LIPIDY I LIPOPROTEINY OSOCZA

LIPIDY - heterogenna grupa związków pokrewnych (raczej przez ich fizyczne niż chemiczne właściwości). Ich cechy to względna nierozpuszczalność w wodzie oraz rozpusz-

czalność w rozpuszczalnikach niepolarnych, takich jak: eter, chloroform i benzen.

LIPIDY OSOCZA - rozpuszczalne w organicznych rozpuszczalnikach. Aby być tranportowane we krwi muszą być połączone z białkami.

LIPIDY

PROSTE ZŁOŻONE

∞ triacyloglicerole (właściwe) ∞ organiczne

(zawierają glicerol) - acetylocholina

∞ woski - kolamina

(zawierają - inozytol

jednowodorotlenowe ∞ nieorganiczne

alkohole) - zawierają reszty kwasu

fosforowego i siarkowego

∞ wolne kwasy tłuszczowe

- w okresie międzytrawiennym

występują w krwiobiegu

- forma transportowa-albuminy

∞ witaminy rozpuszczalne w tł.

- A, D, E, K

∞ sterole

∞ pochodne kwasów

tłuszczowych nienasyconych

- prostaglandyna

- lipoksyna

- prostacyklina

- prostalipotrieny

LIPIDY:

PROSTE		PREKURSORY I POCHODNE LIPIDÓW	ZŁOŻONE
estry kwasów tłuszczowych z alkoholami		- kwasy tłuszczowe - glicerol - steroidy - alkohole - ciała ketonowe	estry kwasów tłuszczowych, zawierające oprócz alkoholu i kw. tłuszczowego - grupy dodatkowe
tłuszcze właściwe estry kwasów tłuszczowych z glicerolem	woski estry kwasów tłuszczowych z długołańcuchowymi alkoholami monowodorotlenowe			fosfolipidy oprócz kwasu tłuszczowego i glicerolu zawierają resztę kwasu fosforowego, często również zasadę azotową	glikolipidy glikosfingolipidy oprócz kwasu tłuszczowego i glicerolu zawierają sfingozynę oraz węglowodany	inne lipidy złożone np. sulfolipidy aminolipidy lipoproteiny

Funkcje lipidów:

- funkcje strukturalne (składniki błon komórkowych)

- fosfolipidy

- cholesterol

- glikolipidy

- stanowią zapasowy materiał energetyczny

- triglicerydy

- decydują o własnościach dynamicznych błon komórkowych

- fosfolipidy

- cholesterol

- kwasy tłuszczowe

- prekursory hormonów sterydowych (progesteron, testosteron, estrogeny)

- cytokiny

- cholesterol

- substraty do syntezy kwasów tłuszczowych

- cholesterol

- niektóre witaminy (terpeny)

- funkcje regulatorowe

- deponowanie w składzie fosfolipidów błonowych - wtórnych przekaźników informacji

- metabolizm kwasu arachidonowego (nie potrafimy go syntetyzować, musi być dostarczony z zewnątrz)

- prostaglandyny

- prostacykliny

- tromboksany

- leukotrieny

- lipoksyny

Lipidy są ważnymi składnikami pokarmów, nie tylko dlatego, że mają dużą wartość energetyczną, lecz także dlatego, że w tłuszczach zawartych w naturalnych pokarmach znajdują się witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K, F) oraz niezbędne tzw. egzogenne kwasy tłuszczowe.

LIPIDY OSOCZA KRWI:

- cholesterol wolny - 30% (~1,4 mmol/l)

- cholesterol zestryfikowany - 70%

- wolne kwasy tłuszczowe (WKT) nasycone i nienasycone (~0,4 mmol/l)

- fosfolipidy - głównie lecytyna (~3,1 mmol/l)

- triglicerydy = triacyloglicerole - estry glicerolu i kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach (~1,6 mmol/l)

CHOLESTEROL (hydroksy -3,6 - cholesten)

Rdzeń steroidu przypomina fenantren, do którego jest dołączony jest pierścień cyklopentanu.

Cholesterol występuje zwykle jako ester cholesterolu, gdzie grupa hydroksylowa w pozycji 3 cholesterolu jest zestryfikowana długołańcuchowym kwasem tłuszczowym.

Cholesterol jest najbardziej znanym steroidem ze względu na jego udział w rozwoju miażdżycy.

Występowanie:

- błony biologiczne

- osocze

- żółć

Funkcje cholesterolu:

- składnik błon biologicznych, osocza, żółci

- jest prekursorem wielu różnych ważnych steroidów, takich jak:

- kwasy żółciowe

- hormony kory nadnerczy

- hormony płciowe

- witaminy D

- glikozydów nasercowych

- fitosteroli w świecie roślin

- niektórych alkaloidów

Dla utrzymania bilansu cholesterolu potrzebna jest odpowiednia szybkość powstawania i wydalania.

Czynniki regulujące ilość cholesterolu w organizmie:

- endogenna synteza własna organizmu (związana z obecnością nienasyconych kwasów tłuszczowych)

- wchłanianie w jelicie (spożywana ilość nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych)

- wydalanie z żółcią

- micelle żółci:

- 5% cholesterol

- 80% kwasy tłuszczowe

- 15% fosfolipidy

- wydalanie z pokarmem

- obecność w surowicy

Czynniki regulujące stężenie cholesterolu w surowicy krwi:

- endogenna synteza z octanu

- obecność nienasyconych kwasów tłuszczowych w diecie

- ilość spożywanego tłuszczu

- stosunek kwasów tłuszczowych nasyconych do nienasyconych

IV PULE CHOLESTEROLU:

I PULA - w OUN (trudno wymienialna)

II PULA - mięśnie, tkanka łączna (łatwo wymienialna)

III PULA - skóra, naczynia krwionośne (łatwo wymienialna)

IV PULA - wątroba, krew, jelita (bardzo łatwo wymienialna)

80% cholesterolu znajduje się w błonach biologicznych (lizosomalnych, jądrowych, mitochondrialnych)

Cholesterol jest gromadzony w postaci pęcherzyków (zawierających estry cholesterolu), najwięcej ich jest zgromadzonych w nadnerczach, gonadach i OUN

TRIACYLOGLICEROLE (TRIGLICERYDY) - TG

- zapasowy materiał energetyczny

- estry wyższych kwasów tłuszczowych i glicerolu

- głównie występują w tkance tłuszczowej

- wartość energetyczna - 1g tłuszczu dostarcza 9,3 kcal

- we krwi występują w połączeniu z białkiem jako lipoproteiny

- ich źródłem jest wchłanianie w przewodzie pokarmowym

- występuje również synteza własna

- triacyloglicerole - forma transportowa i magazynująca kwasy tłuszczowe

- TG - wydzielane są do żółci i są składnikiem micelli (stanowią 15%)

FOSFOLIPIDY

- składniki błon i struktur komórkowych

- uczestniczą w:

-syntezie białek

-procesach krzepnięcia

-transporcie jonów

-procesach enzymatycznych

-transporcie

- synteza i degradacja:

- w wątrobie

- do krwi przedostają się jako składniki lipoprotein

- do żółci przedostają się jako składniki micelli z kwasami tłuszczowymi

- przemiany pod kontrolą estrogenów, androgenów, hormonów tarczycy i nadnerczy

- degradacja przy udziale fosfolipaz

w surowicy:

- sfingomielina

- lecytyna

- fosfatydyloetanoloanilina

WOLNE KWASY TŁUSZCZOWE - WKT

- pochodzą z lipolizy triacylogliceroli w tkance tłuszczowej, albo powstają w wyniku działania lipazy lipoproteinowej w czasie wytwarzania triacylogliceroli osocza przez tkanki

- stężenie - 1mmol/l

- występują w połączeniu z albuminą (we krwi)

- ich stężenie zmniejsza się zaraz po spożyciu posiłku i rośnie ponownie przed następnym posiłkiem

- szybkość ich usuwania we krwi jest wyjątkowo duża

- są to głównie długołańcuchowe kwasy tłuszczowe występujące w tkance tłuszczowej (np. kwas palmitynowy, stearynowy, oleinowy, palmitooleinowy, linolowy) i inne nienasycone kwasy tłuszczowe.

LIPOPROTEINY

Związki tłuszczowe osocza, jako nierozpuszczalne w wodzie, transportowane są w kompleksie z białkami, tworząc lipoproteiny. Wyjątkiem są wolne kwasy tłuszczowe, przenoszone w osoczu przez albuminy.

Lipoproteiny stanowią heterogenną grupę cząstek, różniącą się składem lipidowym, białkowym, miejscem syntezy i metabolizmem. Podstawą klasyfikacji lipoprotein jest rozdział metoda ultrawirowania lub elektroforezy.

Podział lipoprotein ze względu na:

- wielkość

- gęstość

- szybkość wędrówki w polu elektrycznym

Lipoproteiny to cząstki - ponieważ wymieniają między sobą cząstki białkowe i lipidowe - ich masa i skład ulega zmianie.

Lipoproteiny są kompleksami białkowo-lipidowymi, w których część białkowa jest połączona z częścią lipidową za pomocą:

- wiązań wodorowych

- sił Van der Waalsa

Są to słabe wiązania, które umożliwiają wymianę i przyjmowanie przez różne cząstki białek, fosfolipidów.

Budowa lipoprotein:

- cząstki sferyczne

- na zewnątrz znajdują się białka (charakterystyczne dla danej lipoproteiny np. VLDL - apoproteina B-100)

- warstwa fosfolipidów (z hydrofilową główką na zewnątrz)

- pomiędzy fosfolipidy wchodzi wolny cholesterol

- wewnątrz sferycznej cząstki znajdują się triacyloglicerole oraz estry cholesterolu.

Metody fizykochemiczne rozdzielcze umożliwiają rozdział na frakcje.

Frakcje lipoprotein uzyskane metodą elektroforezy:

1. chylomikrony (nie wykazują ruchliwości elektroforetycznej - ze względu na małą zawartość białka - 1-2%)

2. pre-β-lipoproteiny

3. β-lipoproteiny

4. α-lipoproteiny

Po przeprowadzeniu elektroforezy pasek wybarwia się na obecność lipidów za pomocą:

- sudanu 3

- czerwieni oleinowej

- czerwieni sudanowej

Ultrawirowanie jest jedna z najdokładniejszych metod - metoda referencyjna do pozostałych.

- trwa 24-48h

Frakcje uzyskane metodą ultrawirowania:

1. chylomikrony

2. VLDL

3. IDL

4. LDL

5. HDL

6. VHDL

Metody strąceniowe - frakcje lipoprotein można wytrącić, stosując metody połączenia polianionów (heparyna, siarczan dekstranu, dezoksycholan sodu) z kationem metalu (np. Mg²⁺, Mn²⁺)

Frakcje otrzymane:

- chylomikrony (białko : lipidy - niski stosunek stężenia polianionów)

- VLDL

- HDL (w wyższym stężeniu polianionów)

Podział lipoprotein ze względu na gęstość:

1. chylomikrony (90-95%) - najmniejsza gęstość

2. IDL - lipoproteiny o średniej gęstości

3. LDL - lipoproteiny o małej gęstości

4. HDL - lipoproteiny o dużej gęstości

5. VHDL - lipoproteiny o bardzo dużej gęstości

Miażdżyca tętnic jest morfologicznym podłożem chorób układu krążenia (choroba niedokrwienna serca, zawał mięśnia sercowego, udar mózgu), które są główna przyczyną zgonów w krajach rozwiniętych ekonomicznie. Najistotniejszymi lipidowymi czynnikami ryzyka choroby niedokrwiennej serca jest podwyższenia stężenia cholesterolu frakcji LDL i obniżenie we frakcji HDL.

LDL narażone są na cząstki białkowe i lipidy, które modyfikują białko APO B-100. Modyfikacje te to glikozylacja, oksydacja, tiolacja. Zmodyfikowane białko nie jest rozpoznawane przez receptory wysokiego powinowactwa, lecz niskiego powinowactwa na makrofagach i plazmocytach. Makrofagi i plazmocyty obżerają się tym zmodyfikowanym białkiem i wędrują do naczyń krwionośnych i stają się komórkami piankowymi, które stają się zalążkiem blaszek miażdżycowych.

CHYLOMIKRONY:

TG: 90-98%

wolny cholesterol: 1%

estry cholesterolu: 2-4%

fosfolipidy: 2-6%

białka: 1-2%

VLDL:

TG: 50-65%

wolny cholesterol: 4-7%

estry cholesterolu: 8-14%

fosfolipidy: 12-16%

białka: 7-10%

LDL:

TG: 5-6%

wolny cholesterol: 6-15%

estry cholesterolu: 35-40%

fosfolipidy: 22-26%

białka: 22-26%

HDL:

TG: 7%

wolny cholesterol: 5%

estry cholesterolu: 10-20%

fosfolipidy: 25%

białka: 45%

Badanie scrinningowe pozwala na oznaczenie całkowite cholesterolu.

Lipidy osocza:

TCH (wolny cholesterol): <200 mg/dl (<5,2 mmol/l)

LDL: <160 mg/dl (<4,1 mmol/l)

HDL: >35 mg/dl (>0,9 mmol/l) - >45 mg/dl

TG: <200 mg/dl (<2,3 mmol/l) - <150 mg/dl

CHYLOMIKRONY:

- najmniejsza gęstość - ok.950 g/l

- największa cząstka

- powstają okresowo po posiłkach w jelicie cienkim

- wędrują z chłonką, rozprowadzającą tłuszcze pokarmowe do tkanek

- główne składniki to triacyloglicerole

- obecność chylomikronów w surowicy na czczo świadczy o zaburzeniach przemiany lipidów pożywienia

VLDL:

- mała gęstość

- ruchliwość elektroforetyczna pre-beta-lipoprotein

- synteza w wątrobie i jelicie

- dostarcza tłuszcze do tkanek w okresach międzyposiłkowych

- przechodzą poprzez IDL (tracą TG, apo C, PL i CH) we frakcje LDL w naczyniach obwodowych

- zawsze obecne w surowicy

- przy nieobecności chylomikronów, wzrost VLDL korelują z TG w osoczu

- okres półtrwania około 4h

LDL:

- mała gęstość

- ruchliwość elektroforetyczna beta-protein

- nie są syntezowane w żadnym narządzie, ale powstają w łożysku naczyniowym z VLDL

- działanie aterogenne (miażdżycogenne)

- transportują cholesterol w osoczu, dostarczają go do tkanek

- okres półtrwania: 2-3 dni

- pod długim okresie mogą ulegać oksydacji - oksy-LDL- nie są rozpoznawane przez receptory

HDL:

- o dużej gęstości

- podczas elektroforezy lokalizują się w paśmie alfa-lipoprotein

- powstają w wątrobie i ścianie jelita cienkiego

- najważniejsza funkcja - transport cholesterolu z komórek i tkanek do wątroby

- działanie antymiażdżycowe

LIPOPROTEINA a:

- stężenie 1 mg/dl do 100 mg/dl (w 70% - 20mg/dl)

- gęstość w zakresie frakcji LDL <a> HDL (beta-lipoprteiny <a> pre-beta-lipoproteiny

- skład - cząstki LDL, apo-B-100 i białko apo(a)

- budową apo(a) zbliżony do plazminogenu

- działanie aterogenne

- podwyższenie LPa >30mg/dl - niezależny czynnik miażdżycy

- synteza w wątrobie

- katabolizm - wątroba, jelito cienkie, śledziona

- sugeruje się jej udział w procesach naprawczych tkanek

LIPOPROTEINA X:

- patologiczna lipoproteina u pacjenta z cholestazą zewnątrzwątrobową

- gęstość jak LDL

- zawiera małe białka (albuminy, apo-C), dużo fosfolipidów, wolny cholesterol

- obecna w surowicy niemowląt - cechy wrodzone genetycznie (niedobór enzymu LKAT)

- w polu elektrycznym przesuwa się w kierunku przeciwnym niż pozostałe frakcje

- LPX » LDL

- po likwidacji cholestazy poziom LPX bardzo szybko się stabilizuje

BIAŁKOWE SKŁADNIKI LIPOPROTEIN:

- synteza w wątrobie

- funkcje:

- białko strukturalne lipoprotein

- wiążą się z receptorami

- pełnią funkcję aktywatorów lub inhibitorów enzymów: lipazy lipoproteinowej, acetylotransferazy lecytyna:cholesterol

APOLIPOPROTEINA A:

- apo-A-I i apo-A-II

- syntezowane w wątrobie

- składnik frakcji HDL

- apo-A-I - aktywuje LCAT - enzym estryfikacji cholesterolu w osoczu

- apo-A-II - aktywuje lipazę wątrobową

- oznaczanie stężenia w surowicy pozwala na ocenę zdolności do usuwania cholesterolu

APOLIPOPROTEINA B:

- apo B 100 i apo B 480

- związana z VLDL, IDL, LDL, chylomikronami - oraz Lpa

- w LDL pełni funkcję ligandu dla komórkowych receptorów apo B/E

- apo B 100 mają miejsce wiążące heparynę i są syntezowane w wątrobie (VLDL, IDL, LDL, Lpa)

- apo B 480 - syntezowane w ścianie jelita, charakterystyczne dla chylomikronów

APOLIPOPROTEINY C:

- syntezowane w wątrobie

- związane wyjściowo z HDL

- apo C I - aktywuje LCAT

- apo C II - aktywuje lipazę lipoproteinową

- apo C III - hamuje lipazę lipoproteinową

APOLIPOPROTEINA E:

- synteza w wątrobie

- wchodzi w skład VLDL, IDL, chylomikronów

- rozpoznawana przez receptory apo B/E i apo E (wysokiego powinowactwa)

- odgrywa rolę w odwrotnym transporcie cholesterolu HDL do wątroby.

10

---