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一、膽汁酸的結構
膽汁酸是以膽烷酸為母核的一種甾體類化合物，由 3 個六元環(huán)（六碳固醇環(huán)）、1個五元環(huán)（五碳固醇環(huán)）組成的甾體骨架和 1 個短的脂肪族側鏈構成（如圖1）。分子中的A環(huán)和B環(huán)反向連接，導致整體形狀彎曲，使整個膽汁酸分子形成穴狀結構（如圖2）。a面連接羥基(最多三個)具有親水性；β面連接甲基(三個)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相對面。基于該特殊的分子結構使膽汁酸分子具有了表面活性，在腸道內形成膠束或混合膠束，促進脂類物質的消化、吸收。
圖1 膽汁酸分子結構通式
圖2 膽汁酸分子的椅式結構
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
機體內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而親水面朝外的膠束，將不溶于水的脂類物質包裹在膠束中心。
三、膽汁酸的臨界膠束濃度CMC
大多數膽汁酸的CMC值在1-20mmol/L之間,但這一數值在很大程度上取決于膽汁酸的種類、離子強度等。超過臨界膠束濃度(CMC)時，膽汁酸發(fā)生聚集，從單體分子轉變?yōu)楹唵文z束。簡單膠束能溶解膽固醇和磷脂、其他類型的脂質。
四、膽汁酸的膠束
每個膽汁酸分子的疏水部分朝內親水基團朝外，脂質在膠束中心的疏水部分被溶解。膽汁酸的簡單膠束看起來像圓盤（見圖5），直徑約為3nm。在簡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單膠束多3倍。混合膠束顯示為圓柱形，但當脂質與膽汁酸的比例較高時，膠束可能會拉長，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)也會溶解到混合膠束中。膠束溶解會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
無論是游離型還是結合型膽汁酸，其分子內都含有親水基團，又含有疏水基團，故而膽汁酸的立體構型具有親水和疏水兩個側面。這個不尋常的結構使膽汁酸表現(xiàn)出很強的界面活性，能減小油脂和水之間的表面張力，形成膠束溶解脂類物質，這對脂類物質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。
