1. Małe, gęste HDL - oznaczanie i patologia

Oznaczanie:
Możemy je oznaczyć za pomocą (1) elektroforezy w gradiencie pH, ze względu na różną zawartość białka. Na postawie ich gęstości możemy je rozdzielić tak zwaną (2) metodą ultrawirowania. Kolejną metoda rozdziału to jest wykonanie tak zwanego (3) NMR-u lipoptroein, czyli magnetycznego rezonansu jądrowego lipoprotein. 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 sobie lipoproteiny podzielić ze względu na typ białka , który na nich występuje, czyli typ apoproteiny, poprzez 4) oznaczenie apoA1. Ta metoda jest jednak specjalistyczna i nie wykorzystywana do rutynowych badań

Patologia:
Mamy z nią doczynienia, kiedy mamy znaczą hipertrójglicerydemię. W przypadku, (1) gdy trójglicerydów jest bardzo dużo nasilona jest wymiana triglicerydów i cholesterolu pomiędzy VLDL i HDL. Rozmiar HDL’i ulega zmniejszeniu i w efekcie powstają małe gęste HDLe, a nawet, a samo apoA1, samo białko. Samo białko jest bardzo małe i będzie miało (2) skłonność do przenikania przez błonę podstawną kłębuszków nerkowych i będzie z moczem wydalane. W fizjologii ten proces zachodzi w niewielkim stopniu i kompleks megalina-kubulina, wychwytuje to białko i w ten sposób HDLi nie tracimy. W patologii ten mechanizm ulega wysyceniu, mamy pewien próg nerkowy dla wychwytu apoA1 i w efekcie (3) tracimy apoA1 z moczem, w efekcie (4) ubywa nam cząsteczek HDL, czyli (5) tracimy zdolność odbioru cholesterolu z tkanek obwodowych i zmniejsza się stężenie HDLi.

2. Karnityna - budowa, synteza, znaczenie, występowanie, udział w metabolizmie kwasów tłuszczowych

Budowa:

Karnityna to (1) niskocząsteczkowy β-hydroksy-γ-trimetyloaminomaślan. Występuje w postaci (2) izomerów L i D (tylko izomer L jest aktywny biologicznie). Może mieć (2) postać wolną (L-acetylokarnityna) i zestryfikowaną (L-propionylokarnityna).

Synteza:

Syntezowana jest w wątrobie, nerkach i w mózgu z aminokwasów: (1) metioniny, która dostarcza grup metylowych oraz z (2) lizyny, która dostarcza szkielet węglowy. Do procesu syntezy niezbędne są Fe²⁺, witaminy C, B₆ oraz PP.

Występowanie:

Jest szeroko rozpowszechniona. Występuje obficie (1) w mięśniach szkieletowych i (2) mięśniu sercowym (ok.98%). (3) W mniejszym stopniu w nerkach, wątrobie i w mózgowiu. Nie jest metabolizowana, ulega filtracji w kłębuszkach.

Udział w metabolizmie kwasów tłuszczowych:

Odpowiada za (1) transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez wewnętrzną błonę mitochondrialną do macierzy mitochondrialnej, gdzie zachodzi proces utleniania kwasów tłuszczowych odpowiedzialny za uzyskiwanie energii metabolicznej dla komórki. W przestrzeni perymitochondrialnej dochodzi do (2) przeniesienia grupy acylowej na karnitynę z wytworzeniem acylokarnityny, katalizowanej przez palimitoilotransferazę karnitynową I. (3)Acylokarnityna wnika do matrix przy udziale translokazy karnitynoacylokarnitynowej. (4)Acylokarnityna reaguje z Coa, powstaje acylo-Coa i odtwarza się karnityna. Reakcje katalizuje palitoilotransferaza karnitynowa II. Niskie stężenie karnityny lub brak palmitoilotransferazy karnitynowej w mięśniach implikuje niezdolność mięśni do zużywania długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, co prowadzi do upośledzenia ich funkcji, bóli mięśniowych, osłabienia czynności skurczowej mięśni, a także mioglobinemii. Karnityna bierze również udział w (5) utlenianiu kwasów tłuszczowych zachodzącym w peroksysomach.

Znaczenie:
(1) wpływa na biodostępność CoA

2. moduluje stosunek acylo-CoA:CoA w mitochondriach i cytosolu

3. dostarcza acylo-CoA do procesu β-oksydacji

4. Jest ona donorem grup acetylowych w biosyntezie acetylocholiny

5. ułatwia usuwanie z krwi i tkanek mleczanu,

6. wpływa na wydzielanie do krwi i aktywność różnych hormonów (hormony tarczycy, testosteron)

7. może zwiększać usuwanie amoniaku

8. może wpływać na poziom neuroprzekaźników w mózgu (np. GABA)

3. Synteza związków izoprenowych do izopentenylu, regulacja
Pierwszy etap to (1) synteza mewalonianu z HMG-CoA. (2) Dwie cząsteczki acetylo-CoA kondensują (tiolaza cytozolowa). Powstaje acetoacetylo-CoA i wolny koenzym A. (3)Acetoacetylo-CoA kondensuje z kolejną cząsteczką acetylo-CoA. (syntaza HMG-CoA). (4)Głównym produktem reakcji jest HMG-CoA. Ulega on redukcji, dzięki czemu odłącza się ostatnia, trzecia cząsteczka koenzymu A. Równoważników redukcyjnych (atomów wodoru) dostarcza NADPH, czyli zredukowana postać fosforanu dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego. Utlenia się ona do NADP⁺. Proces katalizuje mikrosomalna reduktaza HMG-CoA. W jego efekcie (5)powstaje mewalonian. Mewalonian posiada 6 atomów węgla, powstał bowiem z 3 reszt acetylowych.

Aby powstał izopentenyl potrzebne jest odszczepienie jednego atomu węgla. Jest to bardzo kosztowne energetycznie, a zachodzi dzięki trzem działającym po sobie kinazom. Jako pierwsza kinaza mewalonianowa, fosforyluje substrat przy piątym atomie węgla – (6) powstaje 5-fosforan mewalonianu, który zostaje ufosforylowany po raz wtóry przez kinazę fosfomewalonianową, która z kolei czyni z niego (7) 5-difosforan mewalonianu. Ten ulega ostatniemu już przeniesieniu grupy ortofosforanowej, dzięki czemu utworzeniu ulega (8) 3-fosfo-5-difosforan mewalonianu. Dzieje się to dzięki kinazie difosfomewalonianowej. Fosforylacje te zużyły trzy cząsteczki ATP, czyniąc z nich 3ADP.

Utworzony tym sposobem 3-fosfo-5-difosforan mewalonianu ulega dekarboksylacji, oprócz dwutlenku węgla odłączając także jedną z grup fosforanowych. W efekcie (9) powstaje więc difosforan izopentenylu zwany także izopentenylodifosforanem. Przejście to przeprowadza dekarboksylaza difosfomewalonianowa.

Regulacja:
Punktem, w którym następuje regulacja tego procesu, jest redukcja HMG-CoA do mewalonianu przez enzym reduktazę HMG-CoA.  Enzym ten może być hamowany przez (1) mewalonian i przez (2) cholesterol. Podanie (3) glukagonu i (4) glukokortykosteroidów również indukuje zmniejszenie jej aktywności. Stwierdzono natomiast, że  aktywacje reduktazy HMG-CoA powoduje podanie (1a)insuliny lub (2a) hormonu tarczycy. Ponadto reduktaza HMG-CoA może występować zarówno w formie aktywnej, jak i nieaktywnej. Formy te mogą odwracalnie przechodzić jedna w drugą w mechanizmie fosforylacji – defosforylacji.
Farmakologicznie można zinhibować szlak za pomocą (5) statyn. Są one wybiórczymi, kompetycyjnymi i odwracalnymi inhibitorami HMG-CoA. Hamują konwersję HMG-CoA do prekursora steroli, mewalonianu, i w efekcie zmniejszają syntezę cholesterolu w hepatocytach. Statyny typu I (statyny naturalne), produkowane drogą mikrobiologicznej modyfikacji z różnych szczepów grzybów: (1) lowastatyna, (2) simwastatyna, (3) prawastatyna
Statyny typu II (analogi syntetyczne): (1) atorwastyna, (2) fluwastatyna, (3)rosuwastatyna, (4)pitawastatyna.

4. COX – podział, miejsce występowania, funkcja, inhibitory
Cyklooksygenaza, jest składnikiem syntazy prostaglandynowej (w jej skład wchodzą cyklooksygenaza i hydroproksydaza), która odpowiada za przekształcanie kwasu arachidonowego do PGH₂ (jest bardzo niestabilny i ulega szybkiemu przekształceniu do innych prostaglandyn, prostacykliny i tromboksanów).

Podział i miejsce występowania izoenzymów:
COX1:
Ulega ekspresji konstytutywnej w tkankach, głównie w ukł pokarmowym, nerach, ścianie naczyniowej i płytkach krwi (w tkankach tych powstające eikozanoidy (prostacyklina, tromboksan) mają działanie ochronne i regulacyjne. Bierze udział w utrzymaniu homeostazy organizmu w prawidłowych warunkach. Nie jest hamowany przez glikokortykosteroidy.

COX2:
Ulega ekspresji indukowanej w odpowiedzi na czynniki zapalne (np. interleukiny), czego skutkiem jest produkcja prostaglandyn biorących udział w procesach zapalnych. Jednak w niektórych tkankach jej ekspresja jest również konstytutywna. Jej indukcja hamowana przez glikokortykoidy, a także przez rofekoksyb i celekoksyb, które mają działanie przeciwzapalne i przeciwbólowe.

COX3:
Powstaje w wyniku alternatywnego splicingu transkryptu genu dla COX1 (zostaje zachowany jeden intron). Sytetyzowana w mózgu, bierze udział w percepcji bólu.

INHIBITORY COX:
Zarówno COX1 jak i COX2 są hamowane przez niesteroidowe leki przeciwzapalne, jak ibuprofen, diklofenak, naproksen, aspirynę, indometacynę. Na hamowanie przez aspirynę bardziej podatna jest COX płytek krwi, niż COX w ścianie naczynia, w związku z czym kwas acetylosalicylowy w odpowiedniej niewielkiej dawce jest wykorzystywany jako lek przeciwzakrzepowy (Accard). COX2 jest dodatkowo hamowana przez glikokortykosteroidy. Inhibitorem COX3 jest paracetamol (acetaminofen).

5. Apo A- podział, funkcje, znaczenie w fizjologii i patologii

apoA – I
Jest niejednorodnym białkiem, które występuje w składzie HDL, odpowiada za wiązanie się HDL z receptorami na komórkach obwodowych. (1) Przede wszystkim aktywuje białko ABC, które umożliwia wymiecenie z komórek obwodowych cholesterolu i wejście tego choloesterolu do cząstek HDL, czyli transport zwrotny cholesterolu. (2) Jest aktywatorem LCAT (wraz z apoAIV), enzymu który estryfikuje cholesterol w obrębie cząstek HDL. (3) Stanowi ligand dla cubiliny, dzięki czemu apoA1 nie jest wydalany bezpowrotnie z moczem. (4) Stabilizuje prostacyklinę.
Jej mutacja powoduje dysfunkcję śródbłonka i zwiększoną grubość ściany tętnic, co prowadzi do chorób tętnic wieńcowych.

apoA - II
Jest zbudowana z 2 monomerów połączonych mostkiem disiarczkowym. Może występować w HDL zamiast apoA – I. (1) Odpowiada za regulacje HTGL (wątrobowa lipaza trigilerydowa), która hydrolizuje pozostałości TG w remnantach VLDL w naczyniach zatokowych wątroby. (2) Jest również inhibitorem LPL, co hamuje dojrzewanie VLDL (hydrolizę TG).
Niedobór apoA - II powoduje powstawanie małych, gęstych HDL, gdyż prowadzi do hipertriglicerydemii.
Wysokie stężenie apo A - II i apoA - III zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób układu sercowo-naczyniowego
apoA – IV
(2) Jest aktywatorem LCAT (wraz z apoA1). (2) Ułatwia krążenie chylomikronów z enterocytów oraz VLDL z hepatocytów. (3) Stanowi ligand dla receptora HDL. (4) Moduluje aktywność LPL.

Inne apoA wykazują mniejsze znaczenie.

6. Sfingomielina - budowa/struktura, znaczenie/funkcje, biosynteza sfingomieliny - substraty biorące udział, enzymy, produkty pośrednie

Budowa:
Sfingomieliny należą do sfingolipidów. Składają się z (1) długołańcuchowego aminoalkoholu – sfingozyny (powstającej, w wyniku połączenia Palmitoilo-S-Coa i etanoloaminy) dołączonej do (2) fosfocholiny (czyli choliny z połączoną resztą fosforanową) poprzez grupę hydroksylową oraz z (3) kwasu tłuszczowego związanego z sfingozyną poprzez wiązanie amidowe. Nie zawierają glicerolu.
Ta część sfingolipidu, która jest reprezentowana przez połączenie kwasu tłuszczowego ze sfingozyną to ceramid.

Znaczenie/funkcje:

(1) Sfingomieliny są głównym składnikiem osłonek mielinowych, dlatego występują w dużej ilości w mózgu, tkance nerwowej- sugeruje się ich udział w izolacji włókien nerwowych. (2) Biorą udział w przekazywaniu sygnałów wewnątrzkomórkowych- poprzez diacyloglicerol(przekaźnik 2-rzędu) powstający przy syntezie sfingomieliny - bierze udział w kaskadzie sygnałów wewnątrzkomórkowych, oraz poprzez ceramid powstający przy degradacji sfingomieliny, (3) bierze udział w ścieżce apoptozy komórki.

Biosynteza sfingomieliny - substraty biorące udział, enzymy, produkty pośrednie:
Sfingomielina jest to fosfolipid powstający głównie w aparacie Golgiego, a w mniejszym stopniu w błonach plazmatycznych. Jest produktem reakcji:
Ceramid + Fosfatydylocholina -> Sfingomielina + Diacyloglicerol
Enzym to syntaza sfingomieliny.
Ceramid jest z kolei syntetyzowany w siateczce śródplazmatycznej z aminokwasu seryny i palmitoilo-CoA.

7. FFA (free fatty acids)- transport w osoczu, białka przenoszące, znaczenie

Wolne kwasy tłuszczowe dostają się do osocza wskutek lipolizy triacylogliceroli w wyniku działania lipazy lipoproteinowej (VLDL, chylomikrony) albo wskutek działania HTGL na remnanty VLDL. Krótko łańcuchowe kwasy tłuszczowe dostają się do krwi bezpośrednio po wchłonięciu.

Transport w osoczu:
W osoczu krwi (1) WKT o dłuższych łańcuchach węglowych są związane z albuminą, a w komórce są przyłączone do białka wiążącego kwasy tłuszczowe (FABP). W rzeczywistości więc kwasy te nigdy nie występują w stanie „wolnym". (2) Kwasy tłuszczowe o krótszych łańcuchach węglowych są lepiej rozpuszczalne w wodzie i występują w postaci niezjonizowanych kwasów lub anionu kwasu tłuszczowego.

Znaczenie:
Jeśli kwasy tłuszczowe uwolniły się w obrębie tkanki tłuszczowej, to (1) trafiają one do tej tkanki, gdzie w wyniku estryfikacji, przekształcają się w tłuszcze obojętne – ilość tkanki tłuszczowej wzrasta. Jednak, jeśli występuje zapotrzebowanie na WKT, tkanka tłuszczowa uwalnia je do krwioobiegu. Jeśli FFA uwolniły się na terenie mięśni, to są one przez nie (2) spalane w procesie β-oksydacji, pod warunkiem dostępności tlenu. Mięśnie nie magazynują jednak FFA. (3) WKT po połączeniu z albuminą trafiają do wątroby, gdzie są wykorzystywane do syntezy TG – albo (3a) na potrzeby hepatocytu, albo (3b) na eksport do wbudowywania w cząstki VLDL.

Białka przenoszące:
W osoczu (1) WKT połączone są z albuminą. Po dysocjacji kompleksu kwas tłuszczowy-albumina w błonie plazmatycznej, kwasy tłuszczowe wiążą się do (2) błonowego białka transportującego kwas tłuszczowy, które działa jako przezbłonowy kotransporter z Na+. Po wniknięciu do cytozolu wolne kwasy tłuszczowe są wiązane przez (3) białka wiążące kwas tłuszczowy.
Dzięki hydrofobowej naturze LCFA (długołańcuchowych kwasów tłuszczowych) mogą przechodzić do wnętrza komórek mięśniowych za pośrednictwem dyfuzji prostej zgodnie z gradientem stężeń. Wykazano jednak, że w miocytach mięśni szkieletowych dokomórkowy transport LCFA zachodzi także z udziałem (4) białkowych przenośników. Dotąd zidentyfikowano trzy rodzaje białek wspomagających transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, (4a) translokazę kwasów tłuszczowych (FAT/CD36 – fatty acid translocase), (4b) białko wiążące kwasy tłuszczowe (FABPpm – plasma membrane associated fatty acid binding protein), (4c) białka transportujące kwasy tłuszczowe (FATP1-6 – fatty acid transport protein).

8. Genetyczne podłoże heterogenności ApoE – fizjologia, patologia

W genie kodującym ApoE na chromosomie 19, składającym się z 4 eksonów, znajdują się 3 allele: ApoE-2, E-3, E-4. Białka kodowane przez izoformy genu różnią się aminokwasami (cysteina i arginina) w pozycji 112 i 158.
E-2: cysteina w obu pozycjach; E-3: cysteina w pozycji 112, arginina w pozycji 158; E-4: arginina w obu pozycjach.

Fizjologia:
Najczęstszy układ to homozygota ApoE-3/ApoE-3, który cechuje 60% ludzi. Jest to układ neutralny. Implikuje preferencyjne wyłapywanie remnantów VLDL, a mniej preferencyjnie LDL, poprzez większe powinowactwo do receptora apoB/E, niż apoB100. Zapewnia optymalny okres półtrwania remnantów chylomikronów i remnantów VLDLi.

Patologia:
Układ heterozygotyczny ApoE3/ApoE-2 implikuje zmniejszone powinowactwo apoE do receptora ApoB/E. Mniej remnantów VLDL i remnantów chylomikronów jest wychwytywanych przez komórki miąższowe wątroby i zalegają one w osoczu krwi. LDL, które posiadają ApoB100 są zatem wyłapywane przez ten receptor w sposób zwiększony. Allel ApoE-2 występuje w hiperlipoproteinemii typu III, czyli chorobie szerokiego prążka (miażdżyca, powstawanie żółtaków).
ApoE-4 ma zwiększone powinowactwo do receptora ApoB/E. Więcej remnantów VLDL jest wychwytywanych, natomiast wychwyt LDL jest upośledzony. Występowanie ApoE-4 wiąże się ze zwiększonym ryzykiem występowania chorób neurodegeneracyjnych m.in. choroby Alzheimera.
Bycie homozygotą jest relatywnie mało prawdopodobne.

9. Małe, gęste LDL (sdLDL, LDL B) - oznaczanie, patologia

Oznaczanie: (analogicznie jak sdHDL, różnią się jednak apoproteiną)

(1) elektroforeza w gradiencie pH

(2) ultrawirowanie w gradiencie gęstości

(3) NMR lipoproteid-pozwala oznaczyć stężenie samych LDL i ich wielkość

(3) stężenie apoB-100

Patologia:
Powstają w wyniku (1) insulinooporności, kiedy (2) nadmiar insuliny wywiera wpływ anaboliczny na wątrobę, co skutkuje (3) nadprodukcją apoB-100. Jedna cząsteczka apoB100 przpada na jedną cząstkę, w związku z czym (4) zwiększa się ilość VLDL i LDL produkowanych przez wątrobę. Poprzez zwiększone stężenie apoB100 oraz (5) działanie lipazy lipoproteinowej, są one gęstę i małe. Przez to (6) zmniejsza się ich powinowactwo do receptora apoB/E (tworzy się korek wokół receptora). (7) Zwiększa to ich okres półtrwania, zmniejsza się ich klirens obwodowy, co prowadzi do ich (8)modyfikacji (oksydacje, glikacje, przyłączanie innych białek). Dodatkowo przez małe rozmiary łatwiej naciekają ścianę naczyniową, wchodzą w interakcje z proteoglikanami. Są obiektem zainteresowania makrofagów, co prowadzi do powstania komórek piankowatych i indukuje proces miażdżycy – (9) są aterogenne.

10. Kwasy żółciowe – podział, biosynteza, regulacja syntezy

Podział:
I. Kwasy żółciowe pierwotne: (1) kwas cholowy (w największej ilości w żółci); (2) kwas chenodeoksycholowy. Ich charakterystyczne cechy to grupy OH przy węglach C7 i C3, całkowicie wysycony pierścień steroidowy i skrócony łańcuch boczny.
II. Kwasy żółciowe wtórne: (1) kwas deoksycholowy i (2) kwas litocholowy.

BIOSYNTEZA

(1) Hydroksylacja cholesterolu w pozycji 7 przez 7 -hydroksylazę MIKROSOMALNĄ ( wymaga tlenu, NADPH i cytochromu P450). Dalej następuje (2) skracanie łańcucha bocznego i całkowite wysycenie wiązania podwójnego – jedyną różnicą między Choloilo -CoA a Chenodeoksycholoilo-CoA to to, że u pierwszego dodatkowo jest hydroksylowana grupa C12. W wyniku tego powstają pierwotne kwasy żółciowe. (3) Kondensacja z tauryną lub glicyną z uwolnieniem SH-CoA, a następnie ich (4) rozprzęganie i (5) 7-dehydroksylacja prowadzi do otrzymania wtórnych kwasów żółciowych.

Regulacja syntezy:
Ma miejsce poprzez kontrolę aktywności 7-α-hydroksylazy poprzez regulacje kowalencyjną: (1) dostępność NADPH i witaminy C; (2) fosforylację i defosforylację 7-α-reduktazy – reduktaza jest aktywna w postaci ufosforylowanej. Regulacja niekowalencyjna polega na: regulacji ekspresji genu enzymu, poprzez składniki diety – (3) cholesterol pobudza ekspresje i poprzez zawartość kwasów żółciowych w jelicie – represja genu. Często jej aktywność jest regulowana razem z reduktazą HMG-CoA i podlega ona okołodobowym zmianom aktywności.

11. FABP (Fatty acid-binding proteins) – znaczenie diagnostyczne, funkcja
Białka wiążące kwasy tłuszczowe są członkami nadrodziny białek wiążących tłuszcze (LBP).

Znaczenie diagnostyczne:
Geny FABP były badane w celu identyfikacji mutacji zmieniających metabolizm lipidów. Główne znaczenie ma diagnostyka poszczególnych izoform FABP: (1) I-FABP (intestinal - jelitowy), jest markerem uszkodzenia jelit. (2) stężenie H-FABP (muscle and heart – mięśniowy i sercowy) decyduje o toleracji aktywności fizycznej i jest markerem wczesnego zawału serca;

Funkcja:
Zasadniczą rolą FABP jest (1)regulacja absorpcji kwasów tłuszczowych i (2)transport wewnątrzkomórkowy. Jako białka opiekuńcze lipidów, FABP mogą aktywnie uczestniczyć w transporcie tłuszczy do określonych części w komórce, np. (2a) do magazynujących kropli tłuszczu;
(2b) do RE dla przekazywania sygnałów czy syntezy błon; (2c) do enzymów w celu regulacji ich aktywności; (2d) do jądra dla regulacji transkrypcji zależnej od lipidów; (2e) lub nawet poza komórkę dla sygnałów o autokrynnej i parakrynnej naturze.

12. Surfaktant – miejsce występowania, budowa, znaczenie, funkcje

Miejsce występowania:
Jest substancją wyścielającą pęcherzyki płucne, tworzącą jednowarstwową błonę na granicy woda/powietrze. Surfaktant produkowany jest przez komórki ziarniste w ścianie pęcherzyków – pneumocyty typu II.

Budowa:
W 80% surfaktant to (1) fosfolipidy – głównie dipalmitoilofosfatydylocholina (DPPC, dipalmilolecytyna), który jest bardzo aktywnym związkiem powierzchniowo czynnym. 10% stanowią (2) lipidy obojętne, głownie cholesterol, a kolejne 8-10% stanowią (3) białka, w tym wyspecjalizowane białka surfaktantu płucnego: SP-A, SP-B, SP-C, SP-D (Białka SP-B i C to białka hydrofilowe odpowiedzialne za rozprzestrzenianie się surfaktantu na granicy bariery woda/powietrze i stabilizacji jej struktury, białka SP-A i D są hydrofilowe, działają jak kolektyny).

Funkcje:
Surfaktantu rozpycha cząsteczki wyścielaje ściany pęcherzyków i zmniejsza ich adhezję, która wytwarza napięcie powierzchniowe – w skrócie: (1) surfaktant redukuje napięcie powierzchniowe w pęcherzykach. (2)Zapobiega on nadmiernemu rozciąganiu i całkowitemu zapadaniu się pęcherzyków płucnych przy zmianach objętości płuc oraz (3) zapobiega przesączaniu się płynu tkankowego do światła pęcherzyka. (4)Ułatwia wymianę gazową i stanowi (5) lokalnę obronę przeciwzakaźną, poprzez opsonizację i aglutynację drobnoustrojów.

Znaczenie:
Brak surfaktantu w płucach wcześniaków jest przyczyną zespołu zaburzeń oddychania noworodka RDS (respiratory distress syndrome), dawniej nazywanego zespołem błon szklistych.

13. Cykl HDL – enzymy i przebieg

Pierwotnie powstaje natywny HDL- składa się z apo A-I i fosfolipidów, ma bardzo niewiele cholesterolu. Przez apo A-I łączy się z białkiem ABC-A1, które przekazuje cholesterol z tkanek obwodowych na HDL- powstaje HDL3. Następnie enzym (1)acylotransferaza lecytyna:cholesterol (LCAT) przekształca wolny cholesterol zawarty w HDL3 w estry cholesterolowe i lizolecytynę. Niepolarne estry cholesterolu przechodzą do hydrofobowego wnętrza, a lizolecytyna jest przenoszona na albuminę osocza. HDL3 dalej krąży we krwi i odbiera cholesterol od makrofagów- przez kontakt z białkiem ABC-G1. Dochodzi do dojrzewania HDL- powstają HDL2a, wzbogacone dodatkowo w apo C-II i apo-E od VLDL.

HDL2a oddaje cholesterol cząstkom o mniejszej gęstości, otrzymuje od nich natomiast trójglicerydy- powstają HDL2b. Enzymem spajającym metabolizm HDL i VLDL jest (2) CETP- białko transferujące estry cholesterolu. HDL2b dostaje się do wątroby, gdzie (3)triglilipaza wątrobowa (HTGL) rozkłada trójglicerydy i fosfolipidy- powstają HDL3. Cykl się zamyka.

14. Gangliozydy – biosynteza, struktura, patologia, działanie, skutki zaburzeń degradacji

Struktura:
Gangliozydy należą do złożonych glikosfingolipidów kwaśnych, pochodnych glukozyloceramidu. Stanowią one połączenie ceramidu z oligosacharydem. Ceramid natomiast, składa się z sfingozyny lub dihydrosfingozyny oraz połączonego z jej grupą aminową kwasu tłuszczowego. Sfingozyna z kolei to aminoalkohol powstający z 16-sto węglowego palmitoilo-S-CoA (16C) oraz z dwuwęglowej etanoloaminy (2C). Najbardziej typowym kwasem tłuszczowym występującym w gangliozydach jest kwas stearynowy, natomiast rzadziej występują kwasy nerwonowy i lignocerynowy. Gangliozydy zawierających co najmniej jedną, do pięciu, reszt kwasu sjalowego (zazwyczaj jest to kwas N-acetyloneuraminowy).

Biosynteza gangliozydów:
Rozpoczyna się ona tworzeniem ceramidu na powierzchni cytoplazmatycznej retikulum endoplazmatycznego. Tak powstały ceramid przenoszony jest do aparatu Golgiego na zasadzie transportu pęcherzykowego lub przy udziale białka CERT. W aparacie Golgiego dołączana jest do ceramidu reszta glukozy, powstaje glukozyloceramid. Następnie dołączana jest galaktoza. Dalej postępuje stopniowe dodawanie reszt kwasu sjalowego. Powstają kolejno GM3, GM2 i GM1. (mono-, di-, trisjalogangliozydy) I tak, aż do 5 reszt kwasu sjalowego);

Działanie:
Gangliozydy są (1)strukturalnymi i funkcjonalnymi składnikami egzoplazmatycznej (zewnętrznej) warstwy błony fosfolipidowej, zwłaszcza w komórkach nerwowych. (2) Wraz z cholesterolem i sfingomieliną odpowiadają za regulację transdukcji sygnału przez błonę komórkową, a także wzrostu i różnicowania komórek. (3) Dzięki temu, że są zlokalizowane na błonach komórkowych, mogą pełnić funkcje receptorów np. dla bakterii i ich toksyn oraz wirusów - w świetle jelita G_M3 może selektywnie wiązać toksyny bakteryjne, dzięki temu je unieczynniając.

Patologia:
Gangliozydy występują w błonach komórek nowotworowych. (1)Uwalnianie gangliozydów z ułatwia tym komórkom ucieczkę spod kontroli układu immunologicznego i czyni rozwój choroby łatwiejszym. (2)Ponadto gangliozydy w układzie krążenia działają immunosupresyjnie, hamując proliferację i aktywację limfocytów T. (3)Obecność gangliozydów w surowicy może także indukować powstawanie przeciwciał skierowanych przeciwko nim;

Skutki zaburzeń degradacji:
Choroby spowodowane błędami w genach kodujących enzymy ważne w metabolizmie gangliozydów zwane są gangliozydozami: (1) Pierwszą z nich jest Choroba Taya-Sascha, w której występuje niedobór lub brak heksozoaminidazy A. W wyniku braku rozkładu gangliozydów w lizosomach neuronów, dochodzi do przepełnienia neuronów tymi lizosomami wypełnionymi lipidami. Choroba prowadzi do niedorozwoju umysłowego, ślepoty i osłabienia mięśni, dziecko dotknięte tą chorobą zazwyczaj umiera przed ukończeniem 3.roku życia. Jej odmianą jest choroba Sandhoffa, w której dodatkowo występuje niedobór Heksozoaminidazy B. Charakteryzuje się ona podobnym, lecz cięższym przebiegiem. Następnie (2) uogólniona gangliozydoza spowodowana jest niedoborem G_M1-β-galaktozydazy, która poprzez nagromadzenie G_M1 prowadzi do niedorozwoju umysłowego, powiększenia wątroby i zniekształcenia kośćca. Nagromadzenie G­_M1, który wiąże się z prekursorem amyloidu, doprowadza do jego przekształcenia w nierozpuszczalne złogi β-amyloidu o dużej toksyczności, co doprowadza do śmierci neuronów i prowadzi do (3)choroby Alzheimera.

15. Bilans energetyczny kwasu oleinowego (C₁₈H₃₄O₂)
Aby policzyć bilans energetyczny oksydacji kwasu tłuszczowego wyrażony w molach ATP należy najpierw obliczyć liczbę powstających cząsteczek FADH₂, NADH i acetylo-CoA, które są ekwiwalentami ATP.

1. FADH₂ i NADH ze wzoru (n/2)-1
acetylo-CoA ze wzoru (n/2),
gdzie n oznacza liczbę atomów węgla w kwasie tłuszczowym.
Tak więc:
z cząsteczki kwasu oleinowego (18 atomów węgla) po 8 FADH₂ i NADH oraz 9 cząsteczek acetylo-CoA

Na 1 cz. FADH₂ przypada 1,5 mola ATP
NADH 2,5 mola ATP
Acetylo-CoA (cykl Krebsa) 10 moli ATP

Tak więc:

8*1,5 + 8*2,5 + 9*10 = 122 mole ATP brutto

2. Dwa mole należy odjąć na początkową aktywację kwasu tłuszczowego
122-2= 120 moli atp netto
Co można przeliczyć na kJ (mnożnik 51,6)
120*51,6= 6192 kJ
(Ze stearynianem, o który również pytali, będzie tak samo, bo też jest 18C).

16. PPAR - PPAR: podział, funkcja w metabolizmie lipidów , pełna nazwa, występowanie, budowa, PPAR gamma, alfa, agoniści

PEŁNA NAZWA => receptory aktywowane przez proliferanty peroksysomów (grupa rozpowszechnionych w komórkach steroidowych receptorów jądrowych).

PODZIAŁ:

PPAR α

PPAR δ lub β

PPAR γ (podtypy: PPAR γ1, PPAR γ2, PPAR γ3 - powstają w wyniku alternatywnego splicingu)

WYSTĘPOWANIE:

PPAR α – hepatocyty (najważniejsza lokalizacja), enterocyty, kanaliki proksymalne nerki, inne komórki.

PPAR δ – szeroko rozpowszechniony

PPAR γ – szeroko rozpowszechniony, (2) tkanka tłuszczowa żółta, (3) makrofagi. Należy kojarzyć ze zjawiskiem insulinooporności

BUDOWA:

PPAR zbudowane są z 6 modułów (A-F) tworzących 4 funkcjonalne domeny:

A-B => domena aktywowana niezależnie od ligandu

C => miejsce wiązania z DNAt

D => brak funkcji

E-F => domena wiążąca się z ligandem

Funkcja w metabolizmie lipidów:
I. PPAR-α w połączeniu z ligandem powoduje (1) wzrosty syntezy apoA1, apoA2, co powoduje wzrost syntezy HDL; (2) wzrost β-oksydacji w komórce wątroby – nasila utylizację kwasów tłuszczowych; powyższe działania, a także: spadek produkcji VLDL, spadek sdLDL, spadek ilości adhezyn śródbłonka, wzrost lipolizy, wzrost transporty zwrotnego cholesterolu, ma wpływ (3) naczynioochronny – przeciwdziała miażdżycy.
II. PPAR-β (1) indukuje syntezę HDL (odtłuszczanie naczyń), (2) tworzenie błon, w tkankce tłuszczowej powoduje (3) wzrost termogenezy, w sercu i w mięśniach: (4) wzrost transportu FFA oraz ich β-oksydację.
III. PPAR-γ ma niewielkie znaczenie: (1) indukcja HDL, (2) wytwarzanie błon komórkowych.

PPAR α: (1) Zwiększają ektogenezę (rozwój embrionów ludzkich poza organizmem kobiety). (2) Mają działanie przeciwzapalne – hamowanie COX2. (3) Regulują apoptozę.
Ich ligandami są: leukotrien B4, kwas 8-hydroksyeikozatetraenowy (pochodna arachidonowego), herbicydy, fibraty oraz niesteroidowe leki przeciwzapalne, np. ibuprofen.

PPAR γ: Zawiera 3 podtypy:
I – szeroko rozpowszechniony
II – biała tkanka tłuszczowa
III – makrofagi
(1) Wpływają na transdukcję sygnału po pobudzeniu receptora insulinowego, ich defekt jest jedną z przyczyn insulinooporności. Pobudzenie jest korzystne dla metabolizmu i przeciwdziałania miażdżycy. Odpowiadają za (2) hamowanie: proliferacji SMC, syntezi PDGF, angiotensyny II, PAI-1, endoteliny-1, ekspresji białek adhezyjnych. (2) Aktywują szlak, w którym uczestniczy 3-kinaza fosfatydyloinozytolu, co prowadzi do: zwiekszenia ekspresji genu dla GLUT 4, wzrostu syntezy NO, spadku aktywności MMP, wzrostu syntezy TIMP – tkankowych inhibitorów MMP, hamowania apoptozy. Ich ligandy to: prostaglandyny, nienasycone kwasy tłuszczowe oraz tiazolidenodiony, które umożliwiają przełamanie insulinooporności.

AGONIŚCI:
PPAR-β: (1) Estry etylowe nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych; (2) fibraty (bezafibrat)
PPAR-γ: (1)Naturalni: prostaglandyny, nienasycone kwasy tłuszczowe; (2) Syntetyczni: NSLP – niesteroidowe leki przeciwzapalne, tiazolidenodiony – glitazony: rosiglitazon,ciglitazon, derglitazon; glitazary – działają jednocześnie na PPAR α i γ: muruglitazar, tesaglitazar.

17. Receptor ABC – występowanie, rola w transporcie cholesterolu.

Receptor ABC:
Transporter z kasetą wiążącą ATP (ATP Binding Cassette Transporter) - są to wielodomenowe białka błonowe, wykorzystujące energię z hydrolizy ATP do translokacji substancji przez błonę komórek. Należą do nich np. białko SUR i białka MDR (multi drug resistance, białka oporności wielolekowej), białka G5 i G8, ABCA1, ABCG1.

Występowanie:
Receptor ABC występuje w (1) błonach hepatocytów, w tej części która buduje kanalik żółciowy, gdzie odpowiada za wydalanie ksenobiotyków (np. leków przeciwnowotworowych) do żółci, co przy ich nadekspresji powoduje oporność pacjenta na działanie tych leków. Ponadto występują (2) na powierzchni rąbka szczoteczkowego, gdzie powodują wychwyt sitosterolu i następnie jego usuwanie z powrotem do światła jelita (normalnie człowiek nie wchłania cholesteroli zwierzęcych). W enterocytach są również odpowiedzialne za usuwanie cholesterolu. Ich ekspresja zachodzi w (3) makrofagach, dzięki czemu HDL mogą odebrać wolny cholesterol z makrofagów.

Funkcje w transportcie cholesterolu:
(1) Białko ABCA1 jest zaangażowane w transport cholesterolu i fosfolipidów poza komórkę pozawątrobową i biosyntezę lipoprotein o dużej gęstości przez wbudowywanie cholesterolu do HDL (tworzenie natywnego HDL). Proces tego transportu cholesterolu jest nazywany odwróconym transportem cholesterolu (z ABCA1 współdziała receptor oczyszczający klasy B - SR-B1). Białko to aktywowane jest dzięki przyłączeniu do receptora liganda - ApoA1. Defekt białka ABCA1 powoduje wystąpienie choroby Tangierskiej – rodzinny niedobór HDL.
(2) Białko ABC G1, występuje na powierzchni makrofagów. Odpowiada ono za usuwanie cholesterolu z makrofagu i przenoszeniu go na cząsteczki HDL (dalszy proces dojrzewania HDL). W przypadku zaburzenia tego transportu z makrofagów powstają komórki piankowate, które mogą migrować do błony wewnętrznej śródbłonka naczyń rozwijając proces tworzenia blaszki miażdżycowej.
(3) ABCG5 i ABCG8 – W rąbku szczoteczkowym jelita odpowiada ono za wydalanie wchłoniętego do enterocytu cholesterolu i sitosteroli. Jest to jeden z procesów, który ma udział w usuwaniu cholesterolu z organizmu. (odpowiadają za klirens tych substancji w jelicie). W wątrobie odpowiada ono za wydalanie cholesterolu z hepatocytów (kanalik żółciowy) do żółci. Zbyt duże wydalanie cholesterolu do żółci (np. przy nadekspresji transporterów) może powodować jego krystalizację i tworzenie kamieni żółciowych.

18. Cholesterol - miejsce biosyntezy, enzymy kluczowe, inhibitory i aktywatory

Miejsce syntezy:
Cholesterol może być syntetyzowany przez każdą tkankę zawierającą komórki jądrzaste. Biosynteza odbywa się w siateczce śródplazmatycznej i w cytozolu. Najobficiej powstaje w (1) wątrobie, (2) ścianie jelit, (3) korze nadnerczy, (4) jajniku, (5) jądrze i (6) łożysku.

Enzymy kluczowe wraz z inhibitorami i aktywatorami:
(1) Pierwszy enzym kluczowy w syntezie cholesterolu to reduktaza HMG-CoA. Katalizuje ona reakcję redukcji HMG-CoA do mewalonianu. Enzym ten wymaga obecności NADPH⁺ + H⁺. Reakcja ta podlega samoregulacji, gdyż jest hamowana przez sam (1)mewalonian. Innymi inhibitorami są (2)kwasy żółciowe i (3)cholesterol. Istnieje także regulacja hormonalna. (4)Glukagon powoduje przewagę formy ufosforylowanej (nieaktywnej), przez co spowalnia biosyntezę, z kolei (1a)insulina działa odwrotnie. Możliwe jest także hamowanie tej reakcji poprzez działanie (5)statyn, które działają na zasadzie inhibitora kompetycyjnego.
(2) Drugim enzymem kluczowym jest syntetaza skwalenu. Katalizuje ona reakcję kondensacji 2 pirofosforanów farnezylu do skwalenu. Wymaga ona obecności NADPH⁺ + H⁺, a także jonów Mg²⁺ i Mn²⁺.

Normy: •TCH <200 mg/dl (5,2 mmol/l) •TG <150 mg/dl (2,3 mmol/l) •HDL 40 - 60 mg/dl (1,02 – 1,54 mmol/l) •LDL <100 mg/dl (2,6 mmol/l), przy wielu czynnikach ryzyka <70 mg/dl (1,8 mmol/l) •HbA1c ≤6,5% •FPG <100 mg/dl (5,6 mmol/l)

19. Mężczyzna, lat 55. TCH = 250, FPG = 130, TG = 220, HDL = 30, HbA1c = 7,2%
a) oblicz LDL
b) jaki to rodzaj dyslipidemii wg EAS
c) pożądany poziom cholesterolu

a) LDL (mg/dl) = TCh – HDL – [TG : 5] lub LDL (mmol/l) = TCh – HDL – (TG:2,2]
Wzoru Friedewalda nie używamy przy TG wyższych niż 400 mg/dl (oznaczenie bezpośrednie).
LDL = 250 – 30 – (220 : 5)
LDL = 176 mg/dl

b) hiperlipidemia mieszana wg EAS, wg Fredricksona IIb, III lub V, zależnie od podwyższenia VLDL i IDL, w zadaniu brak danych

c) < 100 mg/dl LDL – jedynym czynnikiem ryzyka jest wysokie FPG i poziom Hb glikowanej (cukrzyca)

Ekwiwalenty CHD: cukrzyca i inne manifestacje miażdżycy (miażdżyca tt. obwodowych, wieńcowych, tętniak aorty brzusznej)

20. Pacjent po przebytym w 2004 roku zawale. TCH = 250, HDL = 30, TG = 220, HbA1c = 7,2% (i ewentualne inne, nieznane dane)
c) pożądany poziom cholesterolu
d) podaj obraz surowicy w teście zimnej flotacji

c) < 70 mg/dl LDL – wiele czynników ryzyka – choroba wieńcowa, cukrzyca, zespół metaboliczny - to kwalifikujemy do intensywnej terapii hipolipemizującej

d) tabelka: zależnie od typu hiperlipoproteinemii

21. Plazmalogeny – przykład, synteza, funkcje

Plazmalogeny to fosfolipidy, które przy atomie C¹ mają wiązanie eterowe, zamiast wiązania estrowego. Grupą alkilową przyłączoną tym wiązaniem jest zazwyczaj nienasycony alkohol.

Biosynteza:
Plazmalogeny powstają, kiedy kwas tłuszczowy przy C¹ atomie węgla zostaje zamieniany na nienasyconą grupę alkilową przyłączoną przez wiązanie eterowe. Szlak ten przebiega w peroksysomach i siateczce śródplazmatycznej a ostatnia reakcja polega na desaturacji odpowiedniego 1-alkiloprekursora. Desaturaza katalizująca tą reakcję jest enzymem mikrosomowym, w reakcję wchodzą O₂ i NADH+H⁺ a w katalizie uczestniczy cytrochrom b₅.

Funkcje plazmalogenów:
Plazmalogeny (1) są składnikami błon komórkowych - stanowią co najmniej 10% fosfolipidów mózgu i mięśni, występują licznie w nerkach, tkance kostnej i wątrobie. (2) Są składnikami wyspecjalizowanych błon takich jak sarkolema czy myelina, oraz błon sekrecyjnych jak pęcherzyki synaptyczne czy surfaktant. Oprócz tego (3) wchodzą w skład błon wewnątrzkomórkowych takich jak otoczka jądrowa, siateczka śródplazmatyczna a także błon organelli – szczególnie mitochondriów. Plazmalogeny, których grupą acylową przy C² jest AA lub DHA funkcjonują jako (4) rezerwuar substratu dla fosfolipazy A₂ uwalniającej mediatory procesu zapalnego (leukotrieny, prostagandyny, tromboksany).

Przykłady:
(1) fosfatydyloetanoloamina –w tkance mózgowej lub (2) fosfatydalocholina obfita
w tkance mięśniowej serca. (3) PAF (paletelet-activating factor) – czynnik aktywujący płytki, przykład glicerofosfolipidu eterowego.

22. VLDL – budowa, biosynteza, degradacja, funkcja

Budowa:
VLDL jest zbudowana w ok. 60% z trójglicerydów oraz w ok. 25% z cholesterolu. Reszta stanowią fosfolipidy i białka, z czego 2x więcej jest fosfolipidów. Średnica cząstki jest duża (30-80 nm), jedynie chylomikrony są większe. Gęstość VLDL jest stosunkowo niska ze względu na niską zawartość apoprotein w stosunku do HDL i LDL, tylko chylomikrony mają mniejszą gęstość. W cząstce znajdują się następujące apoproteiny: B-100, C-I, C-II, C-III, E.

Biosynteza, cykl, degradacja:
VLDL jest syntetyzowana w hepatocytach. Świeże cząstki zawierają apoB-100, tylko niewielką ilość apoC i apoE oraz trójglicerydy pochodzenia endogennego. W takiej postaci VLDL jest wydzielana z wątroby. W krążeniu VLDL zyskuje z cząstki HDL apoproteiny C (głównie C-II) oraz E. Dzięki temu możliwa jest aktywacja lipazy lipoproteinowej z udziałem apo C-II w ścianie naczynia. Powoduje to rozkład trójglicerydów z cząstki VLDL. W wyniku tych przemian zwiększa się gęstość cząstki (więcej apoprotein) oraz zmniejsza się średnica (mniej trójglicerydów). Następnie następuje wymiana między VLDL a HDL. Przy udziale CETP (białko transportujące estry cholesterolu) estry cholesterolu są przenoszone z cząstek o wysokiej gęstości na cząstki o bardzo małej gęstości. Z kolei trójglicerydy i fosfolipidy są przenoszone z VLDL na HDL. Następuje także oddanie apoproteiny C-II z VLDL na HDL (tylko apoC-II, apoE zostaje). W tym momencie powstają IDL (lipoproteiny o pośredniej gęstości - remnanty VLDL) i mogą one ulec dwóm przemianom. Jeżeli zawierają apoE są wychwytywane przez receptory w wątrobie i tam ulegają endocytozie, z kolei jeśli utraciły apoE to stają się cząstkami LDL (lipoproteiny o niskiej gęstości).

Funkcja:
Główną funkcją VLDL jest (1) transport endogennych trójglicerydów, a także innych lipidów z wątroby do tkanek pozawątrobowych. Po zadziałaniu LPL kwasy tłuszczowe są dostarczane głównie do tkanki tłuszczowej, serca i mięśni. VLDL jest (2) prekursorem dla cząstki LDL i (3) uczestniczy w metabolizmie HDL.

23. Wchłanianie cholesterolu – mechanizm receptorowego wchłaniania cholesterolu w enterocycie, inhibitory

Cholesterol egzogenny ulega wchłonięciu maksymalnie w ilości ok. 700mg/dobę. Większa ilość cholesterolu nie może być wchłaniana, ponieważ przy 700mg/dobę ulegają całkowitemu wysyceniu białka transportujące. Dzięki obecności kwasów żółciowych (lipaza trzustkowa hydrolizuje lipidy), wolny cholesterol ulega emulgacji i gromadzi się w micellach (cholesterol micellarny) – w tej postaci poprzez rąbek szczoteczkowy przenika do wnętrza enterocytu.

Wchłanianie cholesterolu do enterocytu:
Z jelita: zachodzi za pomocą białka Niemann-Picka - NPC1L1 (Niemann-Pick C1-Like 1). Jego obecność jest ograniczona w zasadzie do komórek nabłonkowych dwunastnicy i początkowego odcinka jelita czczego, na powierzchni rąbka szczoteczkowego, gdzie ma miejsce główna część wchłaniania cholesterolu [także sitosterolu (cholesterol pochodzenia roślinnego) i innych steroli] z przewodu pokarmowego. Ekspresja tego białka jest regulowana stężeniem cholesterolu (steroli) dzięki obecności w jego budowie domeny wrażliwej na sterole. Defekt genu kodującego białko NPC1L1 jest przyczyną spichrzeniowej choroby Niemann-Picka typu C. W ten sposób wchłaniane jest się ok. 80% cholesterolu z całkowitej puli cholesterolu znajdującego się w jelicie. Pozostałe 20% wchłaniania sugeruje się wielu nośnikom (transportery związane z ATP: ABCA1, ABCG5/G8, receptora zmiatającego B1: SR B1). Każdy człowiek może mieć różną zdolność wchłaniania cholesterolu z jelita. Różnica we wchłanianiu o 10% (wzrost/spadek) przyczynia się do dwukrotnej zmiany (wzrost/spadek) stężenia cholesterolu we krwi.
Z naczyń krwionośnych: cholesterol może ulegać zwrotnemu wchłanianiu z krwi do enetrocytu.

Inhibicja wchłaniania cholesterolu:
(1) Ezetimib – łączy się z białkiem NPC1L1 w rąbku szczoteczkowym nabłonka błony śluzowej jelita cienkiego. Przez co hamuje wchłanianie cholesterolu oraz kwasów żółciowych z jelita do enterocytu. (2) Stanole i sterole – substancje pochodzenia roślinnego zmniejszające stężenie LDL-C poprzez hamowanie wchłaniania cholesterolu w jelitach. Mogą obniżyć poziom o około 15%. Nie należy ich stosować jednocześnie z ezetimibiem, ponieważ hamuje on ich wchłanianie w jelicie. (3) Żywice wiążące kwasy żółciowe (rezyny, żywice jonowymienne) – jest to pośredni inhibitor wchłaniania cholesterolu. Wiąże on cholesterol przekształcony w kwasy żółciowe trafiające do światła jelita. Skutkuje to zahamowaniem ich wchłaniania. Zaletą stosowania żywic jest możliwość skojarzenia z innymi lekami hipolipemizującymi oraz możliwość stosowania u kobiet w ciąży oraz u dzieci. (4)Orlistat – inhibitor lipazy trzustkowej, uniemożliwia hydrolizę tłuszczy dostarczanych w pokarmie i w wyniku tego tworzenie miceli, a przez to i ich wchłanianie do enterocytu. Nadmiar niewchłoniętego tłuszczu może prowadzić do biegunki tłuszczowej. (5) Sitosterol – naturalnie możemy zablokować wchłanianie cholesterolu zwierzęcego przez spożywanie cholesterolu pochodzenia roślinnego – sitosterolu, który nie jest przyswajalny a konkuruje o transportery w rąbku szczoteczkowym z cholesterolem zwierzęcym.

24. Zwiazki izoprenoidowe (terpeny) - synteza, znaczenie produktów, funkcje w komórkach, punkty uchwytu leków, do syntezy, których związków służą, farmakologia

Izoprenoidy i ich pochodne –steroidy, są zespołami strukturalnie różnorodnych, hydrofobowych związków rozpuszczalnych w tłuszczach. Należą do nich składniki olejków eterycznych, żywic, pochodne karotenowców, witaminy A, E, K, kauczuk, regulatory wzrostu roślin – cytokininy, gibereliny i kwas abscysynowy.

Synteza:

Izoprenoidy pochodzą z aktywnej pięciowęglowej jednostki zwanej pirofosforanem 3,3-dimetyloallilu. Aktywna jednostka pięciowęglowa pochodzi natomiast z kondensacji trzech cząsteczek acetylo-S-CoA z wytworzeniem kolejno, acetylo-S-CoA, 3-hydroksy-3-glutarylo-S-CoA i mewalonianu. Mewalonian, stopniowo fosforylowany (kosztem 3ATP), dekarboksylowany ostatecznie zostaje przekształcony w pirofosforan izopentenylu, który sam nie jest zdolny do wzajemnej kondensacji, dlatego następuje jego izomeryczna przemiana do pirofosforanu 3,3-dimetyloallilu. Kondensacja tych pięciowęglowych jednostek (lub ich wielokrotności) prowadzi do powstawania rozgałęzionych, nienasyconych łańcuchów węglowodorowych lub związków cyklicznych, zwanych terpenami, czyli związków zbudowanych z wielokrotnych jednostek izoprenylowych, z ewentualnymi dalszymi ich modyfikacjami.

Funkcje w komórkach:

Związki izoprenoidowe odgrywają istotną rolę w komórkach spełniając funkcję (1) hydrofobowego przenośnika przez błony biologiczne reszt cukrowo-peptydowych, a ponadto reszt glikozylowych (2) w procesie glikozylacji. Terpeny odpowiadają również za (3) prenylację białek, polegająca na przyłączeniu do łańcucha polipeptydowego hydrofobowej reszty  geranylowej, farnezylowej lub geranylogeranylowej, co umożliwia zakotwiczenie białka do błon komórkowych. . Związki te oprócz funkcji transportowych pełnią (4) rolę kofaktorów w wymienionych procesach.

Są one prekursorami takich związków jak: (1) cholesterol, występujący w błonie każdej komórki (2) Skwalen, który jest składnikiem skóry, (3) Dolichol, uczestniczący w syntezie glikoprotein oraz (4) Ubichinon, odpowiedzialny za przenoszenie elektronów w łańcuchu oddechowym.

Farmakologia:
Statyny − grupa leków stosowanych w celu obniżenia poziomu cholesterolu we krwi.
Leki te działają przez hamowanie enzymu reduktazy 3-hydroksy-3-metylo-glutarylokoenzymu A (HMG-CoA). W związku z tym zmniejszają one również poziom związków izoprenoidowych.

25. Receptory typu Scavenger
SR – scavenger receptor są grupą białek wiążących chemicznie lub oksydacyjnie zmodyfikowane lipoproteiny, polianiony i komórki ulegające apoptozie. Istnieje co najmniej 6 klas SR (od A do F). Receptory zmiatające odgrywają ważną rolę w wielu procesach fizjologicznych i patologicznych, w tym w (1) miażdżycy, (2) adhezji komórkowej oraz (3) wrodzonej nieswoistej reakcji odpornościowej skierowanej przeciw fragmentom błony komórkowej mikroorganizmów.
Scavenger receptor class A: SR-AI i SR-AII wiążą acetylowane i utlenione LDL, polianiony i martwe komórki. Są zaangażowane w tworzenie komórek piankowatych.

Scavenger receptor class B
W skład receptorów klasy B wchodzą receptory CD36 i B1. CD36 jest receptorem fagocytującym i wiąże m.in. acetylowane i utlenione LDL, fosfatydyloserynę i komórki apoptotyczne. SR-B1 jest receptorem lipoprotein o dużej gęstości HDL (high density lipoprotein). SR-B1 jest obecny na hepatocytach i przejmuje cholesterol z HDL. Jest to tzw. bezpośredni zwrotny transport cholesterolu. Do wnętrza hepatocytu zostaje wciągnięta cała cząsteczka HDL, następnie na cholesterol działa esteraza, a reszta cząsteczki jest wydzielana poza komórkę. Poza tym HDL po zadziałaniu na SRB1 stymuluje eNOS przez wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia ceramidu.

26. Ciała ketonowe: synteza (ketogeneza) , patogenność, utylizacja (lokalizacja narządowa i subkomórkowa)

Ciała ketonowe powstają w wątrobie na skutek nasilonego utleniania kwasów tłuszczowych, co jest charakterystyczne dla stanów głodzenia i cukrzycy. Ciała ketonowe mają charakter kwaśny i jeśli są wytwarzane przez długi czas, jak np. w cukrzycy, mogą być przyczyną kwasicy ketonowej (nieoddechowej).

Ketogeneza
W warunkach metabolicznych związanych z dużą szybkością utleniania kwasów tłuszczowych (nagromadzenie acetylo-CoA) wątroba wytwarza znaczne ilości acetooctanu i β-hydroksymaślanu. Acetooctan ulega ciągłej samoistnej dekarboksylacji do acetonu. Te trzy związki nazywane są ciałami ketonowymi. Acetooctan i 3-hydroksymaślan są wzajemnie w siebie przekształcane pod wpływem mitochondrialnego enzymu dehydrogenazy 3-hydroksymaślanowej. Równowaga tej reakcji jest kontrolowana mitochondrialnym stosunkiem NAD+ do NADH czyli tzw. stanem redoksowym.

Enzymy odpowiedzialne za syntezę ciał ketonowych są związane głównie z mitochondriami. 2 cząsteczki acetylo-CoA wytwarzane podczas β-oksydacji kondensują ze sobą w wyniku odwrócenia reakcji katalizowanej przez tiolazę tworząc aceto-acetylo-CoA, który jest materiałem wyjściowym dla ketogenezy. Kondensuje on z jeszcze jedną cząsteczką acetylo-CoA w reakcji katalizowanej przez syntazę 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA (syntazę HMG-CoA) i powstaje β-hydroksymetyloglutarlo-CoA (HMG-CoA). Następnie liaza HMG-CoA katalizuje odszczepienie acetylo-CoA od HMG-CoA pozostawiając wolny acetooctan. Obydwa enzymy są konieczne, aby ketogeneza mogła zachodzić i jest to możliwe jedynie w wątrobie. W stanie ketonemii ciałem ketonowym dominującym w krwi i moczu jest 3-hydroksymaślan.

Utylizacja
Służą jako materiał energetyczny dla tkanek pozawątrobowych (mózg, serce, mięśnie). W tkankach obwodowych następuje spalanie ciał ketonowych. Acetooctan zostaje ponownie przekształcony do acetoacetylo-CoA w reakcji przeniesienia CoA z bursztynylo-CoA. Acetoacetylo-CoA ulega lizie i powstają 2 cząsteczki acetylo-CoA. Powstałe cząsteczki acetylo-CoA oraz bursztynian mogą następnie wchodzić do cyklu Krebsa. Ciała ketonowe ulegają również połączeniu z jonami potasu i sodu i wydaleniu z moczem.

Patogenność:
(1) Ketonemia
(2) Powstanie kwasicy metabolicznej (nieoddechowej)
(3) Wywołują zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej
(4) Śpiączka ketonowa na skutek zakwaszenia organizmu (nieleczona prowadzi do zgonu)

27. CETP – funkcja, aktywatory, inhibitory, występowanie, udział w metabolizmie lipoprotein

CETP= białko przenoszące estry cholesterolu, występujące w osoczu

Estry cholesterolu

HDL2a VLDL

Trójglicerydy

Funkcje i udział w metabolizmie lipoprotein:
Po aktywacji CETP dochodzi do następującej (1) wymiany : trójglicerydy z VLDL przechodzą na cząsteczkę HDL, natomiast VLDL zwrotnie wzbogacają się w estry cholesterolu, które pobierają z HDL. (2) Ten sam mechanizm może również zachodzić w stosunku do cząsteczek LDL które przekazują estry cholesterolu do VLDL-i a zwrotnie od nich otrzymują trójglicerydy. (3) Transport przez CETP jest dominującą drogą transportu zwrotnego cholesterolu do wątroby. Jest to tzw. droga pośrednia. (4) Działanie tego białka łączy dojrzewanie HDL-i z dojrzewaniem VLDLi, spaja metabolizm tych dwóch lipoprotein.

Patologicznie CETP przyczynia się do powstawania silnie aterogennych małych, gęstych LDLi oraz może się przyczyniać do utraty HDLi z moczem poprzez powstawanie małych, gęstych HDLi.

Aktywatory:
(1) apo E,
(2) kwas 13-cis-retinowy,
(3) kwas palmitynowy,
(4) insulina.

Inhibitory:
Spadek aktywności CETP prowadzi do spadku stężenia LDL i wzrostu stężenia HDL. Niekoniecznie jest ten wzrost HDL korzystny, ponieważ mimo, że jest go dużo, nie wykazuje on swojej funkcji – ze względu na zablokowanie CETP nie może przenosić cholesterolu z tkanek obwodowych do wątroby.

(1) CETi1 – szczepionka anty-CETP, która jest pozyskiwana poprzez połączenie epitopu dla CETP z limfocytów B z epitopem toksyny tężca z limfocytów T.
(2) Anacetrapib: działają jak inhibitory CETP poprzez bezpośrednie wiązanie się z CETP, co znosi aktywność przenoszącą estry cholesterolu.

(3) Alkohol etylowy w umiarkowanych ilościach.

7. Lipoproteina (a) – skład, struktura, synteza, mechanizm działania (patogenność)

Skład i struktura:
Taki jak LDL (cholesterol zestryfikowany, apoB100, fosfolipidy) z dodatkowym charakterystycznym białkiem – Apo(a) związanym kowalencyjnie z ApoB100. Lp(a) jest polimerem złożonym z monomerów o strukturze obwarzankowej, ilość monomerów jest różna

Synteza:
Powstaje w wątrobie. Apolipoproteina (a) jest syntetyzowana z prekursora. Apo(a) i ApoB100 ulegają najpierw osobno sekrecji poza komórkę i łączą się ze sobą.

Patogenność:
Lipoproteina ta ulega takiemu samemu katabolizmowi jak LDL, ale przez obecność Apo(a) utrudniony jest dostęp do ApoB100 dla receptora wysokiego powinowactwa, przez co Lp(a) ma (1) wolny klirens. W dużym stężeniu łatwo ulega oksydacji i może odkładać się w naczyniach. Struktury obwarzankowe posiada również plazminogen oraz tPA (tkankowy aktywator plazminogenu), przekształcający plazminogen w plazminę. tPA mogą przypadkowo działać zatem na lipoproteinę (a) zamiast na plazminogen oraz lipoproteina (a) może zajmować miejsce tPA. W obu przypadkach (2) nie powstanie plazmina niezbędna w procesie fibrynolizy. Stymuluje również sekrecję PAI-1, zatem (3) Lp(a) działa prozakrzepowo. (4) Lp(a) zaburza proces uwalniania wolnej formy TGF-beta z białek nośnikowych – substancji antyproliferacyjnie działającej na mięśnie gładkie tętnic, antymiażdżycowej.
Wniosek: wzrost stężenia Lp(a) w surowicy zwiększa ryzyko miażdżycy i zawału mięśnia sercowego.
Stężenie tej lipoproteiny rośnie u kobiet podczas menopauzy.

35. Mechanizm przeciwmiażdżycowy inhibitorów reduktazy HMG-CoA (reduktazy 3-hydroksy-3-metyloglutarylokoenzymu A)

Endogennym inhibitorem HMG-CoA jest końcowy produkt szlaku – cholesterol. Można mówić tu o ujemnym sprzężeniu zwrotnym.

Zahamowanie reduktazy przez statyny in vivo rozwija się bezpośrednio po dotarciu związku do komórki docelowej (hapatocytu) i przekształceniu leku w postać aktywną.

Efekt hipolipemizujący ujawnia się dopiero 2 tygodnie od rozpoczęcia farmakoterapii statynami, bierze się to stąd, że spadek stężenia LDL w surowicy jest związany ze (1) wzrostem liczby receptorów dla LDL, co prowadzi do ich zwiększonego wychwytu. Sygnałem do ich syntezy jest (2) zmniejszenie stężenia cholesterolu komórkowego oraz innych związków pośrednich przemiany cholesterolu (izoprenoidów). Dodatkowo w wątrobie (3) zmniejsza się synteza bogatych w cholesterol VLDL. Najważniejszą zmianą w profilu lipidowym po zastosowaniu statyn jest właśnie spadek cholesterolu związanego z LDL i niewielki wpływ na spadek TG we krwi. Dodatkowo statyny (4) hamują syntezę apoproteiny B-100, która to bierze udział w budowie aterogennych LDL i VLDL, IDL oraz Lp(a).

Działanie statyn związane jest również z ich wpływem na (5) makrofagi, czynność śródbłonka, migrację i proliferację mięśni gładkich tętnic oraz z ich ochronnym wpływem na śródbłonek, działaniem antyproliferacyjnym w stosunku do komórek mięśni gładkich, zmniejszaniem nacieku monocytów w ścianie naczyniowej, działaniem antyoksydacyjnym, przeciwzapalnym oraz zmniejszaniem ekspresji receptora AT1 dla angiotensyny II.

36. Lipogeneza – enzym kluczowy w regulacji oraz regulacja hormonalna
Kwasy tłuszczowe są syntetyzowane przez pozamitochondrialny układ, który jest odpowiedzialny za całkowitą syntezę palmitynianiu z acetylo-CoA w cytozolu. Karboksylaza acetylo-CoA jest najważniejszym enzymem w regulacji lipogenezy. Przeprowadza ona karboksylację acetylo-CoA do malonylo-CoA w obecności (1) ATP. Jest tu potrzebny (2) wodorowęglan jako źródło CO₂. Do działania karboksylazy acetylo-CoA jest niezbędna również (3) biotyna.

Karboksylaza acetylo-CoA jest białkiem wieloenzymowym, zawierającym zmienną liczbę identycznych podjednostek w każdej są zawarte: (1) biotyna, (2) karboksylaza biotyny, (3) białko nośnikowe karboksybiotyny, (4) trans karboksylaza, (5) allosteryczne miejsce regulatorowe

Karboksylaza acetylo-CoA jest regulowana przez hormony:
(1) Glukagon,
(2) Adrenalina

(-) Zwiększają stężenie cAMP i wobec tego aktywują kinazę aktywowaną przez inną kinazę za pośrednictwem zależnej od cAMP kinazy białek. (Uważa się, że enzym kinaza kinazy jest także aktywowana przez acylo-CoA). Inaktywacja zachodzi przez fosforylację karboksylazy acetylo-CoA.

(1a) Insulina

(+) Aktywuje karboksylazę acetylo-CoA prawdopodobnie poprzez „białko aktywatorowe" oraz kinazę białek stymulowaną przez insulinę.

37. LPL – funkcje, aktywatory, inhibitory, występowanie, udział w metabolizmie lipoprotein

Występowanie:
Naczynia krwionośne tkanek pozawątrobowych (zakotwiczona do śródbłonka przez siarczan heparanu).

Aktywatory:
(1) apoC-II
(2) insulina
(3) heparyna (dożylnie podana powoduje uwolnienie enzymu i nagły wzrost aktywności)
(4) fosfolipidy

Inhibitory:
(1) apoC-III
(2) siarczan protaminy
(3) apoA-II

Udział w metabolizmie lipoprotein (funkcje):
(1) Odpowiedzialna jest za hydrolizę triglicerydów zawartych w chylomikronach i VLDL - przekształca je odpowiednio w remnanty chylomikronów i remnanty VLDL.

38. Bilans energetyczny kwasu palmitynowego (C₁₆H₃₂O₂)

1)
Ilość cykli beta oksydacji = ilość atomów C/2 – 1
Ilość ATP uzyskanej z NADH i FADH2 – z obu około 4 ATP
Ilość energii uzyskanej ze spalenia 1 cząstki acetylo-CoA – około 10 ATP

Aktywacja palmitynianu do palmitoilo-CoA (-) 2 ATP

Energia z NADH i FADH (7cykli ×4 ATP) + 28 ATP

spalenie acetylo-CoA (8 cząstek×10 ATP) + 80 ATP

Łącznie: + 108 ATP
Należy jednak odjąć 2 mole ATP na początkową aktywację kwasu palmitynowego, wobec czego zysk netto wynosi 106 moli ATP na 1 mol kwasu palmitynowego.
W przeliczeniu na kJ: 106 x 51,6 = 5470 kJ. Stanowi to 68% entalpii swobodnej spalania palmitynianu.



2) Acetylo-CoA powstały z kwasu palmitynowego w procesie β-oksydacji oprócz utlenienia w cyklu kwasu cytrynowego, może wejść w szlak ketogenezy.
2a) W szlaku ketogenezy, jeżeli końcowym produktem przemiany palmitynianu jest acetooctan powstaje tylko 26 moli ATP.
2b) Jeżeli końcowym produktem jest 3-hydroksymaślan powstaje tylko 21 moli ATP.

39. Hiperlipoproteinemia I – przyczyna, obraz

(choroba Burgera-Grutza, hiperchylomikronemia lub Hipertriglicerydemia egzogenna)

Przyczyna:
(1) defekt LPL (całkowity brak aktywności lub zmniejszona aktywność
(2) defekt ApoC2 (aktywator LPL)
(3) nadaktywność ApoC3 (inhibitor LPL)
(4) obecność przeciwciał przeciwko heparynie (która jest aktywatorem LPL

Obraz:
(1) Dochodzi do gromadzenia chylomikronów
(2) Bardzo wysoka hipertrójglicerydemia (wartości rzędu 10 000 mg%)
(3) żółtaki - podskórne gromadzenie trójglicerydów – lokalizują się na wyprostowanych częściach kooczyn ( łokcie, kolanach, w okolicach prostowników palców ), tworząc się zgrubienia w kolorze żółtym.
(4) Lipaemia retinalis - gromadzenie złogów w siatkówce oka
(5) Odkładanie się chylomikronów w wątrobie, śledzionie, trzustce co prowadzi do hepatosplenomegalii i uaktywnienia enzymów trzustkowych, samostrawienia trzustki i tym samym do ostrego zapalenia trzustki (najczęstsza przyczyna zgonu w wieku dziecięcym).

40. Lp X - budowa, synteza, mechanizm działania, występowanie fizjologiczne, patologiczne

Budowa:
Ma ona kształt kulisty i jest dwuwarstwowym pęcherzykiem, którego ściana utworzona jest głównie z cholesterolu wolnego i fosfolipidów (fosfatydylocholiny) w prawie równomolowych ilościach. Wnętrze pęcherzyka wypełnia faza wodna zawierająca białka osocza, głównie albuminę (także apoC i apoE). Białko, trójglicerydy i estry cholesterolu – łącznie stanowią mniej niż 12% lipoproteiny Lpx. Główny kwas żółciowy w Lipoproteinie X to kwas litocholowy.

Synteza:
W powstawaniu LpX bierze udział flippaza (białko przenoszące lecytynę pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną warstwą błony komórkowej; białko MDR2). Lipoproteina (x) powstaje w wyniku przekształcenia lipoproteiny żółci przez dodanie do niej albuminy.

Mechanizm działania:
Lp (X) ma (1) antyoksydacyjne właściwości. Nie tylko same nie ulegają oksydacji, ale także chronią przed oksydacją normalne cząstki LDL (dla przypomnienia- LpX także jest frakcją LDL). Ponadto (2) ma ona właściwości agregujące - wykazuje zdolność wiązania się z enzymami błonowymi komórek.

Występowanie fizjologiczne:
Lp (x) występuje w drogach żółciowych i w jelicie w wyniku wymieszania żółci z albuminą. Jest ona następnie wydalana drogą pokarmową.

Występowanie patologiczne:
Lipoproteina X w dużych ilościach występuje u pacjentów z (1) pierwotną marskością żółciową wątroby. U pacjentów tych stwierdza się wysokie stężenia cholesterolu, co jest właśnie wynikiem nagromadzenia się LpX. Mimo tego pacjenci ci cechują się niskim ryzykiem rozwoju choroby niedokrwiennej serca. Stężenie cholesterolu u pacjentów z pierwotną marskością żółciową wątroby może sięgać nawet wartości 1400 mg% - 36mmol/l i nie powoduje to szybkiego rozwoju miażdżycy, lecz wiąże się z powikłaniem w postaci zespołu nadlepkości i ewentualnych zmian niedokrwiennych, ze względu na inhibicję przez Lp (X) remnantów chylomikronów.
Lp X pojawia się także u pacjentów z (2) żółtaczką zastoinową, w wyniku (3) cholestazy i (4) u pacjentów z niedoborem LCAT.

41. B-oksydacja - enzymy, miejsce, regulacja

Enzymy i miejsce ich działania:
W poprzedzającej β oksydację aktywacji kwasu tłuszczowego enzym – syntetaza Acylo-CoA (tiokinaza) swoista dla kwasu o określonej długości przekształca kwas tłuszczowy w aktywny metabolit, który zyskuje możliwość oddziaływania z enzyami odpowiedzialnymi za ich dalszy metabolizm.

Odbywa się to w ER, peroksysomach, wewnątrz mitochondriów i na ich zew. Błonie

β-OKSYDACJA (beta-oksydacja Knoopa)
Jest to proces polegający na skróceniu długiego łańcucha węglowego kwasu tłuszczowego o kolejne reszty dwuwęglowe od strony grupy –COOH. Odbywa się w wątrobie, mięśniach i mózgu (w matrix mitochondrium). Nieco odmiennie β-oksydacja zachodzi w peroksysomach. Enzymy które biorą udział w mitochondrialnej β-oksydacji noszą wspólnie nazwę „oksydaza kwasów tłuszczowych”

(1) Dehydrogenaza Acylo-CoA (koenzymem jest flawoproteina zawierająca jako grupę prostetyczną FAD) utlenia Acylo-Coa.

(2) Hydrataza Δ2 --enoiloCoA uwadnia Δ2 – trans – enoilo- CoA.

(3) Dehydrogenaza 3-hydroksyacylo-CoA utlenia 3-Hydroksyacylo-CoA

Tiolaza rozrywa 3-ketoacylo-CoA

Jeśli kwas tłuszczowy posiada wiązania podwójne przy nieparzystych atomach węgla, powstający Δ³-cis-enoilo-CoA zostaje wtedy przekształcony przy udziale izomerazy Δ³-cis- (lub trans) -> Δ²-trans-enoilo-CoA w Δ²-trans-enoilo-CoA, który ulega dalszym reakcjom.

Każdy Δ⁴ cis który został po wcześniejszych przekształceniach (albo jakiś inny kwas który wszedł do cyklu i ma tylko wiązanie Δ⁴-cis) jest przekształcany w wyniku działania dehydrogenazy acylo-CoA do Δ²-trans-Δ⁴-cis-dienoilo-CoA, który w wyniku działania reduktazy Δ²-trans-Δ⁴-cis-dienoilo-CoA jest przekształcony do Δ³-trans enoilo-CoA a Δ³ do Δ² w wyniku działania izomerazy Δ³-cis- (lub trans) -> Δ²-trans-enoilo-CoA.

Regulacja β-oksydacji:
Poprzez:
(1) Stężenie kwasów tłuszczowych na drodze regulacji lipolizy.
(2) Transport acylo-CoA do mitochondrium
a) Malonylo-CoA go hamuje, gdyż w stanie sytości jest on silnym inhibitorem CPT-I.
b) CPT1 jest natomiast aktywowana w stanie głodu i cukrzycy.
c) Stosunek stężenia insuliny do glukagonu – gdy jest niski, pobudza transport i odwrotnie.
(3) Regulacja allosteryczna
a) Hamowanie aktywności enzymów przez wzrost stężenia poszczególnych intermediantów
b) Stosunek NADH/NAD+ i acetylo-CoA/CoA (wzrost hamuje β-oksydację)
(4) Czynniki transkrypcyjne

42. Test zimnej flotacji: zasada, wykonanie, interpretacja

Zasada i wykonanie:

Przybliżony wgląd w fenotypowy podział hiperlipoproteinemii można uzyskać wykonując test zimnej flotacji (test lodówkowy).

Polega on na umieszczeniu osocza w temp. 4^oC na okres 12-24 godzin, a następnie na ocenie jego wyglądu.
Nawet bardzo wysokie stężenie cholesterolu nie powoduje zmian w przejrzystości próbki. Triglicerydy zawarte w VLDL powodują zmętnienie osocza od lekkiej opalescencji do barwy mleczno białej w miarę wzrostu stężenia. Chylomikrony lokalizują się na powierzchni jako biały kożuch.

Interpretacja:

Typ hiperlipoproteinemii	Wygląd osocza
I	przejrzyste, kożuch
IIa	przejrzyste
IIb	opalescencja
III	zmętnienie, delikatny kożuch
IV	zmętnienie
V	zmętnienie, kożuch

43. Dyslipidemia cukrzycowa – patogeneza i diagnostyka laboratoryjna

Występuje u chorych z cukrzycą typu 2. Charakteryzuje się występowaniem tzw. triady lipidowej: (1) zwiększonym stężeniem lipoprotein bogatych w triglicerydy (TGRLP), (2) obecnością małych gęstych LDL oraz (3) niskim stężeniem HDL. Jest to często składowa zespołu metabolicznego.

Patogeneza:
U pacjentów z (1) insulinoopornością, szczególnie z otyłością typu brzusznego, nie dochodzi do zahamowania lipolizy po posiłku przez insulinę. Powoduje to występowanie (2) wysokiego stężenia triglicerydów w dorzeczu żyły wrotnej.
U pacjentów z innym rozmieszczeniem tkanki tłuszczowej, (1) triglicerydy uwalniane z adipocytów trafiają do krążenia obwodowego, ulegają rozcieńczeniu i (2) wpływają do wątroby. Powoduje to z kolei pobudzenie hepatocytów do (3) produkcji lipoprotein – VLDL. Mimo że insulina u tych pacjentów jest pozbawiona swojego najważniejszego działania – regulacji gospodarki węglowodanowo- organizmu, wciąż działa na narządy insulinoniezależne, np. na komórki wątroby. Insulina jest silnym anabolikiem, co w hepatocycie prowadzi do (4)zsyntezowania dużej ilości białka apo-B100, a co za tym idzie, wytworzenia dużej ilości małych gęstych LDLi.

(5) Powstawanie małych gęstych LDLi u pacjentów z dyslipidemią cukrzycową wynika z faktu, że jedna cząstka lipoproteiny zawierać może tylko jedno apo B100, więc żeby zutylizować nadmiar białka wytworzony pod wpływem hiperinsulinemii konieczne jest wytworzenie dużej ilości cząstek o stosunkowo małej zawartości cholesterolu. Pacjent z małymi, gęstymi LDLami będzie miał więcej cząstek lipoprotein we krwi niż pacjent z dużymi, lekkimi LDLami. Większa ilość LDL spowoduje z kolei (6) obniżenie stężenia frakcji HDL, ze względu na większe zużycie HDL w procesie katalizowanym przez CETP. Dochodzi wtedy również do wytworzenia małych gęstych HDLi. Powoduje to, że dużo HDLi (apo A-I) jest wydalana z moczem, a pozostała niewielka ilość to małe gęste HDL (aterogenne). Dodatkowo małe gęste LDLe doprowadzają do swoistego zapchania receptora wysokiego powinowactwa, czego rezultatem jest (7) zmniejszenie utylizacji i wydłużenie czasu półtrwania LDLi w osoczu, większa możliwość ulegnięcia modyfikacji, nasilony proces miażdżycowy.

Diagnostyka laboratoryjna:

Chociaż stężenie HDL i TG możemy oznaczyć klasycznymi metodami, bardziej skomplikowane jest wykrycie obecności małych, gęstych LDLi. Można to zrobić w następujące sposoby:

(1) Poprzez oznaczenie stężenia apolipoproteiny B100, której wysoki poziom może sugerować występowanie małych gęstych LDL - metodą immunoturbidymetryczną, co jest stosunkowo tanie, dokładne i powtarzalne.
(2) Ultrawirowanie analityczne.
(3) Najczęściej Gradientowa elektroforeza żelowa.
(4) Immunopowinowactwo.
(5) NMR lipoprotein - Spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego

44. HTGL- występowanie, funkcja, udział w metabolizmie lipoprotein
Lipaza wątrobowa (hepatic lipase=HL, Hepatic Trigliceride Lipoprotein Lipase )

Występowanie:
Enzym ten jest wiązany przez glikozaminoglikany- siarczan heparanu „kurza stopka przytwierdzona do śródbłonka naczyniowego” w zatokach sinusoidalnych wątroby. W związku z tym jest ektoenzymem.

Funkcja:
HTGL jest (1) enzymem lipolitycznym. (2) Bierze udział w metabolizmie remnantów chylomikronów, remnantów VLDL, a także HDL

Udział w metabolizmie lipoprotein:
(1) HTGL działa jako ligand, ułatwiając pobieranie chylomikronów resztkowych. (2) Katalizuje hydrolizę triacyloglicerolów i fosfolipidów. (Mechanizm działania HL polega na hydrolizowaniu trójglicerydów i fosfolipidów zawartych w HDL, co prowadzi do powstania populacji cząsteczek HDL o mniejszych rozmiarach). Jest (3) odpowiedzialna za katabolizm 1/3 remnantów VLDL oraz przekształcenie HDL2B w HDL3

45. Receptor apo B/E- występowanie w komórkach, skutki pobudzenia, skutki niedoboru/dysfunkcji
Receptor apo B/E (apoB-100, E), receptor dla LDL. Jest swoisty dla apoB-100, jednak wykazuje większe powinowactwo w stosunku do apoE.

Występowanie w komórkach:
Receptory LDL (jest białkiem przezbłonowym) znajdują się (1) w rejonach nazywanych dołkami opłaszczonymi, gdzie występuję specyficzne białko klatryna. Występowanie wewnątrzkomórkowe związane jest z następstwami pobudzenia receptora, (2) zmienia się wraz z fazami endocytozy i (3) metabolizowaniem cholesterolu oraz (4) zapotrzebowaniem komórki na cholesterol. Występuję we wszystkich komórkach czerpiących cholesterol.

Skutki pobudzenia:
Po połączeniu receptora z cząstką (1) LDL jest ona całkowicie endocytowana, a następnie rozkładana w lizosomach. Dzięki ATP-azie błony pęcherzyka endocytarnego, która posiada aktywność pompy protonowej, wywarzane jest w pęcherzyku kwaśne środowisku które sprzyja się (2) oddzieleniu się receptora LDL. Receptor LDL, który nie został zdegradowany (3) wraca do błony komórkowej lub pozostaje we wnętrzu komórki w zależności od zapotrzebowania komórki na cholesterol, zgodnie ze zjawiskiem „down regulation”. Uwolniony egzogenny cholesterol (4) hamuje endogenną sytneze cholesterolu przez (5) hamowanie reduktazy HMG-CoA, (6) hamuje syntezę receptora LDL na etapie genu oraz jego wydzielanie, (6) aktywuje ACAT by wolny cholesterol zestryfikować i zdeponować w postaci kropel cholesterolowych). (7) Nadmiar wolnego cholesterolu jest utleniany do oksysteroli (hydroksy- i ketopochodne) tzw. Aktywny cholesterol, które hamują ekspresje genu receptora LDL łącząc się z nim w rejonie promotora.

Skutki niedoboru/dysfunkcji
(1) Hiperlipoproteinemia typu II
(2) Hiperlipoproteinemia typu III
(3) Naciekanie ścian naczyń przez zmodyfikowane LDL- powstawanie miażdżycy
(4) Udział w internalizacji wirusa HCV w tkankach obwodowych.