В Западных странах 35-40 % потребляемых ка­лорий приходится на жиры, доля триглицери­дов (ТГ) из них составляет 95 % [1]. Жирные кислоты (ЖК) являются главным метаболическим суб­стратом для образования клетками энергии (9 ккал/г), а также они сами или их дериваты (эйкозаноиды, про- стагландины, изопростаны, лейкотриены и другие) уча­ствуют в дифференцировке и пролиферации клеток, в эндокринной и иммунной регуляции. Из этого следу­ет, что процесс абсорбции длинноцепочечных жирных кислот (ДЖК) является чрезвычайно важным. Избы­точные потребление и всасывание жиров ведут к ожи­рению и развитию инсулинорезистентности [1][2]. Из органов, участвующих в липидном гомеостазе, тонкий кишечник наименее изучен, хотя именно он отвечает за биодоступность жиров и играет ведущую роль в регуля­ции постпрандиальной гипертриглицеридемии за счет продукции хиломикронов (ХМ). Изменения состава и количества XM ведут к замедлению их клиренса, что напрямую повышает атерогенность. Нарушение секре­ции XM после приема пищи также влияет на метабо­лизм других циркулирующих липопротеинов, особенно липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) [3]. Более того, клиренс триглицеридов (ТГ) и XM может отражать количественное содержание ЖК в крови, спо­собствующее развитию инсулинорезистентности и сти­муляции секреции ЛПОНП [4][5]. Упомянутые факты объясняют повышенный интерес к роли XM в возник­новении дислипидемии, патогенезе сердечно-сосуди­стых заболеваний и инсулинорезистентности, которые часто ассоциируются с ожирением. Поэтому понимание молекулярных механизмов регуляции абсорбции ДЖК важно для разработки новых подходов в терапии мета­болического синдрома.

Цель обзора — описать роль липид-связываютцих белков (ЛСБ) в тонкокишечной абсорбции ДЖК, вклю­чая молекулярные аспекты данного процесса.

По своей природе ТГ гидрофобны, но в пищевари­тельном тракте они становятся растворимыми под дей­ствием желчных кислот и липаз, превращающих их в две ЖК и моноацилглицерол. В нормальных условиях абсорбция ДЖК происходит преимущественно в тон­кой кишке энтероцитами в верхней части ворсинок [6]. При избыточном потреблении богатой жирами пищи к абсорбции подключаются дистальные отделы тонкой кишки [7]. Кишечная абсорбция ДЖК включает три эта­па: клеточный захват, транспорт, синтез и секрецию ли­попротеинов [8].

Энтероциты — высокополяризованные клетки, име­ющие микроворсинки на апикальной мембране. Они на­зываются щеточной каемкой (ГЦК), которая значительно увеличивает абсорбционную поверхность тонкого ки­шечника. Микроворсинки и слой покрывающей их слизи образуют уникальный компартмент, имеющий низкую pH, генерируемую H+/Na+ антипортом на ГЦК, необхо­димый для мицеллярной диссоциации и протонизации ДЖК [9]. Протонизация облегчает последующий кле­точный захват, преимущественно путем пассивной диф­фузии [8]. Вышеперечисленное объясняет, почему при прерывистом поступлении жиров эффективна кишечная абсорбция ДЖК. Однако возникает вопрос о роли ЛСБ (FABPpm, FATP4, CD36 и кавеолин-1) в механизмах аб­сорбции ДЖК.

Экспрессия FABPpm выявляется в органах с высоким метаболизмом липидов [10]. FABPpm находится на ГЦК и латеральной мембране энтероцитов [11]. Роль FABPpm в абсорбции ДЖК подтверждается тем, что обработка то­щекишечных эксплантатов антителами против FABPpm, приводит к прекращению захвата ДЖК [12]. Аминокис­лотная последовательность FABPpm оказалась идентич­ной митохондриальной аспартат-аминотрансферазе, которая катализирует реакцию трансаминирования на внутренней мембране митохондрий [13], что отражает другую функцию этого белка — регуляцию цитоплазма­тического и митохондриального NADH/NAD+ соотноше­ния. Данные этих исследований показывают, что двойное расположение FABPpm возможно связано с абсорбцией жирных кислот и редокс-потенциалом митохондрий [14].

FATP4 мембранный белок, относящийся к семейству FATP, которое включает пять изоформ у грызунов и шесть изоформ у человека, каждая из которых экспрессируется различными тканями [15], но, главным образом, высоко дифференцированными энтероцитами тощей кишки. Первоначально FATP4 был обнаружен на ГЦК [16], но дальнейшие исследования показали, что он преимуще­ственно локализуется в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) [17][18]. Исследования, проведенные на изолиро­ванных энтероцитах мышей нокаутных по FATP4, демон­стрируют отсутствие у них слоя слизи и снижение транс­порта ДЖК [16][19]. Однако трехмерная структура FATP4 доказывает, что белок находится на цитоплазматическом участке ГЦК и имеет короткую внеклеточную последова­тельность Ν-концевого участка, не содержащего ДЖК- связывающего домена [20][21]. Эти свойства наряду с вну­триклеточным расположением FATP4 вызывают споры о его роли в качестве транспортера ЖК на апикальной мембране, либо транслоказы в энтероцитах. Последние исследования выявили, что FATP4 имеет эндогенную ацил-КоА синтетазную активность в отношении ДЖК [22], за счет чего поддерживается низкая концентрация ЖК внутри энтероцитов [18][22] Данная функция может объяснить вклад FATP4 в поглощение ДЖК и трансфор­мацию ЖК в активированные промежуточные продук­ты, используемые в ходе метаболизма [23].

Несмотря на это у нокаутных по FATP4 мышей не вы­явлено нарушения всасывания ДЖК и сохраняется набор веса на богатой жирами диете. Только незначительная аккумуляция ТГ, наблюдаемая в энтероцитах FATP4- дефицитных мышей на высокожировой диете [24], пред­полагает, что FATP4 возможно участвует в процессинге ТГ через ацилирование ДЖК [18]. Вклад РАТР4-Ацетил- KoA в активацию всасывания ДЖК в тонкой кишке не­известен, потому что Ацетил-КоА активность не была подтверждена у РАТР4-нокаутных мышей [24]. Однако показано, что FATP4 и длинная цепь 5-ацил-КоА синтетазы - белки с Ацетил-КоА активностью, имеют высо­кую экспрессию в тонком кишечнике [25]. Нокаутные по 5-ацил-КоА синтетазе мыши показывают снижение на 60% скорости активации тонкокишечных ДЖК, но делеция по FATP4 не влияет на их абсорбцию. Таким обра­зом, FATP4 несущественен для липидной абсорбции, но может влиять на синтез и секрецию липопротеинов бога­тых ТГ за счет ацетил-Ко-А активности. В соответствии с этой гипотезой снижение экспрессии FATP4 в кишечнике у мышей [26] и глицин-209-серин полиморфизм FATP4 человека [20] приводят к снижению постпрандиальной гипертриглицеридемии. FATP4 играет ключевую роль в ЖК-индуцированной секреции глюкагоноподобного пептида I (ΓΓΊΓΊ-1) эндокринными клетками кишечника [27]. Это открывает новые перспективы, так как аналоги ΓΓΊΓΊ-1 снижают постпрандиальную гиперлипидемию пу­тем уменьшения всасывания ТГ [28].

CD36 — многофункциональный гликопротеин, впер­вые обнаруженный в адипоцитах, распространен в ор­ганах с высоким метаболизмом липидов (адипоциты, миоциты). CD36 связывает ионизированные ДЖК со сродством в наномолярном диапазоне концентраций со стехиометрией ЗЖК: 1CD36. CD36 также связывает коллаген, анионные фосфолипиды, окисленные ЛПНП, тромбоспондин-1 и бета-амилоид [29]. Его многофунк­циональность объясняется отношением к группе ска- венджер-рецепторов. В тонком кишечнике грызунов и человека CD36 находится преимущественно на ЩК в верхних двух третях ворсинки энтероцита проксималь­ного участка тонкой кишки [30][32]. Уровень его экспрес­сии положительно коррелирует с количеством жиров в пище [33][34]. В противоположность активному участию CD36 в поглощении ДЖК миоцитами или адипоцитами, данная функция CD36 в кишечнике минимальна.

Делеция CD36 либо незначительно снижает абсорб­цию ДЖК в энтероцитах [36], либо не влияет на неё [37]. Исследования с изолированным участком кишки показа­ли, что нокаутинг CD36 у мышей не влияет на всасывание липидов в кишечнике [38]. Эти данные подтверждаются нормальным уровнем элиминации жиров с фекалиями у СОЗб-нокаутных мышей, за исключением очень ДЖК [36][39][40]. Это объясняется тем, что энтероциты под­вергаются воздействию большого количества жиров в постпрандиальный период и просветный уровень ДЖК может превышать возможности СР)36-абсорбции. При этом слой слизи поддерживает эффективную абсорб­цию ЖК, в результате чего отпадает необходимость в белковом транспортере. Несмотря на несущественную роль CD36 в поглощении ЖК, его делеция значитель­но ухудшает включение ТГ в XM [40][41]. Наряду с ГЦК CD36 присутствует в ЭПР, который формирует боль­шие везикулы, способные транспортировать пре-ХМ из ЭПР (прехиломикрон-транспортные везикулы - ПХТВ). Хотя точная функция CD36 на данном этапе не ясна, его вклад неоспорим, так как образование ПХТВ блокирова­но у СОЗб-нокаутных мышей [42]. Таким образом, CD36 является ключевым элементом в механизме абсорбции ДЖК через активацию образования ХМ, но при этом он не самый эффективный транспортер ДЖК. Показа­но участие CD36 в поглощении небольшого количества ДЖК, особенно в начале абсорбции, до массивного их притока [39]. CD36, как и FATP4, также обнаруживается в эндокринных клетках проксимальной части кишечника и играет важную роль в ЖК-индуцированной секреции холецистокинина [43].

Кавеолины (Cav) — небольшие мембранные белки (21-24 кД), связанные с липидными рафтами. Из дан­ного семейства только кавеолины 1-3 экспрессируются кишечником [44]. Кавеолы, колбовидные инвагина­ции плазматической мембраны, выполняют множество функций в физиологии клетки, в том числе служат сиг­нальными платформами для клатрин-независимого ме­ханизма эндоцитоза [45]. Кавеолин-опосредованный эндоцитоз может включать внутриклеточный транспорт ЖК в энтероцитах [46]. Такая возможность поддержива­ется множеством аргументов: кавеолы находятся на ГЦК [47], кавеолы являются детергент-устойчивым доменом ГЦК и способны концентрировать большое количество ЖК, особенно после приема пищи [48], Cav-I играет главную роль в формировании кавеолы [45][49], являет­ся ЖК-связывающим белком [50] и найден в кавеолярных внутриклеточных везикулах (KBB) в цитозоле [51]. Эти находки объясняют, почему Cav-1-нокаутные мыши устойчивы к алиментарному ожирению и демонстрируют гипертриглицеридемию натощак, вместе с аномалиями адипоцитов [52]. Постпрандиальная гипертриглицеридемия у них не связана с мутациями липопротеинлипазы, что доказывает участие Cav-I в кишечной абсорбции. При этом, Cav-1-дефицитные мыши имеют стеаторею на фоне высокожировой диеты [51]. Считается, что ЛСБ участвуют в кавеол-опосредованном эндоцитозе ЖК. В фибробластах Cav-I обнаруживается вместе с CD36 на уровне липидных рафт [53], также CD36 ассоциирован с кавеолами на ГЦК энтероцита [51][54]. Однако трансфек­ция кавеолина может быть эффективна и в отсутствии CD36 (например, в клетках НЕК-293) [55], также CD36 не интегрирован в KBB [51].

Таким образом, присутствие слоя слизи на апикаль­ном полюсе энтероцита вместе с мембранными ЛСБ и существование KBB не вносят большого вклада в белок- опосредованный транспорт ДЖК. Это не относится к CAV-1, но его вовлечение в поглощение ЖК, возможно не благодаря функции ЛСБ, а ввиду ключевой роли в формировании кавеолы. CD36 (ЛСБ, считавшийся ра­нее основным транспортером ДЖК) играет другую роль в метаболизме жиров. И наоборот, пассивная диффу­зия, обладающая высокой емкостью и низкой аффин­ностью, играет ключевую роль в абсорбции ДЖК. При­мечательно, что эффективность пассивной диффузии зависит от клеточной способности поддерживать гра­диент концентрации ДЖК внутри и вне клетки. Боль­шое количество растворимых цитоплазматических ЛСБ и их участие в метаболизме липидов помогают поддер­живать низкие концентрации ДЖК внутри энтероцита. Наряду с пассивной диффузией, существенный вклад в абсорбцию ДЖК вносит кавеолин-опосредованный транспорт. Защищая мембрану от действия детергентов и избытка ЖК, также направляя ЖК на этерификацию, этот механизм позволяет транспортировать большое их количество [47]. Везикуло-опосредованный транспорт не мешает пассивной диффузии ЖК и зависит от их по­ступления с пищей.

Учитывая функциональные возможности мембран­ных ЛСБ и физиологические особенности тонкого ки­шечника, вряд ли ЛСБ могут играть ключевую роль в качестве транспортеров ДЖК в процессе абсорбции. Од­нако они могут косвенно способствовать захвату ДЖК, оптимизируя их последующую внутриклеточную утили­зацию. Значительный прогресс достигнут в понимании функций FABP, особенно в формировании ПХТВ, лими­тирующей стадии абсорбции жиров в кишечнике.

До настоящего момента описана лишь связь между поступлением ЖК в кишечник и секрецией гормонов эн- тероэндокринными клетками, регулирующими не только переваривание и всасывание, но и потребление пищи [56]. Недавно обнаружено, что два ЛСБ (FATP4 и CD36) вовлечены в рецепцию ДЖК энтероэндокринными клет­ками. Поэтому рецепция и метаболический ответ на по­ступившие липиды открывают путь для поиска новых

терапевтических подходов для лечения дислипидемии [37][41], инсулинорезистентности и ожирения [2]. Ис­следования показывают не только большое содержание жира в пище, но также эффективность постпрандиального обмена определяют их поступление в кровь. Так как CD36 и другие ЛСБ играют роль в балансе между нако­плением ТГ и их секрецией энтероцитами, они могут яв­ляться терапевтическими мишенями для создания ново­го класса гиполипидемических препаратов.