Липиды, поступившие из кишечника (экзогенные), транспортируются в кровотоке в составе хиломикронов
Если образец плазмы крови, полученной у человека вскоре после приема жирной пищи, оставить стоять в пробирке на ночь, то на поверхности её появится сметанообразный слой. Этот слой состоит из хиломикронов - основного вида липопротеинов, секретируемых кишечником. Поскольку эти частицы содержат более 99% липидов, они имеют меньшую плотность, чем плазма крови и всплывают на поверхность пробирки. Частицы хиломикронов имеют большие размеры (100-250 нм в диаметре). Поэтому при прохождении через них света возникает рефракция, и плазма крови приобретает "молочный вид".
Синтез хиломикронов (ХМ). В клетках слизистой кишечника (энтероцитах) идет эстерификация 2-МАГ и ХС жирными кислотами, образуются ТАГ и ЭХ, из которых затем формируются ХМ. ХМ - это частицы, имеющие самую низкую плотность среди липопротеинов. ТАГ-ам в их составе принадлежит 95% всей массы. Размеры ХМ, которые являются самыми большими липопротеинами, колеблются в зависимости от количества ТАГ пищи (0,5-5 mм в диаметре). Важнейшим структурным компонентом ХМ является апоВ-48, аналог апоВ-100[2]. В составе одной частицы ХМ находится одна молекула апоВ-48. Этот белок отличается от апоВ-100 тем, что будучи усеченным, он лишен места связывания для рецептора ЛПНП
Организационно- методические указания для лаборантского состава по материальному обеспечению:
Переход свободного холестерола из клеток на ЛПВП обусловлен разницей его концентраций на поверхности клеточных мембран и липопротеиновых частиц. Следовательно, он продолжается до тех пор, пока не выровняется концентрация холестерола между донором (поверхность мембран) и акцептором (ЛПВП). Поддержание градиента концентрации обеспечивается постоянным превращением свободного холестерола, поступающего на ЛПВП, в эфиры холестерола. Эта реакция, как уже указывалось, катализируется ферментом лецитин-холестерол-ацилтрансферазой (ЛХАТ[3]).
Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра_________________________________________________
Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)____________________
Протокол № _______
ЛЕКЦИЯ
По биологической химии
для студентов_____2-го_____ курса ___лечебного___________________факультета
Тема:___Липиды 2. Метаболизм липопротеидов
Время__90 мин___________________
Учебные и воспитательные цели:
ЛИТЕРАТУРА
1.Биохимия человека:, Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл.- М.книга ,2004.- т.1.
,с..
2.Основы биохимии:А.Уайт, Ф.Хендлер,Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман.-М. книга,
1981,т. 1-.2,.с.
3.Наглядная биохимия: Кольман., Рем К.-Г-М.книга 2004г.
4.Липиды, липопротеиды и атеросклероз: А.Н.Климов, Н.Г.Никульчева,,книга,
Питер,1995г.
МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
1.Мультимедийная презентация
РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ
| №п/п | Перечень учебных вопросов | Количество выделяемого времени в минутах |
| 1. | Метаболизм экзогенных ЛП ( ХМ ) | 30 мин |
| 2. | Метаболизм эндогенных ЛП (ЛПОНП и ЛПВП ) | 40 мин |
| 3. | Метаболизм ЛПНП и роль рецепторов к ЛПНП в развитии гиперХС | 20 мин |
Всего 90 минут
Введение. Стимулом к изучению структуры и метаболизма липопротеинов является факт зависимости предрасположенности к атеросклерозу от концентрации липопротеинов в плазме крови. Согласно характеристике ВОЗ, атеросклероз является наиболее характерной причиной инвалидности и смертности населения. Одно из самых распространенных проявлений атеросклероза - поражение коронарных сосудов сердца. Аккумуляция холестерола в стенках сосудов приводит к образованию атеросклеротических бляшек.
Вопрос 1. МЕТАБОЛИЗМ ХИЛОМИКРОНОВ
Попадая в систему кровообращения, ХМ быстро подвергаются катаболизму, период полужизни их составляет от 4 до 8 мин. Уровень ТАГ в плазме крови возрастает через 2ч после приема пищи, а через 4ч - постепенно снижается. Время разрушения ХМ зависит от гидролиза ТАГ под действием липопротеинлипазы (ЛПЛ). Необходимым кофактором для проявления активности ЛПЛ является апо С-II. ЛПЛ служит гидролазой эфиров глицерола и образуется в клетках многих тканей, среди которых наибольшее значение имеют жировая ткань, скелетная и сердечная мышцы, молочная железа во время лактации. Однако функционирует фермент на наружной поверхности эндотелиальных клеток, выстилающих изнутри стенку сосудов. ЛПЛ катализирует гидролиз ТАГ в составе ХМ до жирных кислот, моноацилглицеролов (МАГ) и глицерола. Фермент проявляет слабую активность по отношению к МАГ и ФЛ.
ЛПЛ является гликопротеином с молекулярной массой 55 кДа и относится к семейству липаз. ЛПЛ синтезируется в неактивной форме в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Активируется фермент в аппарате Гольджи (Г) после того, как к неактивной его форме присоединяются остатки маннозы. То есть в процессе активации происходит гликозилирование предшественника фермента у N-конца полипептидной цепи. Готовая к секреции липаза затем упаковывается в секреторные пузырьки (СП).
Транспорт ЛПЛ к месту функционирования обусловлен связыванием фермента со специфическим рецептором на базальной поверхности эндотелиальной клетки. В дальнейшем образуется везикула, в которой находится фермент. Везикула проходит через клетку. Таким образом, фермент оказывается на наружной поверхности эндотелия. Активный фермент может секретироваться на поверхность эндотелия в присутствии таких факторов, как гепарин. С другой стороны, если процесс гликозилирования предшественника ЛПЛ замедлен, фермент может накапливаться в местах синтеза или подвергаться разрушению в лизосомах.
Секретируемая ЛПЛ попадает на люминальную поверхность гликокаликса, который находится на базальной мембране (б) эндотелиальных клеток (ЭК). Здесь липаза может осуществлять гидролиз циркулирующих липопротеинов, богатых ТАГ: хиломикронов и ЛПОНП. ЛПЛ катализирует реакцию гидролиза триацилглицеролов в составе хиломикронов с отщеплением радикалов жирных кислот в 1 и 3 положениях, а также в 1 положении у фосфолипидов. Образующиеся в случае расщепления триацилглицеролов 2-моноацилглицеролы впоследствии спонтанно изомеризуются, превращаясь в 1- или 3-моноацилглицеролы, и подвергаются дальнейшему расщеплению с участием все той же ЛПЛ до глицерола. Так происходит до тех пор, пока количество триацилглицеролов в составе липопротеиновых частиц не уменьшится до 20% от первоначального содержания. Высвобождающиеся в процессе расщепления жирные кислоты связываются с альбумином плазмы крови и в таком комплексе транспортируются к клеткам органов и тканей. Клетки поглощают жирные кислоты и используют их в качестве энергетического топлива (см. ниже) или строительного материала (синтез собственных липидов в клетках). Основными потребителями жирных кислот являются жировая и мышечная ткань. Кофактором ЛПЛ является апоС-II. В то же время апоС-III ингибирует активность этого фермента. Необходимо отметить, что уровень ЛПЛ в мышечной и жировой ткани колеблется таким образом, чтобы обеспечить максимальное поступление жирных кислот в клетки жировой ткани для их депонирования после приема пищи, а в период между приемами пищи - в клетки мышечной ткани для поддержания их функций. При этом в жировой ткани основным фактором, увеличивающим синтез каталитически активной ЛПЛ, является инсулин. Следовательно, гиперинсулинемия, которая способствует периоду всасывания продуктов переваривания пищи, будет сопутствовать повышенному поступлению продуктов расщепления триацилглицеролов из хиломикронов и ЛПОНП в жировую ткань для депонирования. Тем самым обеспечивается поступление жирных кислот для синтеза и хранения в виде ТАГ. В мышцах ЛПЛ участвует в поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образов поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образование этого фермента.
Активность ЛПЛ регулируется апопротеином С-II, который связывается с ферментом и активирует его. Увеличение уровня жирных кислот может ингибировать его активность. ЛПЛ играет важную роль в обмене липопротеинов, специфическом обезжиривании липопротеинов, обогащенных ТАГ. Частично, фермент оказывает влияние на уровень ЛПВП, ответственных за обратный транспорт холестерола.
Гидролиз ТАГ приводит к уменьшению размеров ХМ, образуется избыточное количество поверхностных элементов по отношению к объему частиц. Это затрудняет дальнейший катаболизм ТАГ ядра. Остатки ХМ разрушаются в печени. Таким образом, в процессе своего катаболизма ХМ поставляют ЖК клеткам периферических тканей (жировой и мышечной), в то время как ХС пищи попадает в печень. В результате действия, главным образом, ЛПЛ хиломикроны разрушаются, а обломки этих частиц, взаимодействуя с рецепторами к апо В/Е на поверхности гепатоцитов, попадают в печень, где они подвергаются окончательному разрушению. В печени расщепляется как белковый компонент хиломикронов (до аминокислот), так и нерасщепленные или частично расщепленные триацилглицерины, другие липиды. В этом процессе принимают участие печеночная липаза и другие ферменты.