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一、膽汁酸的結(jié)構(gòu)
膽汁酸是以膽烷酸為母核的一種甾體類化合物，由 3 個(gè)六元環(huán)（六碳固醇環(huán)）、1個(gè)五元環(huán)（五碳固醇環(huán)）組成的甾體骨架和 1 個(gè)短的脂肪族側(cè)鏈構(gòu)成（如圖1）。分子中的A環(huán)和B環(huán)反向連接，導(dǎo)致整體形狀彎曲，使整個(gè)膽汁酸分子形成穴狀結(jié)構(gòu)（如圖2）。a面連接羥基(最多三個(gè))具有親水性；β面連接甲基(三個(gè))具有疏水性，α和β分別指向凹面和凸面；因此，可以區(qū)分出具有親水性和疏水性的兩個(gè)相對(duì)面。基于該特殊的分子結(jié)構(gòu)使膽汁酸分子具有了表面活性，在腸道內(nèi)形成膠束或混合膠束，促進(jìn)脂類物質(zhì)的消化、吸收。
圖1 膽汁酸分子結(jié)構(gòu)通式
圖2 膽汁酸分子的椅式結(jié)構(gòu)
圖3 膽汁酸的空間填充模型
二、膽汁酸的HLB值
圖4 常見乳化劑的HLB值
機(jī)體內(nèi)的膽汁酸多以鈉鹽或鉀鹽的形式存在，其親水親油平衡值(HLB值)≈18；膽鹽與溶血磷脂混合物的HLB值≈10。不管是膽汁酸鹽還是膽鹽與溶血磷脂混合物均可形成疏水面朝內(nèi)而親水面朝外的膠束，將不溶于水的脂類物質(zhì)包裹在膠束中心。
三、膽汁酸的臨界膠束濃度CMC
大多數(shù)膽汁酸的CMC值在1-20mmol/L之間,但這一數(shù)值在很大程度上取決于膽汁酸的種類、離子強(qiáng)度等。超過臨界膠束濃度(CMC)時(shí)，膽汁酸發(fā)生聚集，從單體分子轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單膠束。簡(jiǎn)單膠束能溶解膽固醇和磷脂、其他類型的脂質(zhì)。
四、膽汁酸的膠束
每個(gè)膽汁酸分子的疏水部分朝內(nèi)親水基團(tuán)朝外，脂質(zhì)在膠束中心的疏水部分被溶解。膽汁酸的簡(jiǎn)單膠束看起來像圓盤（見圖5），直徑約為3nm。在簡(jiǎn)單膠束中加入磷脂后，就形成了混合膠束，直徑約為 4-8nm，可溶解的膽固醇比簡(jiǎn)單膠束多3倍?；旌夏z束顯示為圓柱形，但當(dāng)脂質(zhì)與膽汁酸的比例較高時(shí)，膠束可能會(huì)拉長(zhǎng)，變成蚯蚓狀。
在膽汁中，混合膠束主要由膽汁酸、磷脂和膽固醇組成。在小腸中，混合膠束主要由膽汁酸、單甘酯和脂肪酸組成；脂溶性膳食成分(如脂溶性維生素和膽固醇)也會(huì)溶解到混合膠束中。膠束溶解會(huì)使脂肪酸和單甘酯的水濃度增加約 1,000 倍。
圖5 膽汁酸膠束
五、小結(jié)
無論是游離型還是結(jié)合型膽汁酸，其分子內(nèi)都含有親水基團(tuán)，又含有疏水基團(tuán)，故而膽汁酸的立體構(gòu)型具有親水和疏水兩個(gè)側(cè)面。這個(gè)不尋常的結(jié)構(gòu)使膽汁酸表現(xiàn)出很強(qiáng)的界面活性，能減小油脂和水之間的表面張力，形成膠束溶解脂類物質(zhì)，這對(duì)脂類物質(zhì)的消化吸收以及維持膽汁中膽固醇的溶解起到非常重要的作用。
