Липопротеиды строение и функции

Метаболизм липопротеинов

Хиломикроны образуются в лимфатической системе ворсинок кишечника. Они переносят до половины всех триацилглицеролов и холестерина лимфы. Новосинтезированные хиломикроны содержат интегральный белок В-48.

Апопротеин В встраивается в липопротеины в гЭПР, где синтезируются триацилглицеролы. В аппарате Гольджи к белкам добавляются углеводы. Они высвобождаются из клеток кишечника обратным пиноцитозом. После этого хиломикроны поступают в лимфатические сосуды ворсинок и уносятся лимфой.

Попадая в кровоток, они получают апопротеины С и Е от ЛВП. На стенках капилляров находится липопротеинлипаза (ЛПЛ) (прикрепляется к ним протеогликановыми цепями гепарансульфата). В печени также есть своя липаза, но она менее эффективно атакует хиломикроны.

Апопротеин С2 активирует липопротеинлипазу, которая расщепляет триглицериды хиломикрона до ди- и моноглицеридов, а затем — до свободной жирной кислоты и глицерола. Жирные кислоты транспортируются в мышечные и жировые ткани или связываются с альбумином в крови.

По мере липолиза хиломикроны теряют большинство своих триацилглицеролов, относительное содержание холестерина и его эфиров увеличивается. Диаметр остатка хиломикрона уменьшается. Апопротеин С2 возвращается на ЛВП, апопротеин Е сохраняется.

Схема строения липопротеина

Остатки хиломикронов поглощаются печенью. Поглощение осуществляется через рецепторный эндоцитоз, с помощью рецепторов апопротеина Е. В печени эфиры холестерина и триацилглицеролы окончательно гидролизуются.

ЛОНП переносят триацилглицеролы, а также фосфолипиды, холестерин и его эфиры из печени в другие ткани. Метаболизм ЛОНП похож на метаболизм хиломикронов. Интегральным белком их является другой апопротеин В, В-100.

ЛОНП высвобождаются из клеток печени обратным пиноцитозом, после чего через слой эпителиальных клеток поступают в капилляры печени. В крови на них переносятся апопротеины С2 и Е с ЛВП. Триацилглицеролы ЛОНП, как в случае с хиломикронами, расщепляются при активации ЛПЛ с помощью апопротеина С2, свободные жирные кислоты поступают в ткани.

По мере расщепления триацилглицеролов диаметр ЛОНП уменьшается, и они превращаются в ЛПП. Эфир-холестерин-переносящий белок (апопротеин D в составе ЛВП) переносит на ЛОНП эфиры холестерина от ЛВП в обмен на фосфолипиды и триглицериды.

Половина ЛПП поглощается печенью с помощью рецепторного эндоцитоза через рецепторы апопротеина Е и B-100. Триацилглицериды ЛПП гидролизуются печёночной липазой. Апопротеины С2 и Е возвращаются на ЛВП.

частица превращается в ЛНП.
Относительное содержание холестерина в ЛНП значительно увеличивается, диаметр частицы сокращается. (Они также переносят триглицериды, каротиноиды, витамин Е и др.) ЛНП поглощаются клетками печени (70%) и внепечёночных тканей с помощью рецепторного эндоцитоза. Однако лигандом теперь, в основном, служит белок В-100. Рецептор называется «рецептором ЛНП».

ЛВП обеспечивают обратный транспорт холестерина из внепечёночных тканей к печени. ЛВП синтезируются в печени. В новообразованных ЛВП содержатся апопротеины А1 и А2. Апопротеин А1 синтезируется также в кишечнике, где входит в состав хиломикронов, но при липолизе в крови быстро переносятся на ЛВП.

Липопротеиды

Апопротеин С синтезируется в печени, выделяется в кровоток и уже в кровотоке переносится на ЛВП. Новообразованный ЛВП похож на диск: фосфолипидный бислой, включающий свободный холестерин и апопротеин.

Апопротеин А1 — активатор фермента лецитинхолестеринацилтрансферазы (ЛХАТ). Этот фермент связан с поверхностью ЛВП в плазме крови. ЛХАТ катализирует реакцию между фосфолипидом ЛВП и свободным холестерином частицы.

При этом образуются эфиры холестерина и лизолецитин. Неполярные эфиры холестерина перемещаются внутрь частицы, освобождая место на поверхности для захвата нового холестерина, лизолецитин — на альбумин крови.

Неполярное ядро раздвигает бислой, ЛВП приобретает сферическую форму. Этерифицированный холестерин переносится с ЛВП на ЛОНП, ЛНП и хиломикроны специальным белком ЛВП — переносчиком эфиров холестерола (апопротеин D), в обмен на фосфолипиды и триглицериды. ЛВП поглощается клетками печени с помощью рецепторного эндоцитоза через рецептор апопротеина Е.

Специфичности рецепторов апопротеинов Е и В-100 частично пересекаются. Они находятся на поверхности мембран клеток в клатриновой кавеоле. При соединении с лигандами кавеола замыкается в везикулу и липопротеин эндоцитируется. В лизосомах эфиры холестерина гидролизуются и холестерин поступает в клетку.

ЛПОНП повышены: что это значит при диабете

При наличии сахарного диабета существует повышенный риск развития атеросклероза из-за высокого содержания низкомолекулярных липопротеидов в крови. При развивающейся патологии изменяется химический состав плазмы и крови, а это ведет к нарушению функций почек и печени.

Липопротеиды строение и функции

Сбои в работе этих органов приводят к повышению уровня липопротеидов с низкой и очень низкой плотностью, циркулирующих в крови, в то время как уровень высокомолекулярных комплексов снижается. Если показатели ЛПНП и ЛПОНП повышены, что это значит и как предупредить нарушение жирового обмена, можно ответить только после диагностики и выявления всех факторов, спровоцировавших увеличение белково-липидных комплексов в кровяном русле.

Ученые давно установили взаимосвязь между уровнем глюкозы и концентрацией холестерина в крови. У диабетиков существенно нарушается баланс фракций с «хорошим» и «плохим» холестерином.

Особенно отчетливо такая взаимозависимость обмена веществ наблюдается у людей с диабетом второго типа. При хорошем контроле уровня моносахаридов диабета первого типа риск развития сердечно-сосудистых заболеваний снижается, а при втором типе патологии, независимо от такого контроля, ЛПВП все равно остается на низком уровне.

Когда при диабете ЛПОНП повышены, что это значит для здоровья человека можно сказать по степени запущенности самой патологии.

Дело в том, что сам по себе сахарный диабет негативно влияет на работу различных органов, в том числе и сердца. Если при наличии сопутствующих нарушений добавляется атеросклероз сосудов, то это может привести к развитию инфаркта.

Дислипопротеинемия

При сахарном диабете, особенно если его не лечить, развивается дислипопротеинемия — недуг, при котором происходит качественное и количественное нарушение белково-липидных соединений в кровяном русле. Это происходит по двум причинам — образованием в печени преимущественно липопротеинов низкой или очень низкой плотности и малой скорости их выведения из организма.

Нарушение соотношения фракций является фактором развития хронической патологии сосудов, при которой на стенках артерий образуются холестериновые отложения, в результате чего сосуды уплотняются и сужаются в просвете.

При наличии аутоиммунных заболеваний липопротеиды становятся для клеток иммунитета чужеродными агентами, к которым вырабатываются антитела. В этом случае антитела еще больше увеличивают риск развития заболеваний сосудов и сердца.

Литература

  1. Кольман Я., Рём К.-Г., «Наглядная биохимия», пер.с нем., М., «Мир», 2009.
  2. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. «Биохимия человека», в 2 т. М., «Мир», 2003.

Липопротеиды: норма при диагностике и методы лечения при отклонениях

При сахарном диабете важно контролировать не только уровень глюкозы, но и концентрацию липопротеидов в крови. Определить коэффициент атерогенности, выявить количество липопротеидов и их соотношение по фракциям, а также узнать уровень триглицеридов, холестеролов можно с помощью липидограммы.

Диагностика

Анализ на липопротеиды выполняется посредством забора крови из вены. До проведения процедуры пациенту не следует принимать пищу в течение двенадцати часов. За сутки до анализа нельзя употреблять спиртные напитки, а за час до исследования не рекомендуется курить.

После забора материала его исследуют ферментативном методом, при котором пробы окрашиваются специальными реагентами. Данная методика позволяет точно определить количество и качество липопротеидов, что позволяет врачу верно оценить риск развития атеросклероза сосудов.

У мужчин и женщин нормальные показатели липопротеинов различаются. Это связано с тем, что коэффициент атерогенности у женщин снижен из-за повышенной эластичности сосудов, которую обеспечивает эстроген — женский половой гормон.

ЛПВП (ммоль/л):

  • 0,78 — 1,81 — для мужчин;
  • 0,78 — 2,20 — для женщин.

ЛПНП(ммоль/л):

  • 1,9 — 4,5 — для мужчин;
  • 2,2 — 4,8 — для женщин.

Холестерин общий (ммоль/л):

  • 2,5 — 5,2 — для мужчин;
  • 3,6 — 6,0 — для женщин.

Триглицериды, в отличии от липопротеидов, имеют повышенные показатели нормы у мужчин:

  • 0,62 — 2,9 — для мужчин;
  • 0,4 — 2,7 — для женщин.

Коэффициент атерогенности (КА) вычисляют по формуле: (Холестерин — ЛПВП)/ЛПВП. Например, (4,8 — 1,5)/1,5 = 2,2 ммоль/л. — этот коэффициент является низким, то есть вероятность развития болезней сосудов невелика.

Лечение

При нарушении обмена липопротеидов больному прежде всего следует придерживаться строгой диеты. Необходимо исключить или существенно ограничить потребление животных жиров, обогатить рацион овощами и фруктами.

Не менее важна постоянная физическая нагрузка. Полезны пешие прогулки, зарядка, занятия спортом, то есть любые активные физические действия, которые будут способствовать снижению уровня жиров в организме.

Для больных сахарным диабетом необходимо контролировать количество глюкозы в крови, принимая сахаропонижающие медикаменты, фибраты и сатины. В некоторых случаях может потребоваться инсулинотерапия. Помимо медикаментов, нужно отказаться от приема алкоголя, курения и избегать стрессовых ситуаций.

9. Механизмы перекисного окисления липидов (пол), значение в физиологии и патологии клетки.

Схема строения липопротеина

Жиры депонируются
в специализированных клетках жировой
ткани – адипоцитах. Мобилизация
депонированных жиров происходит путем
их гидролиза до жирных кислот и глицерина
липазами жировых клеток. ЖК поступают
в кровь, где образуют нековалентные
соединения с альбумином, и в такой форме
транспортируются по кровеносному руслу.

Глирерин транспортируется в растворенном
состоянии и улавливается главным образом
печенью; в печени глицерин превращается
в а-глицоролфосфат, который может
вступать в реакции глюконеогенеза или
окисляться в реакциях гликолиза и общего
пути катаболизма.

Адреналин активирует
мобилизацию депонированных жиров,
действуя по тому же механизму, как и в
случаях мобилизации гликогена: синтез
цАМФ, активация протеинкиназы и
фосфорилирование липазы. Катаболизм
триглицеридов актуален при длительном
голодании и физических нагрузках.

Синтез триглицеридов
происходит из глицерина и жирных кислот
(главным образом стеариновой, пальмитиновой
и олеиновой). Путь биосинтеза триглицеридов
в тканях протекает через образование
α-глице-рофосфата (глицерол-3-фосфата)
как промежуточного соединения.

В почках, а также
в стенке кишечника, где активность
фермента глицеролкиназы высока, глицерин
фосфорилируется за счет АТФ с образованием
глицерол-3-фосфата: [глицерин АТФ
(глицеролкиназа)→ глицерол-3-фосфат
АДФ].

В жировой ткани и
мышцах вследствие очень низкой активности
глицеролкиназы образование
глицерол-3-фосфата в основном связано
с процессами гликолиза и гликогенолиза:
[дигидроксиацетонфосфат НАДН2
(глицеролфосфатдегидрогеназа)↔
глицерол-3-фосфат НАД].

Образовавшийся
тем или иным путем глицерол-3-фосфат
последовательно ацилируется двумя
молекулами КоА-производного жирной
кислоты, в результате образуется
фосфатидная кислота: [глицерол-3-фосфат
(глицеролфосфатацилтрансфераза)↔
фосфатидная к-та].

Далее фосфатидная
к-та гидролизуется фосфатидатфосфогидролазой
до 1,2-диглицерида (1,2-диацилглицерола):
[фосфатидная к-та Н2О
(фосфатидатфосфогидролаза)→
1,2-диглицерид].

Затем 1,2-диглицерид
ацилируется третьей молекулой ацил-КоА
и превращается в триглицерид
(триацилглицерол): [1,2-диглицерид
(диацилглицеролацилтрансфераза)↔
Триглицерид]. Синтез триглицеридов
(триацилглицеролов) в тканях происходит
с учетом двух путей образования
глицерол-3-фосфата и возможности синтеза
триглицеридов в стенке тонкой кишки из
β-моноглицеридов, поступающих из полости
кишечника в больших количествах после
расщепления пищевых жиров.

активации жирных кислот (ацил-КоА в
ацилкартинин), первой стадии дегедрирования
(ацил-КоА в еноил-КоА), стадии дегидротации
(ениол-КоА в В-окситацил-КоА), второй
стадии дегедрирования (В-окситоцил-КоА
в В-кетатоцил-КоА), теолазной реакции
(В-кетатоцил-КоА в ацил-КоА и ацетил-КоА
где ацил-КоА заново окисляется, а
ацетил-КоА подвергается окислению
трикарбоновых кислот), баланса
энергии.

Регуляция происходит с помощью
изменения количества ферментов,
метабодической регуляции (подавление
цитрата и снижения синтеза жирных
кислот). Карнитин является переносчиком
ацильных групп, образуя ацилкарнитин,
проходит внутрь метохондрии, где
разоединяется с ацил-КоА и возращается
обратно.

К механизмам ПОЛ
относятся инициация, (где реакцию
инициирует гидроксильный радикал,
отнимающий водород от СН2- групп
ненасыщенной жирной кислоты, что приводит
к образованию липидного радикала),
развитие цепи (происходит при присоединении
кислорода, в результате чего образуется
пероксидный радикал или пероксид
липида), обрыв цепи (при взаимодействии
свободных радикалов между собой или
при взаимодействии с различными
антиоксидантами (витамин Е) которые
являются донорами электронов).

Повышенный холестерин

ПОЛ
индуцирует апоптоз, регулирует структуру
клеточных мембран, может обеспечивать
внутриклеточную передачу. В результате
ПОЛ происходит преоброзование липидов
в первичные продукты ПОЛ. Это способствует
образованию дыр в мембранах.

При дефиците
углеводов наблюдается: ↓ие распада
глюкозы; содержание ПВК ↓ся; содиржание
ЩУК ↓ся; ЦТК угнетается. ↑ся распад ЖК
с образованием ацетил-S-KoA.
Роль кетоновых тел резко ↑ся при
голодании – они служат источником
энергии для мышц и мозга при голодании.

Окисление кетоновых тел в тканях:
[β-гидроксибутират (β-гидроксибутират-дегидрогеназа)↔
ацетоацетат (Сукцинил-КоА-ацетоацетат-КоА-трансфераза)→
Ацетоацетил-КоА (Тиолаза)↔ 2-ацетил-КоА→
ЦТК]. В норме кетоновых тел ни в крови
ни в моче нет.

Кетонемию и кетонурию
наблюдают при СД, углеводном голодании,
лихорадочных состояниях, общем голодании
и истощении, тяжелой интоксикации
свинцом. Следствием кетонемии является
кетоацидоз и ацетоновое отравление
(ацетон растворяет структурные липиды
клеток), при котором нарушается транспорт
глюкозы через биомембраны и резко
угнетается деятельность ЦНС.

Холестерол – стероид,
характерный только для животных
организмов. Он синтезируется во многих
тканях человека, но основное место
синтеза – печень. Холестерол выполняет
много функций: входит в состав всех
мембран клеток и влияет на их свойства,
служит исходным субстратом в синтезе
жёлчных кислот и стероидных гормонов.

Ежедневно из организма выводится около
1 г холестерола. Приблизительно половина
этого количества экскретируется с
фекалиями после превращения в желчные
кислоты. Оставшаяся часть выводится в
виде нейтральных стероидов. Большая
часть холестерола, поступившего в желчь,
реабсорбируется

Реакции синтеза
холестерола происходят в цитозоле
клеток. Сложный путь синтеза холестерола
можно разделить на 3 этапа. Первый этап
заканчивается образованием мевалоната.
Две молекулы ацетил-КоА конденсируются
ферментом тиолазой с образованием
ацетоацетил-КоА.

Фермент
гидроксиметилглутарил-КоА-синтаза
присоединяет третий ацетильный остаток
с образованием ГМГ-КоА
(3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА). Эта
последовательность реакций сходна с
начальными стадиями синтеза кетоновых
тел.

Однако реакции синтеза кетоновых
тел происходят в митохондриях печени,
а реакции синтеза холестерола – в цитозоле
клеток. Следующая реакция, катализируемая
ГМГ-КоА-редуктазой, является регуляторной
в метаболическом пути синтеза холестерола.

В этой реакции происходит восстановление
ГМГ-КоА до мевалоната с использованием
2 молекул NADPH. Фермент ГМГ-КоА-редуктаза
– гликопротеин, пронизывающий мембрану
ЭР, активный центр которого выступает
в цитозоль.

На втором этапе синтеза
мевалонат превращается в пятиуглеродную
изопреноидную структуру, содержащую
пирофосфат – изопентенилпирофосфат.
Продукт конденсации 2 изопреновых единиц
– геранилпирофосфат.

Присоединение ещё
1 изопреновой единицы приводит к
образованию фарнезилпирофосфата –
соединения, состоящего из 15 углеродных
атомов. Две молекулы фарнезилпирофосфата
конденсируются с образованием сквалена
– углеводорода линейной структуры,
состоящего из 30 углеродных атомов.

На
третьем этапе синтеза холестерола
сквален через стадию образования
эпоксида ферментом циклазой превращается
в молекулу ланостерола, содержащую 4
конденсированных цикла и 30 атомов
углерода. Далее происходит 20 последовательных
реакций, превращающих ланостерол в
холестерол.

• ГЛЮТ-1
– преимущественно в мозге, плаценте,
почках, толстом кишечнике;

• ГЛЮТ-2
– преимущественно в печени, почках,
β-клетках поджелудочной железы,
энте-роцитах, есть в эритроцитах. Имеет
высокую Км;

• ГЛЮТ-3
– во многих тканях, включая мозг, плаценту,
почки. Обладает большим, чем ГЛЮТ-1,
сродством к глюкозе;

• ГЛЮТ-4
– инсулинзависимый, в мышцах (скелетной,
сердечной), жировой ткани;

• ГЛЮТ-5
– много в клетках тонкого кишечника,
является переносчиком фруктозы.

ГЛЮТы,
в зависимости от типа, могут находиться
преимущественно как в плазматической
мембране, так и в цитозольных везикулах.
Трансмембранный перенос глюкозы
происходит только тогда, когда ГЛЮТы
находятся в плазматической мембране.

В
клетках глюкоза и другие моносахариды
с использованием АТФ фосфорилируются
до фосфорных эфиров: глюкоза АТФ
(гексогиназа, глюкокиназа) → глюкоза-6ф
АДФ.

Катаболизм
глюкозы в клетке может проходить как в
аэробных, так и в анаэробных условиях,
его основная функция – это синтез АТФ.

Анаэробный
гликолиз – сложный ферментативный
процесс распада глюкозы, протекающий
в тканях человека и животных без
потребления кислорода. Конечным продуктом
гликолиза является молочная кислота.
В процессе гликолиза образуется АТФ.

Лечение при отклонениях

Анаэробный
гликолиз отличается от аэробного только
наличием последней 11 реакции, пер-вые
10 реакций у них общие.
В
любом гликолизе можно выделить 2 этапа.
1 этап подготовительный, в нем затрачивается
2 молекулы АТФ.

Глюкоза фосфорилируется
и расщепляется на 2 фосфотриозы. 2 этап,
сопряжён с синтезом АТФ. На этом этапе
фосфотриозы превращаются в ПВК. Энергия
этого этапа используется для синтеза
10 молекул АТФ в аэробных условиях или
4 молекул АТФ в анаэробных условиях.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Adblock detector