Майкъл Х. Дейвидсън

метаболизъм

, MD, FACC, FNLA, Университет в Чикаго, Медицина

  • 3D модели (0)
  • Аудио (0)
  • Калкулатори (1)
  • Изображения (0)
  • Лабораторен тест (0)
  • Странични ленти (0)
  • Маси (1)
  • Видеоклипове (0)

Липидите са мазнини, които или се абсорбират от храната, или се синтезират от черния дроб. Триглицеридите (TG) и холестеролът допринасят най-много за заболяването, въпреки че всички липиди са физиологично важни.

Холестерол е повсеместна съставка на клетъчните мембрани, стероиди, жлъчни киселини и сигнални молекули.

Триглицериди предимно съхранява енергията в адипоцитите и мускулните клетки.

Липопротеини са хидрофилни, сферични структури, които притежават повърхностни протеини (апопротеини или аполипопротеини), които са кофактори и лиганди за ензимите, обработващи липиди (виж таблицата Основни апопротеини и ензими, важни за липидния метаболизъм). Всички липиди са хидрофобни и предимно неразтворими в кръвта, така че те се нуждаят от транспорт в липопротеините. Липопротеините се класифицират по размер и плътност (дефинирани като съотношение на липидите към протеините) и са важни, тъй като високите нива на липопротеини с ниска плътност (LDL) и ниските нива на липопротеини с висока плътност (HDL) са основните рискови фактори за атеросклеротични сърдечни заболявания.

Дислипидемията е повишаване на плазмения холестерол и/или триглицериди или ниско ниво на HDL холестерол, което допринася за развитието на атеросклероза.

Основни апопротеини и ензими, важни за метаболизма на липидите

Основен компонент на HDL частица

Компонент на HDL частица

VLDL, IDL, LDL, Lp (a)

LDL рецепторен лиганд

Основен компонент на хиломикрон

Хиломикрони, VLDL, HDL

Хиломикрони, VLDL, HDL

Хиломикрони, остатъци, VLDL, HDL

LDL рецепторен лиганд

Компонент на Lp (a) и връзки към LDL частица

Допринася за вътреклетъчния транспорт на холестерола до мембраната

Посредства прехвърлянето на холестерилови естери от HDL към VLDL

Хидролизира триглицеридите на хиломикроните и VLDL за освобождаване на свободни мастни киселини

Естерифицира свободния холестерол за транспорт в HDL

ABCA1 = ATP-свързващ касетен транспортер A1; апо = апопротеин; CETP = протеин за пренос на холестерилов естер; HDL = липопротеин с висока плътност; IDL = липопротеин със средна плътност; LCAT = лецитин-холестерол ацилтрансфераза; LDL = липопротеин с ниска плътност; LPL = липопротеин липаза; Lp (a) = липопротеин (a); VLDL = липопротеин с много ниска плътност.

Физиология

Дефектите на пътя при синтеза, обработката и клирънса на липопротеините могат да доведат до натрупване на атерогенни липиди в плазмата и ендотела.

Екзогенен (диетичен) липиден метаболизъм

Над 95% от хранителните липиди са

Останалите около 5% от диетичните липиди са

Свободни мастни киселини (FFA)

Холестерол (присъства в храните като естерифициран холестерол)

Диетичните TG се усвояват в стомаха и дванадесетопръстника в моноглицериди (MG) и FFAs чрез стомашна липаза, емулгиране от енергична стомашна перисталтика и панкреатична липаза. Диетичните холестеролови естери се деестерифицират във свободен холестерол по същите механизми.

След това моноглицеридите, FFA и свободният холестерол се разтварят в червата от мицели на жлъчните киселини, които ги пренасочват към чревни вили за абсорбция.

След като се абсорбират в ентероцити, те се събират отново в TG и се пакетират с холестерол в хиломикрони, най-големите липопротеини.

Хиломикроните пренасят диетичните TG и холестерола от вътрешността на ентероцитите през лимфните пътища в кръвообращението. В капилярите на мастната и мускулната тъкан апопротеин С-II (апо С-II) върху хиломикрона активира ендотелната липопротеинова липаза (LPL), за да превърне 90% от хиломикрон триглицерида в мастни киселини и глицерол, които се поемат от адипоцитите и мускулите клетки за използване или съхранение на енергия.

Богатите на холестерол остатъци от хиломикрон след това циркулират обратно в черния дроб, където се изчистват в процес, медииран от апопротеин Е (апо Е).

Ендогенен липиден метаболизъм

Липопротеините, синтезирани от черния дроб, транспортират ендогенни триглицериди и холестерол. Липопротеините циркулират през кръвта непрекъснато, докато съдържащите се в тях TG се усвоят от периферните тъкани или самите липопротеини се изчистят от черния дроб. Факторите, които стимулират чернодробния синтез на липопротеини, обикновено водят до повишени нива на плазмен холестерол и TG.

Липопротеини с много ниска плътност (VLDL) съдържат апопротеин В-100 (апо В), синтезират се в черния дроб и транспортират TG и холестерола до периферните тъкани. VLDL е начинът, по който черният дроб изнася излишните TGs, получени от свободни от плазма мастни киселини и остатъци от хиломикрон; Синтезът на VLDL се увеличава с увеличаване на интрахепаталните FFAs, като това се случва при диети с високо съдържание на мазнини и когато излишната мастна тъкан освобождава FFAs директно в кръвообращението (например при затлъстяване, неконтролиран захарен диабет). Apo C-II на повърхността на VLDL активира ендотелния LPL за разграждане на TGs до FFA и глицерол, които се поемат от клетките.

Липопротеини със средна плътност (IDL) са продукт на LPL обработка на VLDL и хиломикрони. IDL са богати на холестерол VLDL и останки от хиломикрон, които или се изчистват от черния дроб, или се метаболизират от чернодробна липаза в LDL, който запазва апо В-100.

Липопротеини с ниска плътност (LDL), продуктите от метаболизма на VLDL и IDL, са най-богатите на холестерол от всички липопротеини. Около 40 до 60% от всички LDL се изчистват от черния дроб в процес, медииран от апо В и чернодробни LDL рецептори. Останалите се поглъщат или от чернодробни LDL, или от нехепатални не-LDL (чистач) рецептори. Чернодробните LDL рецептори се регулират надолу чрез доставяне на холестерол в черния дроб от хиломикрони и чрез повишени хранителни наситени мазнини; те могат да бъдат регулирани от намалените хранителни мазнини и холестерол. Нехепатичните рецептори за почистване, най-вече върху макрофагите, поемат излишния окислен циркулиращ LDL, необработен от чернодробните рецептори. Моноцитите, богати на окислен LDL, мигрират в субендотелното пространство и се превръщат в макрофаги; след това тези макрофаги поглъщат повече окислени LDL и образуват пянасти клетки в атеросклеротичните плаки.

Размерът на LDL частиците варира от големи и плаващи до малки и плътни. Малкият, плътен LDL е особено богат на естери на холестерола и е свързан с метаболитни нарушения като хипертриглицеридемия и инсулинова резистентност.

Липопротеини с висока плътност (HDL) са първоначално липопротеини без холестерол, които се синтезират както в ентероцитите, така и в черния дроб. Метаболизмът на HDL е сложен, но една от ролята на HDL е да получава холестерол от периферните тъкани и други липопротеини и да го транспортира там, където е най-необходим - други клетки, други липопротеини (използвайки протеин за пренос на холестерилов естер [CETP]) и черния дроб ( за освобождаване). Цялостният му ефект е антиатерогенен.

Изтичането на свободен холестерол от клетките се медиира от ATP-свързващ касетен транспортер А1 (ABCA1), който се комбинира с апопротеин A-I (apo A-I), за да произведе зараждащ се HDL. След това свободният холестерол в зараждащия се HDL се естерифицира от ензима лецитин-холестерол ацил трансфераза (LCAT), произвеждайки зрял HDL. Плазмените нива на HDL може да не представляват напълно обратен транспорт на холестерол, а защитните ефекти на по-високите нива на HDL може да се дължат и на антиоксидантни и противовъзпалителни свойства.

Липопротеин (а) [Lp (а)] е LDL, който съдържа апопротеин (а), характеризиращ се с 5 богати на цистеин региони, наречени kringles. Една от тези области е хомоложна с плазминоген и се смята, че конкурентно инхибира фибринолизата и по този начин предразполага към образуване на тромби. Lp (a) може също така пряко да насърчава атеросклерозата. Метаболитните пътища на продукция и клирънс на Lp (a) не са добре характеризирани, но нивата се увеличават при пациенти с хронично бъбречно заболяване, особено при пациенти на диализа.