miniatura|dereita|300px|Estrutura do ácido cólico mostrando as súas relacións con outros ácidos biliares. Os ácidos biliares son ácidos derivados do colesterol que se encontran fundamentalmente na bile dos mamíferos. Teñen a capacidade de conxugarse con aminoácidos e combinarse con catións, xeralmente o sodio (Na+) formando sales biliares. A principal función dos ácidos biliares e os seus sales é facilitar a formación de micelas, que facilitan o procesamento das graxas da dieta e a súa posterior absorción. Teñen tamén outras funcións como moléculas reguladoras.
Os ácidos biliares son fundamentalmente os ácidos cólico, quenodesoxicólico, desoxicólico, litocólico, e os seus derivados conxugados que forman sales, como o ácido taurocólico e o ácido glicocólico (derivados do ácido cólico), que supoñen o 8% do total de sales biliares, e outros sales.
Tipos miniatura|dereita|400px|Síntese dos restantes 10 ácidos graxos, 2 secundarios e 8 conxugdos a partir dos dous ácidos biliares primarios.. Nos humanos, a síntese de ácidos biliares faise a partir do colesterol primeiramente nos hepatocito do fígado, e despois no intestino pola acción das bacterias. Distinguiremos entre ácidos biliares primarios e secundarios e os derivados destes, os ácidos biliares conxugados e os sales biliares.
Ácidos biliares primarios Hai dous ácidos biliares primarios que se sintetizan nos hepatocitos a partir do colesterol, son o ácido cólico e o ácido quenodesoxicólico,:357-358 Nos hepatocitos prodúcese unha oxidación do colesterol mediada por encimas da familia do citocromo P450, que orixina estes dous ácidos. Aproximadamente, sintetízanse diariamente 600 mg de sales biliares para substituír os ácidos biliares que se perden nas feces, pero se segrega moito máis, porque se reabsorben.:359 Nos humanos, o paso limitante da síntese é a reacción de adición dun grupo hidroxilo na posición 7 do núcleo esteroide do colesterol polo encima colesterol 7 alfa-hidroxilase (CYP7A1). O ácido cólico e o colesterol regulan a actividade deste encima; o ácido cólico faina decrecer, e o colesterol faina aumentar.
Os ácidos biliares primarios sofren conxugación con aminoácidos (véxase máis adiante) e almacénanse na vesícula biliar, onde se concentran, antes de ser vertidos no duodeno durante a dixestión.
Ácidos biliares conxugados Nas células hepáticas e antes da súa secreción os ácidos biliares mencionados deben ser conxugados (unidos) á glicina ou a taurina (dous aminoácidos), para formar catro posibles ácidos biliares conxugados: os ácidos glicocólico e taurocólico (derivados do ácido cólico), e os ácidos glicoquenodesoxicólico e tauroquenodesoxicólico (derivados do ácido quenodesoxicólico) :358 As bacterias do intestino desconxugan estes ácidos e transforman os primarios en secundarios. Unha vez que os secundarios se reabsorban e volvan ao fígado serán conxugados tamén e segregados de novo ao intestino, polo que se forman catro ácidos biliares conxugados máis: os ácidos glicodesoxicólico e taurodesoxicólico (derivados do ácido desoxicólico) e os ácidos glicolitocólico e taurolitocólico (derivados do ácido litocólico).
Ácidos biliares secundarios Cando os conxugados dos ácidos cólico e quenodesoxicólico se segregan ao lume do intestino, as bacterias desconxugan e deshidroxilan parcialmente estas moléculas orixinando os ácidos biliares secundarios, que son o ácido desoxicólico (derivado do ácido cólico) e o ácido litocólico (derivado do ácido quenodesoxicólico).:358 Estes ácidos biliares poden ser reabsorbidos no intestino e volver ao fígado por medio da circulación enterohepática.
Sales biliares Os ácidos biliares (xeralmente os conxugados) están ionizados ou poden formar sales con catións como o ión sodio, polo que tamén se denominan sales biliares :358, os cales teñen importantes funcións fisiolóxicas. Os que derivan dos ácidos biliares primarios conxugados denomínanse sales biliares primarios, e os que derivan dos secundarios son sales biliares secundarios. Por tanto, non é o mesmo ácido biliar que sal biliar, xa que os sales biliares son os ácidos biliares (xeralmente conxugados) ionizados ou combinados con catións.
O pKa dos ácidos biliares non conxugados é 7, e o pH do duodeno está entre 3 e 5,:358 polo que os ácidos biliares non conxugados que fosen segregados ao duodeno estarían sempre protonados (non ionizados), o que os fai relativamente insolubles en auga. Polo contrario, os ácidos biliares conxugados con aminoácidos teñen un pKa menor, entre 1 e 4.:358 Por esta razón os ácidos biliares conxugados están case sempre desprotonados (ionizados con carga negativa) no duodeno, o que os fai moito máis hidrosolubles e con moita maior capacidade de exerceren as súas funcións fisiolóxicas de emulsionar as graxas durante a dixestión.'Essentials of Medical Biochemistry, Lieberman, Marks and Smith, eds, p432, 2007'
Outra vantaxe que ten este incremento de solubilidade é que impide a reabsorción pasiva desas substancias unha vez segregadas ao intestino (pero hai transporte activo). Como resultado, a concentración de ácidos biliares/sales biliares no intestino delgado pode permanecer alta dabondo como para formar micelas e solubilizar os lípidos en dixestión. A "concentración micelar crítica" é a cantidade de ácidos biliares necesaria para que funcione a formación espontánea e dinámica das micelas.Salette Reisa, Carla Guimarães Moutinhob, Carla Matosa, Baltazar de Castroc, Paula Gameiroc, José L.F.C. Lima. Noninvasive methods to determine the critical micelle concentration of some bile acid salts. Analytical Biochemistry. Volume 334, Issue 1, 1 November 2004, Pages 117–126.
Circulación enterohepática A circulación enterohepática é a circulación de ácidos e sales biliares entre o fígado e o intestino por vía sanguínea. Os sales biliares primarios son absorbidos nun 90-95% no íleo e pasan por vía sanguínea ao fígado. O 5-10% restante chega ao colon onde as bacterias os converten en ácidos biliares secundarios, que alí son absorbidos tamén en parte, pasan ao sangue e volven ao fígado. A fracción que non se absorba é expulsada coas feces. Todos estes ácidos biliares que volven ao fígado, serán conxugados alí e voltos a segregar á vesícula biliar e despois ao intestino, polo que hai unha continua recirculación.
Funcións e produción Ademais de emulsionar os lípidos formando micelas para facilitar a súa dixestión polos encimas dixestivos (lipases) e a súa absorción e paso aos vasos quilíferos da parede intestinal, os ácidos biliares tamén desempeñan outras funcións, como son: eliminar o colesterol do corpo, dirixir o fluxo de bile para eliminar catabolitos do fígado, emulsionar vitaminas liposolubles no intestino para que poidan ser absorbidas, axudar á redución da flora bacteriana que se encontra no intestino delgado e no tracto biliar, e funcionar como moléculas sinalizadoras a través do receptor FXR (e outros) que interveñen na homeostase da glicosa e lípidos.La página de Bioquímica médica Ácidos biliares
Os ácidos biliares poden ser vistos tamén como unha especie de hormonas esteroides, debido a esa capacidade de unirse ao receptor nuclear farnesoide FXR, ou aos receptores de membrana TGR5 .
A síntese de ácidos biliares é a principal ruta do metabolismo do colesterol na maioría das especies non humanas e nos humanos é unha ruta moi importante. O corpo humano produce uns 800 mg de colesterol ao día e aproximadamente a metade vai utilizarse para a síntese de ácidos biliares. En total segréganse arredor de 20-30 gramos de ácidos biliares no intestino cada día. Aproximadamente o 90% dos ácidos biliares excretados reabsórbense por transporte activo no íleo e outra pequena porción no colon, e son reciclados ao entraren na circulación enterohepática, que devolve os sales biliares intestinais por vía sanguínea ao fígado. Isto permite que haxa unha taxa de síntese moderada á vez que se mantén unha taxa de secreción ao aparato dixestivo alta.
Estrutura química miniatura|dereita|500px|Denominación de letras dos aneis e numeración dos átomos recomendada pola IUPAC para o esqueleto dos esteroides. Os catro aneis A-D forman o núcleo de esterano. 300px|miniatura|Molécula de colesterol numerada. Os ácidos biliares son unha gran familia de moléculas, composta por unha estrutura esteroide básica de catro aneis, unha cadea lateral de 5 a 8 carbonos que remata nun grupo ácido carboxílico, e a presenza (con determinadas orientacións) de varios grupos hidroxilo. Os catro aneis están etiquetados de esquerda a dereita coas letras A, B, C, e D, e o anel D é de 5 carbonos e os outros aneis de 6. Os grupos hidroxilo poden estar en dúas posicións, denominadas beta (debuxado con liña ou cuña continua) e alfa (debuxado con liña ou cuña descontinua). Todos os ácidos biliares teñen un grupo hidroxilo na posición 3, que deriva directamente da molécula precursora colesterol. No colesterol o conxunto dos aneis é plano e o OH ten orientación beta.G. P. Moss (1989). "Nomenclature of Steroids (Recommendations 1989)". Pure & Appl. Chem. 61 (10): 1783–1822. doi:10.1351/pac198961101783. http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/steroid/ . PDF "IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN). The nomenclature of steroids. Recommendations 1989". Eur. J. Biochem. 186 (3): 429–58. December 1989. doi:10.1111/j.1432-1033.1989.tb15228.x. PMID 2606099.
Síntese Para a síntese dos ácidos biliares completos requírense 17 encimas do citosol, retículo endoplasmático, mitocondrias e peroxisomas.
En moitas especies o paso inicial para a formación de ácidos biliares é a adición dun grupo hidroxilo adicional en posición 7-alfa. A seguinte reacción consiste en alterar a unión entre os aneis A e B, facendo que a molécula se dobre (no colesterol o conxunto de aneis era plano), e, nese proceso, o grupo 3-hidroxilo pasa a ter orientación alfa (no colesterol era beta). Así o esqueleto esteroide básico dun ácido biliar (de 24 carbonos) empeza tendo dous grupos hidroxilo nas posicións e orientacións 3-alfa e 7-alfa. Este composto é o ácido quenodesoxicólico (ou ácido 3-alfa,7-alfa-dihidroxi-5-beta-colan-24-oico). O nome deste composto indica as súas características. Como este composto foi illado primeiramente nos gansos leva o prefixo "queno" (do grego χήν, ganso) . Tamén leva no seu nome "desoxi" porque ten un OH menos ca o ácido cólico que xa se coñecía con anterioridade. A parte "5-beta" do seu nome denota a orientación dos aneis A e B, que están dobrados. O termo "colan" denota unha determinada estrutura esteroide de 24 carbonos. Finalmente, a parte final ácido... "24-oico" indica que ten o grupo carboxilo no carbono 24, no final da cadea lateral. Moitas especies producen ácido quenodesoxicólico, que é un ácido biliar bastante funcional. Os ácidos biliares sintetizados no fígado, como o quenodesoxicólico (e o cólico), denomínanse "primarios".
Nos humanos o primeiro que ocorre é que o colesterol se debe converter en 7-alfa-hidroxicolesterol, e isto pode facerse por dúas vías, a vía clásica e a ácida. Na vía clásica, o colesterol é convertido en 7-alfa-hidroxicolesterol no retículo endoplasmático polo encima colesterol 7-alfa-hidrolase (CYP7A1), un membro da familia do citocromo P450, reacción que é o paso limitante da ruta. Na outra vía, actúan o encima mitocondrial esterol 27-hidroxilase (CYP27A1) e despois o encima CYP7B1, que orixinan igualmente o 7-alfa hidroxicolesterol, pero por esta vía alternativa só vai o 5% das moléculas.G Salen, S Shefer. Bile Acid Synthesis. Annual Review of Physiology. Vol. 45: 679-685 (Volume publication date March 1983). DOI: 10.1146/annurev.ph.45.030183.003335. N B Javitt. Bile acid synthesis from cholesterol: regulatory and auxiliary pathways. The Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology.