекул в печени и кишечнике реализуются посредством активации FXR, в то время как TGR5 может быть вовлечен в метаболические, эндокринные и неврологические функции.

Регулирование синтеза

Как поверхностно-активные вещества или моющие средства, желчные кислоты потенциально токсичны для клеток, поэтому их концентрация строго регулируется. Активация FXR в печени подавляет синтез желчных кислот и является одним из механизмов обратной связи при повышенном уровне желчных кислот. Кроме того, активация FXR желчными кислотами в процессе всасывания в кишечнике увеличивает транскрипцию и синтез FGF19, который, в свою очередь, ингибирует синтез желчных кислот в печени.

Метаболические функции

Появляющиеся данные свидетельствуют о связи активации FXR с изменениями в метаболизме триглицеридов, метаболизме глюкозы и ростом печени.

Холестаз

Тесты на желчные кислоты полезны как в медицине человека, так и в ветеринарии, поскольку они помогают в диагностике ряда заболеваний, включая различные типы холестаза, такие как внутрипеченочный холестаз беременных, портосистемный шунт и микрососудистая дисплазия печени у собак. Структурные или функциональные нарушения желчевыводящей системы приводят к повышению уровня билирубина (желтухе) и желчных кислот в крови. Желчные кислоты связаны с зудом (пруритом), часто встречающимся при холестатических состояниях, таких как первичный билиарный цирроз (ПБК), первичный склерозирующий холангит или внутрипеченочный холестаз беременных. Лечение урсодезоксихолевой кислотой успешно применяется на протяжении многих лет при этих холестатических заболеваниях.

Желчные камни

Связь желчных кислот с насыщением желчи холестерином и осаждением холестерина, приводящим к образованию желчных камней, была всесторонне изучена. Желчные камни могут возникать в результате повышенного насыщения холестерином или билирубином, либо из-за застоя желчи. Сниженные концентрации желчных кислот или фосфолипидов в желчи уменьшают растворимость холестерина и приводят к формированию микрокристаллов. Пероральная терапия хенодезоксихолевой и/или урсодезоксихолевой кислотами используется для растворения холестериновых камней. Камни могут рецидивировать после прекращения лечения. Терапия желчными кислотами может быть эффективна для профилактики камней в определенных ситуациях, например, после бариатрической хирургии.

Кислотная желчная диарея

Избыточная концентрация желчных кислот в толстой кишке является причиной хронической диареи. Это часто встречается при нарушениях в подвздошной кишке или после ее хирургического удаления, например, при болезни Крона, а также может вызывать состояние, сходное с синдромом раздраженного кишечника с преобладанием диареи (IBS D). Это состояние – диарея, вызванная желчными кислотами, или нарушение всасывания желчных кислот – может быть диагностировано с помощью теста SeHCAT и лечится секвестратами желчных кислот.

Желчные кислоты и рак толстой кишки

Желчные кислоты могут играть определенную роль в развитии колоректального рака. Дезоксихолевая кислота (DCA) повышается в содержимом толстой кишки у людей в ответ на диету с высоким содержанием жиров. В популяциях с высокой заболеваемостью колоректальным раком концентрация желчных кислот в кале выше, и эта связь позволяет предположить, что повышенное воздействие желчных кислот на толстую кишку может способствовать развитию рака. В одном конкретном сравнении концентрация DCA в кале у коренных африканцев в Южной Африке (придерживающихся диеты с низким содержанием жиров) составила 7,30 нмоль/г влажного веса кала против 37,51 нмоль/г у афроамериканцев (придерживающихся диеты с высоким содержанием жиров). У коренных африканцев в Южной Африке заболеваемость раком толстой кишки низкая – менее 1 случая на 100 000 населения, в то время как у афроамериканских мужчин этот показатель составляет 72 на 100 000. Экспериментальные исследования также указывают на механизмы, посредством которых желчные кислоты могут влиять на развитие рака толстой кишки. Воздействие высоких концентраций DCA на клетки толстой кишки увеличивает образование реактивных форм кислорода, вызывая окислительный стресс, а также повышает повреждение ДНК. Мыши, получавшие диету с добавлением DCA, имитирующую уровни DCA в толстой кишке у людей, придерживающихся диеты с высоким содержанием жиров, развили неоплазию толстой кишки, включая аденомы и аденокарциномы (рак), в отличие от мышей, получавших контрольную диету, содержащую в десять раз меньше DCA, у которых неоплазия толстой кишки не развивалась. Эффект урсодезоксихолевой кислоты (УДКА) на снижение риска колоректального рака изучался в нескольких исследованиях, особенно при первичном склерозирующем холангите и воспалительных заболеваниях кишечника, с различными результатами, частично связанными с дозировкой. Генетическая вариация ключевого фермента синтеза желчных кислот CYP7A1 повлияла на эффективность УДКА в профилактике колоректальных аденом в крупном исследовании.

Дерматология

Для удаления нежелательного жира могут использоваться желчные кислоты в виде подкожных инъекций (см. Мезотерапия). Дезоксихолевая кислота в качестве инъекционного препарата получила одобрение FDA для разрушения подбородочного жира. Клинические испытания III фазы продемонстрировали значительные результаты, хотя у многих испытуемых наблюдались умеренные побочные эффекты, включая синяки, отечность, боль, онемение, покраснение и уплотнение в области обработки.