Biochemia 2013/2014- pierwszy wykład z lipidów


1. Epidemiologia zaburzeń lipidowych, prawidłowa cholesterolemia.
Lipidy są dla nas niezwykle istotne, dlatego że niezwykle często istnieją występują tu zaburzenia, państwo o tym wiecie, tak, że mniej więcej 2/3 osób ma zaburzenia lipidowe. Przy czym jak się na to spojrzy tak nieco dokładniej to okaże się, że z tych wszystkich zaburzeń lipidowych właściwie występuje głównie hipercholesterolemia w różnych postaciach, natomiast hipetrójglicerydemia, w postaci czystej, jak Państwo widzicie to jest mniej więcej 1-2%, a więc jest to stosunkowo rzadkie zaburzenie. W dodatku, jeżeli u kogoś występuje hipertrójglicerydemia, co prawda jest to pewien czynnik ryzyka rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, ale nie ma ona aż tak dużej i tak silnej penetracji, w przeciwieństwie do hipercholesterolemii, więc można powiedzieć, że głównym problemem w przypadku zaburzeń lipidowych to są różne postaci hipercholesterolemii. A tutaj 1/3 osób, mniej więcej tutaj (slajd) widać, zarówno u kobiet jak i u mężczyzn ma prawidłowy profil lipidowy. Prawidłowy to wcale nie znaczy, że nic z nim nie trzeba robić, bo jeżeli już państwo wiecie według wytycznych to istnieją inne czynniki, które i tak nawet pomimo normolipidemii są tam wskazania do dalszego obniżania stężenia lipidów po to, żeby wyeliminować działanie pewnego czynnika ryzyka, ponieważ musimy sobie zdawać sprawę z tego, że praktycznie u człowieka dorosłego każda ilość cholesterolu jest nieprawidłowa no i generalnie gdyby byłoby zero, co oczywiście nie jest możliwe, to być może wcale nie byłoby tak źle. W przeciwieństwie do osób, które się rozwijają- dzieci, noworodków, gdzie ten odpowiedni cholesterol rzeczywiście jest potrzebny. No i przypominam o klasycznej definicji i oczywiście możecie państwo spotkać się z innymi. Mamy – to jest taka jakby klasyka, natomiast różne towarzystwa wymieniają tzw. pożądane stężenia cholesterolu, które mogą być do poziomu 80mg%. No to oczywiście są nasze życzenia, chcielibyśmy, żeby tak było, ale nie musi. Jednak do postawienia rozpoznania hipercholesterolemii musimy przekroczyć ten próg 200mg%. Ten cholesterol to jest dla nas ważny z różnych powodów, ale ja zacznę od wchłaniania tłuszczów, ponieważ one w pewnych sytuacjach dla nas też są niezwykle istotne, a wchłanianie ich jest relatywnie skomplikowane.

2. Wchłanianie tłuszczów, orlistat.
Cały problem w ogóle z lipidami pewnie jak państwo wiecie polega na tym, że są one nierozpuszczalne w wodzie, a skoro są nierozpuszczalne w wodzie to znaczy, że musieliśmy wykształcić pewne mechanizmy, które umożliwiają obejście w jakiś sposób tego problemu. Pierwszy problem to jest przy wchłanianiu, tak? Tłuszcz stanowi główny składnik naszej diety. Jak popatrzymy na ilość energii, którą z niego uzyskujemy to właściwie to dominujący składnik naszej diety. Stąd też jego wchłanianie jest dla nas niezwykle istotne. No i mamy cały zestaw różnych metod, które to wchłanianie nam ułatwiają. Przede wszystkim w świetle jelita działa nam sok trzustkowy, działa żółć, która powoduje emulsyfikację tłuszczów, tworzenie małych miceli, no i sensem tworzenia tych małych miceli jest zwiększenie powierzchni kontaktu z enzymami soku trzustkowego, tak? Czyli między innymi z lipazą. Ten glicerol ma bardzo podobną budowę do lipoprotein, o których za chwilę będę mówił, które występują w naszym soku. Mianowicie zawierają rdzeń zbudowany z cholesterolu. Dlaczego? Ponieważ ten cholesterol jest stosunkowo najmniej polarny w związku z tym jest najbardziej hydrofobowy i stara się od tej wody uciec. Natomiast lipidy, a przede wszystkim fosfolipidy, są stosunkowo bardziej polarne, przynajmniej jedna część cząsteczki jest bardziej polarna, w związku z tym one się generalnie w tej miceli obwodowo tutaj umieszczają. Dzięki temu stają się dostępne dla enzymu-lipazy, która może je hydrolizować. Jednak takie micele powstające nie jesteśmy w stanie bezpośrednio wchłonąć, musimy je przerobić, po to żeby wchłonęły się te części , które macie państwo tu podane. Czyli- mogą się wchłaniać monoglicerydy, wolne kwasy tłuszczowe, cholesterol wolny- niezestryfikowany i różne tzw. izofosfatydy. One po wchłonięciu są ponownie przetwarzane i odbudowana jest z nich struktura, która bardzo przypomina te micele tłuszczowe, które znajdują się w świetle jelita po emulsyfikacji m.in. przez żółć, tyle tylko, że są jeszcze one opakowane w specjalne białka które umożliwiają rozpoznanie tych struktur przez inne komórki i odpowiednie ich obsłużenie w dalszym ciągu, ale o tym za chwilę. Przejdźmy jednak na razie jeszcze do tego wchłaniania tłuszczy. Jak Państwu powiedziałem istotne jest tutaj dla nas występowanie żółci, która powoduje emulsyfikację w związku z tym zwiększa powierzchnię kontaktu tych naszych kuleczek tłuszczowych z enzymami, które je rozkładają. No i tutaj mamy przede wszystkim taki enzym który nazywa się lipaza, która jest wydzielana przez trzustkę. Jest to też dosyć ciekawy enzym dlatego że jest ona hydrolazą, a jak państwo pamiętacie hydrolazy nie wymagają koenzymu zasadniczo, ma co prawda coś takiego co nazywa się prolipazą ale tutaj nie ma ona tak dużego znaczenia. Natomiast to że nie ma wymaganych koenzymów jest niezwykle istotne dlatego że trudno w świetle jelita te koenzymy byłoby nam dostarczyć. No i w wyniku działania lipazy uwalniają nam się wolne kwasy tłuszczowe które następnie są wchłaniane oraz powstają najpierw di a później monoacyloglicerole które też mogą być wchłaniane. No i to jest dla nas dosyć istotny punkt. Dlaczego? Ponieważ jak państwu powiedziałem kwasy tłuszczowe są związkami superenergetycznymi. Mieliście już państwo β-oksydację, wiecie ile energii z nich powstaje, no i normalnie to jest oczywiście bardzo korzystne, a że we współczesnym świecie często mamy sytuacje, w których następuje nadmiar kalorii, w efekcie eee nadmiar dowozu kalorii, w efekcie te kalorie nie są w żaden sposób zużytkowywane, jedyne co możemy zrobić to te kwasy tłuszczowe, które spożyliśmy, magazynować w postaci tłuszczu, czyli mówiąc krótko tyjemy. No i teraz trzeba z tym problemem coś zrobić. Wiedząc, że same tłuszcze się nie wchłaniają, natomiast wchłaniają się wolne kwasy tłuszczowe i monoacyloglicerole, możemy ten proces wchłaniania w jakiś sposób zablokować. W jaki sposób? Najprościej zablokować właśnie lipazę, no i w efekcie mamy pewne substancje, które tak jak państwo macie przykład, taki powszechnie stosowany lek, który jest dostępny - orlistat, który jest inhibitorem lipazy trzustkowej i w efekcie uniemożliwia on hydrolizę tych tłuszczów i w efekcie uniemożliwia ich wchłanianie. To oczywiście ma pewne konsekwencje, mianowicie te tłuszcze które się nie wchłoną w jelicie cienkim idą sobie dalej i mogą wywoływać w przypadku jego dużego spożycia tak zwaną biegunkę tłuszczową. To jest dosyć mało przyjemne, oczywiście ta forma biegunki, efekt uboczny i dodatkowo skłania tych pacjentów do tego żeby przestrzegać dosyć ścisłą dietę. Także jest to substancja, która jest stosowana po prostu w odchudzaniu. A jak państwo już czytaliście, a jeszcze trochę będziemy mówić o metabolizmie tkanki tłuszczowej, to okaże się że zmniejszenie jej masy jest dla nas dalece korzystne i chroni nas przed występowaniem różnych innych chorób, w związku z tym jest to jedna z podstawowych form terapii przede wszystkim prewencji różnych chorób np. układu sercowo- naczyniowego. Czyli mamy tutaj właśnie tą emulsję zbudowaną z tych miceli, które w środku zawierają stosunkowo niepolarny i długi cholesterol. Natomiast fosfolipidy i trójglicerydy znajdują się na powierzchni tych miceli, one działają właśnie, podlegają działaniu lipazy, które też trawi do diacylogligerolu, który dalej jest trawiony do monoacyloglicerolu , uwalniane są wolne kwasy tłuszczowe, fosfolipidy to powoduje zmniejszenie tej miceli, powiedzmy, że czasami te remnanty mogą być wchłaniane, ale one generalnie są dalej przedmiotem zainteresowania enzymów znajdujących się tutaj na rąbku szczoteczkowym, natomiast jeżeli mamy tutaj enterocyta no to w tym momencie wolne kwasy tłuszczowe, monoacyloglicerole przy pomocy swoistych transporterów są wchłaniane. I tutaj pozostaje kolejny problem, szczególnie izofosfatydy są dla nas szczególnie niebezpieczne, dlatego że one się wkomponowują w błony komórkowe powodując ich uszkadzanie, podobnie inne – np. niezestryfikowany cholesterol ma duże powinowactwo do błon zmieniając jej płynność głównie. W efekcie komórka zabezpiecza się przed tym wywołując reakcje reestryfikacji. Czyli cholesterol wolny, który nam się wchłonął przy pomocy acylotransferazy cholesterolowej jest ponownie estryfikowany do estrów cholesterolu przyłączając się do kwasu, co powoduje zmniejszenie polarności nieco tych estrów cholesterolu w efekcie ułatwia ich wbudowywanie do struktur lipoprotein, głównie do chylomikronów. Podobnie proces się dzieje w przypadku kwasów tłuszczowych oraz monoacylogliceroli. Mianowicie monoacyloglicorol przy pomocy odpowiedniej transferazy, najpierw monoacyloglicerolu, a później diacyloglicerolu ulega przekształceniu w diacyloglicerol, następnie triacyloglicerol i jest wbudowywany w chylomikrony i w ten sposób nam ten enterocyt opuszcza. Tak to mniej więcej wygląda jak to państwu przedstawiłem. Wchłonięte monoacyloglicerole, kwasy tłuszczowe, ponowna estryfikacja, podobna resynteza triglicerydów właśnie w tym szlaku, który prowadzi do powstawania glicerolu w siateczce endoplazmatycznej. Stopniowo następuje rozbudowywanie struktury takiej lipoproteiny. Opakowana jest ona w aparacie Golgiego i jest uwalniana do naczyń limfatycznych. Podobny proces może odbywać się nie tylko w stronę światła jelita, czyli tu gdzie mamy ten rąbek szczoteczkowy, mamy powierzchnię absorpcyjną enterocytu. Enterocyt może również wchłaniać z krwi różne lipoproteiny, różne tego typu struktury w postaci np. remnantów chylomikronów, remnantów innych lipoprotein i generalnie dzieje się z nimi dokładnie to samo. One wewnątrzkomórkowo są trawione, a następnie z nich są odbudowywane chylomikrony. Po co to wchłanianie zwrotne występuje? Jeszcze państwu za chwilę pokażę inny mechanizm wchłaniania zwrotnego, który jest dla nas istotny. Nasz organizm ma mało możliwości pozbywania się lipidów. Części tych lipidów możemy pozbywać się z żółcią, ale jak widzicie państwo, to też nie jest takie proste, dlatego, że żółć musi mieć odpowiedni skład, ponieważ jeżeli ten skład procentowy poszczególnych frakcji żółci się zmieni, w tym momencie dochodzi do precypitacji niektórych składników, może dochodzić do krystalizacji cholesterolu albo krystalizacji kwasów żółciowych, w efekcie tworzą się kamienie żółciowe. W związku z tym ten proces uniemożliwia nieograniczone wydalanie lipidów. Natomiast jeżeli lipid zostanie uwięziony w cytoplazmie enterocyta, jak państwo wiecie, one się cyklicznie złuszczają, ich okres życia jest stosunkowo krótki, no to w tym momencie możemy lipidy stracić razem ze złuszczającym się enterocytem. Jest to mechanizm stosunkowo mało wydolny, ale też powoduje usuwanie pewnej ilości zbędnych lipidów, tych wszystkich śmieci, które właśnie w remnantach lipoprotein się znajdują, z których nie za bardzo możemy sobie coś zrobić. No szczególnie są to pochodne cholesterolu, które nie są w generalnie metabolizowane. Taki proces wchłaniania kwasów tłuszczowych, tak on wygląda na przykładzie tak zwanych kwasów tłuszczowych długołańcuchowych, które są dominującym składnikiem zwykłej, naszej diety.

3. Wchłanianie i metabolizm krótko i średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych.
Natomiast w pewnych sytuacjach, w naszej diecie preferujemy występowanie innych kwasów tłuszczowych, szczególnie właśnie krótko- i średniołańcuchowych. Generalnie są to kwasy tłuszczowe, które mają od 6 do 12 atomów węgla w cząsteczce – jeżeli mają bliżej 6 at. to są krótkołańcuchowe, a jeżeli bliżej 12 at. to są to średniołańcuchowe – i wchłanianie tego typu substancji wygląda zupełnie inaczej. One oczywiście również występują w micelach i też są przedmiotem działania lipazy i są uwalniane jako wolne kwasy tłuszczowe o krótszej długości atomów węgla. Natomiast to, że ten łańcuch zbudowany z atomów węgla jest krótszy, ma bardzo istotne znaczenie dla chemii tych kwasów tłuszczowych. Mianowicie, powoduje to, że są one relatywnie bardziej polarne, a skoro są bardziej polarne to są relatywnie lepiej rozpuszczalne w wodzie. To też powoduje, że one mogą dosyć łatwo przenikać przez błonę, bardzo intensywnie są wchłaniane i powodują, że dalszy ich metabolizm wygląda inaczej. Przede wszystkim tego typu kwasy tłuszczowe nie są wbudowywane do chylomikronów, o których będziemy za chwilę mówić, czyli nie są wchłaniane i nie są dalej transportowane tak jak inne zwykłe kwasy tłuszczowe, tylko są transportowane bezpośrednio do krwi żyły wrotnej. Tutaj dla przypomnienia powiem państwu, że chylomikrony przez które głównie transportujemy to co wchłonęliśmy przez to jelito, co wchłonęliśmy z enterocytów, nie są wydalane do osocza krwi wrotnej, tylko są wydalane do chłonki i później są z chłonką dalej transportowane i odbiera nam wątroba. Natomiast krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są bezpośrednio transportowane do krwi żyły wrotnej i w efekcie mogą trafić do wątroby, gdzie są bardzo szybko wychwytywane i dalej metabolizowane. Tutaj to ma też bardzo poważne konsekwencje, tak? Skoro chylomikrony są generalnie najpierw transportowane na obwód, to znaczy, że są one głównie przedmiotem zainteresowania różnych lipaz lipoproteinowych, które znajdują się np. na powierzchni kom. śródbłonka, na powierzchni adipocytów, kom. mieśni poprz. prążkowanych . Natomiast te krótko i średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe nie mają takiej szansy, dlatego, że one przede wszystkim trafiają do krwi żyły wrotnej, w związku z tym pomijają adipocyty, z wyjątkiem powiedzmy tych adipocytów, które znajdują się wokół żyły wrotnej, ale to jest niewielka bardzo ilość. Natomiast są wychwytywane bardzo intensywnie przez hepatocyty. Jak państwo pamiętacie z poprzednich seminariów to wiecie, że te krótkołancuchowe kwasy tłuszczowe są także inaczej transportowane do mitochondrium, nie wymagają L-karnityny, są bezpośrednio transportowane, w związku z tym ich metabolizm jest niezwykle szybki i bardzo szybko metabolizują się do dużej ilości acetylo-CoA. Jak państwo wiecie jeżeli mamy bardzo dużo acetylo-CoA to co się dzieje?? Powstają z nich ciała ketonowe, w związku z tym spożywanie dużej ilości średnio i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych powoduje formowanie się dużej ilości ciał ketonowych. To ma dla nas znaczenie i korzystne i niekorzystne. U pewnych grup osób będzie to oczywiście niekorzystne, a u niektórych korzystne. Skoro metabolizm tych kwasów jest inny, inaczej nam się wchłaniają, to przede wszystkim będzie to miało znaczenie dla osób, które mają upośledzone zespoły wchłaniania różnych substancji, tak? Normalne wchłanianie tych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i dalsze przetwarzanie, synteza chylomikronów jest procesem skomplikowanym, długotrwałym, może ulec to popsuciu, no i są pewne choroby z tym związane. Jeżeli taka choroba występuje, występują zespoły złego wchłaniania, to w tym momencie możemy ten problem ominąć dowożąc duże ilości kalorii właśnie przy pomocy tych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. U kogo to się wykonuje? No przede wszystkim u osób po ciężkich zabiegach operacyjnych, w stanie rekonwalescencji, u osób, które mają zwiększone zapotrzebowanie na energię- potencjalnie np. sportowców, osoby, które intensywnie prowadzą jakiś trening, wysiłki, itd.. W związku z tym w różnego rodzaju odżywkach możecie państwo spotkać właśnie przewagę tych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, znowu ze względu na łatwiejsze wchłanianie, składniki odżywek przede wszystkim dla dzieci – są specjalne składniki, które są pozbawione w ogóle długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, a są one zamienione właśnie tymi krótkołańcuchowymi kw. tłuszczowymi. Ma to też inne znaczenie, potencjalnie w leczeniu różnych chorób. Np. taką chorobą, w której to potencjalnie może mieć znaczenie to jest leczenie padaczki, dlatego, że zmiana pH krwi, która jest powodowana właśnie powstawaniem i syntezą dużej ilości tych ciał ketonowych, powoduje zmniejszenie potencjału, możliwości spontanicznego generowania potencjałów pobudzających w ośrodkowym układzie nerwowym. I w związku z tym wprowadzanie pacjentów w ketozę ma pewne znaczenie także do leczenia właśnie chorób o takim podłożu, czyli głównie padaczki. Widzicie państwo, że tutaj zastosowanie tego typu kw. tłuszczowch jest dosyć spore. Czyli też dla przypomnienia są to głównie noworodki, osoby z zespołami złego wchłaniania, osoby po różnych operacjach. Ale działanie tych krótko i średniołańcuchowych kw. tłuszczowych nie ogranicza się tylko do wywoływania ketozy, widzicie państwo, one też przy okazji powoduje też zmniejszenie stężenia cholesterolu, działają one też trochę jak nienasycone kw. tłuszczowe powodując zmniejszenie krzepliwości krwi, czyli też znowu dla nas korzystny efekt działania. Powodują też zmniejszenie masy ciała i tutaj te mechanizmy są różne. To mogą być mechanizmy ośrodkowe, powodują one zmniejszenie apetytu, w efekcie zmniejszenie dowozu kalorii no i w efekcie zmniejszamy masę ciała. Z drugiej strony ten szybki metabolizm w mitochondrium też wywołuje stan, w którym generalnie mamy dużą ilość energii w związku z tym to też jest jakby sygnał do tego, żeby zmniejszyć spożycie. Działa on też na mięśnie poprzecznie prążkowane no i generalnie te efekty jak widzicie państwo ich stosowania są niezwykle korzystne. One niestety nie występują powszechnie w naszej diecie, stanowią zatem niewielki odsetek, głównie w naszej diecie występują te długołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Te (chyba krótko i średniołańcuchowe) występują głównie w pożywkach, odżywkach niektórych, występują w oleju palmowym, maśle kokosowym, ale to też nie są rzeczy, które są u nas powszechnie stosowane, poza tym w tamtych olejach też występują inne niekorzystne dla nas substancje. Także tak, do tego etapu na razie wymaga wchłanianie kwasów tłuszczowych, które są jak widzicie państwo procesem relatywnie skomplikowanym, ale na nim on się bynajmniej nie kończy, bo zanim przejdziemy do kolejnego etapu niestety musimy wrócić do cholesterolu.

4. Cholesterol.
Cholesterol może mieć dwa źródła pochodzenia. Generalnie może być to cholesterol egzogenny, który przyjmujemy w diecie, jak państwo widzicie to w takiej normalnej diecie jest mniej więcej 300-700 mg/d cholesterolu. Może być znacznie więcej, oczywiście w zależności od tego jak się odżywiamy. Jeżeli to jest dieta zawierająca przede wszystkim mięso, różne tłuszcze pochodzenia zwierzęcego to w tym momencie tego cholesterolu tam będzie relatywnie więcej. A drugie źródło to jest biosynteza wątrobowa, która mniej więcej wynosi dobowo 800 mg, ale też ulega znacznym wahaniom. Ten cholesterol, który jest syntetyzowany w wątrobie jest następnie wykorzystywany do dwóch rzeczy, właściwie do czterech, ale tutaj powiem o dwóch. Mogą być z niego syntetyzowane kwasy żółciowe i może w postaci wolnej być wydzielany do żółci. Jakbyśmy to przeliczyli, to do żółci by było wydalane około 1g cholesterolu. Proszę zauważyć, że w tym momencie w żółci pojawia się nam więcej cholesterolu niż jesteśmy w stanie zsyntetyzować w wątrobie. Jakie to ma implikacje? Gdyby ten proces się do tego tylko ograniczał, to w tym momencie tracilibyśmy cholesterol i mielibyśmy go niedobór, który mógłby być też bardzo niebezpieczny dla innych tkanek, szczególnie w okresie rozwojowym. Ten cholesterol, który wydalamy do żółci połączy się z tym cholesterolem egzogennym, pokarmowym i następnie wspólnie ulegają reabsorpcji w postaci kwasów żółciowych oraz w postaci wolnego cholesterolu, który następnie ulega estryfikacji. Proszę zauważyć, że ta reabsorpcja wynosi około 700mg, jest zupełnie niezależna ani od wydalania cholesterolu przez wątrobę, ani od spożycia cholesterolu z pokarmem. Ten mechanizm mniej więcej przy tej ilości na dobę ulega saturacji, ale teraz jeśli znowu spojrzymy na ten bilans, to się okaże że wątroba syntetyzuje 800mg, z tego (chyba obrazek) tracimy 1000mg, ale 700mg wchłaniamy zwrotnie, czyli efekt netto jest efektem silnie dodatnim. Musi się nam to wszystko w jakiś sposób zbilansować. Jakie to ma w praktyce znaczenie, ile tego cholesterolu się wydala i ile jest wchłaniane zwrotnie? No przede wszystkim ma znaczenie takie, że jeżeli chcemy zmniejszyć stężenie cholesterolu we krwi, to oczywiście możemy go zmniejszyć stosując odpowiednią dietę, która będzie uboga w cholesterol, przy czym ta dieta musi być dosyć restrykcyjna, dlatego, że jeżeli będziemy stosować dietę mało restrykcyjną to prawdopodobnie ilość cholesterolu w tej diecie osiągnie te wartości progowe, które spowodują wysycenie transportera i nic na tym nie zyskamy. Z drugiej strony jeżeli jesteśmy na diecie wyjątkowo paskudnej, która zawiera bardzo dużo cholesterolu, to jeżeli go zjemy ponad te 700mg to i tak nam to bardziej nie zaszkodzi, ponieważ więcej nie jesteśmy w stanie wchłonąć. Ale jest jeszcze druga sprawa, mianowicie jak państwu powiedziałem ten efekt netto jeżeli popatrzymy na wydalanie i syntezę wątrobową jest ujemny, czyli jesteśmy w stanie więcej wydalać cholesterolu niż jesteśmy w stanie syntetyzować. U kogo to ma znaczenie znowu, czasami u różnych pacjentów z chorobami dróg żółciowych, tutaj jest przewód wątrobowy, tutaj przewód żółciowy wspólny tak? Tutaj na brodawce Vatera nam to uchodzi do dwunastnicy i zakłada się coś, co nazywa się drenem Kehra. Jest to dren, który jest wprowadzany w przewód żółciowy po to żeby go odbarczyć, a cała żółć jest wyprowadzana na zewnątrz. I teraz co się dzieje, jeżeli pacjent traci tą żółć – ona się nie wchłonie, ani nie dostanie do jelita, to w tym momencie się to nie wchłania. W efekcie synteza kwasów żółciowych ulega zmniejszeniu, jeszcze więcej cholesterolu tracimy, zaczynamy tracić ten cholesterol. Ale skoro w świetle jelita nie ma żółci no to co się dzieje? Mamy zespół upośledzonego wchłaniania – nie jesteśmy w stanie wchłaniać ani witamin rozpuszczalnych w tłuszczach ani nie jesteśmy w stanie w efektywny sposób trawić różnych lipidów, które się znajdują w naszym pokarmie. Czyli nie jest dobrze. Stąd też jeżeli właśnie przez taki dren u kogoś usuwamy żółć, to w tym momencie tą żółć musimy podać innym sposobem. W jaki sposób? Nie jest to zbyt przyjemne, ponieważ ona jest wyjątkowo gorzka w smaku, ale podaje się po prostu w ten sposób, że ta żółć, która opuszcza organizm pacjenta drenem Kehra, musi do niego wrócić następnie spożyta drogą pokarmową. Jak widzicie państwo jednak ten wpływ diety na stężenie cholesterolu w osoczu krwi jest znaczący. Teraz, w zależności od tego, ale...a drugi taki czynnik oprócz tej diety to jest właśnie procent absorpcji. I teraz znowu osoby- wszyscy generalnie możemy podzielić się na osoby, które słabo absorbują cholesterol i te osoby we współczesnym świecie generalnie mają pewną przewagę, tak, ponieważ przy normalnym niezdrowym odżywianiu, absorpcja cholesterolu będzie niższa, co też będzie powodować jak państwo widzicie niższe stężenie cholesterolu LDL w surowicy krwi, a jak państwo wiecie jest to frakcja silnie aterogenna, która jest skorelowana z ryzykiem wystąpienia chorób układu sercowo-naczyniowego. Natomiast jeżeli ktoś ma pecha i jest lepszym absorberem to stężenie cholesterolu będzie wyższe. Proszę zauważyć, że tutaj te różnice wcale nie są duże tak, to jest 10 punktów procentowych, a prowadzi to do prawie dwukrotnego zwiększenia stężenia cholesterolu LDL w surowicy krwi. No i ta regulacja pomiędzy absorpcją, a stężeniem cholesterolu LDL w surowicy krwi jest też takim uzasadnieniem dla stosowania właśnie restrykcyjnej diety ubogocholesterolowej, w tym momencie jeśli tego cholesterolu jest mniej to nawet gdybyśmy go próbowali więcej zaabsorbować, to i tak go będzie niewystarczająca ilość i spowodujemy obniżenie stężenia cholesterolu. To obniżenie nie jest może spektakularne, ale jednak jest. U wielu osób ze względów też np. ekonomicznych warto od tego typu terapii zaczynać, ale ta terapia nie zawsze jest skuteczna, w związku z tym mamy też inne możliwość. Jeżeli tu mamy światło jelita, a tu mamy enterocyt, mówiłem państwu ile mniej więcej ilościowo tego cholesterolu w postaci cholesterolu i kwasów żółciowych się wchłania. To zobaczymy co się dzieje dalej. Mamy sobie tutaj światło jelita, tak? Mamy cholesterol, który został wbudowany przez wątrobę, mamy cholesterol, który znajduje się w naszej diecie, mamy kwasy żółciowe, które to wszystko emulsyfikują i następnie przy pomocy specyficznego transportera dla cholesterolu, o którym zaraz będę mówił, to jest białko Niemanna-Picka cholesterol jest wchłaniany do enterocytu. Ale tutaj główną z cech wchłaniania i znowu mamy punkt uchwytu terapii. Nie wiem, czy państwo czytaliście o kwasach żółciowych, a jak nie, to wkrótce poczytacie w jaki sposób one powstają. Możemy je związać w świetle jelita stosując tak zwaną żywicę jonowymienną. To jest terapia, która obecnie jest rzadziej stosowana, ona jest głównie stosowana u małych dzieci, powiedzmy u dzieci w średnim wieku, mniej więcej tak do 10-12 roku życia, później się już stosuje inne rzeczy, po to, żeby zmniejszyć głównie stężenie cholesterolu. Dlaczego? Ponieważ, jeżeli je zmniejszymy, to nie zwiąże wszystkich kwasów żółciowych, ale, jeśli zmniejszymy wchłanianie zwrotne kwasów żółciowych, to w tym momencie wątroba, żeby to skompresować, będzie przekształcać więcej cholesterolu w kwasy żółciowe i w ten sposób będzie wychwytywać więcej cholesterolu z osocza i to spowoduje obniżenie stężenia cholesterolu. W związku z tym, jest to właściwie leczenie z wyboru hipercholesterolemii u dzieci. Z drugiej strony, możemy zastosować strategię, polegającą na blokowaniu tego transportera dla cholesterolu. To jest strategia, która jest powszechnie stosowana obecnie i też może być u dzieci, ale też przede wszystkim u osób dorosłych. Teraz bardzo często jest połączona z innymi strategiami polegającymi na inhibicji biosyntezy cholesterolu, ale to nie będzie akurat przedmiotem dzisiejszego naszego zainteresowania.



5. Inne sterole w diecie. Sitosterole.
W naszym pokarmie oprócz cholesterolu, który jest produktem występującym wyłącznie w świecie zwierzęcym - on nie występuje ani u roślin, ani u innych organizmów żywych na tej planecie - występują inne sterole. Te sterole inne to mogą być np. sterole o których państwo już wiecie np. ergosterol , o których już mówiliśmy przy okazji witaminy D, które są pochodzenia, są syntezowane przez grzyby, są składnikiem ich ściany komórkowej. Ale ich jest mało, ponieważ grzybami w istotny sposób się nie żywimy. Natomiast żywimy się roślinami i u nich odpowiednikiem cholesterolu to są tzw. sitosterole, czy fitosterole. Jak widzą państwo mają budowę podobną do cholesterolu, ale nie taką samą, natomiast u człowieka wchłaniają się w tym samym mechanizmie, właśnie przy pomocy tego transportera dla cholesterolu, który jest powiązany właśnie z tą chorobą Niemanna - Picka. Ale po wchłonięciu u zdrowego człowieka, co zaraz państwu pokażę, te sitosterole są wydalane z powrotem do światła jelita. Czyli my generalnie ich nie wchłaniamy i to jest dla nas bardzo dobre, dlatego, że z sitosterolami nasz organizm nie jest w stanie sobie poradzić, do niczego ich nie możemy wykorzystać, nie jesteśmy w stanie ich przekształcić w coś użytecznego czyli np. cholesterol. Natomiast jeśli ten mechanizm wydalania sitosteroli właściwie, będzie niewydolny to w tym momencie dochodzi do zjawiska, które nazywamy sitosterolemią, które jest też dla nas niekorzystne. Jest ono równie niekorzystne jak cholesterolemia. Ale, ponieważ ten mechanizm, jeszcze tutaj do tego wrócę na chwilę, jest mechanizmem podobnym do wchłaniania cholesterolu, w związku z tym jest to znowu pewien punkt uchwytu modyfikacji naszej diety. Jeżeli zastępujemy tłuszcze zwierzęce tłuszczami roślinnymi, to nawet jeśli one u zwykłego człowieka zawierają w jakiś sposób związki o budowie podobnej do steroli, to one po wchłonięciu się są natychmiast wydalane, a przy okazji blokują wchłanianie cholesterolu. I to powoduje, że jak przejdziemy na dietę, w której głównym tłuszczem jest tłuszcz roślinny, będziemy obserwować również obniżenie stężenia cholesterolu. Co się z tym dalej dzieje?

6. Wchłanianie steroli. Białka ABC, NPC1L1.Metabolizm lipidów w enterocycie. ApoB100 i ApoB48. Synteza apolipoprotein.
No tutaj mamy właśnie fitosterole, cholesterole, które za pomocą białka NPC1L1 (białko Niemanna-Picka) są wchłaniane do komórki w postaci wolnego cholesterolu, czy sitosterolu, gdzie następnie ulęgają estryfikacji i następnie są poza komórkę wydalane. Drugi mechanizm to jest-w bardzo niewielkiej ilości wydalany przy pomocy grup transportowych do cząsteczek HDL, ale to jest przede wszystkim mechanizm który umożliwia pochłanianie cholesterolu z cząsteczek HDL do wnętrza komórki. Ten cholesterol może następnie znowu podlegać estryfikacji i być do chylomikronów wbudowywany, ale może ten cholesterol być także transportowany na zewnątrz komórek przy pomocy takich białek, które należą do nadrodziny ABC. O tych białkach warto pamiętać, dlatego że spotkacie się państwo z tymi białkami wielokrotnie jeszcze w trakcie studiów, przede wszystkim spotkacie się państwo z nimi na onkologii. Dlaczego? Dlatego, że są to białka – ta nadrodzina białek, tutaj akurat mamy białka G5 i G8, które są powiązane z metabolizmem sterydów, ale do tej nadrodziny białek ABC które są transporterami należy szereg innych białek, które są odpowiedzialne za transport różnych substancji przez błony. Tymi substancjami mogą być także leki – antybiotyki i cytostatyki, w związku z tym te białka czasami, też nazywamy białkami oporności wielolekowej. Dlaczego? Dlatego że jeżeli hepatocyty – a tam one właśnie występują, mają nadekspresję tych białek, to w tym momencie są one w stanie usuwać bardzo sprawnie ksenobiotyki – czyli np. leki do żółci. Co się w tym momencie dzieje? Podajemy pacjentowi np. jakąś substancję, która ma działać przeciwnowotworowo, zabić jego komórki nowotworowe. Wątroba silnie je wychwytuje i wydala. W tym momencie stężenie w osoczu tej substancji jest małe, nie może się ona dostać do komórek nowotworowych, w związku z tym ten pacjent jest oporny na działanie tych leków i nie obserwujemy u niego pozytywnych efektów. Jest to właśnie spowodowane istnieniem tych białek. Oczywiście te konsekwencje są daleko bardziej idące, ale teraz nie mamy czasu, aby się nimi specjalnie zajmować. No więc mamy teraz enterocyt nieco bardziej rozbudowany, żeby zobaczyć, co tam się dzieje w środku z lipidami. Tutaj mamy światło jelita, tutaj mamy tą powierzchnię podstawną enterocytu, która ma także kontakt z naczyniem limfatycznym, bo jak państwo pamiętacie mam nadzieję z histologii, naczynia limfatyczne dochodzą do każdego pojedynczego enterocytu. No, więc mamy kanał dla cholesterolu, to białko NPC1L1 związane właśnie z chorobą Niemann’a- Pick’a , które jest czymś przez co wchłania się cholesterol i sitosterole. To samo białko występuje w retikulum w komórkach, co umożliwia właśnie przenikanie niezestryfikowanego cholesterolu, a następnie przy pomocy acylotransferazy drugiej ten cholesterol ulega estryfikacji. Do tego procesu potrzebne są kwasy tłuszczowe, które powstają... które albo są po prostu wchłaniane, jak państwu wcześniej pokazałem, albo są one uwalniane przez lipazę lipoproteinową wewnątrz enterocytu i są wbudowywane, są wykorzystywane do estryfikacji cholesterolu. Drugim składnikiem, który tutaj występuje jest tak zwana apolipoproteina B48. O tej apolipoproteinie - już państwo spotkaliście się z jej większą pochodną, mianowicie apoB100. Nazwa bierze się stąd, że to apoB100 to po prostu ma 100 % sekwencji kodowanej przez gen dla apoB, natomiast apoB48 ma tylko 48 % tej sekwencji. Dlaczego tak się dzieje? Już państwu o tym mówiłem w poprzednim semestrze, ale ktoś już z państwa być może zdążył zapomnieć. Mianowicie mamy mRNA, które powstaje w wyniku transkrypcji genu apoB, który jest wspólny dla tych dwóch apoprotein. Natomiast w enterocytach występuje enzym, który powoduje edycję tego RNA i zamianę jednego kodonu na kodon terminujący. W efekcie po translacji 48% tego właśnie mRNA następuje stop i w efekcie powstaje skrócona forma- apoB48_. To białko jest dla nas niezwykle istotne i ten sam proces będzie się odbywał we wszystkich innych komórkach, przede wszystkim w hepatocytach. Mianowicie jest syntetyzowane najpierw białko będące apoproteiną i później do tego białka dobudowywana jest struktura lipidowa, czyli jest ono wzbogacane w trójglicerydy i cholesterol i stopniowo zaczyna ta cząsteczka narastać. Jakie to będzie miało konsekwencje? A no takie, że w każdej lipoproteinie to białko podstawowe np. apoB48 w tym wypadku, a w wypadku LDLi i VLDLi apoB100 będzie zawsze występowało jedno na całą lipoproteinę. To wynika to właśnie z tego molekularnego mechanizmu syntezy lipoprotein. Czyli najpierw mamy białko, do którego następnie transportowane są lipidy. Czyli każda lipoproteina tego typu będzie zawierała wyłącznie jedną cząsteczkę apoB100, a na przykład VLDL będą zawierały apoB48. Przepraszam, w tym wypadku VLDL będą zawierały wyłącznie jedną cząsteczkę apoB100. To też ma później bardzo istotne znaczenie diagnostyczne. Ta struktura stopniowo rośnie. W miarę jak nam wzrasta, sama apoproteina nie jest wystarczająca aby stabilizować tą strukturę w związku z tym przyłączane są kolejne apoproteiny i taką na przykład apoproteiną, która jest do chylomikronów w dużej ilości dołączana jest apoA4. Następnie to wszystko ulega fuzji z aparatem Golgiego, jest opakowane w błonę i jest wydalane do naczyń limfatycznych. W tym momencie enterocyt pozbywa się i kwasów tłuszczowych i trójglicerydów, które są syntetyzowane, ale także pozbywa się wchłoniętego cholesterolu. To jest przede wszystkim główny mechanizm pozbywania się lipidów przez enterocyt. Tak? I cała struktura, jest dosyć duża- ma około 1 mikrometra średnicy, dostaje się do naczyń limfatycznych i dalej na obwód. Druga możliwość, która zachodzi relatywnie rzadziej, jest zdecydowanie mniej nasilona w enterocycie to jest biosynteza apoA1. Mianowicie przy pomocy takiego transportera, znowu z tej grupy transporterów dla lipidów- białka apoCA1 cholesterol może być wydzielany na zewnątrz komórki i może być wbudowywany w lipoproteiny o wysokiej gęstości czyli struktury HDL. Oprócz tego może być nam syntetyzowana cząsteczka apoA1, która jest właśnie punktem wyjścia do biosyntezy cząsteczek HDL. Tutaj jelita mają bardzo duży udział, dlatego jelita syntetyzują ochronnie na nas działające cząsteczki HDL. Niewielka ilość cholesterolu jest tutaj, w ten sposób się tu, tylko opuszcza cholesterol enterocyt. Główna część cholesterolu opuszcza go w postaci chylomikronów natomiast ten proces biosyntezy cząsteczek HDL przez enterocyt jest tutaj dla nas niezwykle istotny, dlatego że całe HDLe, które występują w naszym organizmie właśnie są tego pochodzenia. Są jeszcze inne mechanizmy, mianowicie, a przede wszystkim dotyczą one sitosteroli, które wchłaniają się przy pomocy tego samego białka. Tak? Mianowicie na tej powierzchni rąbka szczoteczkowego mamy kolejny transporter, o którym już państwu wspominałem to są też te białka ABC tym razem G5 i G8, który też występuje z resztą w hepatocytach w tej części która buduje kanalik żółciowy. Powoduje ono wychwyt sitosterolu i następnie jego usuwanie z powrotem do światła jelita. To powoduje, że normalnie człowiek zdrowy nie wchłania sitosteroli czyli cholesteroli roślinnych. Natomiast, jeżeli to białko, w jakiś sposób jego funkcja jest zaburzona to w tym momencie ten sitosterol podlega tym samym procesom co cholesterol i zaczyna się wchłaniać do naszego organizmu powodując podwyższenie stężenia sitosterolu co nazywamy sitosterolemią. Nie jest to bardzo częste zjawisko, ale występuje. I u takich osób jedzenie np. właśnie margaryny, czy innych tłuszczów pochodzenia roślinnego nie tylko nic nie daje, ale jest wręcz niekorzystne, dlatego, że one nie są w stanie absorbować tego niepotrzebnego składnika tego typu tłuszczy. Niewielka ilość cholesterolu, również przy pomocy tego białka ABC G5G8, jest wydalana poza enterocyt. W związku z tym, w ten sposób niewielkie ilości cholesterolu, również możemy usuwać.

7. Białko Niemanna-Picka. Ezetymib.
Przyjrzyjmy się nieco bliżej temu białku, ze względu na to, iż jest to białko niezwykle dla nas istotne, a stało się takie kilka lat temu, kiedy to wymyślono substancje blokujące funkcje tego białka. Samo białko zidentyfikowowano, no, może nie białko, ale jakby problem zidentyfikowano już bardzo dawno temu, dlatego, że to białko jest właśnie związane z chorobą Niemanna-Picka, kiedy to występuje białko homologiczne, które już obecnie wiemy, że jest dokładnie tym samym białkiem. Natomiast dokładna funkcja tego białka poza enterocytem nie jest dokładnie poznana, jest to białko błonowe, które występuje między innymi na powierzchni enterocytów, ale nie tylko. I ekspresja tego białka jest regulowana przez cholesterol, czyli w zależności od tego, ile mamy cholesterolu, tyle będziemy mieli białka, które nam ten cholesterol transportuje. Dzięki temu, że zawiera właśnie domenę wrażliwą na sterole. Wiemy, że fizjologicznie generalnie ekspresja, tego białka powinna być ograniczona do proksymalnej części jelita cienkiego, w związku z tym tam właśnie głównie wchłaniamy cholesterol. Cholesterol może też się wchłaniać na drodze innych mechanizmów, które nie są one do końca poznane, jednak jest to niewielka ilość cholesterolu, bo zaledwie mniej więcej około 20 procent cholesterolu, wchłania się niezależnie od tego białka Niemanna - Picka. W jaki sposób? Tego nie wiemy, ale nie ma to, aż takiego znaczenia. Oprócz wchłaniania cholesterolu, ma to także znaczenie do wchłaniania innych substancji, o budowie lipidowej zbliżonej do cholesterolu, między innymi toksyn, no i tych wspomnianych przeze mnie wcześniej steroli roślinnych czyli sitosteroli, no i w niektórych przypadkach może to doprowadzić do sitosterolemii. Ponieważ ten cholesterol jest generalnie u człowieka dorosłego raczej niepożądanym zjawiskiem, chcielibyśmy go obniżyć, w związku z tym jeśli wiemy jak się wchłania cholesterol w enterocycie, to możemy ten proces zablokować i substancją, która blokuje ten proces jest ezetymib, który jest obecnie bardzo powszechnie stosowany. Jak państwo widzicie tutaj akurat są myszy. Tu mamy myszy transgeniczne, które mają knockout genu NPC1L1. Widzicie państwo, że u takich myszy, które mają knockout tego genu wchłanianie cholesterolu zmniejsza się do poziomu dziesięciu, dwudziestu procent. To są myszy, to nie jest zbyt dobry model ponieważ jak państwo wiecie to są gryzonie, których dietą raczej nie są inne gryzonie, nie jedzą mięsa, tak, tylko jedzą ziarno – w związku z tym metabolizm lipidów u myszy wygląda nieco inaczej niż u człowieka, no ale ze względu na budowę są często wykorzystywane jako modele doświadczalne. Jak państwo widzicie zablokujemy tym ezetimibem te białko NPC1L1 to w tym momencie wchłanianie u myszy tego cholesterolu spada do poziomu takiego jakby tego transportera w tych błonach ubyło, tak? Czyli widzimy, że jest to skuteczna substancja, a jednocześnie udowodniliśmy w ten sposób, że główna frakcja cholesterolu właśnie wchłania się przy pomocy tego właśnie białka. Podobnie jest zresztą u ludzi – dlatego ezetimib jest w tej chwili stosowany bardzo powszechnie w połączeniu szczególnie z innymi substancjami obniżającymi stężenie cholesterolu na etapie jego biosyntezy. No i to powoduje, że u człowieka dorosłego generalnie wyparło to, wyparł ten sposób leczenia całkowicie właśnie stosowanie np. żywic jonowymiennych, które dawało dużo działań nieporządnych. To jest po prostu lepsze.

8. Dalszy metabolizm lipidów po wchłonięciu. Cholesterol w wątrobie.
No i co się dalej dzieje? Mamy sobie to nasze jelito, które zsyntetyzowało głównie chylomikrony i w niewielkiej ilości HDL’e. Te chylomikrony trafiają nam do naczyń limfatycznych, gdzie są rozprowadzane po całym organizmie. Duża część tego cholesterolu, zaraz do tego dojdziemy, trafia do wątroby, która wychwytuje te chylomikrony w postaci tzw. remnantów i w zależności od cytobiostanu metabolicznego syntetyzuje inne cząsteczki, które nazywamy VLDL’ami. Te VLDL’e są cząsteczkami relatywnie bogatymi w trójglicerydy, które następnie są przedmiotem zainteresowania dla lipazy lipoproteinowej, która powoduje stopniowe uwalnianie złożonych kwasów tłuszczowych, a więc te cząsteczki stopniowo tracą trójglicerydy, natomiast zostaje rdzeń lipidowy i białko apoB100 i powstaną z tego remnanty VLDL’i, które następnie są wychwytywane przez wątrobę. Niewielka część tych remnantów VLDL’i dojrzewa do postaci cząsteczek, które nazywamy lipoproteinami o niskiej gęstości, czyli cząsteczkami LDL, o których też będzie za chwilę szerzej, ponieważ są one dla nas istotne. Tak wygląda w dużym skrócie metabolizm tej części lipoprotein, która jest bogata w trójglicerydy. Tak jak państwu powiedziałem, w mechanizmie, o którym jeszcze szerzej powiem, większość tego cholesterolu w postaci remnantów lipoprotein jest wychwytywana przez wątrobę. I zastanówmy się co w wątrobie z tym cholesterolem może się dziać. Wiemy już o dwóch procesach, które tam mogą występować. Mianowicie: cholesterol może być wydzielany do żółci i tutaj właśnie, nic dziwnego, w tym procesie biorą udział białka, które poznaliśmy, które państwu pokazałem, że występują w enterocycie- białka ABC G5 i G8 – w enterocycie powodują one wydalanie cholesterolu do światła jelita, natomiast tutaj te białka znajdują się w tej części hepatocytu, który właśnie tworzy kanalik żółciowy. Dzięki temu część cholesterolu może się do żółci nam bardzo łatwo wydalić i w ten sposób go wydalamy. Nie może go być za dużo bo dojdzie do jego krystalizacji.
Druga możliwość to jest konwersja (cholesterolu) w wątrobie, w hepatocycie do kwasów żółciowych wydalanych do żółci. Ten proces jest bardzo precyzyjnie regulowany, tak że tylko ograniczona ilość cholesterolu jest konwertowana do kwasów żółciowych i w ten sposób wydalana, ale w momencie kiedy zablokujemy wchłanianie zwrotne kwasów żółciowych przez np. wspomniane przeze mnie wcześniej żywice jonowymienne to w tym momencie dochodzi do odblokowania tej konwersji i większa część cholesterolu jest właśnie katabolizowana do kwasów żółciowych. One się dalej katabolizować do niczego nie mogą bo jak państwo być może czytaliście sam rdzeń cholesterolu nie jest możliwy do dalszego katabolizmu u człowieka, nie ma żadnego enzymu, który byłby go w stanie rozbić. Natomiast dwie dodatkowe możliwości to jest estryfikacja cholesterolu, tak? Mówiłem państwu z różnych przyczyn o cholesterolu wewnątrzkomórkowym, on zawsze występuje w postaci estrów i jego magazynowanie wewnątrz wątroby. A druga możliwość to wbudowywanie do cząsteczki lipoprotein o bardzo niskiej gęstości, czyli VLDL a następnie wydzielanie poza hepatocyt. Teraz z której możliwości hepatocyt generalnie korzysta, jeżeli to tylko możliwe to stara się wydzielić całą ilość cholesterolu i trójglicerydów przy okazji które tam występują, pozakomórkowo. Natomiast, jeśli dowóz tych substancji, a szczególnie trójglicerydów jest zbyt duży, to w tym momencie synteza VLDLi nie nadąża, a te mechanizmy są generalnie niewydolne, ponieważ one szybko ulegają saturacji, ponieważ nie są to mechanizmy służące do pozbywania się cholesterolu z naszego organizmu tylko to są mechanizmy, które służą do biosyntezy żółci i to jest poszerzanie wchłaniania różnych innych substancji. I w związku z tym co się dzieje? Ten cholesterol zaczyna razem z tymi glicerydami gromadzić się wewnątrzwątrobowo powodując stłuszczenie wątroby i my ten stan obserwujemy w różnych sytuacjach. Przede wszystkim występuje on w sytuacji znacznego dowozu trójglicerydów albo znacznej biosyntezy engodennych triglicerydów. Z taką sytuacją mamy do czynienia u pacjentów z cukrzycą, albo u pacjentów, którzy mają duży dowóz kalorii, jedzą obficie i bogato i tłuszczowo albo u pacjentów, którzy nadużywają alkoholu – jak państwo wiecie alkohol również metabolizuje się do acetylo-CoA, który jest punktem wyjściowym do syntezy trójglicerydów poprzez kwasy tłuszczowe.

9. Krążenie wątrobowo-jelitowe. Znaczenie blokady wchłaniania zwrotnego substancji lipofilnych.
Też już państwu mówiłem o tym krążeniu wątrobowo-jelitowym, czyli tylko dla krótkiego przypomnienia. Mamy tutaj sobie hepatocyt. Przy pomocy właśnie białek z rodziny ABC, wolny cholesterol jest wydalany do żółci, częściowo może być wchłaniany przy pomocy tego białka Niemanna-Picka, ale jego ekspresja jest marginalna, to wchłanianie zachodzi właściwie głównie w jelicie. Następnie z żółcią trafia nam to wszystko do światła jelita, gdzie przede wszystkim kwasy żółciowe wykazują swoje tutaj działanie emulsyfikujące i następnie te sterole są wchłaniane z powrotem przy pomocy białka NPC1L1 i dalej są transportowane w mechanizmie, o którym państwu mówiłem. Część jest ponownie wydalana właśnie przy pomocy tego transportera. W efekcie powstaje takie zjawisko, że hepatocyt wydala różne lipidy, które następnie dostają się do światła jelita, następnie są wchłaniane, trafiają albo do chylomikronów, albo częściowo do żyły wrotnej, ale przede wszystkim do chylomikronów i następnie są znowu wychwytywane przez wątrobę i ten proces się powtarza. Tak? Dzięki temu oszczędzamy kwasy żółciowe, które są potrzebne nam do emulsyfikacji tłuszczu i nie musimy ich syntetyzować zbyt dużo, ponieważ są one wielokrotnie reutylizowane. Generalnie to wchłanianie zwrotne kwasów tłuszczowych sięga prawie 100%, dzięki temu ulegają one znacznemu recyklingowi. Ma to też duże znaczenie praktyczne z innych powodów, mianowicie wiele związków, które występują w naszym otoczeniu, to są związki o budowie lipidowej, których mechanizm wchłaniania jest bardzo podobny do tych lipidów, które normalnie są składnikami naszej diety, ale są też różne toksyny i w efekcie one również wchłaniają się dokładnie tak samo, są również transportowane z lipoproteinami, następnie są wydalane przez wątrobę, ale nic to nie daje, ponieważ są wchłaniane zwrotnie w początkowym odcinku jelita cienkiego. No i właśnie to ma dla nas bardzo duże implikacje praktyczne, ponieważ jeśli zastosujemy coś co nam zablokuje to wchłanianie zwrotne albo np. te żywice jonowymienne to w tym momencie nie tylko nie będzie dochodzić do wchłaniania zwrotnego soli kwasów żółciowych, ale nie dochodzi także do wchłaniania zwrotnego tych toksyn. Czyli u osób, które są zatrute substancjami lipofilnymi, jest to jednym z punktów uchwytu terapii mającej na celu chelatację tych substancji w świetle jelita i uniemożliwia to ich wchłanianie zwrotne, co powoduje ich nasilone wydalanie do żółci przez hepatocyt. Tego typu mechanizmy zachodzą nie tylko w enterocycie i hepatocycie, o którym już mówiliśmy, ale te same albo bardzo podobne mechanizmy zachodzą też w innych komórkach, w tym w komórkach układu nerwowego. I tutaj przede wszystkim znaczenie mają komórki gleju, m.in. komórki astrocytów, które mogą syntetyzować niektóre apoproteiny, np. apoE, o tej apoE będziemy też za chwilę szerzej mówić, ponieważ to jest apoproteina, która jest nie tylko istotna z punktu widzenia metabolizmu LDL, VLDL i remnantów tych cząstek, ale jest ona bardzo istotna właśnie w ośrodkowym układzie nerwowym, ponieważ buduje różne szlaki nerwowe. I w efekcie dysfunkcja w tym zakresie powoduje powstawanie chorób neurodegeneracyjnych m.in takich jak choroby Alzheimera. I jak państwo widzą, choroby które na pierwszy rzut oka nie wydają się być związane z metabolizmem lipidów, mają tutaj swój punkt uchwytu.

10. Transport lipidów w osoczu. Ogólna budowa lipoproteiny. Apoproteiny. Podział i sposoby rozdziału lipoprotein.
W osoczu lipidy są transportowane w postaci trzech różnych komponentów, to może być cholesterol wolny lub zestryfikowany, mogą być to trójglicerydy i może być to lecytyna. Wszystkie trzy komponenty są dla nas istotne z punktu widzenia stabilizacji struktury w lipoproteinach. Cholesterol wolny i estry cholesterolu będzie się gromadził we wnętrzu takiej lipoproteiny, trójglicerydy będą stanowić tą barierę pośrednią, będą też trochę na zewnątrz, ponieważ ta część trójglicerydu jest częścią relatywnie hydrofilną, natomiast przede wszystkim lecytyna będzie tam występować, będzie zapobiegała zlepianiu się cząsteczek i utrzymywała je w fazie wodnej. No i jak popatrzymy na budowę lipoproteiny to niezależnie od tego jaka to jest lipoproteina to generalnie ta budowa jest dosyć podobna, czyli przede wszystkich w środku mamy rdzeń, który zawiera głównie lipidy, które są szczególnie hydrofobowe. To przede wszystkim będą właśnie estry cholesterolu, które się tam znajdują. Natomiast tą zewnętrzną część tego rdzenia będą stanowiły trójglicerydy, które są relatywnie nieco bardziej hydrofilne w stosunku do estrów cholesterolu, natomiast na zewnątrz będą polarne lipidy czyli głównie będą się tutaj znajdować fosfolipidy. No ale taką strukturę, żeby komórki mogły wychwycić i mogły z nią dalej coś zrobić musimy opakować w jakieś białka informacyjne, które przy okazji będą ją stabilizować. I takimi białkami są apopoproteiny, które z jednej strony są aktywatorami i inhibitorami różnych enzymów, czyli mówią nam co z taką cząsteczką mamy zrobić. Ale z drugiej strony są to dosyć duże białka, które posiadają unikalne domeny np. domeny kationowe, które w efekcie stabilizują całą tą strukturę lipoproteiny. Teraz jakbyśmy się ich wszystkim przyjrzeli, a przyjrzymy im się nieco dokładniej to generalnie wszystkie są zbudowane bardzo podobnie, ale trochę się różnią. I na podstawie tych drobnych różnic pomiędzy liporoteinami możemy je sklasyfikować, co ma później duże znaczenie prognostyczne u osób, u których występują zaburzenia metabolizmu właśnie lipoprotein. I tak klasyfikacja może się opierać się na kilku różnych czynnikach np. na gęstości lipoprotein. Tak? widzieliście państwo np. nazwę chylomikrony, o tym akurat nie będę wam mówił, która ma coś wspólnego ta nazwa tylko i wyłącznie z chłonką, ale widzimy HDL-e, VLDL-e, LDL-e, czynniki lipoptorienowe o wysokiej gęstości, niskiej gęstości , bardzo niskiej gęstości i tak dalej. W zawiązku z tym na postawie ich gęstości możemy je rozdzielić tak zwaną metodą ultrawirowania i w ten sposób możemy powiedzieć, ile mamy frakcji np. cholesterolu lipoproteiny określonej gęstości. Druga możliwość to skoro różnią się wielkością, a przede wszystkim różnią się tym składnikiem białkowym to możemy je rozdzielić w polu elektrycznym, czyli możemy je rozdzielić metodami elektroforetycznymi i elektroforezę lipoprotein widzieliście państwo na ćwiczeniach w związku z tym nie będę musiał o tym mówić. Kolejną metoda rozdziału to jest wykonanie tak zwanego NMR-u lipoptroein, czyli magnetycznego rezonansu jądrowego lipoprotein, to jest aparat, który jest zbliżony do NMR- u, który państwu być może jest znany z badań obrazowych, tylko, który jest dostosowany do badania ultrastruktury bardzo małych cząstek i umożliwia nam bardzo precyzyjne rozdzielenie tych frakcji i określenie ile cholesterolu występuje w konkretnej frakcji lipoprotein. Możemy też sobie je podzielić ze względu na zawartość, czy stosunek cholesterolu do trójglicerydów na lipoproteiny, które mają ten stosunek niski – czyli są bogate w trójglicerydy- tak jak np. chylomikrony i VLDL-e i możemy sobie podzielić na lipoproteiny, które są bogate w cholesterol , czyli np. LDL-e , HDL-e i niektóre podfrakcje. No i przede wszystkim możemy sobie lipoproteiny podzielić ze względu na typ białka , który na nich występuje, czyli typ apoproteiny. No to zobaczmy po kolei tą metodykę. Pierwsze to są chylomikrony w metodzie, ultrawirowania. Jak państwo widzicie gęstość chylomikronów jest bardzo niska. Z czego ona wynika? Mianowicie gęstość lipidów jak państwo wiecie jest niska i jest wyższa niż wody, tak? Natomiast gęstość lipoproteiny generalnie oddaje komponent białkowy, który jest relatywnie gęsty. W związku z tym im lipoproteina ma więcej na swojej powierzchni białka procentowo tym ma większą gęstość. Ponieważ chylomikron jest bardzo duży, jak państwo powiedziałem, średnica nawet do 1 mikrometra, a białka ma niewiele, tam to jest jedynie cząsteczka apoB48 plus trochę apoA1, to w tym momencie jego gęstość, dodatkowo bogaty w trójglicerydy, jest bardzo niewielka. I teraz, jest to lipoproteina o najniższej gęstości, a przy okazji jest ona największa. Następnie mamy lipoproteinę o bardzo niskiej gęstości czyli tzw. prebeta- lipoproteiny- te nazwy w nawiasach są to właśnie nazwy na podstawie klasyfikacji……(00:46:29-00:46:31)... . Jak wiecie państwo ich gęstość już jest nieznacznie większa. Następnie mamy lipoproteiny o pośredniej gęstości, o jeszcze większej gęstości. Następnie mamy LDLe, które mają jeszcze większą gęstość i HDLe czyli lipoproteiny o wysokiej gęstości, których gęstość jak państwo widzicie jest największa, co świadczy o tym ta ilość tego składnika białkowego jest dodatkowo największa. O ile w przypadku chylomikronów to jest mniej więcej kilka procent, o tyle w przypadku HDLi jest to ponad 40%. Czyli widzicie państwo, że w tym momencie gęstość takiej lipoproteiny jest olbrzymia. Druga możliwość klasyfikacji, ona jest najpowszechniej stosowana, bo tamtą metodę, właśnie ultrawirowania, to właściwie stosuje się wyłącznie do badań naukowych, ona nie ma ze względu na czas trwania takiego ultrawirowania, które trwa 2 do 3 dni, w związku z tym nie ma to żadnego znaczenia diagnostycznego w klinice, natomiast prosta metoda rozdziału to jest elektroforeza lipoprotein, ale już o tym mówiliśmy, więc to pominę, widzicie państwo, że w tym momencie mamy chylomikrony-jeśli one występują, a nie powinny na czczo występować to są w miejscu startu. Później mamy frację alfa, pre – beta, beta i jak sobie to porównamy do elektroforezy białek to odpowiada to mniej więcej właśnie poszczególnym frakcjom w elektroforezie białek, tak? Generalnie metoda wygląda tak samo, ale tutaj barwiliśmy na białka, a tutaj na lipidy. Kolejna możliwość to jest klasyfikacja przy pomocy innych, o wiele bardziej czułych metod. Jak państwo widzieliście, te poprzednie metody, właściwie klasyfikowały nam lipoproteiny tylko na kilka podstawowych podgrup, ale w pewnych sytuacjach nie jest to dla nas wystarczające, w związku z tym opracowano inne metody. Jak widzicie państwo tych różnych typów lipoprotein w naszej surowicy jest bardzo dużo, tak? Mamy chylomikrony, które też się różnią wielkością lub w zależności od tego jak później długo będzie na nie działać lipaza lipoproteinowa, to ten składnik trójglicerydowy się zmniejsza, więc w efekcie sama cząsteczka chylomikronu też się zmniejsza. Więc mamy kilka typów, to nie ma wielkiego znaczenia. Większe znaczenie ma to w przypadku lipoprotein należących do tej klasy o bardzo niskiej gęstości albo pośredniej gęstości i niskiej gęstości, czyli lipoprotein VLDL, IDL oraz LDL. Widzicie państwo, że tutaj mamy szereg różnych podklas. I w podklasach możemy wyróżniać różne remnanty VLDL-i, IDL-i, albo możemy wyróżnić tzw. małe gęste LDLe. O tych lipoproteinach za chwilę będę mówił szerzej, dlatego, że to są właśnie te frakcje lipoprotein, które mają bardzo istotne znaczenie dla patogenezy chorób. Czyli jak byśmy popatrzyli na całą tą frakcję i oznaczyli cholesterol np. we frakcji LDL to on może być podwyższony może być w normie, ale u osób, u których dominującą frakcją, będzie cholesterol znajdujący się w tych małych gęstych LDL-ach to rokowanie, ryzyko będzie większe niż u osób z tym samym stężeniem całkowitego cholesterolu np. we frakcji LDL, ale u których ten cholesterol będzie się lokował w relatywnie większych lipoproteinach. No w związku z tym ten podział podobnie zaczynając w przypadku HDLi których tu państwo nie widzicie (na slajdach) ze względu na kolory, ale do których za chwilę wrócimy, w tej chwili nie ma to większego znaczenia, ma dla nas potencjalnie bardzo duże znaczenie. W jaki sposób tego podziału dokonać?

11. NMR lipoprotein i co z niego wynika?
Tymi klasycznymi metodami się nie da, natomiast mamy do dyspozycji właśnie metodę NMR lipoprotein. Problem z tą metodą polega jednak na tym że generalnie w Polsce jeszcze jest właściwie nie stosowana. Jest ona relatywnie droga, eeee... można już w Europie tego typu badania robić, ale nie są one ciągle powszechnie stosowane ponieważ nie mamy dobrych badań klinicznych i później wytycznych co do postępowania u pacjentów, u których mamy poszczególne frakcje lipoprotein, natomiast zajmujemy się metodą tego typu tylko dlatego żeby pokazać i zrozumieć jak wygląda metabolizm lipoprotein. Widzicie państwo że ten NMR lipoprotein dzieli nam każdą frakcję na wiele różnych podfrakcji. I teraz w zależności, która podfrakcja występuje u naszego pacjenta, jego ryzyko jest zupełnie inne, tak? Generalnie im występują mniejsze frakcje lipoprotein, tym jest dla nas gorzej. To są frakcje, które powstają na skutek długotrwałego metabolizmu, długotrwałego działania lipazy lipoproteinowej na swoim cholesterolu i tak dalej, w związku z tym są to frakcje relatywnie bogate w cholesterol, ale przede wszystkim te ich długie zaleganie w osoczu krwi powoduje, że są to frakcje szczególnie podatne na różne modyfikacje, tak? O tych modyfikacjach mówiliśmy 2 tygodnie temu. Jedną z głównych takich modyfikacji jest właśnie modyfikacja oksydacyjna, która dotyczy zarówno cholesterolu, który w tych frakcjach ciężkich, gęstych znajduje się, powstają chociażby toksyczne dla nas oksysterole, ale tak samo modyfikacji może podlegać składnik białkowy, który znajduje się na tych lipoproteinach i w efekcie ulega on również modyfikacji, co powoduje hamowanie jego wiązania z receptorem, co zwiększa retencję tych lipoprotein w osoczu krwi, a jest to dla nas bardzo niebezpieczne. W związku z tym, jak sobie popatrzymy na wynik takiego właśnie NMRu lipoprotein, to się okaże właśnie, że te frakcje małe gęste są dla nas szczególnie niebezpieczne, tak? I tworzą właśnie takie tzw. pasmo śmierci. Jeżeli u dwóch pacjentów u których występuje to samo stężenie cholesterolu- jeżeli u jednego występuje cholesterol główny zlokalizowany w tych gęstych lipoproteinach, no to w tym momencie jego rokowanie jest zdecydowanie gorsze. Należało z związku z tym te małe i gęste lipoproteiny w jakiś sposób wykrywać. Tak jak państwu podałem NMR lipoprotein jest stosunkowo mało dostępny dla nas, ale wiedząc w jaki sposób lipoproteiny są syntezowane, jakie apolipoproteiny na nich występują, możemy ten problem ominąć stosując inne proste badania umożliwiające wykrycie tych gęstych lipoprotein, ale o tym jeszcze za chwilę.

12. Składnik białkowy lipoproteiny- apoproteiny. Podział na rodziny, funkcje itd.
No to przejdźmy do tego składnika białkowego, który ma tu również duże znaczenie. Mówiłem już o jego funkcji strukturalnej, tak? Czyli bierze udział w stabilizacji struktury lipoprotein, dzięki temu one na się nie zlewają się, utrzymują się w środowisku wodnym, osoczu krwi. Oprócz tego biorą udział w syntezie lipoprotein np. taki składnik jak apoA1, apoB48, apoB100 to są składniki które są podstawowym budulcem lipoprotein, dopiero do nich dołączane są lipidy. W związku z tym w przypadku niemożliwości syntezy tego składnika białkowego nie dochodzi do biosyntezy odpowiedniej lipoproteiny. Ale oprócz tego biorą one udział jako aktywatory/inhibitory różnych enzymów – np. lipazy lipoproteinowej (LPL) co jest bardzo istotne, ale także innych enzymów które biorą udział w metabolizmie lipoprotein, mianowicie: LCAT, ACAT, CETP – enzymów o których zaraz państwu powiem coś szerzej, ponieważ są one dla nas bardzo istotne. No i bardzo ważna funkcja to ich funkcja jako ligandy receptorów tutaj głównie: apoE, apoB100. Dzięki temu te lipoproteiny w których one się znajdują mogą być wychwytywane w mechanizmie receptorowym i lipoproteiny mogą być efektywnie usuwane z osocza co zapobiega ich modyfikacjom, m. in. modyfikacjom oksydacyjnym. Tych lipoprotein mamy całkiem sporo w związku z tym dla porządku możemy je podzielić na kilka rodzin. No i te rodziny idą mniej więcej tak jak litery alfabetu. Pierwsza to rodzina charakterystyczna jak państwo widzicie do cząsteczek HDL, które dominują generalnie we frakcji α są to α-lioproteiny, tak, w związku z tym ta rodzina nazywa się rodzina a. Jakie są funkcje? Tutaj mamy cztery główne apolipoproteiny nazwane kolejno A-I, A-II, A-IV i A-V i występują także inne ale ich funkcja jest mniej poznana, albo mniej istotna dla nas. I co to daje? Występują one głównie na cząstkach HDL i w niewielkiej ilości występować na chylomikronach. I są one aktywatorami np. enzymów takich jak LCAT: acylotransferazy lecytyna-cholesterol. To jest enzym, który powoduje przeniesienie reszty kwasu tłuszczowego między lecytyną, a cholesterolem umożliwiając np. jego estryfikację. Mogą być aktywatorami lipaz lipoproteinowych np. A-II aktywuje lipazę lipoproteinową wątrobową- HPL, mogą być aktywatorami obwodowych lipaz lipoproteinowych. Mogą być aktywatorami kolejnego enzymu o którym wcześniej państwu wspomniałem, czyli enzymu LCAT. To ma duże znaczenie dla metabolizmu HDL, bo dzięki obecności apoprotein na powierzchni HDL-u, HDL-e mogą wymieniać kwasy tłuszczowe, trójglicerydy z cholesterolem, mogę też efektywnie wymieniać estry cholesterolu, ale mogę być też dalej metabolizowane. Rodzina B składa z apolipoprotein, o których już mówiłem, czyli apoB100 i z apoB48 , która powstaje edycji tego samego genu, no i apoB100 występuje głownie na cząsteczkach VLDL-i i LDL-i umożliwia ich wychwyt receptorowy, natomiast apoB48 występuje głównie na chylomikronach i umożliwia syntezę chylomikronów oraz ich dalsze wydzielanie. Kolejna rodzina to jest rodzica C, tutaj głównie występują apoproteiny, które są aktywatorami różnym enzymów np. C-I która jest aktywatorem LCAT , C-II która jest aktywatorem lipazy lipoproteinowej, z tym państwo już się spotkaliście , defekt tej apolipoproteiny może wywoływać brak aktywacji LPL i w efekcie wydłużoną retencje chylomikronów i znaczną hipertriglicerydemie i apo C-III która jest związana też z klirensem chylomikronów i remnantów VLDL-i. Oprócz tego występują inne lipoproteiny o mniej znanych funkcjach, ale mało istotne i nawet gdy poznamy kiedyś ich funkcje to chyba okażą się nie aż tak bardzo ważne. Dobra, oprócz tego występują inne apopoproteiny o których będę za chwile mówił , one właściwie nie powinny występować fizjologicznie albo powinny występować tylko w pewnych przedziałach naszego organizmu ,a pojawiają się w patologiach.

13. Chylomikrony, VLDLe. Pobór lipidów przez komórki z osocza. LPL.
Ze względu na budowę lipoprotein możemy podzielić je na lipoproteiny bogate w TG ,w których mamy dwie główne lipoproteiny , pierwsze to są chylomikrony- jak państwo widzicie zawartość składnika trójglicerydowego to jest nawet­ 95%, czyli składają się one głównie z tłuszczu i zawierają co bardzo istotne tzw. tłuszcze egzogenne czyli tam znajdują się wyłącznie te substancje które spożyliśmy, które się wchłonęły do enterocytu, dlatego że chylomikrony są syntetyzowane wyłącznie przez enterocyty. Zawierają one niewielką ilość cholesterolu, jak państwo widzicie w stosunku do masy to jest mniej więcej 2-4 %, także co prawda jest to procentowo niewielkie ale ponieważ ilość chylomikronów jest duża, w związku z tym relatywnie sporo cholesterolu tam się może znajdować. Niewielkie ilości fosfolipidów, jak państwo widzicie składnik białkowy niewielki- 1,5% co powoduje ze gęstość chylomikronów jest niezwykle mała. To też powoduje, że na skutek tej małej gęstości chylomikronów jeżeli weźmiemy sobie osocze krwi w której chylomikrony występują to one zaczną pływać na powierzchni, tak? W tym momencie wytworzą taki charakterystyczny, mleczny, biały kożuch właśnie z chylomikronów. To właśnie zawdzięczają małej gęstości jak widzicie państwo są niezwykle duże jak są syntetyzowane nowe chylomikrony to mają nawet 1 mikrometr one są generalnie wielkości bakterii natomiast później jak zaczyna na nie działać lipaza lipoproteinowa i w efekcie tworzą się remnanty chylomikronów ich wielkość dramatycznie maleje. Druga lipoproteina, która jest dla nas bardzo istotna, która jest bogata w triglicerydy to są tak zwane lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości czyli very low density lipoproteins jak państwo popatrzycie tutaj one są też bardzo bogate w triglicerydy, to jest mniej więcej nawet 60%, są relatywnie bogatsze w cholesterol, mają nieznacznie więcej białka co powoduje, że ich gęstość jest też nieznacznie większa w związku z tym ich zdolność do flotowania czyli unoszenia się na powierzchni surowicy jest zdecydowanie mniejsza (w odniesieniu do chylomikronów), ale w przypadku bardzo dużej ilości VLDL również taką skłonność posiadają w związku z tym bardzo wysokie stężenie VLDL będzie również powodowało zmętnienie surowicy i pojawienie się delikatnego kożuszka, dużo mniejszego niż w przypadku chylomikronów i to co jest bardzo istotne to w przypadku VLDL-i transportowane są wyłącznie trójglicerydy endogenne, czyli są to trójglicerydy, które są zresyntetyzowane w wątrobie, dlatego, że cząsteczki VLDL powstają wyłącznie w wątrobie. Tu mamy tłuszcze egzogenne, a tu mamy tłuszcze endogenne. No i jak popatrzymy teraz na cząsteczkę tego chylomikronu to zobaczymy co istotnego się na niej znajduje. Znajduje się na niej lipoproteina strukturalna apoB48, znajduje się druga lipoproteina, która stabilizuje jej funkcje, czyli apoA1. Ale dodatkowo chylomikrony zawierają na swojej powierzchni aktywatory, wymieniamy apoproteiny o funkcji aktywatorów, między innymi apoC-II, który jest aktywatorem lipazy lipoproteinowej i obecność tego białka umożliwia następnie trawienie chylomikronów i powstawanie z nich remnantów chylomikronów. Ale ponieważ te apoproteiny nie są wystarczająco dobrych typów, w związku z tym chylomikron posiada jeszcze jedną apoproteine, mianowicie apoE, który umożliwia później wychwyt remnantów chylomikronów przez receptor dla apoB/E. Z tego chylomikronu bardzo niewiele później zostaje, w związku z tym ten wychwyt też nie jest specjalnie duży, ale ma on duże znaczenie ponieważ jeżeli w jakiś sposób ta funkcja by została zaburzona to właśnie dochodzi do nagromadzenia się remnantów chylomikronów . W związku z tym enterocyty syntetyzują duże ilości chylomikronów po spożyciu posiłku bogatego w tłuszcz, następnie. Następnie one dostają się do chłonki, są tam dodatkowo wzbogacone o te wszystkie apoproteiny i następnie podlegają działaniu lipazy lipoproteinowej, która rozszczepia wolne kwasy tłuszczowej i monoacyloglicerole- to od tego chylomikronu się odłącza i w miarę jak struktura tego chylomikronu się zmniejsza, nie ma dla niego miejsca dla innych apoprotein między innymi dla apoCA, czy apoCE (????). W efekcie tracą one zdolność do dalszej aktywacji LPL i jak zaczyna nam brakować tego aktywatora to w tym momencie dalej się z tym nic nie może stać. Natomiast powstaje stosunkowo mniejsza struktura o średnicy mniej więcej 80-100 nm, która jest wychwytywana przez wątrobę. Taką strukturę resztkową nazywamy właśnie remnantem chylomikronu. No i teraz przyjrzyjmy się w jaki sposób komórki pobierają te uwolnione kwasy tłuszczowe bo to jest też proces niezwykle ciekawy. Lipoproteiny muszą występować w osoczu dlatego, że lipidy są nierozpuszczalne więc to jest jedyna możliwość transportu efektywnego lipidów w naszej krwi, która składa się głównie z wody. Tkanki potrzebują tych lipidów do celów energetycznych np. w wyniku beta-oksydacji. Tak - w związku z tym powstaje problem w jaki sposób przetransportować lipidy, które znajdują się w osoczu do komórek. I ten problem jest jeszcze dodatkowy polegający na tym, że pomiędzy tkanką, która zużywa te lipidy np. w mięśniu poprzecznie prążkowanym albo adipocytem mamy barierę, która jest dla lipidów nieprzepuszczalna, która składa się z komórek śródbłonka naczyniowego, tak? Lipidy są strukturami bardzo dużymi , w związku z tym nie mogą bezpośrednio przenikać przez komórki śródbłonka naczyniowego , chyba, że ten ostatni jest uszkodzony ale tak zwykle nie jest. W związku z tym, co zrobić? Mianowicie, na powierzchni śródbłonka naczyniowego, na tej części zwróconej do wewnątrz naczynia, znajduje się enzym nazywany lipaza lipoproteinowa, który trawi nam triglicerydy i uwalnia wolne kwasy tłuszczowe. I ten enzym znajduje się na stopce zbudowanej z glikozaminoglikanów, m.in. bogatej w siarczan heparanu. I teraz, skoro lipaza lipoproteinowa znajduje się na powierzchni komórki śródbłonka, która ma kontakt z osoczem krwi, a więc ma kontakt z lipoproteinami, to w tym momencie ta lipaza lipoproteinowa rozpoznaje składnik apoC-II znajdujący się na lipoproteinach, powoduje to połączenie jednego z drugim. Dodatkowo apo np. A1, apoA4, nawet apoB, mają domeny, które są silnie dodatnio naładowane, to powoduje że skoro tutaj mamy glikozaminoglikan, który jak państwo wiecie jest ujemnie naładowany, to mamy elektrostatyczne powiązanie jednego z drugim. W efekcie ta lipoproteina przyłącza nam się do powierzchni komórki śródbłonka, gdzie czyha na nią lipaza lipoproteinowa, która powoduje po aktywacji przez ApoC-II uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych, które też nie dostają się do krwi tylko natychmiast, ponieważ w okolicy znajduje się kolejne białko- CD36, są wychwytywane przez to białko, a następnie są transportowane przez cytoplazmę komórki śródbłonka i tam są transportowane do płynu międzykomórkowego. Dalej na komórkach, które mają zapotrzebowanie na wolne kwasy tłuszczowe czyli m.in. na mięśniach poprzecznie prążkowanych oraz na adipocytach zwykle znowu znajduje się ta molekuła CD36 co umożliwia transport wolnych kwasów tłuszczowych do wnętrza komórki . Tam dalej one się wiążą z białkami ale o tym będziemy mówili w przyszłości. I w ten sposób właśnie komórki, które są oddzielone od osocza warstwą, co najmniej komórek śródbłonka mogą sobie efektywnie pobierać wolne kwasy tłuszczowe, które powstają z hydrolizy triglicerydów znajdujących się na lipoproteinach bogatych w triglicerydy. W tym prostym mechanizmie jest jednak pewien problem mianowicie komórki śródbłonka nic nie wiedzą o tym, ile wolnych kwasów tłuszczowych potrzebują adipocyty albo pracujące mięśnie poprzecznie prążkowane i tą informacje do komórek śródbłonka trzeba w jakiś sposób przekazać. W jaki sposób? Tutaj mamy właśnie podwójną komponentę. Mianowicie lipaza lipoproteinowa jest enzymem, który nie jest syntetyzowany przez endotelium, tylko jest enzymem syntetyzowanym przez adipocyty albo przez komórki mięśni poprzeczne prążkowanych. Enzym ten następnie jest uwalniany do przestrzeni międzykomórkowej gdzie wiąże się z glikozaminoglikanami. I jeżeli wiąże się z glikozaminoglikanami znajdującymi się na powierzchni na przykład adipocytów w tym momencie ulega internalizacji i rozkładowi, przestaje w tym momencie istnieć. Natomiast część tego enzymu może się wiązać z glikozaminoglikanami i proteoglikanami znajdującymi się na komórkach endotelialnych i tutaj między innymi jest taki najważniejszym jest syndekan i glikan. I po związaniu się z tymi glikozaminoglikanami ulega ona internalizacji i transportowi przez cytoplazmę na tą powierzchnię komórki śródbłonka, która jest zwrócona do światła naczynia i zaczyna lipaza lipoproteinowa pojawiać się tutaj. W efekcie jest ona wychwytywana przez kolejne proteoglikany, które właśnie wiążą glikoproteiny. W ten sposób widzicie państwo, że jeżeli np. komórka mięśnia poprzecznie prążkowanego potrzebuje więcej energii, to znaczy że potrzebuje więcej kwasów tłuszczowych. To co robi? Syntetyzuje lipazę lipoproteinową. W tym momencie tę lipazę wychwytują komórki śródbłonka, ona zaczyna się pojawiać na powierzchni komórek śródbłonka, rozkłada trójglicerydy i zwrotnie te komórki otrzymują wolne kwasy tłuszczowe których potrzebują. W momencie kiedy nie potrzebują przestają ją syntetyzować, lipaza lipoproteinowa jest wychwytywana, degradowana i problem przestaje istnieć. Niemniej jednak z tą funkcją związane są też pewne istotne aspekty praktyczne. Mianowicie, spotkaliście się państwo z chorobami, które prowadzą do niedoboru aktywności lipazy lipoproteinowej, albo z powodu niedoboru apoC – II, albo z powodu dysfunkcyjnego enzymu. W związku z tymi, jeżeli będziemy chcieli to wykryć musimy oznaczyć aktywność lipazy lipoproteinowej, ale, ponieważ jest to enzym zakotwiczony na powierzchni komórek śródbłonka, to jeśli pobierzemy sobie próbkę krwi od takiego pacjenta i oznaczymy sobie aktywność lipazy lipoproteinowej, to ona będzie wynosić zero – niezależnie, czy ktoś ma taki defekt, czy ktoś tego defektu nie ma. Co w związku z tym musimy wtedy zrobić? Wiedząc, że ta lipaza lipoproteinowa jest zakotwiczona przy pomocy glikozaminoglikanów na powierzchni śródbłonka, szczególnie siarczanu heparanu, możemy zastosować małą pułapkę. Mianowicie, kiedy wstrzykniemy heparynę, która jest polimerem długocząsteczkowym i jest zdecydowanie bardziej atrakcyjna dla lipazy niż glikozaminoglikany znajdujące się na powierzchni komórek endotelialnych, to w tym momencie lipaza przeskoczy nam na tą heparynę, którą podaliśmy, i stanie się formą rozpuszczalną, występującą w osoczu. W efekcie po podaniu heparyny, jeśli pobierzemy sobie krew i oznaczymy aktywność lipazy lipoproteinowej, ona będzie niezwykle wysoka – chyba, że mamy defekt tego enzymu, to wtedy ten wzrost będzie żaden, albo prawie żaden Ale to ma też jeszcze jedną implikację, mianowicie jeśli komuś podamy heparynę, to w tym momencie ta lipaza lipoproteinowa nam się gwałtownie odszczepi, spowoduje to jej dużą aktywację i przyłączenie do cząsteczki lipoprotein. Ona będzie sobie w tym momencie bardzo szybko je hydrolizować co spowoduje, że stężenie triglicerydów w surowicy krwi gwałtownie nam zmaleje. Nie ma to jakichś poważnych konsekwencji, a powoduje to taką szybką klaryfikację surowicy krwi bogatej właśnie w triglicerydy.

14. Remnanty. Co to? Co się z nimi dzieje i dlaczego? Małe gęste LDL i HDL.
Co się dalej dzieje? Mamy ten na przykład chylomikron albo lipoproteinę o bardzo niskiej gęstości- VLDL która została tutaj nadszarpnięta przez lipazę lipoproteinową, uwolniła wolne kwasy tłuszczowe które następnie są wykorzystywane do metabolizmu komórek, ale jak uwalnia te wolne kwasy tłuszczowe to w tym momencie wielkość tej cząsteczki się gwałtownie zmniejsza. Skoro się zmniejsza to traci ona powinowactwo do powierzchni komórek śródbłonka i się odłącza, ale często odłączając się zabiera ze sobą dodatkowego pasażera, tym pasażerem jest lipaza lipoproteinowa. W efekcie powstają remnanty, które są relatywnie już ubogie w triglicerydy, ale ciągle ich trochę mają, mamy lipazę lipoproteinową która też czeka na aktywator. I ta lipaza lipoproteinowa stopniowo jeszcze powoduje dalszą hydrolizę trójglicerydów i uwolnienie wolnych kwasów tłuszczowych, ale ponieważ ten proces już się nie odbywa na powierzchni komórek śródbłonka, w związku z tym one nie mogą być już natychmiast wychwycone przez odpowiedni receptor, w związku z tym uwalniane są do krwi. Ale jak państwo wiecie długołańcuchowe kwasy tłuszczowe np. kwas stearynowy nie są za dobrze rozpuszczalne w wodzie, w związku z tym muszą być przez coś wychwycone bo inaczej by nam się wytraciły. I tym czymś co je wychwytuje jest albumina, która ma miejsca wiązania dla wolnych kwasów tłuszczowych i sobie je transportuje w osoczu i teraz komórki, które posiadają receptor dla albuminy mogą sobie te wolne kwasy tłuszczowe z tego osocza pobrać. Ale ma to też dla nas drugą, nieprzyjemną implikację, mianowicie te wolne kwasy tłuszczowe mają efekt cytotoksyczny. Przede wszystkim ten efekt cytotoksyczny obserwujemy w stosunku do komórek śródbłonka, a więc u osób, u których występuje znaczna hipertrójglicerydemia, to znów będą osoby głównie z cukrzycą, które mają niekontrolowaną syntezę trójglicerydów, będziemy mieli hipertrigliderydemię i będziemy mieli duże stężenie wolnych kwasów tłuszczowych, które będą działać cytotoksycznie na śródbłonek, powodując ich uszkadzanie i będą stanowiły jeden z tych mechanizmów, które powodują przyspieszanie rozwoju miażdżycy tętnic u osób z cukrzycą, co dla przypomnienia, finalnie przekłada się na dwukrotnie większe ryzyko wieńcowe w tej grupie pacjentów. I teraz jaką tu mamy sytuację. Mamy taką sytuację, że mamy remnanty chylomikronów, które są bogate w ppoB100 i mają pasażera na gapę, czyli lipazę lipoproteinową. Co się z nim dalej może dziać? Jak państwo pamiętacie z histologii, w wątrobie występuje coś, co nazywamy zatokami żylnymi i one cechują się dosyć unikalną budową histologiczną. Mianowicie, komórki śródbłonka, które stanowią barierę między hepatocytem, a osoczem, mają dziury, tak? Jest to tzw. nabłonek okienkowy. I przez te dziury, fizycznie lipoproteiny, które tutaj mają już stosunkowo małe rozmiary, ponieważ te remnanty, są nieduże to jest około 80 nm mogą sobie bezpośrednio przenikać i mieć kontakt z hepatocytem. Co nam to daje? Na powierzchni hepatocytów występuje receptor dla LDLi albo receptor dla apoB/E i on rozpoznaje ten składnik apoE, który znalazł się w tej lipoproteinie na drodze obróbki w enterocycie i powoduje to przyłączenie tego remnantu do receptora dla apoB/E i w efekcie jego internalizację i dalszą hydrolizę i degradację wewnątrz hepatocytu. Jak widzicie ten machanizm jest niezwykle efektywny i powoduje to, że okres półtrwania remnantów, które są wychwytywane w tym mechanizmie wynosi ok. 10 minut a więc jest bardzo krótki. Natomiast ten mechanizm nie jest do końca efektywny, nie wszystkie remnanty mogą być w ten sposób wychwycone, ponieważ on dosyć szybko ulega saturacji, skoro receptor ulega internalizacji razem z ligandem, to w tym momencie, gdy mamy dużo remnantów, to w tym momencie zaczyna nam brakować receptorów na powierzchni. Co się dzieje? Reszta tych remnantów musi poczekać na swoją kolejkę, w jaki sposób to jest możliwe? One też przenikają przez te dziury w nabłonku, które znajdują się w zatokach żylnych wątroby.
i ponieważ- jak państwo pamiętacie- zawierają składniki bardzo bogate w domeny białkowe dodatnio naładowane, tak? Zarówno apoB100 jest taką domeną naładowaną dosyć dodatnio, przede wszystkim apoB/E, ale drugim takim bardzo ważnym składnikiem dodatnio naładowanym jest lipaza lipoproteinowa, która dzięki temu zakotwicza się normalnie na powierzchni komórek śródbłonka. Ale zakotwiczy ona się wszędzie, gdzie ma ujemny ładunek, czyli zakotwiczy się także w macierzy pozakomórkowej. No i znowu w tych zatokach żylnych dookoła hepatocytu występuje macierz pozakomórkowa, między innymi kolageny i inne białka macierzy, które są bogato glikozylowane. Te reszty glikozylowe stanowią ładunek ujemny, który przyciąga właśnie remnanty chylomikronów i powoduje, że one tak sobie tutaj czekają na swoją kolej, czyli na pojawienie się receptora dla apoB i mogą oczekiwać dosyć długo na to. Im będą dłużej oczekiwać, tym gorzej, dlatego, że to oczekiwanie to nie jest tylko bierne, my się w tym momencie zaczynamy nudzić, no i dochodzi do ich modyfikacji, głównie modyfikacji oksydacyjnej, ale nie tylko. I jak dochodzi do ich modyfikacji to mogą one w tym momencie stwierdzić, że modyfikacja jest już tak daleka, że receptor dla LDLi im w ogóle nie pasuje i nie są w stanie się z nim połączyć, co będzie powodowało ich dalszą refrakcję. W związku z tym jeżeli będziemy mieli bardzo dużą syntezę chylomikronów, będziemy mieli bardzo dużo remnantów i w efekcie większa część będzie remnantów, nie będzie na drodze tej specyficznej wychwytywana tylko będzie zalegać w różnych tych miejscach naszego organizmu, to mogą być zatoki wątrobowe, ale wiecie państwo, że macierz pozakomórkowa nie występują tylko w wątrobie, występuje wszędzie i to samo zjawisko będzie się działo w całym naszym organizmie pod jednym jednakże warunkiem, w wątrobie jest ono preferowane, ponieważ tu występują dziury w komórkach śródbłonka, natomiast w innych naczyniach takich dziur nie ma, w związku z tym te lipoproteiny nie mogą przenikać do warstwy podśródbłonkowej, chyba że ten śródbłonek jest uszkodzony i tak znowu będzie na skutek innych działań, innych czynników np. nadciśnienia tętniczego, hiperglikemii, to będzie powodowało uszkodzenie śródbłonka, w efekcie pomiędzy komórkami śródbłonka zaczynają pojawiać się w tym momencie dziury, które spowodują, że duża ilość lipoprotein i remnantów będzie przenikać do warstwy podśródbłonkowej, gdzie będzie łączyć się z glikozaminoglikanami (GAG) macierzy pozakomórkowej (EC) i w efekcie będzie tam zalegać podlegając różnym modyfikacjom. Po jakimś czasie ta lipoproteina może być właśnie przechwycona przez np. syndekan, czyli glikan, który znajduje się na powierzchni hepatocytu i to przechwycenie już jest dla niej korzystne, ponieważ to zbliża ją do receptora i umożliwia później wychwyt na drodze receptorowej. Ale może się też zdarzyć sytuacja odwrotna- mianowicie hepatocyt, który ma dosyć tych lipoprotein, zacznie syntetyzować enzymy, które powodują hydrolizę glikozaminoglikanów. I jak sobie zhydrolizuje glikozaminoglikany znajdujące się na powierzchni hepatocytu, to w tym momencie ta lipoproteina się uwolni razem z tymi glikozaminoglikanami, i będzie sobie dalej zalegać,i czekać w nieskończoność, podlegając różnym modyfikacjom i generalnie nic dobrego z tego nie wyniknie, Ale to są już procesy patologiczne, które się dzieją tylko i wyłącznie wtedy, kiedy mamy bardzo wysokie stężenie chylomikronów, czyli mamy bardzo dużą hipertriglicerydemię. Natomiast fizjologicznie znakomita większość jest wychwytywana właśnie w mechanizmie, poprzez receptor apoB/E. O tym mówiłem, już nie będę się powtarzał. No to mamy kolejną cząsteczkę- VLDL. Jak widzieliście państwo, hepatocyt wychwytuje dużą ilość remnantów chylomikronów, które są ciągle bardzo bogate w triglicerydy. Wychwytuje także glukozę, z której może syntetyzować glikogen, ale przede wszystkim może syntetyzować wolne kwasy tłuszczowe. Wychwytuje także wolne kwasy tłuszczowe z obwodu, właśnie w tych kompleksach z albuminą, dlatego, że na powierzchni hepatocytów występują receptory dla albuminy, co z kolei jest dla nich problemem, ponieważ przez te sam receptory dochodzi i internalizacji wirusa zapalenia wątroby typu C. No i w efekcie mamy taką sytuację, że hepatocyt jest bogatym źródłem i syntezy de novo i bogatym źródłem wychwytującym egzogenne dla hepatocytu kwasy tłuszczowe. Co może z nich zrobić? Może z nich zsyntetyzować tluszcze, tyle tylko, że musi z tymi tłuszczami coś dalej zrobić, ponieważ nie może ich magazynować. Jeżeli zacznie je magazynować to w tym momencie dochodzi do stłuszczenia hepatocytu i pojawiają się kropelki lipidowe, które nie są prawidłowym obrazem. W związku z tym, aby hepatocyt mógł się tych tłuszczy pozbyć, a przy okazji te trójglicerydy będą w tym momencie potrzebne dla tkanek obwodowych, tak? Jak zabraknie chylomikronów to one się przerzucą na VLDLe, w związku z tym pozbywa się ich (tych tłuszczy w hepatocycie – przyp. przepisywacza) syntetyzując nowe cząstki apoproteiny. One są syntetyzowane na rdzeniu zbudowanym z apoB100 w związku z tym synteza VLDLi zależna jest od ekspresji genu dla apoB100 i translacji tego genu. Im więcej mamy apoB100 tym więcej powstaje cząstek VLDL. Następnie do białka apoB100 przyłączane są trójglicerydy oraz w niewielkiej ilości cholesterol czyli podstawowa struktura lipoproteiny jest bardzo podobna. Różnica w stosunku do chylomikronów polega tylko na tym że średnica VLDLi jest od nich zdecydowanie mniejsza. Ponieważ są to cząstki bogate w trójglicerydy to muszą mieć aktywator LPL (lipazy lipoproteinowej), muszą mieć m.in. białko apoC-II, potrzebują aktywator LCAT czyli białko apoC-III i potrzebują też białko receptorowe, białko, które umożliwia później wiązanie z receptorem, czyli m. in. apoE, co później będzie determinowało okres półtrwania takiego VLDLa. Jak widzicie państwo, ta synteza będzie zależna od ilości białka apoB100, które następnie jest transportowane do retikulum endoplazmatycznego, tam jest opakowywane w lipidy, tworzą się struktury VLDL, które są następnie transportowane do aparatu Golgiego, a następnie to wszystko jest wydalane do układu krążenia i dzięki temu w układzie krążenia pojawiają się lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości bogate w trójglicerydy, które mogą być źródłem energii dla innych tkanek. I tak to mniej więcej wygląda. Hepatocyt, który jest w centrum tego bierze wolne kwasy tłuszczowe, które powstają w wyniku lipolizy endogennych tłuszczy, czyli głównie lipolizy w tkance tłuszczowej. Mamy stan, w którym nie ma już chylomikronów, czyli przez długi czas nie jedliśmy; to spowodowało, że nie mamy zbyt dużo insuliny, bo też spadła nam glikemia, a insulina jest potrzebna do hamowania hormonozależnej lipazy lipoproteinowej, która znajduje się w adipocycie. Skoro nie ma tego hamowania, to cholesterol (?) nam zaczyna hydrolizować tłuszcze w tkance tłuszczowej. Produktem hydrolizy tych tłuszczy będzie oczywiście glicerol, który później też będzie uwalniany, będzie znowu syntetyzowana glukoza, a drugim składnikiem to są właśnie kwasy tłuszczowe, których stężenie we krwi będzie się zwiększać. Te kwasy tłuszczowe mogą być wychwytywane przez tkanki obwodowe, ale w niewielkiej ilości, natomiast są one wychwytywane przez hepatocyty. Drugim takim źródłem są tłuszcze egzogenne, to są oczywiście remnanty, chylomikrony i tym podobne, no i trzecim takim źródłem triglicerydów w wątrobie to jest właśnie metabolizm węglowodanów. W przypadku, kiedy nie możemy już magazynować więcej glikogenu, cały metabolizm węglowodanów idzie w kierunku biosyntezy kwasów tłuszczowych i następnie resyntezy triglicerydów. Te triglicerydy następnie są przyłączane do białka apoB-100, powstaje z tego duża cząsteczka VLDL, która następnie jest wydalana do układu krążenia, gdzie może być wykorzystywana jako źródło energii dla wszystkich pozostałych tkanek naszego organizmu. Oczywiście ten proces nie może przebiegać w nieskończoność. Ilość, czy, możliwość biosyntezy VLDLi jest ograniczona w związku z tym, jeśli napływ kwasów tłuszczowych przekracza możliwość biosyntezy VLDL, to trójglicerydy zaczynają się nam gromadzić wewnątrz hepatocytu powodując powstawanie właśnie kropli lipidowych, a ten proces jeżeli się będzie przez długi czas utrzymywał, spowoduje nam niechybnie uszkodzenie wątroby. I z takim uszkodzeniem spotykamy się np. właśnie w stłuszczeniu poalkoholowym, przy nadmiernym spożyciu różnych pokarmów. W tym momencie markerem uszkodzenia wątroby będzie wzrost aktywności enzymów, który znajdują się w hepatocytach, czyli np. wzrost znanych już państwu doskonale aminotransferaz. No dobra, ale wróćmy do fizjologii. Mamy w tym momencie cząsteczkę VLDLu która dostała się do układu krążenia. I co się dalej z nią dzieje? Ponieważ ona zawiera na swojej powierzchni aktywator dla lipazy lipoproteinowej, więc dzieje się z nią dokładnie to samo co państwu wcześniej pokazałem w przypadku chylomikronów, czyli łączy się z powierzchniami, z komórkami śródbłonka. Gdzie czai się na nie LPL, który powoduje stopniową hydrolizę VLDLi co powoduje w nich ubytek triglicerydów natomiast relatywnie stają się one bogatsze w estry cholesteroli. Ale to nie wszystko. W trakcie działania lipazy lipoproteinowej na VLDL tworzą się VLDLe mniejsze i remnanty VLDLi, które następnie mogą być wychwytywane przez wątrobe w mechanizmie, który państwu pokazałem - jest bardzo podobny do mechanizmu wychwytu remnantów chylomikronów. Ale może się z nimi dziać jeszcze coś innego. Mianowicie mamy takie białko, które nazywa się CETP, czyli jest to białko transferujące estry cholesterolu. Co to białko robi? Mianowicie jeśli to białko aktywujemy to w tym momencie powoduje on taką wymianę. Mianowicie triglicerydy z VLDLi zaczynają nam przechodzić na cząsteczki HDLi, natomiast zwrotnie VLDLe wzbogacją się w cholesterol, który pobierają z cząsteczek HDL. Ten sam mechanizm może zachodzić w stosunku do cząsteczek LDL, czyli znowu trójglicerydy, których jest więcej w cząsteczce VLDL zaczynają przenikać do cząsteczki LDL, która bogata jest w cholesterol w związku z tym zwrotnie estry cholesterolu do cząsteczki VLDL przekazujemy. Jakie to ma konsekwencje? Konsekwencje tego procesu są bardzo poważne. Oczywiście fizjologicznie jest to bardzo fajne. Dlaczego? Dlatego, że w tym momencie HDL-e, które są głównym odbiorcom cholesterolu z tkanek obwodowych czyli jest to ten tak zwany, potocznie go nazywamy dobrym cholestrolem. Z cząsteczek HDL może byś odbierany i przekazywany do cząsteczek VLDL i ich remnantów które następnie są wychwytywane przez wątrobę i potencjalnie ten cholesterol z żółcią może byś wydalany z naszego organizmu. Ale z drugiej strony ta cząsteczka HDL, która w tym momencie staje się lekko uboga w cholesterol ma miejsce na to żeby pobierać cholesterol z tkanek obwodowych. Tak? Czyli fizjologicznie ten proces jest dla nas niezwykle korzystny, ale w patologii ten proces niestety jest dla nas ekstremalnie niekorzystny. Dlaczego? Zacznijmy od pierwszej sytuacji czyli mamy aktywacje CETP dlatego że mamy bardzo dużą ilość VLDL-i i ponieważ mamy bardzo dużą ilość triglicerydów które są syntetyzowane w wątrobie. Co się w tym momencie dzieje? Na cząsteczce LDL, która jest bogata w cholesterol, ten cholesterol zaczyna ubywać- to potencjalnie wydawałoby się korzystne, natomiast zaczyna przybywać nam triglicerydów- co się w tym momencie dzieje? Skoro LDL staje się bogaty w triglicerydy, zaczyna nam ubywać cholesterolu to zaczyna być on punktem zainteresowania, wielkim zainteresowaniem lipazy lipoproteinowej innego typu, i w efekcie ta lipaza znów odszczepia te reszty triglicerydów, które właśnie nabył od cząsteczek VLDLi. Co się w tym momencie dzieje? Mamy cząsteczkę która ma białko apoB100 i ma bardzo niewiele cholesterolu ponieważ ten cholesterol oddała cząsteczce VLDL, natomiast triglicerydy które uzyskała w zamian, zostały zhydrolizowane i uciekły. W efekcie powstaje coś co w skrócie nazywamy sdLDL czyli tzw. małe gęste LDLe. Jak państwo sobie przypomnicie ten slajd z lipoproteinami z NMRem to tam wlaśnie mieliście te frakcje które miały niską gęstość i były silnie aterogenne. I to jest właśnie jeden z tych mechanizmów powstawania frakcji silnie aterogennych. Dlaczego ona jest silnie aterogenna? Dlatego, że taka niezwykle mała cząsteczka z jednej strony ma małe powinowactwo do receptora wysokiego powinowactwa, czyli nie jest wychwytywana efektywnie przez wątrobę, tylko ten powód polega na tym, że jest to cząsteczka, która w układzie krążenia występuje przez bardzo długi okres czasu, dlaczego? Ponieważ ten proces wymiany estrów cholesterolu na trójglicerydy to nie jest proces, który trwa natychmiast, to jest proces który jest rozległy w czasie. W efekcie powoduje to, że te cząsteczki LDL, które normalnie powinny być szybko przez tkanki obwodowe wychwytywane, nie są wychwytywane, tylko długo utrzymują się w układzie krążenia. A jak państwo pamiętacie sprzed dwóch tygodni wykład o m.in. wolnych rodnikach, to wiecie, że jeden z czynników, który reguluje procesy oksydacyjne na przykład, czyli modyfikacje substancji to jest czas kontaktu. Czyli skoro wydłuża się okres półtrwania LDL-i, to czas kontaktu z różnymi czynnikami fizycznymi, chemicznymi działającymi niekorzystnie się wydłuża, a co za tym idzie cząsteczki, te małe, gęste LDLe są cząsteczkami silnie modyfikowanymi. I tak dochodzi do różnych modyfikacji: glikacji, oksydacji, przyłączania różnych, innych białek. W efekcie to wszystko powoduje, że te cząsteczki przestają być efektywnie wychwytywane przez tzw. receptory wysokiego powinowactwa, ale jest jeszcze druga konsekwencja. Skoro jest to cząsteczka mała, to w tym momencie jeżeli w śródbłonku zrobimy chociaż jakąś małą dziurkę, to ona będzie mogła łatwo przez nią przenikać. A jak państwo pamiętacie zawiera ona ciągle składnik apoB100, który jest białkiem silnie kationowym. W związku z tym będzie powodował przyciąganie tych małych, gęstych LDLi do macierzy pozakomórkowej, gdzie tam będą zalegać, podlegając dalszej modyfikacji i nic dobrego z tego nie wyniknie. To jest jeden problem. Drugi problem, wtedy kiedy mamy znaczą hipertrójglicerydemię, a w związku z tym znaczne ilości VLDLi, to jest wymiana analogiczna z cząsteczkami HDLi. Tutaj problem jest jeszcze bardziej nasilony. Dlaczego? Ponieważ HDLe fizjologicznie tracą cholesterol, są w tym momencie gotowe do pobrania cholesterolu z tkanek obwodowych. Nie mniej jednak w przypadku, gdy trójglicerydów jest bardzo dużo, one stają się bardzo bogate w trójglicerydy i w związku z tym też są przedmiotem zainteresowania LPL. I teraz w przypadku cząsteczek HDL ten problem ulega jeszcze większemu nasileniu, ponieważ wyjściową są małe i mają rozmiary mniej więcej 10-20 nm, dodatkowo jak się wzbogacą w trójglicerydy, a stracą cholesterol, a następnie zostaną zhydrolizowane przez lipazę liproteinową to ich rozmiar ulega jeszcze dalszemu zmniejszeniu i w efekcie mamy do czynienia z sytuacją taką, że powstają analogicznie tzw. małe gęste HDLe, a mało tego to już mogą nie być HDLe, a samo apoA1, samo białko. Jeżeli zostanie nam samo białko, które jest bardzo małe, to będzie ono miało niestety skłonność do przenikania przez błonę podstawną kłębuszków nerkowych i będzie się dostawało do moczu pierwotnego i będzie z moczem wydalane. Ten proces zachodzi także w fizjologii, ale znowu, jeżeli ten proces nie jest specjalnie nasilony to tylko niewielkie ilości apoA1 dostają się do moczu, gdzie o czym powiem wam chętnie w przyszłym tygodniu znajdują się białka wychwytujące to białko apoA1 i transportujące przez kanaliki nerkowe zwrotnie do osocza i w ten sposób HDLi nie tracimy. Natomiast jeżeli ten proces ulega znacznemu nasileniu to w tym momencie ten mechanizm transportu z reguły ulega saturacji, mamy pewien próg nerkowy dla wychwytu apoA1, tak samo jak jest to np. dla glukozy i w efekcie ten niewychwycony apoA1 tracimy z moczem, w efekcie ubywa nam cząsteczek HDL, czyli tracimy zdolność odbioru cholesterolu z tkanek obwodowych, zmniejsza się stężenie HDLi i nic dobrego z tego nie wynika. Czyli widzicie Państwo, dlaczego jeżeli mamy duże stężenie trójglicerydów, mamy zawsze małe stężenie HDLi. To jest bardzo silnie skorelowany mechanizm. No więc w sumie katabolizm VLDLi bardzo przypomina katabolizm chylomikronu. Czyli znowu mamy wątrobę, która nam wydzieliła VLDL, który jest bogaty w trójglicerydy, a następnie na skutek wymiany z HDLami zyskuje jeszcze inne rzeczy, między innymi zyskuje białka ApoC-II – aktywator lipazy lipoproteinowej, zyskuje także z małego HDLu białko apoE - to powoduje, że staje się przedmiotem zainteresowania lipazy, która od niego odszczepia trójglicerydy, w postaci wolnych kwasów tłuszczowych, monoglicerydów. To powoduje, że w pewnym momencie też traci te białka z powrotem na rzecz HDLi – w efekcie mamy tu do czynienia z deficytem HDLu, o którym będziemy mówili w przyszłym tygodniu. No i pływają remnanty VLDL, które są wychwytywane przez wątrobę – dokładnie tak samo jak są wychwytywane remnanty chylomikronów. Ponieważ ten wychwyt jest dokładnie taki sam więc go nie przypominam, jednak proszę pamiętać, że to jest podstawowy wychwyt w obydwu przypadkach – to jest wychwyt na drodze receptorowej poprzez receptor tzw. ApoB/E dlatego, że jest to receptor, który wiąże się zarówno z apoproteiną E jak i apoproteiną B100.

15. ApoE.
Teraz przyjrzyjmy się nieco tej apoproteinie E. Tutaj mieliście już pewną sygnalizację na ćwiczeniach, że generalnie ta apoproteina E może występować w różnych postaciach polimorficznych, mianowicie chcielibyśmy i tak jest w większości przypadków, ażeby występowała u nas izoforma E3, natomiast mogą występować oprócz tego, no skoro mamy typ E2, E3, E4 to oznacza, że mamy oprócz tego jeszcze inne, ale to są akurat te najważniejsze. Może występować izoforma E2 lub E4, E2 ma mniejsze powinowactwo do receptora wysokiego powinowactwa dla apoB/E, powoduje to zwiększony okres półtrwania lipoprotein zawierających apoE w surowicy krwi, czyli remnantów chylomikronów oraz remnantów VLDL-i. Natomiast apolipoproteina E4, ma większe powinowactwo do tego receptora co powoduje bardzo gwałtowny wychwyt. Wydawałoby się, że skoro metabolizm lipoprotein przyspiesza gwałtownie, a w efekcie jest tych remnantów w surowicy krwi mniej, to jest to dla nas korzystne, no ale okazuje się, że też nie za bardzo. Kilka najpierw słów na temat statystyk, jak państwo widzicie bycie homozygotą pod względem E3 jest mniej więcej 60% osób, ale dosyć często zdarzają się inne zaburzenia, tak? Widzicie państwo, że heterozygota E3/E4 – 22%, E3/E2- 12% itd.. Bycie postacią homozygotyczną jest relatywnie mało prawdopodobne, 1 osoba/100. Jakie to będzie miało konsekwencje? Mianowicie to apoE3 występuje najczęściej i przyjmijmy, że jej występowanie jest dla nas zupełnie neutralne. Tak? Ani dobre ani złe. Jeżeli tak przyjmiemy to się okaże, że apoE2 ma dla nas bardzo nieprzyjemne konsekwencje. Mianowicie występuje ono u większości osób z tzw. pierwotną hiperlipoproteinemią typu III, państwo ją wcześniej spotkaliście jako choroba szerokiego prążka. Dlaczego? Skoro ta lipoproteinemia ma niższe powinowactwo wobec receptora wysokiego powinowactwa to powoduje, że remnanty VLDL dłużej nam zalegają w osoczu i w efekcie mamy frakcje beta i pre-beta, które występują w dużych ilościach i tworzą nam chorobę szerokiego prążka, która może być uwarunkowana genetycznie posiadaniem właśnie izoformy E2, albo może to być uwarunkowane czynnikami nabytymi. Na przykład często to występuje u kobiet w okresie pomenopauzalnym na skutek tego, że dochodzi do zaburzenia ekspresji receptora dla apoB/E na powierzchni hepatocytów i mimo że mamy na przykład apoE3, to mamy zbyt mało receptora i te lipoproteiny po prostu zalegają czekając na swoją kolejkę do wychwytu. No i mamy apoE4, która z kolei jest wiązana ze znacznym wzrostem ryzyka wystąpienia chorób neurodegeneracyjnych m.in. choroby Alzheimera, co z kolei związane jest z tym, że jak już państwu mówiłem metabolizm lipoprotein bardzo aktywnie zachodzi także w OUN. A ponieważ mamy 9:31 więc myślę że na tym możemy zakończyć. A w przyszłym tygodniu...