Распределение липидов и белков в липопротеидных частицах

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 16Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Плазменные ЛП образуются и секретируются двумя видами клеток: печени и тонкого кишечника. Ядро или центр ЛП частицы содержит нейтральные липиды (ТГ) и эфир холестерина. Оно окружено оболочкой, построенной из белка и полярных ФЛ и неэтерифицированного холестерина. Белок и полярные липиды оболочки обеспечивают растворимость ЛП частицы в водной среде и возможность ее транспорта в токе крови, получение необходимых апопротеинов, отдачу холестерина.

В плазме крови человека имеются следующие классы ЛП:

ХМ и ЛПОНП образуются в кишечнике, ЛПОНП и ЛПВП - в гепатоцитах, ПНП и ЛПВП – в плазме крови.

ЛПП представляют собой транспортные формы жиров и холестерина. ХМ и ЛПОНП участвуют в транспорте жиров (ХМ – в транспорте экзогенных жиров, ЛПОНП – эндогенных). ЛПНП и ЛПВП участвуют в транспорте холестерина (ЛПНП - в клетки тканей, ЛПВП – экскреция из клеток и организма). ЛПНП содержат 40% ХС – атерогенные ЛПП, ЛПВП – антиатерогенная фракция ЛПП.

ЛПНП путем эндоцитоза поступают в клетку, захватываются лизосомами и расщепляются. В процессе захвата ЛПНП клетками тканей большую роль играет апопротеин В₁₀₀. Неэтерифицированный холестерин покидает лизосомы, поступает в эндоплазматическую сеть, где используется для построения клеточных мембран, может использоваться для образования желчных кислот, витамина Д, а также гормонов стероидной природы. Избыток свободного холестерина в клетке является для нее токсичным – нарушается проницаемость и метаболизм.

ЛПВП участвуют в перераспределение холестерина к местам утилизации, уменьшают эндоцитоз холестерина ЛПНП эндотелием аорты, регулируют содержание свободного ХС в желчи, являются депо апопротеина С-II, участвующего в активации ЛПЛ. Антиатерогенные свойства ЛПВП связаны с присутствием наличием фермента лецитин-холестерин-ацилтрансферазы (ЛХАТ), этерифицирующий холестерин, улавливаемый этими частицами, что обеспечивает извлечению новых порций неэтерифицированного организма из клеток и его экскрецию из организма через желчь и кишечник. Активатором ЛХАТ является апо-А-1. В плазме крови человека обнаружены ЛП с апо-А и ЛП с апо-Е, причем соотношение ЛПВП с апо-А и Е относятся как 7:1. ЛПВП обеспечивает передачу на другие ЛП необходимых им апопротеинов, фосфолипидов.

Табл. Распределение липидов и белков в липопротеидных частицах.

АПОПРОТЕИНЫ

Это белки, образующиеся преимущественно в клетках печени и частично в клетках тонкого кишечника. Главная их функция состоит в том, что они образуют с липидами растворимые комплексы, активируют ферменты липолиза триглицеридов крови и образования эфиров холестерина, обеспечивают захват эндотелиальными клетками сосудов липопротеидных частичек. Распределение и основные функции апопротеинов плазмы крови представлены в таблице 1.

Таблица. Классификация и роль апопротеинов

По классификации Фридериксона и соавторов, одобренной в 1980 г. ВОЗ, все первичные гиперлипопротеидемии подразделяются на 5 типов в зависимости от преобладания тех или иных фракций. В настоящее время эта классификация дополнена.

1 тип - ГИПЕРХИЛОМИКРОНЕМИЯ (экзогенная гиперлипедемия) характеризуется повышенным содержанием хиломикронов. Причиной возникновения гиперхиломикронемии считают врожденную недостаточность или отсутствие или недостаточность ее активатора – апопротеина С-2. Клинически для этого типа характерны гепатоспленомегалия, отложения в коже липидов в виде ксантом, внезапные приступы абдоминальных колик. При ограничении пищевых жиров в течение 1-2 недель происходит нормализация общего состояния и биохимических показателей.

ГИПЕРЛИПОПРОТЕИДЕМИИ

(Классификация гиперлипопротеидемий по Фридериксону (1967) в модификации ВОЗ)

2 тип - ГИПЕРБЕТАЛИПОПРОТЕИДЕМИЯ (семейная гиперхолестеринемия). Этот тип делится на два подтипа: IIа и IIб.

Подтип IIа характеризуется высоким содержанием ЛПНП. У гомозиготных носителей этот подтип заболевания проявляется с детского возраста, а у гетерозиготных – на 3-4 десятилетии жизни. Причиной, обусловливающей высокое содержание в крови ЛПНП, является отсутствие рецепторов к апопротеину-В₁₀₀ на поверхности клеток паренхиматозного и соединительнотканного типа, а при гетерозиготном IIа типе – их дефицит. В результате этих нарушений ЛПНП или вообще не поступают в клетку или поступают в уменьшенном количестве. Это приводит к накоплению ЛПНП и резкому повышению уровня холестерина в крови. Атеросклеротические изменения наблюдаются преимущественно в венечных артериях. Проявления ишемической болезни сердца и гибель от инфаркта миокарда возможны даже в детском и юношеском возрасте. Уровень ЛП в крови при этом подтипе гиперлипидемии с трудом поддается коррекции, в особенности, если проявления гиперлипидемии были отмечены в молодом возрасте.

Холестерол необходим для синтеза клеточных
мембран, биосинтеза стероидных гормонов, произ-
водства желчых кислот в печени. Если ЛНП не
поглощается клетками, уровень ЛНП в плазме зна-
чительно возрастает, что приводит к образованию
астеросклеротических бляшек в коронарных сосу-
дах и может вызвать инфаркт миокарда.

При исследованиях фибробластов, полученных у
пациентов с гиперхолестеролемией, выявили причины семейной ги-
перхолестеролемии.
В процессе исследования было выделено три типа
дефектов рецептора ЛНЛ.

При наиболее частой и
наиболее тяжелой форме гиперхолестеролемии ре-
цептор ЛПНП не может связаться с ЛПНП, и соответст-
вующий ген называется рецепторно-негативным.
Второй мутантный аллель, названный рецептор
недостаточным, связывает ЛПНП, но в значительн
о меньшем объеме. При третьем типе дефекта ре
цептор нормально связывает ЛНП, но не может не пе
ремещаться к окаймленной ямке для поглощения.

Подтип Пб характеризуется высоким содержанием ЛПНП и ЛПОНП. При этом подтипе гиперлипидемии высока вероятность возникновения атеросклероза. У пациентов отмечается избыточная масса тела, нарушение толерантности в глюкозе, жировая дистрофия печени.

Вторичные гиперлипопротеидемии этих двух подтипов наблюдаются при микседеме, нефротическом синдроме, миеломе, макроглобулинемии.

3-й тип - Дисбетта гиперлипопротеидемия («Флотирующая» ЛП) характеризуется присутствием аномальных ЛПОНП с электрофоретической подвижностью ЛПНП. Этот тип встречается редко. У пациентов отмечается высокое содержание холестерина в крови, патологическая толерантность к углеводам: нагрузка углеводами приводит к стойкой гиперлипедемии. Наряду с ишемической болезнью сердца встречаются атеросклеротические изменения в сосудах нижних конечностей и других периферических артериях. Атеросклероз у этих пациентов протекает тяжело. Для них также характерно наличие кожных ксантом, в которых основным компонентом является холестерин.

4-й тип - гиперпребетта-липопротеидемия («ИНДУЦИРОВАННАЯ УГЛЕВОДАМИ ЛИПЕМИЯ») характеризуется высоким содержанием ЛПОНП, которое сочетается с нормальным или пониженным количеством ЛПНП и ХМ. Этот распространенный тип гиперлипопротеидемии проявляется в молодом и среднем возрасте. В механизме возникновения играет роль как повышенное образование ТГ из углеводов, так и нарушения расщепления ТГ. Проявлению заболевания способствует диета, богатая углеводами, избыточная масса тела. Это атерогенный тип гиперлипопротеидемии, при котором атеросклеротические поражения наблюдается как в коронарных артериях, так и в других периферических сосудах.

Вторично это тип гиперлипопротеидемии встречается при алкоголизме, диспротенемии, лечении эстрогенами (в том числе и при использовании оральных контрацептивов).

5-й тип – Дисбетта и гиперпребетта-липопротеидемия («СМЕШАННАЯ ГИПЕРЛИПЕМИЯ») характеризуется высоким содержанием ЛПОНП и наличием ХМ во взятой натощак плазме крови. Это свидетельствует о сочетанном нарушении метаболизма триглицеридов экзогенного и эндогенного происхождения. В механизме развития ведущая роль принадлежит, по-видимому, повышенному образованию ЛП, но не исключается и нарушение элиминации их из крови.

Вторичная смешанная гиперлипемия развивается при ожирении, алкоголизме, панкреатитах, диспротеинемиях, применении оральных контрацептивов, нелеченом сахарном диабете.

Наряду с гиперлипопротеинемиями встречаются также и гиполипопротеинемии (см. таблицу).

Гиполипопротеинемии

ОБРАЗОВАНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ ФОСФОЛИПИДОВ

Одним из важнейших классов липидов у человека и высших животных являются фосфолипиды (ФЛ). Они гетерогенны, состоят из 4-компонентов: спирта, высшей жирной кислоты, азотистого основания и фосфорной кислоты. По спиртовой группе подразделяются на глицерофосфолипиды и сфинголипиды. Первые подразделяются на фосфатилхолины и фосфатидилэтаноламины. В организме человека 68 % всех ФЛ составляют фосфатилхолины, в их составе находится две жирные кислоты - ненасыщенная и насыщенная. Биосинтез ФЛ наиболее активен в печени и слизистой оболочке тонкого кишечника, откуда они поступают в русло крови. Всасывание ФЛ из желудочно-кишечного тракта происходит в основном из желчи, а с пищей поступает около 1-2 г в сутки.

ФЛ составляют структуру, определяют функциональные свойства центральной и периферической нервной системы. Они служат своеобразным биоизолятором для нервных структур при воздействии чрезмерных раздражителей. Разрушение липидного слоя аксона делает его невозбудимым.

ФЛ необходимы как обязательный компонент окислительного фосфорилирования в организме, проявления АТФ-азной активности и транспорта электронов.

Фосфатидилхолин, холин и их предшественники (метионин, серин) обладают липотропным эффектом, предохраняя печень от накопления жира.

Фосфатидилхолин обладает положительным инотропным действием на миокард, реализует кардитонический эффект адреналина, обладает холинолитическими свойствами, вызывает ионизацию Са и сокращение миофибрилл.

Из-за наличия в их структуре ненасыщенных жирных кислот они выступают как антиоксиданты или как субстраты свободно-радикального окисления.

Катаболизм ФЛ клеточных мембран осуществляется с помощью фосфолипаз, причиной повышения активности которых может быть повреждение мембран гипоксическими и иммунными факторами. Биологическая роль фосфолипазы А₂ заключается в удалении жирных кислот, подвергшихся перекисному окислению, участии в синтезе простагландина Е₂, повышении проницаемости мембран гранулоцитов при активации фагоцитоза.

Фосфоглицериды — основной класс
биологических мембран. Они состоят из молекулы глицерина
, две гидроксильные группы которого этерифицированы
жирными кислотами, а третья ос
татком фосфорной кислоты. Жирные ацильные цепи отличаются по структуре,
особенно в расположении двойных связей, кото-
рые определяют свойства белково-липидного
бислоя. Д
лина ацильной цепи и число двойных связей игра-
ют важную роль в изменении текучести мембраны.

Сфинголипиды - производные С18-аминоспир-
тов - второй основной тип мембранных липидов.
Наиболее распрострапенные сфинголипиды - это
церамиды, которые содержат или фосфатидилхо-
лин, или фосфатидилэтаноламин. Хотя сфинголипиды лишены глицеринового остова в от-
личие от фосфатидилглицерина, общая конформа-
ция двух типов липидов почти одинакова. Миелин,
липидное вещество, окружающее и изолирующее
многие нервные волокна, состоит в основном из
сфингомиелина.

Гликосфинголипиды - крупное подсемейство
сфинголипидов, которые содержат сахар, при-
соединенный в позиции С-10. Простейшие гли-
косфинголипиды — это цереброзиды, содержащие
единственный простой углевод, например, галакто-
зу или глюкозу. Цереброзиды находятся в мембра-
нах центральной нервной системы и участвуют
и изоляции нейрона. Вторая подгруппа семейст-
ва — ганглиозиды, к которым относятся более 60
видов молекул. Эти вещества содержат сложные
углеводы, которые выполняют несколько функций.
Их полисахаридные "головы" выступают над по-
верхностью клетки и служат специфическими ре-
цепторами для различных молекул. Ганглиозиды - специфические детерминанты
межклеточного взаимодействия, игра-
ют важную роль в росте и дифференцировке ткани.
Нарушение обмена ганглиозидов может приводить
к аутосомно-рецессивному заболеванию — ганг-
лиозидозу.

Различия между хорошо известными антигенами
групп крови А, В и О определяются особенностями
расположения углеводов в гликолипидах плазматической мембраны клетки. Как было сказано выше,
плазматическая мембрана постоянно обновляется;
следовательно, клетка должна обладать способно-
стыо разрушать сложные гликолипиды. При неко-
торых заболеваниях человека ферменты, необходи-
мые для разрушения этих гликолипидов, либо от-
сутствуют, либо дефектны. При таких состояниях
клетка не может расщеплять гликолипиды. Это
приводит к их накоплению в клетке, и, в конце кон-
цов, к гибели клетки. Заболевания, вызванные не-
способностью клетки к расщеплению сложных гли-
колипидов, называется мукополисахаридозами,
среди которых наиболее значимы синдром Гунтера,
синдром Гурлера, синдром Сапфилиппо (табл.).

Заболевания связанные с нарушением метаболизма сфинголипидов^*

* - материал для ознакомления.

Фосфоинозитиды - еще один важный класс
мембранных липидов. Липиды этого семейства н
пепосредственно участвуют в передаче некоторых
сигналов в клетку.
Инозитолсодержащие фосфолипиды - обязатель-
ные компоненты всех эукариотических клеток, они
составляют 2-8% от общего содержания всех ли-
пидов. Существует три основных вида ипозитолсо-
держащих фосфолипидов:

· Фосфоинозитолфосфат (РI)

· Фосфоинозитол-4-фосфат (РIР)

· Фосфоинозитол-4,5-фосфат (РIР₂)

Фосфоинозитол-фосфат составляет примерно
80 % всех фосфоинозитидов, находящихся в мем-
бране. Инозитолы синтезируются в эндоплазмати-
ческом ретикулуме путем серии ферментативных
реакций. В образовании различных фосфорилиро-
ванных форм ипозитола участвуют различные фосфокиназы. При поступлении сигнала активируется
семейство мембран-ассоциированных белков
специфические липазы, которые отщепляют ипозитольную группу от липида.

Этот процесс расщепления приводит к образован
ию двух высокоактивных молекул: Фосфорилированного инозитола, участвующего в открытии
кальцыевых
каналов и диацилглицерин
, являющийся одним из источником образования арахидоновой кислоты и эйкозаноидов в клетке.

Последствия дефицита ПНЖК

· Атеросклероз

· Желчно-каменная болезнь

· Нарушение образования простагландинов

· Изъязвления ЖКТ

· Нарушение сперматогенеза

Нарушения депонирования жира в жировых депо

(ожирение, исхудание)

Одной из особенностей метаболизма липидов в организме является их способность к накоплению. Жировая ткань не является инертным депо жира, в ней происходят интенсивные процессы обмена. Она обильно иннервирована, снабжена кровеносными капиллярами и способна не только поглощать жирные кислоты и триглицериды из крови, но и возвращать их обратно по мере потребности на энергетические нужды организма. Функцию физиологического депонирования нейтральных жиров в организме выполняют адипоциты в подкожной жировой клетчатке, сальнике, жировых капсулах органов и т. д.

Количество жировых клеток у взрослых величина постоянная. Нарушение депонирования жира в жировых депо может проявляться в виде ожирения либо исхудания.

У детей при перекармливании в первые годы жизни их количество может увеличиться в 2-3 раза. Взрослые, у которых ожирение развилось в детском возрасте, имеют увеличенное число жировых клеток и увеличенное количества жира на одну клетку (1,1-1,6мкг против 0,6 мкг в норме) и такой вид ожирения называется гипертрофическим.

При г иперпластическом ожирении происходит увеличение количества адипоцитов до 9 х 10¹⁰ (в N 3 х 10¹⁰ ).

Масса тела (кг)

Индекс массы тела (индекс Кетле) = -------------------------

Рост (м²)

В норме ИMT = 18,5 - 24,9

Таблица. Степени ожирения

Ожирение - это и наследственная болезнь. Если у одного из родителей ожирение - у детей в 40 %, а если у обоих – в 80 % случаев.

Избыточное отложение жира в жировых депо - ожирение способствуют развитию сахарного диабета, гипертонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, желчно-каменной болезни, жировой инфильтрации печени, артрозам, спондилезу. Иммунодепрессия, наблюдающаяся при ожирении, снижает устойчивость организма к инфекционным агентам и повышает вероятность развития опухолей. Развивается гиповентиляция легких, снижается сократительная способность миокарда.

Виды ожирения

Согласно современным представлениям патогенез ожирения сводится к стойкому дисбалансу между приходом и расходом энергии; избыточному потреблению пищи на фоне хронической гипокинезии – алиментарное ожирение. Имеет значение нарушения межуточного обмена: повышенная способность к образованию жира из углеводов, отложение в жировых депо, снижение обмена в них жира, затруднение мобилизации жира из тканей.

К тучности ведет несбалансированный рацион питания: потребление высококалорийной пищи с избытком углеводов или жиров. Неблагоприятно двухразовое питание с преобладанием потребления большей части суточного рациона в вечерние часы, злоупотребление специями, соленой пищей и другими средствами, повышающими аппетит. Частое возбуждение вкусовых окончаний рецепторов полости рта рефлекторно повышает возбуждение пищевого центра. Это может быть при приеме с пищей пряностей, при частном пробовании пищи (повара, кондитеры). Повышение чувствительности пищевого центра может сохраняться у людей при переходе от более тяжелого физического труда к легкому, а также с возрастом. Вначале развивается полнота, потом переходящая в ожирение.

Церебральное, гипоталамо-гипофизарное ожирение. Причиной ожирения может явиться нарушение функции вентро-медиальных и вентро-латеральных ядер гипоталамуса, отвечающих за чувство сытости и голода соответственно. Основным активатором вентро-латеральных ядер является нейропептид Y, в то время как тормозное влияние оказывают лептин, холецистокинин и др.

Разрушение вентро-медиальных ядер или активация вентро-латеральных способствует формированию чувства голода и полифагии.

Диэнцефальное ожирение. При различных повреждениях диэнцефальной области развивается ожирение в связи с торможением функции симпатической нервной системы, что вызывает задержку выхода жира из депо и развитие ожирения без нарушения аппетита. В данном случае ожирение часто сочетается с гипогонадизмом (Синдром Фрелиха).

Эндокринно-обменное ожирение. Ожирению способствуют повышенная продукция АКТГ, глюкокортикоидов, инсулина. Глюкокортикоиды сами по себе тормозят липогенез, но, стимулируя островковый аппарат, пентозный и гликолитический циклы, способствуют развитию ожирения - болезнь Иценко-Кушинга.

Снижается действие жиромобилизующих гормонов – половых (гипогенитальное ожирение), тироксина (гипотиреоидное), адреналина и др. Гиперсекреция альдостерона способствует задержке натрия и воды, увеличивая массу тела и уменьшая использование жиров на эндогенный синтез воды.

Исхудание

Исхудание является следствием недостаточного отложения жира в жировых депо. Причинами его развития является недоедание, причины психогенного характера, разрушение вентро-латеральных ядер (центр голода) или активация вентро-медиальных (центр насыщения), эндокринные нарушения (избыток тиреоидных, половых гормонов, катехоламинов, а также недостаток инсулина, глюкокортикоидов).

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров