Lingvální lipáza

Lingvální lipáza (Lingvistická lipáza) ( kód EC 3.1.1.3 ) je členem rodiny trávicích enzymů nazývaných triacylglycerollipázy , které využívají katalytickou triádu aspartát , histidin a serin k hydrolýze triglyceridů se středním a dlouhým řetězcem na částečné glyceridy a volné mastné kyseliny . . Enzym, který vstupuje do úst spolu se slinami, katalyzuje první reakci trávení lipidů z potravy, přičemž hlavním reakčním produktem jsou diglyceridy [1]. Avšak díky jedinečným vlastnostem lingvální lipázy, včetně optimálního pH 4,5-5,4 a její schopnosti katalyzovat reakce bez žlučových solí , se lipolytická aktivita rozšiřuje až do žaludku [2] . Uvolnění enzymu je signalizováno autonomním nervovým systémem po požití, kdy serózní žlázy pod obvodovými a listovými lingválními papilami na povrchu jazyka [3] vylučují lingvální lipázu do žlábků obvodové a listové papily, lokalizované spolu s receptory tukové chuti . Hydrolýza tuků v potravě je důležitá pro vstřebávání tuků v tenkém střevě, protože triacylglyceridy s dlouhým řetězcem nemohou být absorbovány a až 30 % tuku je hydrolyzováno během 1–20 minut po požití samotné lingvální lipázy [2] .

Navrhovaný mechanismus

Lingvální lipáza využívá katalytickou triádu asparagové kyseliny-203 (Asp), histidinu-257 (His) a serinu-144 (Ser) k zahájení hydrolýzy triglyceridu na diacylglycerid a volnou mastnou kyselinu. Za prvé, existuje deprotonační řada , která dělá serin nejlepším nukleofilem . Osamělý kyslíkový pár serinu pak podléhá nukleofilní adici buď k prvnímu nebo třetímu karbonylu triacylglycerolu . Poté se elektrony, které se přesunuly za účelem vytvoření karbonylu, přenesou zpět dolů, aby reformovaly karbonyl. Odstupující skupina diacylglycerolu je poté protonována His-257. Po dalším kole deprotonace se osamocený pár na vodním kyslíku podrobí nukleofilní adici na karbonyl převedený v předchozím kroku. Elektrony, které vyšly z karbonylu, se vrátí dolů, aby jej přeměnily a nastartovaly Ser, který znovu spustí deprotonační řetězec. Konečnými produkty reakce jsou konzervativní katalytická triáda, diacylglycerol a volná mastná kyselina. Monoacylglycerid je také přítomen v nižší koncentraci a vzniká po druhém cyklu hydrolýzy stejným mechanismem. Působí na triglyceridy, pomáhá rozkládat potravu ve slinách.

Cystická fibróza

U pacientů s cystickou fibrózou (CF) je 85% šance, že navíc zaznamenají účinky exokrinní pankreatické insuficience [4] . V nejextrémnějších případech tito pacienti neprodukují pankreatickou lipázu , ale i když enzym zcela chybí, tuk se stále vstřebává [4] . Studie ukázaly, že i v těchto případech je lingvální lipáza přítomna v normálním množství [5] a tvoří více než 90 % celkové lipázové aktivity v duodenu [2] . To může být způsobeno tím, že lingvální lipáza má nízké pH optimum, a tak může zůstat aktivní, když prochází žaludkem do duodena, kde mají pacienti s CF nízké pH. Bylo tedy navrženo, že možnou možností léčby exokrinní pankreatické insuficience by byla enzymatická substituční terapie pomocí lingvální lipázy, která by zvýšila absorpci tuků z potravy a snížila riziko malnutrice . Navrhovaný mechanismus lingvální lipázy, přednostně štěpící triacylglyceroly s krátkým a středním řetězcem, poskytuje prostředek pro absorpci bez potřeby tvorby micel a chylomikronů . Volné mastné kyseliny s krátkým a středně dlouhým řetězcem mohou být absorbovány přímo přes slizniční buňky do krevního řečiště bez dalšího balení, a proto hrají zásadní roli ve výživě pacientů s CF (a novorozenců).

Trávení tuku u novorozenců

V děloze je plod odkázán na vysokosacharidovou dietu a od 26. týdne gestace jsou u plodu přítomny jazykové i žaludeční lipázy. Po porodu se hlavním zdrojem výživy stává tuk v mateřském mléce nebo mléčné náhražce . Míra absorpce tuku v potravě u novorozenců je mnohem nižší než u dospělých, 65–80 % ve srovnání s >95 %, což může být způsobeno nízkou aktivitou pankreatické lipázy [1] . Navíc mléčný tuk není dobrým substrátem pro pankreatickou lipázu. Tato skutečnost v kombinaci s nedostatkem žlučových solí a nízkým pH v celém neonatálním gastrointestinálním traktu vyžaduje, aby lingvální lipáza byla primárním enzymem katalyzujícím hydrolýzu tuku v potravě. Tato enzymatická aktivita byla pozorována již ve 26. týdnu gestačního věku, přičemž schopnost hydrolyzovat tuky v potravě se lišila podle vyspělosti trávicího traktu [1] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 „Lingvální lipáza a její role při trávení dietních lipidů“ . Journal of Clinical Investigation . 52 (1): 88-95. leden 1973. DOI : 10.1172/JCI107177 . PMID  4682389 .
2. ↑ 1 2 3 Ross W. Shepherd. Cystická fibróza: poruchy výživy a střev . - Boca Raton, Fla.: CRC Press, 1989. - 169 stran str. - ISBN 0-8493-6954-1 , 978-0-8493-6954-4.
3. ↑ „Receptory a buňky pro chuť savců“. příroda . 444 (7117): 288-94. listopad 2006. doi : 10.1038/nature05401 . PMID  17108952 .
4. ↑ 1 2 “Lingvální lipáza u cystické fibrózy. Kvantifikace enzymové aktivity v horní části tenkého střeva pacientů s exokrinní pankreatickou insuficiencí“ . Journal of Clinical Investigation . 73 (2): 374-82. února 1984. DOI : 10.1172/JCI111222 . PMID  6699170 .
5. ↑ „Přečištění lingvální amylázy ze serózních žláz krysího jazyka a charakterizace lingvální amylázy a lingvální lipázy krysy“ . Journal of Dental Research . 68 (2): 139-45. února 1989. DOI : 10.1177/00220345890680020801 . PMID2465330  . _