SPIS TREŚCI:)

1. katabolizm lipidów:

- trawienie

- podział lipaz

- tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów

- cykl Randle'a

- utlenianie kwasów tłuszczowych

- karnityna

- ciała ketonowe

2. cholesterol i pochodne:

- biosynteza cholesterolu

- hormony sterydowe

- witamina D

- kwasy żółciowe

- oksysterole

3. eikozanoidy:

- podział

- COX

- prostaglandyny - synteza i działanie

- prostacyklina

- tromboksan

- prostanoidy niedienowe

- leukotrieny

- lipoksyny

4. Kwasy tłuszczowe:

- podział

- kwas arachidonowy

- biosynteza kwasów tłuszczowych

- biosynteza triacylogliceroli

- rola kwasów tłuszczowych (w tym ich funkcje pozaenergetyczne)

- FABP

5. "Gumowe" ciekawostki i inne bardzo ważne, choć zupełnie nieistotne rzeczy:)

- modyfikacje lipidowe białek

- megalina i cubilina

- PPAR'y

- choroba tangierska

- inhibitory CETP

6. gospodarka lipidowa - lipoproteiny:

- apolipoproteiny

- apoE

- chylomikrony

- HDL - ich rola, cykl HDL, transport zwrotny cholesterolu

- VLDL

- modyfikacje LDL

- małe gęste LDL

7. zaburzenia gospodarki lipidowej:

- diagnostyka lipidowa step-by-step

- hiperlipoproteinemie I-V

- lipoproteina(a)

- lipoproteina X

- triada lipidowa - lipidy w cukrzycy

- leki hipolipemizujące

8. gospodarka lipidowa - C.D.:

- wpływ hormonów na gospodarkę lipidową

- enzymy w gospodarce lipidowej (LCAT, LPL itd.)

- receptory w gospodarce lipidowej

9. tłuszcze złożone

- fosfolipidy

- biosynteza sfingozyny

- gangliozydy

- cerebrozydy

- sulfatydy

10. oksydazy o funkcji mieszanej

1. KATABOLIZM LIPIDÓW:

TRAWIENIE TŁUSZCZY:

a) codzienne spożycie: 60-150 g - 90% to TG, reszta to cholesterol, fosfolipidy

b) TG z krótkołańcuchowymi i średniołańcuchowymi KT są hydrolizowane przez lipazę żołądkową

c) cholecystokinina - wydzielana przez komórki dolnej części 12-cy oraz jelita czczego w odpowiedzi na obecność białek i tłuszczy - skurcz pęcherzyka żółciowego; wydzielanie sekretyny zwiększa egzokrynną działalność trzustki

d) lipoliza:

- lipaza trzustkowa hydrolizuje TG do monoacylogliceroli i kwasów tłuszczowych

- fosfolipaza A₂ hydrolizuje fosfolipidy

- esteraza cholesterolowa hydrolizuje estry cholesterolu

g) FFA, monoacyloglicerole i cholesterol razem z solami kwasów żółciowych tworzą mieszane micele

- wchłaniane przez enterocyty

- krótko- i średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe nie muszą tworzyć miceli, by zostać wchłoniętymi

h) w enterocycie:

- resynteza triacylogliceroli z monoacylogliceroli i dłogołańcuchowych kwasów tłuszczowych; kwasy tłuszczowe najpierw aktywowane przez syntetazę acylo-S-CoA, następnie przenoszone przez acylotransferazy na 2-monoacyloglicerol:

2-monoacyloglicerol + 2acylo-S-CoA = triacyloglicerol + 2CoA-SH

- resynteza estrów cholesterolu

- kwasy tłuszczowe o łańuchu złożonym z 12 i mniej atomów trafiają bezpośrednio do krążenia wrotnego, nie są aktywowane ani poddawane reestryfikacji w enterocycie

- zresyntezowane TG i estry cholesterolu formowane są wraz z białkami i fosfolipidami w chylomikrony

PODZIAŁ LIPAZ:

1. wewnątrzkomórkowe:

a) HSL - wrażliwa na hormony, aktywowana przez podwyższone stężenia cAMP (po pobudzeniu adrenaliną, glukagonem) - swoista, etap regulujący lipolizę wewnątrzkomórkową - powstają alfa- i beta-diglicerydy

b) lipaza diacyloglicerolowa - nieswoista, powstają beta-monoglicerydy

c) lipaza monoacyloglicerolowa - nieswoista - powstają FFA i glicerol

2. zewnątrzkomórkowe:

I. wewnątrznaczyniowe:

a) LPL

b) HTGL

II. pozanaczyniowe:

a) podjęzykowa

- wydzielana przez gruczoły Ebnera

- optymalne pH: 2,2-6;

- wyższe powinowactwo do kwasów średniołańcuchowych niż długołańcuchowych

- lepiej hydrolizuje estry kwasów nienasyconych, lepiej w pozycji alfa

- nie hyrdolizuje fosfolipidów ani estrów cholesterolu

- działa w jamie ustnej i w żołądku

b) żołądkowa:

- optymalne pH: 2,2 - 7,4

- wydzielana przez komórki błony śluzowej trzonu żołądka

- wydzielane pobudzane przez substancje zwiększające produkcję soku żołądkowego

- powinowactwo do średnio i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych

- duża rola w okresie noworodkowym i niemowlęcym

- hydrolizuje głównie wiązanie sn-3 estru - powstają 1,2-diacyloglicerole

c) lipaza trzustkowa:

- optymalne pH: 7,4-8,5

- wydzielanie podstawowe i stymulowane przez cholecystokininę i sekretynę

- dwie formy molekularne: S - slow i F - fast

- forma F jest w rzeczywistości kompleksem formy S, kolipazy i fosfolipidów

- wykazuje powinowactwo do kwasów tłuszczowych w pozycji alfa

- aktywacja pod wpływem Ca i kwasów żółciowych

d) kolipaza:

- glikoproteina

- syntezowana w trzustce jako postać nieaktywna

- aktywacja pod wpływem trypsyny oraz kwasów żółciowych i Ca

- ułatwia kontakt lipazy trzustkowej z triglicerydami - pomaga w zakotwiczeniu lipazy na granicy fazy wodnej i lipidowej

- optymalne pH: 6

- wchodzi w skład formy F lipazy trzustkowej

„Tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów”:

Pojęcie dotyczy zależności między metabolizmem lipidów i węglowodanych w wątrobie.

a) wolne kwasy tłuszczowe uwalniane są z adipocytów w wyniku lipolizy

b) spalanie wolnych kwasów tłuszczowych prowadzi do wytworzenia acetylo-S-CoA

c) acetylo-S-CoA może być zużywany w cyklu Krebsa, ale tylko jeżeli dostępny jest szczawiooctan

d) szczawiooctan syntezowany jest z pirogronianu pochodząceg z glikolizy - powiązanie metabolizmu węglowodanów i lipidów

e) w okresie głodu:

- szczawiooctan zostaje zużyty do produkcji glukozy w procesie glukoneogenezy

- brakuje szczawiooctanu dla kondensacji z acetylo-S-CoA

- acetylo-S-CoA w wątrobie zużywany jest w procesie ketogenezy - tworzy się beta-hydroksymaślan, acetooctan i aceton (w wyniku nieenzymatycznej dekarboksylacji acetooctanu)

f) innymi słowy, gdy dostępność glukozy jest niewielka produkty beta-oksydacji w wątrobie nie mogą być efektywnie wykorzystywane do produkcji energii

g) zamiast do cyklu Krebsa acetylo-S-CoA z beta-oksydacji jest wykorzystywany do ketogenezy

Cykl Randle'a:
a) opisuje powiązania wewnątrzkomórkowego metabolizmu kwasów tłuszczowych i glukozy w komórkach mięśniowych (opisany w 1963 przez Philipa Randle'a dla mięśni poprzecznie prążkowanych - serce i przepona szczura)
b) zgodnie z koncepcją cyklu, preferowanym przez miocyty surowcem energetycznym są kwasy tłuszczowe
c) mechanizm biochemiczny:
- spalanie dużej ilości kwasów tłuszczowych w procesie beta-oksydacji zwiększa stężenie acetylo-CoA i NADH w mitochondrium
- podwyższone stężenie acetylo-CoA i NADH hamuje dehydrogenazę pirogronianową blokując tlenowy metabolizm glukozy
- w wyniku wzrostu stężenia acetylo-CoA rośnie również stężenie produktów cyklu Krebsa w komórce, m.in cytrynianu
- cytrynian działa jako inhibitor fosfofruktokinazy - głównego enzymu regulującego prędkość glikolizy
- inhibicja fosfofruktokinazy prowadzi do gromadzenia się glukozo-6-fosforanu w komórce
- glukozo-6-fosforan działa jako inhibitor heksokinazy, co dodatkowo spowalnia glikolizę i zmniejsza zdolność komórki do gromadzenia glukozy, która w formie niezestryfikowanej nie jest skutecznie zatrzymywana w komórce

- acylo-CoA powoduje aktywacje izoenzymu TETA kinazy bialkowej C, ktora aktywuje IRS1, IRS2 (fosforylujac je) to powoduje zmniejszenie syntezy GLUT4
- obniżone zostaje wchłanianie glukozy przez komórkę (decreased glucose uptake)
c) zatem w wyniku nasilenia procesu beta-oksydacji w komórce:
- spada tlenowy metabolizm glukozy
- spada beztlenowy metabolizm glukozy
- zmniejsza się wchłanianie glukozy przez komórkę
d) cykl Randle'a uważany jest za jeden z najważniejszych patomechanizmów insulinooporności:
- insulinooporne adipocyty uwalniają duże ilości FFA w wyniku wzmożonej lipolizy (w normalnych warunkach insulina poprzez spadek stężenia cAMP obniża aktywność HSL)
- podwyższone stężenia i wzmożona beta-oksydacja FFA (wolnych kwasów tłuszczowych) w komórkach mięśniowych wywierają efekty biochemiczne opisane powyżej
- rezultatem jest ograniczenie zdolności mięśni do obniżania stężenia glukozy w osoczu przez jej wyłapywanie z krwi

UTLENIANIE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:

1. przeniesienie reszt acylowych do mitochondrium:

a) kwasy o łańcuchy zawierającym do 10 atomów węgla (wśród nich kwas octowy i propionowy):

- przenikają bezpośrednio przez obie błony mitochondrium

- są poddawane działaniu mitochondrialnej syntetazy acylo-S-CoA (tiokinazy), która przekształca je do acylo-S-CoA kosztem hydrolizy ATP do AMP

b) kwasy o łańcuchu mającym 12 i więcej atomów C:

- aktywowane przez cytozolową syntetazę acylo-S-CoA

- acylo-S-CoA przenoszony za pośrednictwem karnityny do matrix:

- acylotransferaza karnitynowa I - zewnętrzna strona wewnętrznej błony mitochondrialnej

- acylotransferaza karnitynowa II - wewnętrzna strona wewnętrznej błony mitochondrialnej

- translokaza - przenosi acylokarnitynę (węgiel karbonylowy acylu połączony wysokoenergetycznym wiązaniem z tlenem grupy beta-hydroksylowej kwasu beta-hydroksy-gamma-N-trimetylo-aminomasłowy)

- malonylo-S-CoA - inhibitor acylotransferazy karnitynowej I

2. beta-oksydacja nasyconych parzystowęglowych kwasów tłuszczowych:

W MITOCHONDRIUM:

a) dehydrogenaza acylo-S-CoA:

- odłączenie atomów wodoru przy węglu alfa i beta

- 3 rodzaje tego enzymu w mitochondrium: swoiste wobec krótko-, średnio- i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych

- kofaktor: FAD, redukuje się do FADH₂

- powstaje trans-delta2-enoilo-S-CoA

b) hydrataza enoilo-S-CoA:

- przyłączenie H₂O w miejscu podwójnego wiązania

- wodór z węglem alfa, OH z węglem beta

- powstaje beta-hydroksyacylo-S-CoA

c) dehydrogenaza beta-hydroksyacylo-S-CoA:

- współdziała z NAD⁺

- powstaje beta-ketoacylo-S-CoA

d) tiolaza:

- skrócenie beta-ketoacylo-S-CoA o dwuwęglowy fragment - resztę acetylową

- powstaje acetylo-S-CoA

e) liczba reszt acetylowych: n

- liczba beta-oksydacji: n-1

f) bilans energetyczny:

- aktywacja kwasu tłuszczowego: -2 ATP

- każda beta-oksydacja: +5ATP (FADH₂= 2ATP, NADH + H⁺ = 3 ATP)

n-1 beta-oksydacji; dla kwasu palmitynowego (16C): n=8, n-1=7 - 7 beta oksydacji

- spalenie ATP w cyklu Krebsa: +12 ATP

- dla kwasu palmitynowego: -2 + 7x5 + 8x12 = -2 + 35 + 96 = 129 ATP

g) niedobór dehydrogenazy acylo-S-CoA:

- 1:10 000 osób

- przyczyna zespołu nagłej śmierci niemowląt (SIDS)

3. kwasy nieparzystowęglowe:

- w wyniku ostatniej beta-oksydacji powstaje propionylo-S-CoA (3-węglowy)

- propionylo-S-CoA ulega karboksylacji przez karboksylazę propionylo-S-CoA

- powstaje metylomalonylo-S-CoA

- mutaza metylomalonylowa (zależna od dezoksyadenozylokobalaminy - B₁₂) katalizuje jego przekształcenie w bursztynylo-S-CoA, który włącza się do cyklu Krebsa

- defekty mutazy metylomalonylowej powodują wydalanie propionianu i metylomalonianu z moczem; występuje kwasica i opóźnienia w rozwoju

- zysk w cyklu Krebsa pomniejszony o 6 ATP (-2NADH)

4. kwasy nienasycone:

a) kwas palmitooleinowy (16:1, 9):

- 3 beta-oksydacje, powstaje 10-węglowy acylo-S-CoA

- powstaje cis-delta3-acyl, który ma wiązanie podwójne cis-delta3 między C3 a C4

- izomeraza cis-delta3-enoilowa przekształca wiązanie cis-delta3 w trans-delta2

- trans-delta2-enoilo-S-CoA poddawany jest działaniu hydratazy enoilowej

b) kwas linolowy (18:2, 9,12):

- po 3 kolejnych beta-oksydacjach powstaje acylo-S-CoA z wiązaniem cis-delta3

- do akcji wkracza izomeraza cis-delta3 enoilowa - jak wyżej

- następuje czwarta beta oksydacja - powstaje 10 węglowy acylo-S-CoA

- który posiada wiązanie cis-delta4

- dehydrogenacja tego acylu przez dehydrogenazę acylo-S-CoA prowadzi do powstania acylu z dwoma sąsiadującymi podwójnymi wiązaniami: trans-delta2 oraz cis-delta4 - powstaje 2,4-dienoilo-S-CoA

- 2,4-dienoilo-S-CoA poddawany jest działaniu reduktazy 2,4-dienoilo-S-CoA (NADPH zależna)

- następuje redukcja jednego wiązania, pozostaje jedno, które zmienia konfigurację na cis-delta3

- do akcji znowu wkracza izomeraza cis-delta3-enoilowa, prowadząc do powstania trans-delta2-enoilo-S-CoA, który poddawany jest hydratacji i dalszym przemianom piątego cyklu beta-oksydacji

5. kwasy o rozgałęziony łańcuchu:

a) przykładem jest kwas fitanowy, 20C, obecny w mleku

- łańcuch główny złożony z 16 węgli

- 4 podstawniki metylowe

b) alfa-hydroksylaza fitanianowa

- hydroksylacja przy węglu alfa - dlatego proces określany jest mianem alfa-oksydacji

c) alfa-oksydaza fitanianowa:

- katalizuje dekarboksylację alfa-hydroksyfitanianu

- równocześnie grupa OH przy węglu alfa utlenia się do grupy karboksylowej

- powstaje kwas pristanowy

d) kwas pristanowy:

- ulega aktywacji przez syntetazę acylo-S-CoA

- w wyniku 6 cykli beta-oksydacji rozpada się na 3acetylo-S-CoA i 3propionylo-S-CoA

- końcowe atomy węgla w resztach kwasu propionowego pochodzą z grup metylowych kwasu fitanowego

- propionylo-S-CoA ulega karboksylacji następnie przekształceniu w bursztynylo-S-CoA, tak jak w przypadku nieparzystowęglowych kwasów tłuszczowych

- beta-oksydacja kwasu fitanowego kończy się na etapie 2-metylopropionylo-S-CoA - 4-węglowy fragment zawierający węgiel omega kwasu

6. kwasy o bardzo długim łańcuchu (20C<)

a) utleniane w peroksysomach

b) następuje skrócenie łańcucha w celu ułatwienia dalszej oksydacji w mitochondriach

c) specyfika oksydacji w peroksysomach:

- nie jest wymagana karnityna do transportu acylo-S-CoA do peroksysomu

- peroksysomalna syntetaza acylo-S-CoA aktywuje kwasy tłuszczowe

- skrócony kwas tłuszczowy łączy się z karnityną i jest transportowany do mitochondrium

d) 1 etap - zamiast dehydrogenazy - peroksysomalna oksydaza acylo-S-CoA:

- produktem trans-delta2-enoilo-S-CoA

- akceptorem wodoru: FAD, FADH₂ nie trafia na łańcuch oddechowy, przekazuje on protony i elektrony na tlen, w wyniku czego powstaje H₂O₂

- każdy cykl beta-oksydacji w peroksysomie jest z tego powodu pomniejszony o 2ATP

e) hydrataza enoilo-S-CoA i dehydrogenaza beta-hydroksyacylo-S-CoA:

- aktywności jednego, dwufunkcyjnego białka

- powstaje NADH + H⁺, który jest ulteniany w mitochondriach (3 ATP)

f) peroksysomalna tiolaza:

- nie wykazuje powinowactwa w stosunku do reszt acylowych złożonych z 8 lub mniej atomów węgla

- skrócone reszty acylowe reagują z karnityną, trafiają do mitochondrium, gdzie są poddawane klasycznej beta oksydacji

g) adrenoleukodystrofia:

- niedobór peroksysomalnej syntetazy acylo-S-CoA

- długołańcuchowe KT gromadzą się we krwi, uszkadzają osłonki mielinowe

7. omega-oksydacja kwasów tłuszczowych:

- dotyczy średnio i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych

- proces zachodzi w retikulum endoplazmatycznym

- węgiel omega ulega hydroksylacji z udziałem cyt P-450, NADPH i O₂

- grupa OH jest następnie ulteniana do COOH

- kwas monokarboksylowy przekształca się w kwas dikarboksylowy

- jedna z grup COOH reaguje z CoA-SH

8. glicerol:

- trafia do wątroby

- kinaza glicerolowa przekształca go w glicerolo-3-fosforan

- dehydrogenaza glicerolo-3-fosforanowa przekształca go w fosfodihydroksyaceton

- fosfodihydroksyaceton jest pośrednim metabolitem glikolizy i glukoneogenezy

- spalenie jednej cząsteczki glicerolu dostarcza 22ATP

omega-oksydacja:

a) zachodzi w siateczce śródplazmatycznej

b) substratami są wolne kwasy tłuszczowe

c) polega na utlenieniu grupy CH3 (węgla omega) danego kwasu do grupy COOH

d) reakcja katalizowa przez hydroksylazy współdziałające z cytochromem P-450, NADPH + H⁺, i O₂

e) czynnik ułatwiający - lecytyna

f) prowadzi do powstania kwasów dikarboksylowych, które trafiają do mitochondrium, gdzie są poddawane beta-oksydacji lub są wydalane z moczem

alfa-oksydacja:

a) zachodzi w wątrobie i tkance nerwowej

b) dotyczy długołańcuchowych, rozgałęzionych kwasów tłuszczowych

c) polega na:

- hydroksylacji węgla C-alfa przy udziale hydroksylazy współdziałającej z:

1. cytochromem P-450

2. NADPH + H⁺

3. Fe²⁺

4. kwasem askorbinowym

- dekarboksylacji alfa-hydroksykwasu z równoczesnym utlenieniem

Karnityna:

a) zmodyfikowany aminokwas

b) przenośnik reszt długołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez wewnętrzną błonę mitochondrialną

c) synteza:

- lizyna jest modyfikowana przez przyłączenie 3 grup metylowych z S-adenozylometioniny

- grupy metylowe wiążą się z grupą ε aminową lizyny - powstaje ε-N-trimetylolizyna

- węgiel β ε-N-trimetylolizyny jest hydroksylowany przez dioksygenazę w obecności Fe²⁺ i O₂

- β -hydroksy-ε-N-trimetylolizyna rozpada się na glicynę i na aldehyd γ-N-trimetyloaminomasłowy

- jego grupa aldehydowa jest utleniana do grupy karboksylowej przy udziale dehydrogenazy zależnej od NAD⁺ a węgiel β jest hydroksylowany przy udziale dioksygenazy w obecności Fe²⁺ i O₂

- powstaje kwas β-hydroksy- γ-N-trimetyloaminomasłowy - karnityna

d) mechanizm przenoszenia reszt długołańcuchowych kwasów tłuszczowych z cytosolu do matrix mitochondrium nosi nazwę czółenka karnitynowego:

- acylotransferaza karnitynowa I katalizuje przeniesienie reszty acylowej na karnitynę - enzym związany z zewnętrzną powierzchnią wewnętrznej błony mitochondrialnej

- powstaje wysokooenergetyczne wiązanie między resztą acylową a karnityną

- acylokarnityna jest przenoszona do matrix przez translokazę

- acylotransferaza karnitynowa II związana z wewnętrzną powierzchnią wewnętrznej błony mitochondrialnej przenosi resztę acylową na HS-CoA

- malonylo-S-CoA (stężenie wysokie przy nasilonej syntezie FA) jest inhibitorem acylotransferazy karnitynowej I

e) brak acylotransferazy karnitynowej II lub niedobór karnityny powoduje niezdolność mięśni do wykorzystywania długołańcuchowych kwasów tłuszczowych jako paliwa; powoduje to:

- osłabienie i bóle mięśni

- przenikanie mioglobiny z uszkodzonych komórek mięśniowych do krwi

f) brak palmitoilotransferazy (acylotransferazy) karnitynowej I dotyczy wątroby - zmniejszenie beta-oksydacji i ketogenezy oraz hipoglikemia

g) niedobór karnityny:

- występuje zwłaszcza u noworodków (szczególnie u wcześniaków)

- niewystarczająca synteza karnityny lub jej utrata przez nerki

- niedobór również u chorych z acydurią spowodowaną kwasami organicznymi oraz po hemodializie

- występują napadowe okresy hipoglikemii wywołane upośledzeniem glukoneogenezy

- zmniejszenie beta-oksydacji i ketogenezy

- podwyższone stężenie FFA w osoczu, gromadzenie lipidów i osłabienie mięśni

h) aktywny biologicznie izomer L

i) źródła:

- z pokarmem

- w wyniku resorpcji w kanalikach nerkowych

- endogenna synteza

j) w jelicie przekształcana przez bakterie w trimetyloaminę lub gamma-butyrobetainę

CIAŁA KETONOWE:

a) zaliczamy do nich:

- beta-hydroksymaślan

- acetooctan

- aceton

Stosunek beta-hydroksymaślan/acetooctan waha się we krwi w granicach: 1:1 - 10:1; beta-hydroksymaślan jest najobficiej występującym we krwi ciałem ketonowym

b) w warunkach prawidłowych stężenie tych substancji nie przekracza 10 mg/l (0,25 mmol/l)

c) pełnią funkcję paliwa energetycznego uwalnianego z wątroby, spalanego w tkankach obwodowych

d) powstają w procesie ketogenezy zachodzącym w mitochondriach hepatocytów

E) ketogeneza:

- jest charakterystyczna dla okresów międzytrawiennych

- jej szybkość zależy od napływu wolnych kwasów tłuszczowych

- pozwala odtwarzać mitochondrialną pulę wolnego CoA

- zapobiega powstawaniu nadmiernej ilości ATP

f) synteza ciał ketonowych:

- enzym tiolaza: 2 cząsteczki acetylo-S-CoA kondensują tworząc acetoacetylo-S-CoA;

- enzym syntaza β-hydroksy-β-metyloglutarylo-S-CoA: przyłączenie jeszcze jednej cząsteczki acetylo-S-CoA do acetoacetylo-S-CoA = powstaje β-hydroksy-β-metyloglutarylo-S-CoA

- enzym liaza β-hydroksy-β-metyloglutarylo-S-CoA: rozkład β-hydroksy-β-metyloglutarylo-S-CoA na acetooctan i acetylo-S-CoA

- acetooctan ulega spontanicznej dekarboksylacji w wyniku której powstaje aceton

- dehydrogenaza β-hydroksymaślanowa katalizuje odwracalną przemianą acetooctanu do β-hydroksymaślanu

G) wykorzystanie ciał ketonowych:

- w wątrobie nie mogą być spożytkowane jako surowiec energetyczny; acetooctan może być wykorzystany jako prekursor w syntezie cholesterolu

- w głównym szlaku utylizacji acetooctanu: aktywowany przez enzym CoA-transferazę β-ketokwasową - powstaje acetoacetylo-S-CoA, który przez tiolazę rozkładany jest do 2 cząsteczek acetylo-S-CoA

- β-hydroksymaślan jest utleniany przez dehydrogenazę β-hydroksymaślanową do acetooctanu; ten jest rozkładany przez tiokinazę do 2 cząsteczek acetylo-S-CoA

- szczególnie mięsień sercowy i kora nerki wykorzystują acetooctan jako paliwo

- mózg dzięki adaptacji może zaspokoić nawet 75% swoich potrzeb energetycznych ciałami ketonowymi

h) wzrost stężenia ciał ketonowych powyżej 12 mmol/l nie powoduje dalszego wzrostu intensywności procesu spalania ciał ketonowych - wysycenie enzymów

I) działanie patologiczne ciał ketonowych:

- acetooctan i beta-hydroksymaślan to dość silne kwasy; gromadząc się w osoczu wywołują kwasicę metaboliczną

- substancje te są wydalane z organizmu z moczem, gdzie wiążą sód i potas; przez to zubożają organizm w Na⁺ i K⁺

- skutkiem wpływu kwasicy metabolicznej wywołanej ciałami ketonowymi na OUN jest śpiączka cukrzycowa (ketonowa)

Regulacja ketogenezy:

a) dopływ wolnych kwasów tłuszczowych:

- hormony pobudzające lipolizę (m.in. adrenalina, glukagon) powodują wzrost stężenia kwasów tłuszczowych w osoczu

- zwiększone stężenie kwasów tłuszczowych prowadzi do większego natężenia procesu ketogenezy

- glikokortykoidy działają permisywnie w stosunku do lipolizy, nasilają glukoneogenezę, co zmniejsza zawartość szczawiooctanu w wątrobie, co z kolei hamuje spalanie kwasów tłuszczowych w procesie beta-oksydacji i zwiększa ketogenezę

b) palmitoilotransferaza karnitynowa I:

- hamowana przez malonylo-CoA powstający w dużych ilościach w stanie sytości w procesie karboksylacji acetylo-S-CoA

- w okresie sytości przeważa estryfikacja kwasów tłuszczowych i ich wbudowywanie do VLDL

- w okresie głodzenia wzrasta stężenie FFA - acylo-CoA hamuje w wątrobie aktywność karboksylazy acetylo-S-CoA

- stężenie malonylo-CoA spada, więcej kwasów tłuszczowych trafia do mitochondrium i ulega beta-oksydacji

- gdy stężenie FFA jest duże więcej acetylo-S-CoA wytworzonego w beta-oksydacji wykorzystywane jest w procesie ketogenezy niż w cyklu Krebsa; odbywa się to przez zmniejszenie stężenia szczawiooctanu wskutek zwiększenia stosunku NADH/NAD⁺ i zaburzenia równowagi szczawiooctan-jabłczan

2. CHOLESTEROL:

Synteza cholesterolu:

a) powstawanie mewalonianu:

- kondensacja 2 cząsteczek acetylo-S-CoA - enzym tiolaza - powstaje acetoacetylo-S-CoA

- acetoacetylo-S-CoA może też powstawać w wyniku aktywacji pochodzącego z mitochondrium acetooctanu - enzym: syntetaza acetoacetylo-S-CoA: wymagane ATP i CoA

- acetoacetylo-CoA przyłącza trzecią częsteczkę acetylo-S-CoA - enzym: syntaza HMG-CoA, powstaje HMG-CoA - beta-hydroksy-beta-metylo-glutarylo-S-CoA

- HMG-CoA jest redukowany do mewalonianu przez reduktazę HMG-CoA: redukcja jest dwuetapowa, wymaga łącznie dwóch cząsteczek NADPH + H⁺, przy okazji odłącza się CoA - powstaje mewalonian

b) powstawanie jednostek izoprenoidowych:

- mewalonian jest fosforylowany w pozycji 5 przez kinazę mewalonianową - reakcja wymaga ATP i Mg

- 5-fosforan mewalonianu jest fosforylowany drugi raz w pozycji 5 - powstaje 5-difosforan mewalonianu, enzym: kinaza fosfomewalonianowa (wym. ATP i Mg)

- 5-difosforan mewalonianu jest fosforylowany w pozycji 3 do 3-fosfo-5-difosforanu mewalonianu

- 3-fosfo-5-difosforan mewalonianu ulega dekarboksylacji pod wpływem dekarboksylazy difosfomewalonianowej

- powstaje difosforan izopentenylu

c) powstawanie skwalenu:

- difosforan izopentenylu izomeryzuje pod wpływem izomerazy izopentenylodifosforanowej do difosforanu dimetyloallilu

- cząsteczka difosforanu dimetyloallilu kondensuje z cząsteczką difosforanu izopentenylu pod wpływm cis-prenylo transferazy, odłącza się pirofosforan, powstaje difosforan geranylu

- difosforan geranylu pod wpływem cis-prenylo-transferazy przyłącza jeszcze jedną cząsteczkę difosforanu izopentenylu, powstaje disfosforan farnezylu

- difosforan farnezylu jest punktem rozejścia się torów szlaku mewalonianowego

- dalsze dołączanie jednostek izoprenoidowych przez cis-prenylo-transferazę prowadzi do powstania dolicholu

- przyłączanie reszt difosforanu izopentenylu przez trans-prenylotransferazę prowadzi do powstania łańcucha bocznego ubichinonu oraz łańcucha w hemie a

- dwie cząsteczki difosforanu farnezylu kondensują - powstaje skwalen: kondensacja mam miejsce przy końcu difosforanowym cząsteczki, w pierwszym etapie odszczepia się jeden difosforan i powstaje difosforan preskwalenu, następnie zachodzi redukcja przy udziale; NADPH i oderwana zostaje pozostała reszta difosforanowa - powstaje skwalen; reakcja katalizowana przez syntetazę skwalenową, odłączają się 2PP, wymagany NADPH oraz Mg i Mn; syntetaza skwalenowa jest hamowana przez cholesterol i kwasy żółciowe

c) przekształcenie skwalenu w lanosterol:

- skwalen pod wpływem epoksydazy skwalenowej przekształcony zostaje w 2,3-epoksyd

- cyklizacja do lanosterolu następuje pod wpływem lanosterolocyklazy 2,3-oksydoskwalenowej; przy tym przekształceniu grupa metylowa przy C14 zostaje przeniesiona na C13, grupa metylowa z C8 na C14

e) przekształcenie lanosterolu w cholesterol:

- grupa metylowa przy C14 utleniona do CO₂ - powstaje 14-demetylolanosterol (wymagany NADPH oraz O₂)

- 2 grupy metylowe przy C4 również utlenione do CO₂ (przy NADPH i O₂) - powstaje zymosterol

- przesunięcie podwójnego wiązania z pozycji 8-9 na 7-8 - powstaje delta^7,24-cholestadienol - izomeraza

- przesunięcie podwójnego wiązania na pozycję 5-6 prowadzi do powstania desmosterolu

- reduktaza delta²⁴ redukuje wiązanie podwójne w łańcuchu bocznym (etap hamowany przez triparanol) - powstaje cholesterol

Regulacja aktywności reduktazy HMG-CoA:

a) regulacja na poziomie transkrypcji:

- gen posiada SRE - sterol response element, sekwencję, która w obecności dużych ilości steroli hamuje transkrypcję genu

b) regulacja na poziomie translacji:

- translacja mRNA reduktazy hamowana przez niesterydowe metabolity pochodzące od mewalonianu

c) kontrola rozpadu enzymu

- enzym złożony z dwóch domen: katalitycznej i błonowej (czujnika wrażliwego na stężenia pochodnych mewalonianu i cholesterolu); rozpada się przy dużym stężeniu wspomnianych substancji

d) regulacja aktywności przez fosforylację:

- fosforylacja reduktazy przez kinazę reduktazy powoduje inaktywację reduktazy

- kinaza reduktazy jest aktywna w formie ufosforylowanej

e) inhibicja przez produkt - mewalonian

f) regulacja hormonalna:

- hormony tarczycy i insulina zwiększają aktywność

- glikokortykoidy i glukagon obniżają aktywność enzymu

HORMONY STERYDOWE:

Powstanie pregnenolonu i progesteronu:

Cholesterol w mitochondriach jest przekształcany w pregnenolon:

- przekształcenie katalizowane przez 4 enzymy zbiorczo nazywane desmolazą - inaczej enzym rozszczepiający łańcuch boczny zawierający cytochrom P-450 (P-450_scc)

- najpierw następuje hydroksylacja w pozycji C22, następnie przy C20

- odszczepienie 6-węglowego fragmentu z łańcucha bocznego - aldehydu izokapronowego

- powstaje 21-węglowy steroid

- inhibitorem P-450_scc jest aminoglutetimid

- transport cholesterolu do P-450_scc, który znajduje się na wewnętrznej błonie mitochondrialnej umożliwia białko STAR, zależne od ACTH (lub LH w jądrze)

Pregnenolon jest w cytozolu przekształcany w progesteron lub 17-alfa-hydroksypregnenolon:

- przekształcenie w progesteron odbywa się przy udziale cytozolowych enzymów: 3-beta-ol dehydrogenazy (dehydrogenazy 3-betahydroksysteroidowa) i delta4,5 izomerazy:

grupa OH przy węglu C3 w pierścieniu A utlenia się do grupy ketonowej

wiązanie podwójne z pozycji 5-6 przemieszcza się do pozycji 4-5 w pierścieniu A

Mineralokortykoidy - synteza:

- progesteron hydroksylowany w pozycji 21 - powstaje 11-deoksykortykosteron: 21-hydroksylaza

- 11-deoksykortykosteron hydroksylowany w pozycji 11-beta - powstaje kortykosteron: 11-beta-hydroksylaza

- kortykosteron hydroksylowany w pozycji 18 - powstaje 18-hydroksykortykosteron: 18-hydroksylaza

- 18-hydroksykortykosteron utleniany w pozycji 18 - powstaje aldosteron (forma aldehydowa, która może przekształcać się w formę hemiacetalową): 18-hydroksydehydrogenaza

Glikokortykoidy - synteza:

- wyjściowym związkiem jest 17-alfa-hydroksyprogesteron, który może powstawać dwiema drogami:

1. poprzez 17-alfa-hydroksylację progesteronu powstałego z pregnenolonu przy udziale 3-beta-ol dehydrogenazy i izomerazy delta-4,5

2. z 17-alfa-hydroksypregnenolonu poddanego działaniu 3-beta-ol dehydrogenazy i izomerazy delta-4,5

- 3-beta-ol dehydrogenaza (dehydrogenaza 3-beta-hydroksysteroidowa) oraz delta 4,5-izomeraza

- 17-alfa-hydroksyprogesteron jest hydroksylowany w pozycji 21 - powstaje 11-dezoksykortyzol

- 11-dezoksykortyzol jest hydroksylowany w pozycji 11 - powstaje kortyzol

- grupa OH przy węglu C11 kortyzolu jest utleniana do grupy karbonylowej przez dehydrogenazę - powstaje kortyzon

Testosteron - synteza:

Dwa szlaki:

- szlak delta5 - szlak dehydroepiandrosteronowy

- szlak delta4 - szlak progesteronowy

Szlak delta5 - szlak DHEA:

- pregnenolon jest hydroksylowany w pozycji 17 przez 17-alfa hydroksylazę - powstaje 17-hydroksypregnenolon

- 17-alfa-hydroksypregnenolon jest poddawany działaniu C_17-20 liazy, która odszczepia od niego 2 atomy węgla: C20 i C21

- powstaje DHEA - dehydroepiandrosteron, który jest poddawany działaniu dehydrogenazy 17-beta-hydroksysteroidowej

- powstaje delta5-androstendiol, który pod wpływem dehydrogenazy 3-beta-hydroksysteroidowej (3-beta-ol dehydrogenazy) i delta4,5 izomerazy przekształca się w testosteron

Szlak delta4 - szlak progesteronowy:

- progesteron powstaje z pregnenolonu pod wpływem dehydrogenazy 3-beta-hydroksysteroidowej i delta4,5 izomerazy

- progesteron jest hydroksylowany w pozycji 17alfa

- 17-alfa hydroksyprogesteron poddawany jest działaniu C_17-20 liazy, która odszczepia od niego atomy węgla C20 i C21

- powstaje androstendion

- androstendion pod wpływem dehydrogenazy 17-beta-hydroksysteroidowej przekształca się w testosteron

5alfa reduktaza przekształca testosteron w dihydrotestosteron:

- pęcherzyki nasienne

- gruczoł krokowy

- zewnętrzne narządy płciowe

- niektóre obszary skóry

5-alfa-reduktaza: enzym zależny od NADPH, 2 typy:

- I - wątroba

- II - tkanki rozrodcze i obwodowe narządy docelowe

Stężenie DHT wynosi 1/10 stężenia testosteronu. W ciągu doby powstaje 5 mg testosteronu i 400 ug DHT.

Estrogeny - synteza:

a) Aromataza - zawiera oksydaze o mieszanej funkcji

- aktywność w komórkach ziarnistych, tkance tłuszczowej, wątrobie, skórze

b) u kobiet:

- komórki osłonki - androstendion i testosteron

- komórki ziarniste - aromatyzacja

- aromatyzacja androstendionu w estron - główne źródło estrogenów u kobiet po menopauzie

- w ciąży 50% wytwarzanego E₂ powstaje w wyniku aromatyzacji androgenów nadnerczowych

c) powstawanie estrogenów:

- aromatyzacja androstendionu prowadzi do powstania estronu E₁

- E₁ przez 16-alfa-hydroksylazę przekształcany jest do estriolu, może też przechodzić w estradiol (E₂)

- aromatyzacja testosteronu prowadzi do powstania estradiolu

Witamina D:

- ergosterol (prowitamina z roślin) ulega fotolizie do ergokalcyferolu (witamina D₂)

- 7-dehydrocholesterol (prowitamina ze zwierząc) ulega fotolizie do cholekalcyferolu (witamina D₃)

- w obu przypadkach zachodzi nieenzymatyczna fotoliza - rozerwanie pierścienia B pod wpływem promieniowania UV

- witamina D jest hydroksylowana w pozycji 25 w wątrobie (również w nerce i w jelicie cienkim) - siateczka śródplazmatyczna - etap regulujący (stymulowany przez hipofosfatemię, hipokalcemię, PTH, hamowany przez kalcytriol; regulowany też przez hormony sterydowe, insulinę, GH) - 25-hydroksy-cholekalcyferol

- w mitochondriach komórek kanalików nerkowych (również łożysko i kości): hydroksylacja w pozycji 1, powstaje: 1,25-dihydroksycholekalcyferol

- hydroksylacja w pozycji 24: kanaliki nerkowe, chrząstki, jelita, łożysko; 24,25-di(OH)-D₃ jest nieaktywny, wykazuje ujemną korelację względem 1,25-di(OH)-D₃

- działanie:

1. wchłanianie Ca i fosforanów w jelicie

2. odgrywa rolę w procesach przebudowy kości kontrolowanych przez PTH

3. nasila zwrotne wchłanianie wapnia w kanalikach nerkowych

- receptor posiada motyw palca cynkowego; po związaniu kalcytriolu wiąże się z HRE - sekwencją w genomie, stymulując ekspresję odpowiednich genów

KWASY ŻÓŁCIOWE:

a) syntezowane w wątrobie z cholesterolu - pierwotne kwasy żółciowe:

- kwas cholowy

- kwas chenodeoksycholowy

b) synteza z cholesterolu:

- 7α-hydroksylacja - katalizowana przez 7α-hydroksylazę - enzym mikrosomalny wymagający tlenu, NADPH i cytochromu P-450 - enzym jest monooksygenazą wymagającą witaminy C

- powstaje 3α,7α-dwuhydroksycholest-5-en, którego grupa hydroksylowa przy C3 zostaje utleniona do grupy ketonowej, natomiast wiązanie podwójne przemieszcza się z 5-6 na 4-5

- powstaje 7α-hydroksycholest-4-en-3-on

- wprowadzona zostaje grupa OH przy C12 (kwas cholowy, ten etap nie następuje w syntezie kwasu chenodeoksycholowego)

- pierścień B zostaje nasycony - redukcja wiązania C=C 4-5

- ketonowa grupa C3 zostaje przekształcona w grupę OH

- hydroksylacja przy C26 i następnie utlenienie tej grupy do grupy kwasowej

- przyłączenie CoA-SH

- hydroksylacja przy C24 i utlenienie

- odłączenie propionylo-S-CoA - skrócenie łańcucha bocznego o 3 węgle

c) powstałe kwasy żółciowe sprzęgane są z glicyną i tauryną przez acylotransferazę lizosomalną; zwiększa to ich rozpuszczalność; powstaje glikocholan i taurocholan

d) w ludzkiej żółci więcej kwasów związanych jest z glicyną (gliko:tauro - 3:1)

e) w jelicie kwasy pierwotne przekształcane są do kwasów wtórnych:

- 7α-dehydroksylacja i dekoniugacja

- kwas cholowy przechodzi w kwas deoksycholowy

- kwas chenodeoksycholowy przechodzi w kwas litocholowy

f) regulacja 7α-hydroksylazy:

- hamowana przez kwasy żółciowe

- cholesterol zwiększa jej syntezę

- aktywna w formie ufosforylowanej

- wymaga O₂ i witaminy C

g) krążenie jelitowo-wątrobowe:

- całkowita pula kwasów żółciowych w organizmie: 3-5 g (średnio 4 gramy)

- ta pula przechodzi przez jelito 6-10 razy dziennie

- 97-99% kwasów żółciowych wydzielonych do żółci jest resorbowanych w jelicie krętym jako kwasy zarówno pierwotne jak i wtórne - odbywa się to przy udziale błonowego białka IBAT (ileal bile acid transporter)

- kwas litocholowy jest resorbowany w mniejszych ilościach jako substancja trudniej rozpuszczalna

- wchłonięte kwasy powracają do wątroby z krwią żyły wrotnej, tam są ponownie wydzielane do żółci

- 1-2-3% kwasów żółciowych wydzielonych do jelita nie ulega wchłonięciu i jest wydalane z kałem jako sterole kwaśne (0,3-0,4 g dziennie) - jest to główna droga eliminacji cholesterolu z organizmu

- z uwagi na tak niewielką dobową utratę kwasów żółciowych i synteza w wątrobie jest niewielka - sięga 0,3-0,4 g dziennie

h) funkcje:

- emulgacja lipidów - zwiększają powierzchnię kontaktu lipidu z wodą, co ułatwia lipazie strawienie całego tłuszczu

- tworząc micele ułatwiają transport produktów trawienia lipidów w wodnym środowisku oraz ich wchłanianie

- ostatnio udowodniono działanie kwasów żółciowych jako hormonów sterydowych: są one ligandami dla receptorów niedawno uznawanych za receptory sieroce: FXR (receptor farsenoid X), receptor LXRα oraz receptor CPA; w połączeniu z tymi receptorami, kwasy żółciowe mogą łączyć się z promotorami różnych genów blokując lub stymulując ich ekspresję;

przykłady:

1. kompleks kwas żółciowy-receptor FXR hamuje ekspresję genu 7α-hydroksylazy - sprzężenie zwrotne ujemne

2. kompeleks kwas żółciowy-receptor FXR wiąże się z promotorem genu IBAT w jądrze enterocytu stymulując jego ekspresję - prowadzi to do zwiększenia syntezy transportera IBAT i zwiększonego wchłaniania kwasów żółciowych w jelicie krętym

Regulacja aktywności 7alfa-hydroksylazy:

a) współdziała z NADPH + H⁺, cytochromem P-450, reduktazą cytochromu, O₂

b) aktywna w formie ufosforylowanej - w formie defosfo jest nieaktywna

c) regulacja przez metabolity:

- hamowana przez kwasy żółciowe

d) synteza enzymu pobudzana przez cholesterol

e) aktywność zahamowana przy braku witaminy C

OKSYSTEROLE:

Sterole z grupami funkcyjnymi zawierającymi tlen

a) źródła:

- pożywienie

- oksydacja endogenna:

1. autooksydacja

2. swoiste monooksygenazy 7α, 20α, 22β, 23β, 25, 26, 27

3. enzymatyczna lub nieenzymatyczna peroksydacja lipidów

b) zawartość w produktach żywnościowych wzrasta wskutek obróbki technologicznej:

- obróbka termiczna: skondensowane mleko, mleko w proszku, smażone masło

- niewłaściwe przechowywanie (np. suszone żółtka)

c) oksysterole pochodzące z pożywienia przenoszone przez lipoproteiny:

- VLDL - 5α-cholestan-3β, 5α-6β-triol, 7-ketocholesterol

- LDL - 25-hydroksycholesterol

- HDL - śladowe ilości

d) powstawanie w organizmie - oksydacja endogenna:

- pod wpływem wolnych rodników - przede wszystkim rodnik hydroksylowy, w mniejszym stopniu anionorodnik ponadtlenkowy

- enzymatyczna hydroksylacja cholesterolu 7α, 20α, 22β, 23β, 25, 26, 27 lub epoksydacja w pozycji 5α-6α

- powstają też jako związki pośrednie w syntezie kwasów żółciowych i hormonów sterydowych

e) przedstawiciele (pierścienie A i B):

- 7α-hydroksycholesterol - 4-165 ug/L

- 7β-hydroksycholesterol - 0-265 ug/L

- 7-ketocholesterol - 0-373 ug/L

- 5-6-β-epoksycholesterol

- 5-6-α-epoksycholesterol

- cholestantriol

f) przedstawiciele (łańcuch boczny):

- 24-hydroksycholesterol 3-43 ug/L

- 25-hydroksycholesterol

- 26-hydroksycholesterol 30-352 ug/L

g) działanie:

- cytotoksyczne - inhibitory wzrostu komórek

- immunosupresyjne - hamowanie proliferacji i transformacji limfocytów

- hamowanie syntezy DNA oraz syntezy cholesterolu

- inhibitory kalmoduliny

- wpływ na strukturę i funkcję błony komórkowej

- hamują podziały komórek szybko proliferujących - w ten sposób ograniczają wzrost nowotworów

- toksyczne działanie dla mikroorganizmów

- mieszanina oksysteroli ma działanie aterogenne: przede wszystkim 5α-cholestan-3β oraz 5α-6β-triol

- 26-hydroksy-cholesterol jest inhibitorem reduktazy HMG-CoA

- apoptoza komórek endotelium

- hamowanie proliferacji komórek mięśni gładkich ściany naczyniowej

3. EIKOZANOIDY:

Eikozanoidy:

PODZIAŁ:

- prostaglandyny

- prostacykliny

- tromboksany

(powyższe 3 określane terminem prostanoidów)

- leukotrieny

Eikozanoidy:

a) powstają z kwasów C₂₀ ikozanowych pochodzących od kwasu linolowego, alfa-linolenowego lub bezpośrednio od arachidonowego

b) kwas linolowy:

- traci dwa atomy wodoru przechodząc w gamma-linolenian

- zyskuje 2 atomy węgla przechodząc w 8,11,14-ikozatrienoan (dihomo-gamma-linolenian - DHLA) - wątroba

- prostanoidy które powstają z 8,11,14-ikozatrienoanu (dihomo-gamma-linolenianu): PGE₁, PGF₁, TXA₁

- leukotrieny które powstją z 8,11,14-ikozatrienoanu: LTA₃, LTC₃, LTD₃

- ikozatrienoan może zostać odwodorowany przechodząc w 5,8,11,14-ikozatetraenoan (arachidonian): przemiana DHLA w kwas arachidonowy

c) kwas alfa-linolenowy:

- odwodorowanie prowadzi do powstania oktadekatetraenoanu

- oktadekatetraenoan przyłącza 2C przechodząc w ikozatetraenoan, który tracą 2 atomy wodoru przechodzi w:

- 5,8,11,14,17-ikozapentaenoan (który znajduje się też w pokarmie)

- 5,8,11,14,17-ikozapenatenoan jest surowcem do syntezy:

prostanoidów: PGD₃, PGE₃, PGF₃, PGI₃, TXA₃

leukotrienów: LTA₅, LTB₅, LTC₅

Wpływ na syntezę:

Wpływ na szlak wytwarzania aktywnych pochodnych kwasu AA mają:

a) glikokortykoidy - hamują fosfolipazę A₂ i indukcję COX2

b) NSAID - niesterydowe leki przeciwzapalne - ibuprofen, aspiryna, indometacyna - hamowanie COX1 i COX2

c) pochodne imidazolu - hamowanie syntazy tromboksanowej

d) kwas hydroperoksyeikozatetraenowy i inne nadtlenkowe pochodne kwasów tłuszczowych hamują syntazę prostacyklinową

Fosfolipaza A₂:

a) hamowana przez:

- glikokortykoidy - indukują lipokortynę, białkowy inhibitor

b) aktywność pobudzają:

- angiotensyna II

- bradykinina

- adrenalina

- trombina

COX:

a) 3 izoenzymy:

- COX1

- COX2

- COX3

b) cyklooksygenaza - inaczej syntaza prostaglandynowa:

- przekształca kwas arachidonowy w prostaglandynę PGH₂

c) aktywność:

- cyklooksygenazowa - przekształca kwas arachidonowy w PGG₂

- peroksydazowa - wykorzystuje hem jako grupę prostetyczną, redukuje PGG₂ do PGH₂

d) COX1:

- ekspresja konstytutywna

- aktywny przede wszystkim w układzie pokarmowym, nerkach, płytkach krwi, ścianie naczyniowej

- bierze udział w wytwarzaniu prostanoidów o znaczeniu ochronnym (regulacyjnym)

- ekspresja nie jest hamowana przez glikokortykoidy

e) COX2:

- ekspresja indukowalna w odpowiedzi na cytokiny prozapalne

- pełni istotną rolę w procesach zapalnych

- indukcja hamowana przez glikokortykoidy

- aktywność enzymu hamowana selektywnie przez rofekoksyb i celekoksyb

f) COX3:

- jego transkrypt powstaje w wyniku alternatywnego splicingu mRNA COX1

- obecna w mózgu - rola w percepcji bólu

- odwracalnie hamowana przez acetaminofen (paracetamol)

PROSTAGLANDYNY:

a) struktura:

- kwasy tłuszczowe zbudowane z 20 atomów węgla

- zawierają w swej strukturze pierścień cyklopentanowy

- masa: 332-356 Da

- pochodne kwasu prostanowego zawierającego cyklopentanowy pierścień i dwa łańcuchy boczne: α i ω

- łańcuch α zakończony grupą karboksylową od której rozpoczynamy liczenie atomów węgla

- łańcuch ω zakończony grupą metylową

- wszystkie naturalnie występujące prostaglandyny mają w łańcuchu ω podwójne wiązanie między C13 i C14 o konfiguracji trans i grupę hydroksylową w pozycji C15

b) różnice w budowie pierścienia cyklopentanowego między poszczególnymi klasami prostaglandyn:

- PGA - pierścień zawiera jedno wiązanie podwójne (C10-C11), grupa ketonowa przy C9

- PGE - pierścień nasycony, grupa ketonowa przy C9, hydroksylowa przy C11

- PGF - 2 grupy hydroksylowe: przy C9 i C11

c) syntezowane przez cyklooksygenazę z kwasu arachidonowego, który powstaje w głównej mierze z kwasu linolowego w wyniku jego elongacji i desaturacji (1mg z 10 g kwasu linolowego spożywanego dziennie, zamienia się w kwas arachidonowy)

d) synteza - szczegółowo:

- cyklooksygenaza: cyklizacja substratu między C8 a C12, wbudowanie czterech atomów tlenu do cząsteczki

- powstaje prostaglandyna PGG₂ - endoperoksyd, zawiera 9,11-endonadtlenek i 15-hydronadtlenek

- redukcja grupy hydronadtlenkowej przy C15 przez 2 cząsteczki GSH w reakcji katalizowanej przez (hydro)peroksydazę prostaglandynową (syntazę PGH₂) - powstaje PGH₂

- cyklooksygenaza i hydroperoksydaza prostaglandynowa są składowymi kompleksu syntazy prostaglandyny H

f) synteza różnych klas prostaglandyn jest zróżnicowana narządowo:

- nerka i śledziona: PGE₂ i PGF_2α

- ściana naczyniowa: głównie PGI₂

- serce: jednakowe ilości PGE₂, PGF_2α i PGI₂

Prostaglandyny - działanie:

a) działają poprzez zwiększnie poziomu cAMP (zwykle), obniżają go w kanalikach nerkowych i tkance tłuszczowej

b) naturalne mediatory procesu zapalnego

- zaczerwienienie i wzrost temperatury:

- rozszerzenie małych naczyń krwionośnych

- wzrost przepuszczalności naczyń włosowatych

c) działanie kurczące na mięśnie gładkie macicy - wykorzystywane przy stymulacji akcji porodowej

d) hamowanie wydzielania soku żołądkowego - zmniejszenie produkcji HCl - przyspieszają gojenie się wrzodów trawiennych

e) PGE₂ pobudza agregację płytek krwi

f) zatrzymanie Na⁺ i wody

g) hamowanie lipolizy

Prostaglandyny - działanie:

a) żołądek

- obecne w śluzie - działanie cytoprotekcyjne

- zwiększone wydzielanie śluzu

- zwiększony przepływ krwi w błonie śluzowej

b) trzustka - wpływ na wydzielanie

c) wpływ na napięcie ścian naczyń

d) wpływ na płytki krwi

e) wpływ na równowagę elektrolitową

f) regulacja cyklu menstruacyjnego

g) neurotransmisja

Prostaglandyny powodują:

a) podwyższenie stężenia cAMP w:

- płytkach krwi

- tarczycy

- ciałku żółtym

- kościach płodu

- części gruczołowej przysadki

- płucach

b) obniżenie stężenia cAMP w:

- komórkach kanalików nerkowych

- tkance tłuszczowej

Szlak syntezy prostaglandyn:

a) powstają przy udziale syntazy prostaglandyny H (PGHS) - dwa izoenzymy:

- PGHS-1, PGHS-2

- oba izoenzymy PGHS mają aktywność cyklooksygenazy jak i peroksydazy

b) aktywność cyklooksygenazowa PGHS przekształca arachidonian w PGG₂, które przez aktywność peroksydazy przekształcany jest do prostaglandyny PGH₂

c) prostaglandyna PGH₂ (endoperoksyd) jest wyjściowym substratem do produkcji innych prostaglandyn oraz tromboksanów

d) izomeryzacja PGH₂ prowadzi do powstania:

- PGD₂

- PGE₂

e) syntaza tromboksanowa (hamowana przez imidazol) przekształca PGH₂ w TXA₂

f) redukcja prostaglandyny PGH₂ oraz PGE₂ prowadzi do powstania:

- PGF_2alfa

g) syntaza prostacyklinowa przekształca PGH₂ w PGI₂

h) PGHS hamowana przez:

- aspirynę - w mechanizmie acetylacji enzymu

- inne leki NSAID: indometacyna, ibuprofen hamują PGHS przez kompetycję z arachidonianami

i) transkrypcja PGHS-2 ale nie PGHS-1 jest całkowicie inhibowana przeciwzapalnym działaniem kortykosterydów!!

PROSTACYKLINA:

a) PGI₂

b) syntezowana w komórkach śródbłonka

c) działanie:

- wazorelaksacja

- antyadhezja

- antyagregacja

d) działa poprzez zwiększenie stężenia cAMP w komórce (mięśniowej), synergistycznie do NO

e) synteza katalizowana przez syntazę prostacyklinową:

- rozerwanie układu nadtlenkowego i utworzenie pierścienia furanowego

f) czas półtrwania - 3 minuty, potem przekształcana do 6-keto-PGF₁, która jest niaktywna biologicznie

g) struktura:

- nasycony pierścień cyklopentanowy

- dodatkowy pierścień utworzony przez połączenie tlenu grupy karbonylowej przy C9 z węglem C6

- wiązanie podwójne C5-C6

h) działanie antagonistyczne do tromboksanu TXA₂

TROMBOKSAN:

a) syntezowany z prostaglandyny PGH₂ w płytkach krwi

reakcja:

2PGH₂ = TXA₂ + dialdehyd malonowy + związek siedemnastowęglowy

b) enzym syntezujący: syntaza tromboksanowa

c) działanie przeciwstawne do prostacykliny i NO:

- wazokonstrykcja

- wzrost agregacji i adhezji płytek krwi

d) budowa nieprostaglandynowa

e) synteza hamowana przez imidazol i jego pochodne

f) okres półtrwania 32 sekundy, potem następuje przemiana w TXA₂

g) stosowanie aspiryny w niewielkich dawkach (40-70 mg/dobę) hamuje cyklooksygenazę płytkową zmniejszając wytwarzanie tromboksanu, co wywiera pozytywny efekt na ścianę naczyniową i drożność naczyń

h) kwas 20:5, omega3 (ikozapentaenowy) jest wyjściowym związkiem do syntezy TX₃ i PG₃, które hamują uwalnianie kwasu arachidonowego i jego wykorzystanie do syntezy PG₂ oraz TX₂; PGI₃ ma taką samą aktywność jak PGI₂, TX₃ jest natomiast słabszy pod względem działania od TX₂; dlatego u osób spożywających duże ilości olejów rybnych (Eskimosi) przeważa przeciwagregacyjne działanie prostanoidów

i) struktura: pierścień sześcioczłonowy, w jego skład wchodzi atom tlenu; łańcuch omega ma podwójne wiązanie C13-C14 i grupę OH w pozycji C15

j) synteza: płuca i płytki krwi

PROSTANOIDY NIEDIENOWE:

a) prostanoidy zawierające wiązania podwójne w liczbie innej niż dwa (w bocznych łańcuchach: alfa i omega)

b) prostanoidy monoenowe - jedno wiązanie podwójne:

- powstają z kwasu 8,11,14-ikozatrienowego (ikozatrienoan - powstaje w wyniku desaturacji i elongacji kwasu linolowego)

- należą tu: PGE₁, PGF₁, TXA₁

c) prostanoidy trienowe - 3 wiązania podwójne:

- powstają z kwasu 5,8,11,14,17-ikozapentaenowego (ikozapentaenoan - obecny w pokarmie; powstaje też w wyniku podwójnej desaturacji i elongacji kwasu alfa-linolenowego)

- należą tu: PGD₃, PGE₃, PGF₃, PGI₃, TXA₃

d) istotne znaczenie kliniczne mają PGI₃ oraz TXA₃:

- stwierdzono, że TXA₃ ma znacznie słabsze działanie proagregacyjne niż TXA₂; za to PGI₃ ma tak samo silne pozytywne działanie antyagregacyjne jak PGI₂

- zwiększone spożywanie kwasu 5,8,11,14,17-ikozapentaenowego sprzyja większej syntezie tych dwóch niedienowych prostanoidów, co wywiera pozytywny wpływ na drożność naczyń krwionośnych i ich ścianę - zjawisko stwierdzone u Eskimosów spożywających znaczne ilości kwasu ikozapentaenowego (kwas timnodonowy - omega3) w rybach (przede wszystkim rybich olejach)

LEUKOTRIENY:

a) produkty przekształceń kwasu arachidonowego

b) w ich syntezie uczestniczą lipooksygenazy: dioksygenazy przekształcające kwas arachidonowy do różnych HPETE - kwasów hydroperoksyeikozatetraenowych; dzięki heterogenności grupy lipooksygenaz powstają różne HPETE (mają różne miejsca wiązania tlenu); specyficzną lipoksygenazą biorącą udział w syntezie leukotrienów jest 5-lipoksygenaza

c) HPETE redukowane są do hydroksypochodnych samoistnie lub pod wpływem peroksydaz - redukcja grup hydroksynadtlenkowych do grup hydroksylowych; kwasy HPETE przechodzą w kwasy HETE - hydroksyeikozatetraenowe

d) leukotrieny powstają z 5-HPETE w reakcji katalizowanej przez syntazę LTA₄, która wprowadza wiązanie epoksydowe do C₅ i C₆

e) powstaje leukotrien LTA₄, który może przekształcać się na dwa sposoby:

- rozpad epoksydu - przyłączenie cząsteczki wody, której wodór redukuje grupę epoksydową do grupy OH w pozycji 5, grupa OH przyłącza się w pozycji 12 - powstaje leukotrien LTB₄

- przyłączenie glutationu zredukowanego poprzez C6, wodór z grupy -SH glutationu redukuje grupę nadtlenkową do grupy hydroksylowej, która pozostaje przy C5, siarka glutationu wiąże się z C6 - powstaje leukotrien LTC₄

f) dalsze przemiany leukotrienu LTC₄:

- odłączenie glutaminianu: przekształcenie LTC₄ w LTD₄

- odłączenie glicyny z pozostawieniem cysteiny - powstaje LTE₄

g) działanie (dodatkowo z Bańka):

- pobudzanie degranulacji leukocytów i uwalnianie ich enzymów lizosomalnych

- HETE - wpływają na funkcję granulocytów poprzez wbudowywanie się do ich błon

h) synteza leukotrienów:

- powstają z kwasu arachidonowego pochodzącego z fosfolipidów błony okołojądrowej

- bodźce (np. alergenowe) powodują aktywację kinaz, która wyzwala kaskadę przemian katalizowaną przez fosfolipazę Cγ: powstaje DAG i IP₃;

- te wtórne przekaźniki prowadzą do aktywacji fosfolipazy A₂, która przemieszcza się w kierunku otoczki jądrowej, z której uwalnia kwas arachidonowy będący substratem dla 5-lipokygenaz

- 5-lipoksygenaza działa w kompleksie z białkiem FLAP (5-lipoxygenase activating protein) przy obecności jonów Ca i ATP; flap jest integralnym białkiem otoczki jądrowej

- 5-lipoksygenaza katalizuje przemianę kwasu arachidonowego do kwasu hydroperoksyeikozatetraenowego (HPETE), który przez peroksydazy lub samoistnie jest redukowany do HETE - kwasu hydroksyeikozatetraenowego

- LTC₄ powstaje w mastocytach oraz granulocytach zasadochłonnych i kwasochłonnych z LTA₄ przy udziale transferazy glutationowej

- poza komórką, GGTP przekształca LTC₄ w LTD₄

- dipeptydazy cysteinyloglicynowe przekształcają LTD₄ w LTE₄

- w granulocytach obojętnochłonnych i makrofagach płucnych hydrolaza epoksydowa przekształca LTA₄ w LTB₄

i) leukotrieny cysteinylowe: C, D, E

- receptory cys-LT₄ - wysokie powinowactwo, cys-LT₂ - niskie powinowactwo

j) leki przeciwleukotrienowe:

- zileuton, genleuton - przekształcanie HPETE w LTA₄

- cinalukast, montelukast, pranlukast, verlukast, zafirlukast - blokada receptorów leukotrienowych (cys-LT)

Leukotrieny - funkcje:

a) skurcz mięśni gładkich oskrzeli - ich zwężenie:

- leukotrieny cysteinowe

b) skurcz naczyń krwionośnych

- LTD₄, LTC₄

c) zwiększone wydzielanie śluzu:

- leukotrieny cysteinowe

d) chemotaksja - naciek zapalny:

- LB₄, LTD₄, LTE₄

e) wzrost przepuszczalności tkanek - obrzęk:

- leukotrieny cysteinowe

f) nadwrażliwość oskrzeli:

- LTD₄

g) promowanie wzrostu komórek szpiku, fibroblastów, komórek nabłonka:

- LTC₄, LTD₄

h) stmulacja limfocytów do wytwarzania IFN-γ:

- LTD₄

LIPOKSYNY:

a) powstają przy udziale 12-lipoksygenazy i 15-lipoksygenazy

b) eikozanoidy tetraenowe, występują w postaci izomerów trans (all trans) oraz cis

c) syntezowane przez:

- megakariocyty

- płytki krwi

- granulocyty - wzrost wytwarzania lipoksyn towarzyszy spadkowi syntezy LTB₄

- makrofagi

- komórki szpiku kostnego

- komórki mezangium nerkowego

- nabłonek przewodów oddechowych

c) synteza przebiega 2 torami:

- substratem kwas arachidonowy: synteza prowadzi przez 15-HPETE lub 5-HPETE (hydroperoksypochodne kwasu arachidonowego wytwarzane przez 15-LO i 5-LO), następnie 5,15-diHPETE, wreszcie kwas 5(6)-epoksytetraenowy przekształcany w LXA₄ lub LXB₄

- substratem substancja z grupy leukotrienów: LTA₄, przekształcany do 15-OH-LTA₄ lub kwasu 5(6)-epoksytetraenowego (np. płytki krwi syntezują LXA₄ z LTA₄ pochodzącego z PMN)

c) metabolizm:

- LXA₄ i LXB₄ hydroksylowane przy udziale monooksygenazy zależnej od cytochromu P-450 i NADPH

- izomery all-trans - redukcja jednego z podwójnych wiązań

d) mechanizm działania:

- związanie receptorem wpływa na metabolizm lipidów błonowych pobudzając bądź hamując uwalnianie wtórnych przekaźników lipidowych

- powoduje to zmiany wewnątrzkomórkowego stężenia jonów Ca²⁺

e) działanie LXA₄ i LX₄:

- rola regulacyjna w procesie zapalnym

- hamowanie chemotaktycznej odpowiedzi neutrofili indukowanej przez LTB₄

- immunosupresja - hamowanie uwalniania LTB₄ z neutrofili

- szpik kostny - działanie synergistyczne z GM-CSF - wzrost tworzenia kolonii pierwotnych komórek szpikowych; poza tym modulacja mielopoezy

- rozszerzanie naczyń krwionośnych

- wpływ na zależne od komórek śródbłonka rozluźnienie mięśniówki naczyń krwionośnych - wazodilatacja

- kurczące działanie na mięśniówkę przewodów oddechowych - bronchokonstrykcja

- modulacja wydzielania insuliny przez trzustkę: 12-HPETE, 12-HETE oraz LXB₄ hamują wydzielanie insuliny

LXA₄ - indywidualnie:

- LXA₄ hamuje wiązanie LTD₄ do komórek mezangium - wpływ na interakcje PMN i MS (mesangium cells) w zapaleniu kłębuszków nerkowych

- LXA₄ hamuje proliferację komórek pnia pobudzaną przez LTC₄

- LXA₄ przeciwdziała spadkowi filtracji kłębuszkowej indukowanemu przez LTD₄

- LXA₄ jest możliwym przekaźnikiem w OUN

f) rola lipoksyn w patologii:

- spadek syntezy u pacjentów z przewlekłą białaczką szpikową

- rola w patologii układu oddechowego (wpływ bronchokonstrykcyjny)

- wpływ na zjawiska immunologiczne związane z chorobami płuc

Lipoksyny:

a) sprzężone tetraeny powstające w leukocytach

b) synteza:

- powstają w wyniku działania więcej niż jednej lipoksygenazy - wprowadzają więcej atomów węgla do cząsteczki;

- 15-lipoksygenaza przekształca arachidonian w 15-HPETE, który w toku dalszych przemian przez 5-lipoksygenazę przekształcany jest do lipkoksyn

- leukotrieny pod wpływem 15-lipoksygenazy mogą być przekształcane do lipoksyn

4. KWASY TŁUSZCZOWE (FA):

PODZIAŁ KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:

- długość łańcucha

- stopień nasycenia

- miejsce syntezy

- lokalizacja wiązania podwójnego

SFA - nasycone kwasy tłuszczowe:

- krótkołańcuchowe: 2-6 C

- średniołańuchowe: 8-10 C

- długołańcuchowe: 12-18 C

- o bardzo długim łańcuchu 20-22-24 C

MUFA - jednonienasycone - występowanie:

a) omega7:

- palmitooleinowy 16:1 (9)

b) omega9:

- oleinowy cis 18:1 (9) - olej oliwkowy, rzepakowy, arachidowy

- elaidynowy trans 18:1 (9) - margaryny twarde i tłuszcze przeżuwaczy

- erukowy 22:1 (13) - olej rzepakowy i goryczny

- nerwonowy 24:1 (15) - cerebrozydy

PUFA - wielonienasycone:

a) omega6:

- linolowy 18:2 (9,12) - olej słonecznikowy, sojowy, kukurydziany, krokoszowy, arachidowy

- gamma-linolenowy 18:3 (6,9,12) - olej z wiesiołka

- arachidonowy 20:4 (5,8,11,14) - z kwasem linolowym, dużo w oleju arachidowym, fosfolipidy zwierząt

b) omega3:

- alfa-linolenowy 18:3 (9,12,15) - olej lniany, sojowy, rzepakowy

- ikozapentaenowy 20:5 (5,8,11,14,17) - timnodonowy - oleje rybie, tran z dorsza, olej z makreli, śledzi, łososi

- dokozapentaenowy 20:5 (7,10,13,16,18) - klupanodonowy - oleje rybie, fosfolipidy mózgu

- dokozaheksaenowy 22:6 (4,7,10,13,16,18) - cerwonowy - oleje rybie, fosfolipidy mózgu

Kwas arachidonowy:

a) kwas 20 węglowy, 4 wiązania podwójne: cis-5,8,11,14-tetraenowy, szereg omega6

b) występuje w olejach roślinnych wraz z kwasem linolowym, duże ilości w oleju arachidowym, istotny składnik fosfolipidów zwierzęcych (5-15% kwasów tłuszczowych fosfolipidów)

c) jeden z niezbędnych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (składnik witaminy F)

d) funkcje:

- ważny składnik fosfolipidów błonowych

- substrat do syntezy eikozanoidów

- wtórny przekaźnik (LSM - lipid second messenger)

e) jako wtórny przekaźnik odgrywa rolę w OUN w utrwalaniu śladów pamięciowych:

- uwalniany przez fosfolipazę A₂ po wyzwalającym napływ jonów wapnia do komórki pobudzeniu receptora NMDA

- kwas arachidonowy wiąże się z receptorami w szczelinie synaptycznej, do której jest uwalniany regulując wydzielanie kwasu glutaminowego przez zakończenie presynaptyczne na zasadzie sprzężenia zwrotnego

g) kwas arachidonowy w dużych ilościach uwięziony jest w pocycji 2 fosfolipidów błon biologicznych; mogą go stąd uwalniać:

- fosfolipaza A₂ - enzym błonowy o konstytucyjnej i indukowanej aktywności

- w wyniku działania fosfolipazy C powstaje DAG, od którego lipaza odcina AA

- w wyniku działania fosfolipazy D powstaje kwas fosfatydowy, od którego lipaza również odcina AA

BIOSYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:

a) lokalizacja narządowa - przede wszystkim w:

- wątrobie

- tkance tłuszczowej

- w nerce

- gruczole mlekowym

b) substraty:

- NADPH

- acetylo-S-CoA

- ATP (źródło energii)

c) źródła acetylo-S-CoA:

- oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu

- beta-oksydacja kwasów tłuszczowych

- rozpad ciał ketonowych

- rozpad szkieletów węglowodorowych niektórych aminokwasów

d) źródła NADPH:

- szlak pentozofosforanowy

- dekarboksyalcja jabłczanu przez enzym jabłczanowy

e) acetylo-CoA przenoszony z mitochondrium do cytozolu:

- w mechanizmie zwanym mostkiem cytrynianowym

- w mitochondrium acetylo-S-CoA przenoszony na szczawiooctan z wytworzeniem cytrynianu - syntaza cytrynianowa

- cytrynian przenika do cytozolu, gdzie jest rozkładany przez ATP-liazę cytrynianową - reszta acetylowa przenoszona na cytozolowy CoA-SH

- cytrynian przenika do cytozolu tylko wtedy, gdy jest dużo energii - kiedy jego stężenie jest wysokie: dehydrogenaza izocytrynianowa jest hamowana przez ATP - izocytrynian i cytrynian akumulują się w mitochondrium;

- powstający z cytrynianu szczawiooctan wraca z cytozolu do mitochondrium po przekształceniu się w jabłczan (redukcja przez cytozolowy NADH) lub w asparaginian

- dehydrogenaza jabłczanowa dekarboksylująca - enzym jabłczanowy: koenzym - NADP

f) karboksylacja acetylo-S-CoA:

- karboksylaza acetylo-S-CoA przyłącza CO₂ do acetylo-S-CoA - powstaje malonylo-S-CoA

- kofaktorem enzymu jest biotyna - kowalencyjnie związana z resztą lizylową karboksylazy

- reakcja zużywa 1ATP

g) regulacja karboksylacji acetylo-S-CoA:

- karboksylaza jest hamowana przez acylo-S-CoA, co hamuje biosyntezę kwasów tłuszczowych, jeśli ich stężenie w komórce jest duże

- odwracalna asocjacja i dysocjacja jednostek karboksylazy: enzym złożony z podjednostek o masie ok. 400 kDa, w postaci monomeru jest nieaktywny; aktywacja odbywa się przez cytrynian, który powoduje asocjację podjednostek; powstaje polimer złożony z kilkunastu do 20 podjednostek o masie 6000-8000 kDa;

- malonylo-S-CoA (produkt reakcji katalizowanej przez enzym) i palmitoilo-S-CoA (produkt końcowy) powodują dysocjację polimeru hamując reakcję

- interkonwersja enzymu - fosforylacja i defosforylacja:

- karboksylaza acetylo-S-CoA aktywowana jest przez insulinę - drogą defosforylacji

- karboksylaza jest inaktywowana przez adrenalinę - drogą fosforylacji

- długotrwała dieta bogata w węglowodany i uboga w tłuszcze: powoduje wzrost syntezy enzymu

- dieta bogata w tłuszcze lub głodzenie powodują obniżenie syntezy enzymu

h) syntaza kwasów tłuszczowych - syntaza KT:

- struktura dimeryczna

- aktywna tylko w postaci dimeru

- każdy monomer posiada 7 aktywności enzymatycznych oraz zawiera domenę kowalencyjnie wiążącą jedną cząsteczkę fosfopanteteiny (Pan-SH) - domena ta określana jest mianem ACP

- ACP - przejściowy nośnik grup acylowych wiążących się z siarką grup SH fosfopanteteiny

- blisko grupy fosfopanteteiny znajduje się grupa tiolowa reszty cysteiny należącej do syntazy 3-ketoacylowej drugiego monomeru

i) biosynteza kwasów tłuszczowych:

- acetylo-CoA przenoszony na grupę tiolową reszty cysteiny syntazy beta-ketoacylowej przez acetylotransferazę

- malonylo-CoA przenoszony na grupę SH fosfopanteteiny ACP przez malonylotransferazę

- syntaza beta-ketoacylowa: reszta acetylowa reaguje z resztą malonylową - odłącza się CO₂ z reszty malonylowej - powstaje czterowęglowy acetoacetylo-S-ACP

- reduktaza beta-ketoacylowa: grupa ketonowa reszty acetoacetylowej redukowana do hydroksylowej (dawca H: NADP)

- dehydrataza beta-hydroksyacylo-ACP: odłączenie częsteczki wody od beta-hydroksyacylo-S-ACP, powstaje krotonoilo-S-ACP

- reduktaza enoilowa: redukcja krotonoilo-S-ACP przy udziale NADPH - powstaje grupa butyrylowa (butyrylo-S-ACP)

- przeniesienie reszty butyrylowej z siarki fosfopanteteiny na siarkę grupy tiolowej reszty cysteiny należącej do syntazy beta-ketoacylowej drugiego monomeru

- malonylotransferaza: dołącza kolejną resztę malonylową do siarki grupy SH fosfopanteteiny

j) synteza kończy się w chwili osiągnięcia przez łańcuch długości 16 węgli - powstaje palmitoilo-S-ACP

- tioesteraza palmitynianowa hydrolizuje wiązanie tioestrowe między resztą kwasu palmitynowego a siarką fosfopanteteiny - uwolniony zostaje kwas palmitynowy

- tylko 2 atomy węgla od końca metylowego pochodzą z acetylo-S-CoA, reszta z malonylo-S-CoA

k) bilans syntezy:

8acetylo-S-CoA + 14NADPH + 14H⁺ + 7ATP + 7CO₂ = kwas palmitynowy + 8CoA-SH + 14NADP⁺ + 7ATP + 7Pi + 7H₂O

ELONGACJA I DESATURACJA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:

a) zachodzi w siateczce śródplazmatycznej

b) przekształca acylo-S-CoA w pochodne mające o 2 więcej atomów węgla

- dawcą acetylu jest malonylo-S-CoA

- NADP jest enzymem redukującym

c) reakcja katalizowana przez mikrosomalny układ enzymów zwany elongazą

d) proces dotyczy grup acylowych od C₁₀ wzwyż, również kwasów nienasyconych

e) głodzenie i cukrzyca znoszą elongację łańcucha

f) elongacja stearylo-CoA w mózgu ulega przyspieszeniu w okresie mielinizacji, aby dostarczyć kwasów C₂₂ i C₂₄

g) istnieje również mitochondrialny układ elongacyjny

- korzysta z acetylo-CoA jako dawcy acetylu

h) desaturacja między 9 a 10 atomem węgla - powstają jednonienasycone kwasy tłuszczowe

BIOSYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI:

Zachodzi przede wszystkim w wątrobie i tkance tłuszczowej.

a) 2 etapy:

- powstawanie glicerolu

- estryfikacja glicerolu kwasami tłuszczowymi

b) biosynteza 3-fosfoglicerolu:

- redukcja fosfodihydroksyacetonu (z glikolizy) przez dehydrogenazę glicerolo-3-fosforanową do glicerolo-3-fosforanu

- przemiana wolnego glicerolu w glicerolo-3-fosforan - enzym: kinaza glicerolowa, dawcą fosforanu jest ATP; przemiana ta zachodzi tylko w wątrobie

c) aktywacja kwasów tłuszczowych:

- syntetaza acylo-S-CoA (tiokinaza)

d) estryfikacja glicerolu kwasami:

- glicerolo-3-fosforan jest estryfikowany dwoma resztami acylowymi z dwóch cząsteczek acylo-S-CoA - powstaje kwas fosfatydowy (fosfatydan)

- acylotransferaza glicerolo-3-fosforanowa (związana z mitochondrium, pobudzana przez insulinę) - I etap

- acylotransferaza 1-acylo-glicerolo-3-fosforanowa

e) fosfataza fosfatydynowa:

- odłącza resztę fosforanową

- powstaje diacyloglicerol, do którego acylotransferaza diacyloglicerolowa przyłącza trzecią resztę acylową

f) los powstałych triglicerydów:

- triglicerydy powstające w wątrobie przekazywane są na VLDL

- triglicerydy powstające w tkance tłuszczowej: zachowywane są w adipocytach jako zapasowy materiał energetyczny

ROLA FA I ICH WPŁYW NA GOSPODARKĘ LIPIDOWĄ:

PUFA omega3 - działanie metaboliczne:

a) należą tu wielonienasycone kwasy tłuszczowe szeregu omega3:

- kwas alfa-linolenowy

- kwas ikozapentaenowy - timnodonowy

- kwas dokozapentaenowy - klupanodonowy

- kwas dokozaheksaenowy - cerwonowy

b) obecne w dużych ilościach w olejach rybich

c) działanie na ścianę naczyniową:

- redukcja hiperplazji błony wewnętrznej przez hamowanie wydzielania PDGF

- hamowanie restenozy po zabiegu angioplastyki

d) wpływ na hemostazę:

- wzrost aktywności tPA

- wzrost aktywności antytrombiny III

- spadek stężenia fibrynogenu

- spadek poziomu PAI

- obniżenie lepkości krwi

e) wpływ na gospodarkę lipidową:

- spadek poziomu kwasów tłuszczowych

- spadek syntezy VLDL

- spadek syntezy apo B

- spadek syntezy kwasów tłuszczowych

- spadek LDL przy normalnych stężeniach; przy podwyższonych stężeniach (hiperlipoproteinemia) następuje wzrost frakcji LDL

- wzrost frakcji HDL

- nasilenie utleniania kwasów tłuszczowych

f) działanie antyarytmiczne

Wpływ kwasów tłuszczowych na gospodarkę lipidową:

a) PUFA omega 6:

- spadek poziomu triglicerydów (VLDL)

- spadek HDL

- spadek LDL

b) PUFA omega 3 (patrz wyżej)

c) kwasy mononienasycone (MUFA) cis:

- spadek LDL

- HDL bez zmian

d) kwasy mononienasycone (MUFA) trans:

- wzrost LDL

- obniżenie HDL

e) z powyższych przyczyn, triglicerydy zaspokajające 30% potrzeb energetycznych organizmu powinny zawierać jak najwięcej kwasów MUFA cis; w tych 30%:

- 10-15% powinny stanowić tg zawierające kwasy MUFA (oczywiście cis)

- PUFA omega 6 - 6%

- PUFA omega 3 - 2% (PUFA łącznie 8%)

- kwasy nasycone - 6-7%

POZAENERGETYCZNE FUNKCJE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:

a) utrzymanie struktury i funkcji błon komórkowych

b) hamowanie pompy sodowo-potasowej

c) hamowanie translokazy nukleotydów adeninowych

d) regulacja receptorów hormonów (T4, angiotensyny II, glikokortykoidów, erytropoetyny)

e) regulacja funkcji kanałów błonowych K, Ca, Cl

f) modulacja ekspresji genów FABP, syntetazy acylo-S-CoA, desaturazy steroilo-CoA

FABP

a) Fatty acid binding proteins - białka wiążące kwasy tłuszczowe

b) niskocząsteczkowe białka cytozolowe odpowiedzialne za wewnątrzkomórkowy transport kwasów tłuszczowych

c) ekspresja genów modulowana przez kwasy tłuszczowe

d) co najmniej 8 typów:

- sercowy - H (heart)

- mózgowy - B (brain)

- mielinowy - M (myelin)

- naskórkowy - E (epidermal)

- jelitowy - I (intestinal)

- wątrobowy - L (liver)

- adipocytarny - A (adipocyte)

- I-LBP - ileal lipid-binding protein - białko wiążące lipidy charakterystyczne dla jelita krętego

e) białko I-LBP wykazuje duże powinowactwo do skoniugowanych kwasów żółciowych (jelito kręte jest miejscem resorpcji kwasów żółciowych)

f) wykazują większe powinowactwo do kwasu oleinowego i arachidonowego niż palmitynowego

g) FABP preferują kwasy nienasycone (wyjątkiem jest FABP typu jelitowego)

h) powinowactwo zwiększa się wraz ze wzrostem hydrofobowego charakteru FA

i) masa: 14-15 kDa

j) decydują o prędkości pobierania FFA z osocza przez komórkę

k) transportują proliferaty peroksysomów z cytosolu do jądra, gdzie wchodzą w interakcję z PPAR

l) 1 cząsteczka białka wiąże 2 cząsteczki kwasu

„Gumowe” ciekawostki i inne:

MODYFIKACJE LIPIDOWE BIAŁEK:

a) mirystynylacja:

- dotyczy N-końca białka

- polega na przyłączeniu reszty kwasu mirystynowego, którego dawcą jest mirystynylo-S-CoA

- reakcja katalizowana przez N-mirystynylotransferazę

- w mirystynylowanym białku N-końcowy aminokwas to glicyna, pozycję 5 zajmuje seryna lub treonina, 6 i 7 aminokwasy zasadowe

- przykładem jest mirystynylacja białka wirusowego src, której zablokowanie pozbawia to białko właściwości onkogennych

b) palmitynylacja:

- dotyczy reszt cysteiny

- dawcą reszty palmitynylowej jest palmitynylo-S-CoA

- przykładem jest palmitynylacja rodopsyny

PRENYLACJA:

c) farnezylacja:

- dotyczy końca karboksylowego

- grupy farnezylowe (15 C) łączą się wiązaniami tioeterowymi z grupami -SH reszt cysteinylowych przy karboksylowym końcu białka

- farnezylowane są liczne białka biorące udział w przekazywaniu sygnałów, również białka kierowane

d) geranylogeranylacja:

- tak jak farnezylacja, dotyczy końca karboksylowego białka

- grupy geranylogeranylowe (20 C) poprzez wiązania tioeterowe łączą się z resztami cysteiny przy C-końcu białka;

MEGALINA i CUBILINA:

Kubilina i megalina:

Kubilina:

a) białko zakotwiczone w błonie komórkowej dzięki palmitylacji

b) masa ok. 470 kDa

c) jej ligandy:

- apolipoproteina A-I

- transferyna

- HDL

- kompleks IF-witamina B12

- RAP

- białka komórek Clara

Megalina:

a) transbłonowa

b) masa ok. 600 kDa

c) samotnie występuje w błonach:

- podocytów

- pneumocytów typu II

- komórek tarczycy

- komórek przytarczyc

- endometrium

- najądrzu

d) ligandy:

- kompleks transkobalamina-B12

- kompleks RBP-witamina A

- apolipoproteina H

- alfa-1-mikroglobulina

- transtyretyna

- PTH

- hormony peptydowe

- kompleks UPA-PAI-I

- Apo-B

W połączeniu z megaliną kubilina występuje w:

- jelicie cienkim

- cewce proksymalnej nefronu

- cytotrofoblaście

Ligandy wspólne dla megaliny i cubiliny:

- DBP - białko wiążące witaminę D

- lekki łańcuch Ig

- hemoglobina

- albumina

Cubilina:

- masa - 460 kDa

- zakotwiczona w błonie

Budowa:

a) 27 domen CUB

- fragmenty podobne do składników dopełniacza C1r i C1s

- białko Uegf

- domena podobna do BMP-1

b) 8 domen podobnych do EGF

- jest identyczna z receptorem dla B₁₂-IF w jelicie

- domeny CUB mogą się łączyć w domeny eksponujące beta-helisy

- jest prenylowana

- może stać się ligandem dla megaliny

- sama kubilina nie ma możliwości internalizowania ligandów

Megalina:

- masa: 600 kDa

- zaliczana do rodziny receptorów dla LDL

- zawiera struktury beta-helisy

- Domeny:

- pozakomórkowa (wiąże ligand)

1. podobne do EGF

2. odpowiedzialne za dysocjację ligandu zależną od pH, zawierają fragmenty YWTD

- cytoplazmatyczna - odpowiedzialna za kotwiczenie w błonie, ma motywy NPXY, może rozpoczynać przekaz sygnału

- może podlegać „down regulation”

- megalina lub kompleks megalina-cubilina może internalizować ligandy

Funkcje megaliny i cubiliny:

- w łożysku - udział w przekazywaniu cholesterolu do komórek płodowych

- udział w przekazywaniu cholesterolu do OUN

- w nerce - reabsorpcja: wit. B12-transkobalaminy, RBP-wit.-A, transferyny, HDL, kompleksów B12-IF, DBP

Defekty megaliny i cubiliny:

- mogą powodować proteinurię - utratę białek przez nerki

- utrata witamin A, D, B12

- obniżenie HDL, wzrost frakcji proaterogennych lipoprotein

- defekt cubiliny - zespół Immerslunda-Grosbecka - młodzieżowa anemia megaloblastyczna (utrata B12)

- wpływ teratogenny

PPAR:

1. CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA:

a) peroxisome proliferator activated receptors - receptory aktywowane proliferatorami peroksysomów

b) należą do rodziny receptorów jądrowych, do których zaliczamy:

- receptory kwasu retinowego

- receptory hormonów tarczycy

- receptory witaminy D

- receptory prostanoidów

- receptory glikokortykoidów

- PPAR

- orphan receptors - receptory sieroce (ich ligandy jeszcze nieznane)

c) wyróżniamy następujące typy PPAR:

- PPAR α

- PPAR δ

- PPAR γ

2. MECHANIZMY DZIAŁANIA PPAR:

a) działanie z ligandem:

- działanie genowe (genomowe) - transaktywacja: PPAR związany z ligandem dimeryzuje w jądrze z RXR i jako heterodimer łączy się z PPARre - PPAR response element w sekwencji DNA;

- działanie pozagenowe - transrepresja: PPAR połączony z ligandem hamuje inne czynniki transkrypcyjne (Nf-κB, STAT) - działanie bez łączenia się PPAR z sekwencją DNA

b) działanie PPAR bez liganda:

- PPAR połączony z RXR (ale nie z ligandem) przyłącza się do PPARre w DNA;

- do tych dwóch czynników przyłącza się następnie kompleks represora wyposażony w enzym - deacetylazę histonów; deacetylacja histonów prowadzi do przyjęcia przez DNA bardziej upakowanej struktury i w efekcie hamuje ekspresję genów

- jeśli przyłączy się ligand, wtedy dołącza też kompleks aktywujący związany z acetylazą histonów, która acetylując histony, stymuluje ekspresję genów

PPAR α (alfa):

a) występowanie:

- hepatocyty

- enterocyty

- kanaliki proksymalne nerki

b) PPAR α w połączeniu z ligandem powoduje:

- wzrost syntezy apoA-I, apoA-II - korzystnie na HDL

- wzrost beta-oksydacji w komórce wątroby

- przeciwzapalne hamowanie COX-2

- działanie pro- i przeciwapoptyczne w zależności od komórki

c) wpływ PPAR α na aterogenezę:

- spadek produkcji VLDL

- wzrost spalania FFA

- wzrost lipolizy

- zwiększenie ilości HDL

- wzrost transportu zwrotnego cholesterolu

- spadek stężenia małych gęstych LDL

- wpływ naczynioochronny - spadek ilości adhezyn śródbłonka

d) ligandami PPAR α są między innymi fibraty

PPAR δ (delta):

a) szeroko rozpowszechniony

b) działanie:

- indukcja syntezy HDL

- dojrzewanie oligodendrocytów

- tworzenie błon

- powstawanie raka jelita grubego

c) antagoniści:

- sulindak

d) agoniści:

- estry etylowe nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych

- fibraty (bezafibrat)

e) następstwa aktywacji PPAR δ:

- kardiomiocyt: wzrost transportu FFA oraz ich beta-oksydacji

- mięsień szkieletowy: wzrost transportu i oksydacji FFA

- tkanka tłuszczowa: wzrost termogenezy

- odtłuszczenie naczyń: wzrost syntezy HDL

- wątroba: spadek glukoneogenezy, nasilenie cyklu pentozowego

- spadek odpowiedzi zapalnej komórek nacieku zapalnego

PPAR γ:

a) 3 podtypy:

1. - szeroko rozpowszechniony

2. - biała tkanka tłuszczowa

3. - makrofagi

b) defekty PPAR γ - jedna z przyczyn insulinooporności

WPŁYW PPAR γ NA TRANSDUKCJĘ SYGNAŁU PO POBUDZENIU RECEPTORA INSULINOWEGO:

a) działając przez prowadzący do szkodliwych następstw szlak obejmujący czynnik MAPK, insulina powoduje:

- wzrost proliferacji miocytów gładkich

- zwiększoną proliferację monocytów

- wzrost syntezy PDGF

- wzrost syntezy angiotensyny II

- wzrost syntezy PAI-1

- wzrost syntezy endoteliny I

- wzrost ekspresji białek adhezyjnych

Ten szlak jest hamowany przez PPAR γ

b) PPAR γ aktywuje szlak, w którym uczestniczy 3-kinaza fosfatydyloinozytolu; jest to szlak korzystny, powoduje:

- wzrost ekspresji genu GLUT 4

- wzrost syntezy tlenku azotu

- spadek aktywności metaloproteaz (stabilizujący wpływ na płytkę miażdżycową)

- wzrost syntezy TIMP - tkankowych inhibitorów MMP

- hamowanie apoptozy np. endotelium

c) agoniści PPAR γ:

- prostaglandyny

- nienasycone kwasy tłuszczowe

- tiazolidenodiony: troglitazon, pioglitazon, parglitazon, ciglitazon, rosiglitazon - leki pozwalające na przełamanie insulinooporności

CHOROBA TANGIERSKA:

- defekt transportera ABCA1

- obniżony poziom cholesterolu HDL, hipolipoproteinemia

- przedwczesna miażdżyca i neuropatie, zmętnienie rogówki

- hepatosplenomegalia

- nieznacznie podwyższony poziom triglicerydów

- znacznie powiększone, zabarwione na żółto lub pomarańczowo migdałki

- choroba genetyczna, dziedziczona autosomalnie recesywnie, 50 przypadków na świecie

- pierwszy przypadek na Wyspie Tangier u wybrzeży Virginii, USA

INHIBITORY CETP:
- CETi-1 - szczepionka anty-CETP otrzymana poprzez połączenie epitopu przeciw CETP z limfocytów B z epitopem przeciw toksynie tężca z limfocytów T, przeciwciało to przyłączając się do cząstek CETP hamuje ich funkcję

- Jtt-705
- torcetrapib
obie te cząsteczki inhibują CETP działając bezpośrednio przez wiązanie się z CETP co znosi aktywność przenoszącą estry cholesterolu

- alkohol etylowy - w umiarkowanych ilościach

Do obniżenia ryzyka chorób sercowo-naczyniowych stosuje się także połączenia inhibitorów CETP i statyn, np. Jtt-705 i pravastatyny, torcetrapib i atorvastatyny

Uzyskiwany efekt:
- spadek aktywności CETP
- spadek stezenia LDL
- wzrost stezenia HDL

Aktywatory CETP:
- apoE
- kwas 13-cis-retinowy
- kwas palmitynowy
- insulina

6. GOSPODARKA LIPIDOWA - LIPOPROTEINY:

LIPOPROTEINY:

Apolipoproteiny:

I. Rodzina A: związana z HDL

a) apoA-I

- aktywacja białka ABC, które umożliwia przeniesienie cholesterolu z komórki do cząstki HDL

- aktywator LCAT

- główna apolipoproteina lipoprotein HDL (70% ich białka)

- masa 28 kDa

- ligand dla cubiliny - umożliwia to jej resorpcję zwrotną w cewkach proksymalnych nefronów

- wysokie stężenie w osoczu: 100-130 mg/dl

- synteza w wątrobie i jelicie

- drastyczne obniżenie jej stężenia występuje w chorobie Tangierskiej (sam defekt dotyczy białka ABC1, jego skutkiem jest obniżone stężenie HDL i apoA-I)

b) apoA-II

- regulacja HTGL (wątrobowa lipaza triglicerydowa degradująca remnanty VLDL)

- masa 17 kDa

- stanowi 20% białek HDL

- obecna w 2/3 cząstek HDL

- synteza w wątrobie

- stężenie we krwi: ok. 30 mg/dl

c) apoA-IV

- aktywator LCAT

- masa 45 kDa

II. Rodzina B:

a) apoB48

- obecna w chylomikronach i ich remnantach

- pełni funkcję strukturalną

- masa 260 kDa

- syntezowana w jelicie

b) apoB100

- obecna w VLDL i LDL

- jest ligandem dla receptora wysokiego powinowacta apoB/E

- posiada masę 550 kDa

- syntezowana w wątrobie

c) obie apolipoproteiny są syntezowane przy wykorzystaniu mRNA z tego samego genu jako matrycy; w jelicie następuje modyfikacja posttranskrypcyjna mRNA, co powoduje, że translacja kończy się na 2153 kodonie (białko zawiera 2152 reszty aminokwasowe); w wątrobie powstaje białko złożone z aminokwasów kodowanych przez wszystkie 4563 kodony;

w jelicie mRNA genu APOB podlega redagowaniu - RNA editing, które prowadzi do zamiany reszty C w 2153 kodonie CAA na U, przez co z kodonu glutaminy powstaje kodon stop; reakcję katalizuje deaminaza cytydynowa

III. Rodzina C: związane z metabolizmem lipoprotein bogatych w triglicerydy, swobodnie przenoszone między różnymi frakcjami lipoprotein

- syntezowane w wątrobie i jelicie

- apoproteiny o najniższej masie cząsteczkowej (I - 6,5 kDa, II - 8,3 kDa, III - 8,7 kDa)

- apoC-I - aktywator LCAT

- apoC-II - aktywator LPL; jej defekt może prowadzić do chylomikronemii

- apoC-III - inhibitor LPL

- obecne w HDL, chylomikronach, VLDL

Apolipoproteina E:

a) występowanie:

- chylomikrony i ich remnanty

- VLDL

- IDL (remnanty VLDL)

- HDL

b) rola:

- eliminacja z krążenia produktów katabolizmu chylomikronów (receptor LRP)

- metabolizm VLDL - eliminacja IDL (ligand dla receptora apoB/E)

c) synteza:

- wątroba

- mózg (głównie przez neuroglej)

- śledziona

- nerki i płuca

d) masa:

- 34 kDa; 299 aminokwasów

e) gen:

- na 19 chromosomie

- 3 allele: ε2, ε3, ε4

f) polimorfizm genu:

- 6 fenotypów związanych z różnymi kombinacjami alleli: apoE2/2, apoE3/2, apoE3/3, apoE4/3, apoE4/4, apoE4/2

- poszczególne izoformy różnią się aminokwasami w pozycji 112 i 158

- izoforma apoE2 ma mniejszą zdolność wiązania się z receptorem apoB/E, co prowadzi do zmniejszenia katabolizmu remnantów VLDL i chylomikronów w wątrobie; towarzyszy temu wzmożony wychwyt LDL przy udziale „zwolnionych” receptorów apoB/E, co skutkuje obniżonym stężeniem cholesterolu całkowitego i LDL (homozygoty apoE2/2)

- izoforma apoE4 przyspiesza katabolizm lipoprotein wyposażonych w apoE - wykazuje wyższe powinowactwo do receptora apoB/E niż izoforma apoE3; wzmożony transport lipidów, w tym cholesterolu w VLDL, skutkuje zmniejszeniem ilości receptorów LDL w błonie hepatocytu; podwyższa się poziom LDL, które nie są wyłapywane przez wątrobę, przez co wzrasta ryzyko choroby niedokrwiennej serca

- fenotyp apoE4/4 obserwowany częściej w hiperlipoproteinemiach typu II, apoE2/2 w hiperlipoproteinemii typu III

g) drugi rodzaj polimorfizmu: związany z postrtranslacyjną glikozylacją - przyłączenie reszt kwasu sjalowego

h) izoforma apoE4 może odgrywać rolę w patomechanizmie choroby Alzheimera; apoE4 może tworzyć kompleksy z peptydem beta/A4 pochodzącym z białka prekursorowego amyloidu APP; brak alleli ε4 obniża ryzyko wystąpienia choroby

Chylomikrony:

I. struktura i skład:

a) syntezowane w jelicie; trafiają do chłonki i przez przewód piersiowy do układu krwionośnego; wielkość: do 1000 nm

b) skład lipidowy:

- triglicerydy: 90-95 %

- estry cholesterolu: 2-4%

- fosfolipidy: 2-6%

- wolny cholesterol: 1%

- białka: 1%

c) odpowiedzialne w głównej mierze za transport triglicerydów egzogennych

d) skłąd białkowy:

- apoB48

- apoC-II - otrzymują je od HDL

II. metabolizm

a) otrzymują apoC-II od HDL

b) z prądem krwi trafiają do tkanki tłuszczowej żółtej i mięśni poprzecznie prążkowanych, tu poddawane są działaniu lipazy lipoproteinowej aktywowanej przez apoC-II

c) działanie LPL uwalnia wolne kwasy tłuszczowe, glicerol i apoC-II - powstaje chylomikron resztkowy (remnant chylomikronu)

d) remnanty chylomikronów są wyłapywane przez hepatocyty przy udziale odpowiednich receptorów

e) zaburzenia w metabolizmie prowadzą do hiperlipoproteinemii typu I oraz (częściowo) typu V

f) im wyższe stężenie chylomikronów tym niższe stężenie HDL

HDL:

a) wielkość: 8-13 nm

b) skład lipidowy:

- duża zawartość cholesterolu, estry: 10-20%, wolny: 5%;

- fosfolipidy stanowią 25% masy,

- triglicerydy: 7%

c) skład białkowy:

- białka stanowią ok 45% masy cząstek

- 70% białek stanowi apo AI (28 kDa) - występująca we wszystkich HDL

- 20% stanowi apo AII (17 kDa) - występuje w 2/3 cząstek HDL

- białka migrujące: apo CI, apo CII, apo CIII, apo E

II. CYKL HDL:

- apo AI - niezbędny składnik, syntezowana w jelicie

- apo AI zostaje otoczone fosfolipidami i cholesterolem - proces zachodzi przy powierzchni hepatocytów, ale też w innych miejscach obfitujących w fosfolipidy i cholesterol - powstaje natywny HDL₃ o kształcie dyskoidalnych

- apo AI oddziałuje z receptorem, dzięki czemu możliwy staje się transport cholesterolu z komórki do HDL za pośrednictwem białka ABC-1 (posiada 2 domeny regulowane przez ATP, jego ekspresja jest zależna od aktywacji PPAR przez tiazolidynodiony i wolne kwasy tłuszczowe); mówimy, że apo AI aktywuje ABC-1

- po odebraniu cholesterolu i jego estryfikacji przez LCAT HDL₃ przechodzi w HDL_2A

- HDL_2A pod wpływem CETP przechodzi w HDL_2B

- HDL_2B poddawany jest działaniu HTGL, następuje hydroliza triglicerydów - powoduje to jego ponowne przejście w formę HDL₃

III. transport zwrotny cholesterolu:

- zachodzi dzięki cząstkom HDL odbierającym cholesterol z tkanek obwodowych; jest to możliwe dzięki białku ABC-1 komórek obwodowych, aktywowanemu przez apo AI

a) droga bezpośrednia:

- zachodzi przy udziale receptora SR B1 - scavenger receptor

- całe cząstki HDL zostają wciągnięte do wnętrza do wnętrza hepatocytu

- estry cholesterolu są hydrolizowane przez esterazę

- HDL nie zostaje całkowicie strawiony - w „okrojone” formie (większą część stanowi apo AI) zostaje wydzielony z powrotem z hepatocytu

b) droga pośrednia - jest najistotniejsza u człowieka:

- polega na wymianie lipidów między HDL a VLDL: HDL przyjmują triglicerydy przekazując część swojego cholesterolu na VLDL

- VLDL jest następnie poddawany działaniu lipazy lipoproteinowej, w wyniku czego powstają IDL - remnanty VLDL

- 2/3 remnantów VLDL internalizowane jest przez hepatocyty po związaniu przez receptor wysokiego powinowactwa

- 1/3 poddawana jest działaniu HTGL, przez co przekształca się w LDL, których 75% jest wyłapywane przez wątrobę

c) cholesterol w wątrobie:

- obniża aktywność reduktazy beta-hydroksy, beta-metylo glutarylo-S-CoA - hamuje syntezę endogennego cholesterolu

- po przekształceniu w oksysterole hamuje ekspresję receptora LDL

- jest deponowany w hepatocycie dzięki ACAT

- służy do syntezy kwasów żółciowych

IV. Przeciwmiażdżycowe działanie HDL:

- transport zwrotny cholesterolu - usuwanie go ze ściany naczyniowej

- hamowanie adhezji monocytów

- hamowanie oksydacji LDL dzięki obecności paraoksonazy - antyoksydacyjnego enzymu wytwarzanego przez wątrobę

VLDL:

a) syntezowane przez hepatocyty

b) bogate w triglicerydy - endogenne, w przeciwieństwie do TG w chylomikronach

c) skład lipidowy:

- triglicerydy: 50-65 %

- estry cholesterolu: 8-14 %

- fosfolipidy: 12-16 %

- wolny cholesterol: 4-7 %

d) skład białkowy (białka stanowią 5-10% cząstki):

- apoB-100

- apoE

e) połączenie składników lipidowych z białkowymi następuje w aparacie Golgiego - powstaje natywny (niedojrzały) VLDL

f) metabolizm:

- w krwiobiegu natywny VLDL otrzymuje apoC-II od HDL

- dzięki aktywności CETP otrzymuje od HDL cholesterol, w zamian oddaje triglicerydy

- w naczyniach tkanki tłuszczowej i mięśni poprzecznie prążkowanych poddawany działaniu LPL

- powracają jako IDL do wątroby,

- 2/3 IDL jest wyłapywane przez receptor wysokiego powinowactwa (ligandem jest apoB-100)

- 1/3 IDL jest przez HTGL przekształcana w LDL (apoE odłącza się w tym procesie)

g) podwyższony poziom VLDL obserwowany w hiperlipoproteinemii typu IV i V

MODYFIKACJE LDL:

a) modyfikacje biłka apo B100 - skutkują jego obniżonym powinowactwem do receptora LDL

- oksydacja - pod wpływem wolnych rodników i enzymów lizosomalnych; zachodzi pod wpływem substancji uwalnianych przez komórki krwi; dotyczy zwłaszcza reszt tyrozyny i lizyny, może prowadzić do fragmentacji białka; tak zmodyfikowana apo B100 może stać się obca antygenowo

- glikacja - spada powinowactwo do receptora LDL, zwiększa się wychwyt przy udziale receptorów scavenger

- glikooksydacja

- angiotensynizacja

- tiolacja - przyłączenie homocysteiny

b) modyfikacje kwasów tłuszczowych

- utlenianie do nadtlenków kwasów tłuszczowych

c) modyfikacje cholesterolu:

- utlenianie do oksysterolu

d) modyfikacje mogą prowadzić do wytwarzania przeciwciał przeciwko cząstkom LDL

e) w ścianie naczyniowej LDL są modyfikowane przez: lipooksygenację, aktywność mieloperoksydazy, wolne rodniki takie jak: rodnik ponadtlenkowy, peroksynitryle, rodnik hydroksylowy

f) lipoproteiny LDL są zabezpieczone przed oksydacją przez znajdujące się w nich: gamma i alfa tokoferol, karotenoidy, retinoidy

g) modyfikacje prowadzą do nasilenia aterogennego wpływu LDL

MAŁE GĘSTE LDL:

a) podfrakcji B lipoprotein LDL

b) wykazuje bardziej aterogenny wpływ niż podfrakcja A

c) ich obecność związana jest z insulinoopornością i nadprodukcją apo-B100

d) mechanizm zwiększenia produkcji ich komponenty białkowej w insulinooporności:

- insulina nie może hamować lipolizy w tkance tłuszczowej żółtej, co skutkuje

- zwiększoną zawartością FFA w osoczu i ich transportem do wątroby, w której

- obecne w dużej ilości FFA stymulują syntezę VLDL hamując degradację apo-B100 (która uległaby degradacji przy niskich stężeniach FFA)

- zwiększona ilość VLDL intensywnie wymienia triglicerydy na cholesterol z HDL, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia poziomu HDL

- następuje patologiczna wymiana lipidów między VLDL a LDL, co obniża zawartość cholesterolu w cząstkach LDL; kiedy LDL zostaną poddane działaniu LPL, która uwolni z nich składniki triglicerydowe, będą posiadały mniejszą ilość cholesterolu w stosunku do podfrakcji A - tzn. będą miały obniżony stosunek zawartości cholesterolu do zawartości białka, którego będzie tyle samo - dalej jedna cząsteczka apo-B100 na jedną cząstkę LDL

e) ich aterogenność polega na:

- małym powinowactwie do receptora LDL

- długim okresie półtrwania

- intensywnym naciekaniu ściany naczyniowej

- silnym wiązaniu z glikozaminoglikanami

- przyspieszonej oksydacji

- intensywnym wychwycie przez makrofagi

Wykrywanie małych gęstych LDL:

a) elektroforeza w gradiencie pH

b) ultrawirowanie w gradiencie gęstości

c) NMR lipoprotein - pozwala zmierzyć stężenie samych cząstek LDL oraz ich wielkość

d) stężenie apoB-100

7. ZABURZENIA GOSPODARKI LIPIDOWEJ:

Diagnostyka lipidowa step-by-step:

1. Czy jest hiperlipidemia?

- badamy profil lipidowy wg zasad opisanych w skrypcie

2. Jaka jest przyczyna hiperlipidemii? Czy jest to hiperlipidemia pierwotna czy wtórna?

a) hiperlipoproteinemie pierwotne wykluczamy per eliminationem przeprowadzając badania mające na celu stwierdzenie, czy zaburzenia gospodarki lipidowej nie są wynikiem innych chorób:

- TSH (co 10 hiperlipidemia u kobiet jest spowodowana niedoczynnością tarczycy)

- cukrzyca

- enzymy wątrobowe

- badanie moczu

- alfa-amylaza

3. Jaki jest typ hiperlipoproteinemii?

4. Czy są nielipidowe czynniki ryzyka?

5. Jakie jest globalne ryzyko?

6. Jaki jest typ prewencji? Czy wtórna czy pierwotna?

Hiperlipoproteinemia typu I:

a) nazywana również hiperlipidemią swoistą, chorobą Burgera-Grutza, hiperchylomikronemią

b) spowodowana defektami genetycznymi:

- niedobór lipazy lipoproteinowej (najważniejsza przyczyna)

- defekt apoC-II - aktywatora lipazy lipoproteinowej

- obecność przeciwciał przeciwheparynowych w surowicy - obniżona aktywność LPL

c) związana z gromadzeniem się chylomikronów we krwi - chylomikronemia

d) poziom VLDL pozostaje bez zmian z powodu hamującego wpływu chylomikronów na ich syntezę

e) głównym objawem jest triglicerydemia - stężenia rzędu 10 000 mg%; cholesterol w normie lub nieznacznie podwyższony

f) chylomikrony naciekają narządy miąższowe:

- wątrobę

- trzustkę - mogą wywołać jej zapalenie aktywując zawarte w niej proenzymy enzymów proteolitycznych; zapalenie trzustki jest główną przyczyną śmierci osób dotkniętych tą hiperlipoproteinemią

- śledzionę

g) osoby nieleczone nie dożywają 20 roku życia

h) leczenie polega na podawaniu wyłącznie krótko- i średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych; w przypadku defektu apo C-II możemy pacjentowi podać to białko

i) w teście lodówkowym osocze jest przejrzyste z kożuchem

j) w obrazie elektroforetycznym pojawia się plama chylomikronów (obecna również wtedy, gdy pacjent nie jest na czczo)

k) stosunek cholesterol całkowity/triglicerydy (Tch/TG) mniejszy od 0,2

Hiperlipoproteinemia typu II:

a) jest związana z defektem receptora LDL

b) może być w postaci heterozygotycznej (1/500 osób w Polsce) - liczba receptorów zmniejszona o połowę lub homozygotycznej (1/1 mln osób w Polsce) - brak receptorów

c) postać receptoronegatywna i receptorodefektywna (łagodniejsza)

d) w osoczu podwyższony poziom LDL, które przebywając we krwi przez długi okres czasu podlegają różnorodnym modyfikacjom - wzrasta ich działanie aterogenne

e) wzrost endogennej syntezy cholesterolu

f) w postaci 2a:

- hipercholesterolemia rodzinna (hipercholesterolemia pierwotna, dziedziczna)

- surowica klarowna, bez kożucha

- podwyższony poziom beta lipoprotein

- podwyższony cholesterol (całkowity i LDL), triglicerydy prawidłowe

- stosunek Tch do TG wyższy niż 1,5

g) w postaci 2b:

- surowica opalizoująca

- podwyższony poziom beta i pre-beta lipoprotein

- wzrost stężenia cholesterolu całkowitego i LDL oraz triglicerydów

- stosunek Tch do TG = 1 - 1,5

h) objawy hiperlipoproteinemii typu II:

- kępki żółte

- rąbek starczy

- żółtaki na wyprostnych częściach kończyn i w dole podkolanowym

Hiperlipoproteinemia typu III:

a) hiperlipoproteinemia mieszana, choroba szerokiego prążka, hiperlipoproteinemia remnantowa, dysbetalipoproteinemia

b) spowodowana nieprawidłowym fenotypem apoE - nieprawidłowy allel apoE₂ obecny w układzie hetero- lub homozygotycznym zamiast apoE₃:

- polimorfizm apoE ma podłoże genetyczne, dodatkowo jest związany z posttranslacyjną glikozylacją białka

- najczęściej występująca u człowieka forma to: apoE3 - najczęstszy fenotyp to apoE3/3

- w dysbetalipoproteinemii rośnie stosunek apoE2/apoE3

c) powinowactwo apoE do receptora apo B/E jest obniżone, co upośledza wyłapywanie remnantów VLDL

d) w osoczu rośnie poziom remnantów VLDL (IDL), obniża się poziom LDL

e) pod względem aterogenności remnanty VLDL porównywalne do LDL; ulegają one modyfikacjom w naczyniach, po czym naciekają ich ściany rozpoczynając proces miażdżycowy

f) odkładanie w tkankach obwodowych powoduje powstanie guzów

g) w elektroforezie brak oddzielnych prążków beta i pre-beta - występuje jeden szeroki prążek remnantów pre-beta lipoprotein - lipoprotein flotujących

h) w teście zimnej flotacji - osocze jest mętne z kożuchem

i) fenotyp apoE możemy zbadać metodą ogniskowania izoelektrycznego w gradiencie pH - umożliwia pewne rozpoznanie

Hiperlipoproteinemia typu IV:

a) triglicerydemia endogenna

b) podwyższone stężenie TG, prawidłowe lub nieznacznie podwyższone stężenie cholesterolu całkowitego, cholesterol HDL często obniżony; frakcja beta-lipoprotein podwyższona

c) przyczyna postaci pierwotnej nieznana, jako hiperlipoproteinemia wtórna występuje w cukrzycy i chorobach wątroby

d) wzrost syntezy i podwyższony poziom VLDL w osoczu wiąże się z:

- naciekaniem narządów miąższowych (wątroby, śledziony, trzustki)

- naciekaniem ściany naczyniowej - podwyższone ryzyko miażdżycy

- w teście lodówkowym surowica mleczna - silnie lipemiczna

- prążek pre-beta lipoprotein mocno wysycony w elektroforezie

e) stosunek Tch do TG mniejszy niż 0,9

Hiperlipoproteinemia typu V:

a) związana z obecnością 2 defektów:

- zwiększonej syntezy VLDL

- defektu lipazy lipoproteinowej

b) wzrost poziomu VLDL i chylomikronów - w teście zimnej flotacji osocze mleczne (mętne) z kożuchem

c) obniżona aktywność lipazy lipoproteinowej może być związana:

- z defektem apoC-II

- obecnością nieprawidłowej apoC-III będącej inhibitorem LPL

- insulinoopornością

d) patologiczny wpływ na organizm:

- naciekanie wątroby i śledziony

- naciekanie trzustki, które może wywołać jej zapalenie

- ryzyko wystąpienia miażdżycy względnie niewielkie

e) stosunek Tch do TG = 0,2 - 0,5

Lipoproteina (a):

a) Skład lipidowy i białkowy - jak w LDL

b) dodatkowo posiada apolipoproteinę (a) - o strukturze przypominającej precle - cringles

c) liczba domen przypominających precle uwarunkowana jest genetycznie

d) aterogenne działanie, ponieważ:

- jej wiązanie z receptorem jest utrudnione

- jej klirens jest powolny

- łatwo ulega modyfikacjom

- gromadzi się w ścianie naczyniowej

- konkuruje z plazminogenem lub t-PA - z uwagi na podobieństwo strukturalne

- stymuluje sekrecję PAI - inhibitora aktywatora plazminogenu

- obniża uwalnianie TGF-beta, który to czynnik wzrostowy hamuje wzrost SMC

e) wzrost jej stężenia występuje przy obniżonym poziomie estrogenów i w przypadkach hipoandrogenizmu

f) wartość graniczna - wartość odcięcia: 0,2 g/l (20 mg%)

g) oznaczamy jej stężenie u osób:

- po zawale serca przy prawidłowych stężeniach lipidów

- z incydentami zakrzepowymi

Lipoproteina X:

a) występuje u osób z długotrwałą żółtaczką zastoinową

- czuły wskaźnik cholestazy, ale:

- nie pozwala odróżnić cholestazy zewnątrz- od wewnątrzwątrobowej

b) gęstość zbliżona do LDL - podobne właściwości w ultrawirowaniu

c) wykrywanie przez elektroforezę w żelu agarozowym

d) skład

- większość to fosfolipidy i niezestryfikowany cholesterol

- białko, trójglicerydy i estry cholesterolu - łącznie mniej niż 12% lipoproteiny Lpx

- główny kwas żółciowy w Lpx - kwas litocholowy

e) struktura Lpx

- dwuwarstwowy, kulisty pęcherzyk, którego ściana utworzona jest z cholesterolu wolnego i fosfolipidów w równomolowych ilościach

- wnętrze wypełnione fazą wodną z albuminami

f) posiada silne właściwości agregacyjne

g) lipoproteiny obecne w żółci można przekształcić Lpx przez dodanie albuminy

h) w powstawaniu uczestniczy flippaza - białko przenoszące lecytynę między wewnętrzną a zewnętrzną warstwą błony komórkowej

i) w dużych ilościach u pacjentów z marskością żółciową wątroby

- wysokie stężenie cholesterolu w wyniku nagromadzenia LpX

- niskie ryzyko choroby niedokrwiennej serca, bo Lpx ma właściwości antyoksydacyjne - sama nie ulega oksydacji i chroni przed oksydacją LDL

- stężenie nawet do 1400 mg% ale nie wzrasta ryzyko rozwoju miażdżycy

- ryzyko nadlepkości i innych zmian niedokrwiennych

Lipoproteina x:

a) występuje w znacznej ilości we krwi pacjentów z cholestazą wątrobową

b) postać liposomu zbudowanego z podwójnej warstwy fosfolipidów (66% to lecytyna), wolnego cholesterolu (25%) i białek (5% - połowa to albuminy)

c) gęstość zbliżona do LDL

d) właściwości aterogenne nieudowodnione

TRIADA LIPIDOWA - dyslipidemia w cukrzycy:

a) zespół zaburzeń lipidowych obecnych w cukrzycy

b) składają się na nią:

- hipertriglicerydemia

- obniżenie poziomu cholesterolu HDL

- obecność małych gęstych LDL

c) w cukrzycy nie występuje hipercholesterolemia!

d) mechanizm powstawania triady lipidowej:

- w insulinoopornych adipocytach insulina nie może hamować HSL; następuje wzrost lipolizy i zwiększone uwalnianie FFA do osocza

- w wątrobie przy dużych stężeniach insuliny pobudzona zostaje apoB-100, w wyniku czego powstaje więcej VLDL

- w cukrzycy wzrasta aktywność CETP, co prowadzi do nasilenia wymiany lipidowej między VLDL i HDL

- HDL wzbogacone w triglicerydy z VLDL są poddawane działaniu HTGL, co prowadzi do ich zagęszczenia i zmniejszenia ich masy - powstają małe gęste HDL, które przesączają się przez naczynia włosowate kłębuszków nerkowych - następuje w ten sposób utrata HDL

- CETP również przenosi triglicerydy z VLDL na LDL; wzbogacone w TG LDL są poddawane działaniu HTGL i LPL, co prowadzi do zmniejszenia ich masy - tracą uzyskane TG stając się małymi gęstymi LDL

Proaterogenny wpływ cukrzycy:

a) hiperglikemia

b) hiperinsulinemia (typ II)

c) nadciśnienie

d) dyslipidemia

e) zaburzenia krzepnięcia krwi

f) obecność advanced glication end products

g) zwiększony stres oksydacyjny

LEKI HIPOLIPEMIZUJĄCE:

1.STATYNY:

a) odkryte po raz pierwszy w grzybach Penicillum citrinum

b) dziś używane: lowastatyna, simwastatyna, prawastatyna, ceriwastatyna, atorwastatyna

c) działają poprzez inhibicję reduktazy HMG-CoA hamując w ten sposób szlak mewalonianowy

d) zahamowanie szlaku mewalonianowego blokuje:

- syntezę cholesterolu

- syntezę dolicholu

- prenylację białek

- syntezę ubichinonu

e) efekty stosowania statyny w wątrobie/wpływ na gospodarkę lipidową:

- spadek stężenia cholesterolu w hepatocycie wskutek zmniejszenia jego syntezy, co powoduje:

- wzrost syntezy receptora apoB/E, którego zwiększone ilości w błonie hepatocytów powodują:

- zwiększone wyłapywanie LDL (import cholesterolu z osocza) i remnantów VLDL

- dodatkowo hamowana jest synteza apoB-100, co zmniejsza syntezę VLDL

- wraz z obniżeniem poziomu LDL obniża się poziom cholesterolu w osoczu, a VLDL - triglicerydów

f) działanie statyn w mięśniach:

- spadek syntezy dolicholu, ubichinonu, cholesterolu i prenylacji białek

- obniżenie stężenia dolicholu i zahamowanie glikozylacji białek zaburza szlaki przekazywania sygnału w komórce, przez co przestaje ona reagować na sygnały proliferacyjne

- obniżenie stężenia cholesterolu, który jest surowcem do produkcji błon komórkowych również hamuje podziały komórkowe

- spadek stężenia ubichinonu upośledza przemiany będące źródłem energii; niedobór energii również hamuje proliferację SMC

g) plejotropowe nielipidowe działanie statyn:

- hamowanie proliferacji miocytów gładkich

- hamowanie naciekania ściany naczyniowej przez LDL i VLDL

- stabilizacja blaszki miażdżycowej

- ochronny wpływ na śródbłonek

- modulacja wpływu czynników wazokonstrykcyjnych na miocyty gładkie

- hamowanie produkcji wolnych rodników

- hamowanie agregacji i adhezji płytek krwi

- zmniejszona ekspresja czynnika tkankowego (TF)

- spadek stężenia lipoproteiny (a)

2. ŻYWICE JONOWYMIENNE:

a) cholestyramina i kolestypol

b) wiążą kwasy żółciowe w jelicie prowadząc do ich zwiększonego wydalania

c) zmniejszenie ilości kwasów żółciowych powracających do wątroby w krążeniu jelitowo-wrotnym zmuszą ją do nasilenia ich syntezy; w efekcie wątroba wyłapuje więcej cholesterolu z osocza

d) w bliżej nieznanym mechanizmie żywice zwiększają syntezę VLDL podnosząc poziom triglicerydów w osoczu

3. FIBRATY:

a) gemfibrozil, fenofibrat, bezafibrat, ciprofibrat

b) hamują syntezę VLDL obniżając stężenie TG w osoczu

c) zwiększają aktywność LPL

d) obniżają stężenie remnantów VLDL

e) wywierają różny wpływ na LDL:

- mogą podwyższać lub obniżać ich stężenie w zależności od wyjściowej ich ilości w osoczu

f) podwyższają stężenie cholesterolu frakcji HDL

4. KWAS NIKOTYNOWY:

a) wpływa na gospodarkę lipidową w dawkach farmakologicznych (kilka gramów)

b) hamuje syntezę VLDL

c) powoduje wzrost poziomu cholesterolu HDL przez hamowanie CETP

5. PROBUKOL:

a) obniżenie stężenia LDL w mechanizmie niereceptorowym

b) działanie antyoksydacyjne

8. GOSPODARKA LIPIDOWA - C.D.

WPŁYW HORMONÓW NA GOSPODARKĘ LIPIDOWĄ:

Wpływ insuliny na gospodarkę lipidową:

a) hamowanie lipolizy:

- hamowanie hormonozależnej lipazy adipocytów - wiąże się ze spadkiem cAMP

- obniża stężenie FFA i glicerolu w osoczu

b) nasilenie lipogenezy i biosyntezy acyloglicerolu

- wzrost aktywności dehydrogenazy pirogronianowej, acylotransferazy glicerolo-3-fosforanowej, karboksylazy acetylo-CoA

c) mechanizmy prowadzące do zahamowania lipolizy:

- spadek poziomu cAMP w wyniku aktywacji fosfodiesterazy

- hamowanie cyklazy adenylanowej poprzez białko Gi

- pobudzanie fosfatazy lipazy, która inaktywuje HSL

d) mechanizmy pobudzania lipogenezy:

- aktywacja lipazy lipoproteinowej śródbłonka włośniczek

- zwiększenie napływu glukozy do komórek - jest ona źródłem glicerolu i NADPH + H⁺ potrzebnych w lipogenezie

- stymulacja syntezy triglicerydów z glukozy

- hamowanie lipolizy

Wpływ hormonów na gospodarkę lipidową:

a) lipolizę hamują:

- insulina

- kwas nikotynowy

- PGE₁

HORMONY POBUDZAJĄCE LIPOLIZĘ:

b) lipolizę pobudzają:

- adrenalina i noradrenalina

- glukagon

- ACTH

- MSH

- GH

- TSH

- wazopresyna

- hormony tarczycy

c) metyloksantyny pobudzają lipolizę przez zahamowanie fosfodiesterazy, co skutkuje wzrostem cAMP

d) glikokortykosterydy pobudzają lipolizę przez wzrost syntezy HSL (niezależnie od cAMP)

Wpływ hormonów na gospodarkę lipidową:

GLUKAGON:

a) główny hormon zwiększający uwalnianie FFA z tkanki tłuszczowej w okresach międzytrawiennych - aktywator lipolizy

b) przyspiesza beta-oksydację w wątrobie wpływając na prędkość wyłapywania przez ten narząd FFA z osocza

c) nasila proces ketogenezy:

- ogranicza szybkość syntezy cytrynianu w mitochondriach

- zmniejsza intensywność przemian cyklu Krebsa

- hamuje karboksylazę acetylo-S-CoA - hamuje syntezę kwasów tłuszczowych

- hamuje syntezę cholesterolu poprzez hamowanie fosfatazy defosforylującej reduktazę reduktazę HMG-CoA, aktywuje kinazę HMG-CoA

- wpływa na podwyższenie stężenia acetylo-S-CoA, który jest wykorzystywany w procesie ketogenezy

d) posiada receptory na hepatocytach i adipocytach:

- GR1 - aktywowany przy niskim stężeniu hormonu, oddziałuje poprzez kaskadę fosfatydyloinozytolową

- GR2 - aktywowany przy wysokich stężeniach hormonu, oddziałuje poprzez zwiększenie stężenia cAMP w komórce wskutek aktywacji cyklazy adenylanowej

ACTH:

a) wywiera efekt poprzez aktywację cyklazy adenylanowej

b) stymuluje syntezę i transport receptora apoB/E ułatwiając pobieranie LDL z osocza przez korę nadnercza

c) aktywuje esterazę cholesterolową

d) pobudza syntezę kortyzolu

KORTYZOL:

a) wpływ zaznacza się głównie w okresach międzytrawiennych

b) pobudza lipolizę w tkance tłuszczowej przez:

- nasilenie syntezy HSL

- wzrost syntezy białka potrzebnego do aktywacji HSL

- pełni funkcję przyzwalającą dla glukagonu, katecholamin i GH uwrażliwając adipocyty na lipolityczny wpływ tych hormonów

c) w wątrobie:

- przyzwalające działanie dla glukagonu

d) regulacja stosunku insulina-glukagon: hamowanie uwalniania insuliny, wzrost uwalniania glukagonu

e) hamowanie syntezy receptora insuliny

f) w rdzeniu nadnerczy pobudza syntezę katecholamin

KATECHOLAMINY:

a) aktywują lipolizę przez receptory β₃

b) utrudniają wiązanie insuliny z receptorem w błonie adipocytów

ENZYMY W GOSPODARCE LIPDOWEJ:

LCAT:

a) acylotransferaza lecytyna-cholesterol

b) syntezowana w wątrobie, uwalniana do krążenia

c) estryfikuje cholesterol w HDL biorąc udział w jego zwrotnym transporcie

d) dwa typy aktywności LCAT:

- alfa - estryfikacja cholesterolu HDL

- beta - estryfikacja cholesterolu w lipoproteinach zawierających apoB; brak tego rodzaju aktywności, który może być skutkiem rozległych chorób wątroby, prowadzi do wzrostu poziomu wolnego cholesterolu

e) jego aktywatory:

- apoA-I

- apoA-IV

- apoC-I

f) aktywność LCAT ostatecznie prowadzi do zwiększenia zawartości apoE i obniżenia zawartości apoC w VLDL

g) objawy wrodzonego niedoboru LCAT:

- zwiększenie stężenia triglicerydów

- zmętnienie rogówki

- niedokrwistość

- białkomocz

- zmiany ksantomatyczne (czasam) w okolicach ścięgien, dłoni

LPL - lipaza lipoproteinowa śródbłonka naczyń:

a) odpowiedzialna za hydrolizę triglicerydów zawartych w chylomikronach i VLDL - przekształca je w odpowiednio: remnanty chylomikronów i IDL

b) występuje w naczyniach krwionośnych tkanek pozawątrobowych:

- mięśni szkieletowych

- tkanki tłuszczowej

- mięśnia sercowego

c) aktywatory:

- apoC-II

- heparyna

- GAG wiążące eznym do ściany naczyniowej

d) dożylne podanie heparyny powoduje uwolnienie enzymu z jego połączenia z siarczanem heparanu i nagły wzrost lipolitycznej aktywności w osoczu

e) substancje obniżające aktywność:

- apoC-III

- siarczan protaminy

f) aktywność wyższa u kobiety, obniża się z wiekiem

g) brak aktywności LPL występuje w hiperlipoproteinemii typu I

HTGL - wątrobowa lipaza triglicerydowa:

a) zlokalizowana na śródbłonku zatokowych naczyń wątroby

b) odpowiedzialna za katabolizm 1/3 remnantów VLDL oraz przekształcenie HDL_2B w HDL₃

c) substraty: triglicerydy i fosfolipidy

d) aktywowana przez:

- insulinę

- hormony tarczycy

e) do pełnej aktywności wymagane wysokie stężenie NaCl

f) aktywność wyższa u mężczyzn

HSL - hormon-sensitive lipase:

a) hormonozależna wewnątrzkomórkowa lipaza adipocytów (HTL)

b) uwalnia wolne kwasy tłuszczowe z adipocytów w okresie międzyposiłkowym i przy zwiększonym zapotrzebowaniu energetycznym

c) aktywność wzrasta wraz z wzrostem stężenia cAMP

d) aktywowana przez adrenalinę przez receptor beta-1-adrenergiczny

e) aktywność obniżana przez insulinę, która powoduje spadek poziomu cAMP

RECEPTORY W GOSPODARCE LIPIDOWEJ:

ABCA1:

a) ATP binding cassette transporter A1

b) 2261 aminokwasów, członek nadrodziny białek ABC

c) złożone z 2 podobnie zbudowanych kowalencyjnie ze sobą związanych połówek

d) każda połówka posiada domenę wiążącą nukleotydy z dwoma konserwatywnymi motywami (Walker 1 i Walker 2) oraz domenę transbłonową i zewnątrzkomórkową (tworzącą glikozylowane pętle)

e) uczestniczy w transporcie lipidów z komórki na zewnątrz albo w mechanizmie bezpośrednim tworząc kanał, albo pełniąc rolę regulatorową (dokładny mechanizm nieznany)

f) defekt genu ABCA1 jest przyczyną choroby tangierskiej

g) C-koniec (w cytozolu) oddziałuje z syntrofiną-β2 i utrofiną

h) ABCA1 odpowiada za transport:

- fosfolipidów (przede wszystkim); głównie fosfatydylocholiny

- cholesterolu

- innych substancji - α-tokoferolu, apoE, interferonu-1β

i) mechanizm działania:

- wpływ na błonę komórkową - organizuje ją w mikrodomeny, co ułatwia przenoszenie lipidów na lipoproteiny

- bezpośrednie oddziaływanie z apoA-I

j) wzrost ekspresji genu następuje przy wysokich wewnątrzkomórkowych stężeniach cholesterolu

- powstające w komórce oksysterole tworzą kompleks z receptorami LXR i następnie aktywują ekspresję genu ABCA1

Receptor LDL (LDLR):

a) receptor apoB/E zwany receptorem wysokiego powinowactwa

b) ligandy:

- apoB-100

- apoE

c) aktywność hamowana przez RAP - receptor associated lipoprotein

d) funkcje:

- tkanki pozawątrobowe: pobieranie (internalizacja) LDL

- wątroba: pobieranie różnych lipoprotein wyposażonych w apoB-100

e) obecny w zagłębieniach błonowych pokrytych klatryną - zagłębienia przechodzą w pęcherzyki endocytarne

f) ekspresja genu receptora hamowana przez cholesterol

g) struktura:

- domena wiążąca ligand (przy N-końcu) - liczne wiązania dwusiarczkowe

- domena zbliżona do prekursora czynnika wzrostu EGF - EGFP

- domena bogato glikozylowana (bez znaczenia funkcjonalnego)

- domena transbłonowa

- domena cytozolowa przy C-końcu z sekwencją sygnałową

sekwencje wiążące ligand znajdują się przy N-końcu receptora: 40-aminokwasowe w 50% homologiczne powtórzenia (w liczbie 7)

domena EGFP wykazuje 30% homologii w stosunku do sekwencji EGF (3 powtórzenia); jej funkcja polega na uwalnianiu ligandu z jego połączenia z domeną wiążącą ligand

h) gen posiada 18 eksonów

i) jego mutacje powodują hiperlipoproteinemię typu II

Scavenger:

Ligandy:

- lipoproteiny zmodyfikowane chemicznie

- polirybonukleotydy

- naturalne i zmodyfikowane polisacharydy

- fosfolipidy anionowe

- inne molekuły - azbest, siarczan poliwinylu, endotoksyny

Za jego pośrednictwem makrofagi „objadają” się zmodyfikowanymi lipoproteinami przekształcając się w foam cells.

SR-B1:

- w hepatocytach i tkankach syntezujących sterydy

- należy do rodziny białek CD36

- 509 aminokwasów

- budowa:

- część zewnątrzkomórkowa: pętle

- transbłonowa

- cytoplazmatyczna

- koniec C jest silnie glikozylowane i palmitylowane w obrębie cysteiny na C-końcu części transbłonowej i cytoplazmatycznej

- bezpośredni transport zwrotny cholesterolu, internalizacja całego HDL

LRP - alfa2MR (receptor alfa-2-makroglobuliny):

- receptor remnantów chylomikronów i VLDL

- zlokalizowany na powierzchni hepatocytów i komórek kory nadnerczy

- lokalizacja w całej komórce: fibroblasty, makrofagi, SMC

Rola:

- bierze udział w metabolizmie remnantów chylomikronów i remnantów VLDL

- inną funkcją receptora jest regulacja aktywności proteinaz (np. serynowych): ich wiązanie i internalizacja oraz kompleksów proteinaza-inhibitor (np. alfa-2-makroglobulina-proteinaza, alfa-1 inhibitor proteaz)

- regulacja metabolizmu cytokin i hormonów - wiązanie kompleksów alfa-2-makroglobuliny z cytokinami i hormonami

- regulacja fibrynolizy: wiązanie t-PA, u-PA, tPA-PAI1 oraz uPA-PAI1

- udział w katabolizmie białek macierzy

Ligandy LRP:

- apoE, remnanty lp zawierające apoE

- LPL

- RAP

- kompleksy alfa-2-makroglobuliny-proteinazy, elastaza-alfa-1-inhiibtor proteaz (alfa-1-antytrypsyna)

- t-PA, u-PA, t-PA-PAI1, u-PA-PAI1

- niektóre rhinowirusy

- trombospondyna

9. TŁUSZCZE ZŁOŻONE:

FOSFOLIPIDY:

a) kwas fosfatydowy

- uwalniany przez fosfolipazę D

- wtórny przekaźnik

- pośredni związek w syntezie triacylogliceroli

b) fosfatydyloglicerol: kwas fosfatydowy + glicerol połączony z nim za pośrednictwem reszty fosforanowej

c) kardiolipina (bisfosfatydyloglicerol): fosfatydyloglicerol połączony za pośrednictwem reszty fosforanowej z jeszcze jedną cząsteczką kwasu fosfatydowego:

- innymi słowy: dwie cząsteczki kwasu fosfatydowego połączone za pośrednictwem glicerolu

- istotny składnik błon mitochondrialnych

- fosfatydyloglicerol powstaje z CDP-DAG w reakcji z glicerolo-3-fosforanem, kolejna reakcja z DAG prowadzi do powstania kardiolipiny

- kardiolipina - składnik wewnętrznej błony mitochondrialnej, niezbędna w transporcie fosforanów i aktywności oksydazy cytochromowej

d) fosfatydylocholina

- lecytyna

- kwas fosfatydowy połączony za pośrednictwem reszty fosforanowej z choliną [-O-CH₂-CH₂N⁺(CH₃)₃]

- w pozycji sn-1 zwykle rodnik nasycony

- w pozycji sn-2 zwykle rodnik nienasycony

- przeważający ilościowo lipid błonowy

- rezerwuar choliny, która pełni rolę w przekaźnictwie nerwowym i jako dawca grup metylowych

- dipalmitoilolecytyna - surfaktant, zmniejsza napięcie powierzchniowe między fazą gazową a fazą tkanki płucnej, zapobiega sklejaniu się pęcherzyków błonowych

- synteza:

- wytworzenie aktywnej choliny: cholina + ATP - powstaje fosfocholina (kinaza choliny)

- fosfocholina + CTP daje CDP-cholinę (cytydylotransferaza fosfocholinowa) odłącza się PPi

- CDP-cholina reaguje z DAG - powstaje CMP i fosfatydylocholina (diacyloglicerolotransferaza fosfocholinowa)

- analogicznie powstaje fosfatydyloetanoloamina (CDP-etanoloamina + DAG)

- w wątrobie fosfatydylocholina może powstawać przez 3-krotną metylację fosfatydyloetanoloaminy

e) fosfatydyloetanoloamina

- kefalina

- zamiast choliny ma etanoloaminę

f) fosfatydyloseryna

- powstaje z fosfatydyloetanoloaminy w reakcji wymiany na serynę

- dekarboksylacja fosfatydyloseryny prowadzi do powstania fosfatydyloetanoloaminy

g) fosfatydyloinozytol:

- prekursor wtórnych przekaźników

- fosfatydyloinozytolo-4.5-bisfosforan - hydrolizowany przez fosfolipazę C do IP₃ oraz DAG

- składnik błon

- synteza:

- kwas fosfatydowy reaguje z CTP tworząc CDP-DAG (cytydynodifosfodiacyloglicerol)

- cytydynodifosfodiacyloglicerol reaguje z inozytolem tworząc fosfatydyloinozytol - syntaza fosfatydyloinozytolowa

- fosforylacja w pozycji 4 i 5 inozytolu - powstaje PIP₂

h) lizofosfolipidy:

- fosfoacyloglicerole z tylko 1 resztą acylową w cząsteczce

- np. lizolecytyna uczestnicząca w przemianach fosfolipidów

- są to związki pośrednie w metabolizmie fosfoglicerydów

- powstają w wyniku działania LCAT - enzym ten przenosi resztę acylową z pozycji sn-2 fosfolipidu na cholesterol

- rozkładane przez lizofosfolipazę

- powstają w wyniku działania fosfolipazy A₂ lub A₁

i) plazmalogeny:

- występują w mózgu i w mięśniach

- należą do fosfolipidów

- kwas plazmenowy (glicerol + acyl + podstawnik alkilowy) + etanoloamina

- zbliżone do fosfatydyloetanoloaminy, lecz przy sn-1 posiada wiązanie eterowe (-O-CH=CH-)

- rodnikiem alkilowym jest zwykle nienasycony alkohol

- czasami etanoloamina może być zastąpiona choliną, seryną, inozytolem

- synteza w peroksysomach:

- prekursorem fosfodihydroksyaceton

- dołączenie acylu (acylotransferaza), następnie jego wymiana na alkil (długołańcuchowy alkohol - syntaza)

- 1-alkilodihydroksyaceton redukowany do 1-alkilo-3-fosfoglicerol

- dołączenie acylu w pozycji sn-2 (acylotransferaza) i fosfohydroliza

- powstaje 1-alkilo-2-acylo-glicerol, do którego dołączana jest etanoloamina (CDP-etanoloamina, enzym: fosfoetanoloaminotransferaza)

- powstaje 1-alkilo-2-acyloglicerolo-fosfoetanoloamina

- produkt ten ulega desaturacji: powstaje plazmalogen - 1-alkenylo-2-acyloglicerolo-3-fosfoetanoloamina

j) 1-alkilo-2-acetylo-glicerolo-3-fosfocholina - PAF:

- czynnik aktywujący płytki krwi

k) sfingolipidy:

Sfingomielina:

- sfingozyna + kwas tłuszczowy + kwas fosforowy + cholina

Biosynteza sfingozyny (ceramidu) i pochodne:

a) sfingozyna - nienasycony aminoalkohol o 18 atomach węgla

b) synteza (w siateczce śródplazmatycznej):

- palmitoilo-S-CoA reaguje z aktywowaną przez połączenie z fosforanem pirydoksalu seryną; reakcję katalizuje palmitoilotransferaza serynowa - odłącza się CoA-SH i CO₂; powstaje 3-ketosfinganina

- 3-ketosfinganina jest redukowana z udziałem NADPH + H⁺ przez reduktazę 3-ketosfinganinową - powstaje dihydrosfingozyna

- n-acylotransferaza dihydrosfingozynowa przyłącza do grupy NH₂ dihydrosfingozyny resztę acylową

- powstaje dihydroceramid

- desaturaza dihydroceramidowa odłącza dwa atomu węgla od dihydroceramidu - powstaje ceramid

c) ceramid - składa się ze sfingozyny połączonej wiązaniem amidowym przy udziale swojej grupy NH₂ z resztą acylową

d) sfingomielina:

- ceramid w którym grupa OH przy węglu C¹ sfingozyny ma przyłączoną cząsteczkę fosfocholiny, której dawcą jest fosfatydylocholina:

ceramid + fosfatydylocholina = sfingomielina + 1,2-diacyloglicerol

- sfingomieliny są ważnym lipidowym składnikiem tkanki nerwowej

- sfingomieliny w osłonkach mielinowych włókien zawierają długołańcuchowe kwasy tłuszczowe: lignocerynowy, nerwonowy; sfingomieliny istoty szarej - głównie kwas stearynowy

- synteza sfingomielin odbywa się w aparacie Golgiego

Glikosfingolipidy:

a) powstają z połączenia ceramidu z cząsteczkami cukrów

b) zawierają przede wszystkim kwasy tłuszczowe C₂₄: lignocerynowy, nerwonowy, cerebronowy

CEREBROZYDY:

c) galaktozyloceramid:

- główny lipid mieliny

- powstaje w reakcji ceramidu z UDPGal

- może być sulfonowany przy udziale PAPS

d) glukozyloceramid:

- główny glikosfingolipid tkanek pozanerwowych

- prekursor bardziej złożonych glikosfingolipidów

GANGLIOZYDY:

e) syntezowane z ceramidu przez stopniowe, kolejne przyłączanie zaktywowanych cukrów i kwasu sialowego (najczęściej kwasu n-acetyloneuraminowego)

f) syntezowane w aparacie Golgiego

g) funkcje glikosfingolipidów:

- składniki zewnętrznej warstwy błony plazmatycznej

- uczestniczą w komunikacji między komórkami

- mają właściwości antygenowe (anytgen Forssmana, antygeny układu AB0)

- niektóre są receptorami toksyn bakteryjnych

GANGLIOZYDY:

a) glikosfingolipidy zawierające jedną lub więcej (do 5) reszt kwasu sialowego

- występują w przede wszystkim w mózgu

- 80-90% kwasów to kwasy tłuszczowe 18C

- zasadniczy kwas sialowy to kwas n-acetloneuraminowy

- syntezowane z ceramidu przez stopniowe kolejne przyłączanie zaktywowanych cukrów (UDPGlc, UDPGal) oraz kwasu sialowego

- synteza głównie w aparatach Golgiego

b) najprostszy gangliozyd - G_M3:

- zawiera ceramid, jedną cząsteczkę glukozy, jedną cząsteczkę galaktozy i jedną cząsteczkę kwasu n-acetyloneuraminowego

c) G_M1:

- pochodna G_M3: galaktoza ma dołączoną n-acetylogalaktozaminę i galaktozę

- receptor toksyny cholery

- gromadzi się w uogólnionej gangliozydozie (niedobór enzymu G_M1-beta-galaktozydoza)

- występuje niedorozwój umysłowy, powiększenie wątroby, zniekształcenia kości

d) gangliozyd G_M2:

- pochodna G_M3, dodatkowo posiada jedną cząsteczkę n-acetlogalaktozaminy (GalNAc)

- gromadzi się w chorobie Taya-Sachsa spowodowanej niedoborem heksozoaminidazy A

- w chorobie występuje niedorozwój umysłowy, ślepota, osłabienie mięśni

e) choroba Sandhoffa

CEREBROZYDY:

a) zawierają:

- galaktozę

- kwas o tłuszczowy o dużej masie

- sfingozynę

- innymi słowy: ceramid + cukier

b) kwasy tłuszczowe cerebrozydów:

- kerazyna - kwas lignocerynowy

- cerebron - kwas hydroksylignocerynowy (cerebronowy)

- nerwon - kwas nerwonowy (24:1, 15)

- oksynerwon - kwas hydroksynerwonowy

c) galaktozyloceramid:

- główny lipid mieliny

- powstaje w reakcji ceramidu i UDPGal

- gromadzi się w chorobie Krabbego, która jest wynikiem niedoboru beta-galaktozydazy (galaktocerebrozydazy)

- w chorobie tej występuje niedorozwój umysłowy spowodowany brakiem mieliny

d) glukozyloceramid:

- główny cerebrozyd tkanek pozanerwowych

- prekursor dla synteza bardziej złożonych glikosfingolipidów

- gromadzi się w chorobie Gauchera spowodowanej niedoborem beta-glukozydazy (glukocerebrozydazy)

- w chorobie występuje powiększenie wątroby i śledziony, ubytki osteolityczne kości długich, niedorozwój umysłowy

SULFATYDY:

a) należą do sfingolipidów:

- powstają przez dołączanie reszt siarczanowych do cerebrozydów

- powstają w reakcji cerebrozydów z PAPS (dawca reszty siarczanowej)

- sulfogalaktozyloceramid - przedstawiciel

- sulfogalaktozyloceramid gromadzi się w leukodystrofii metachromatycznej

- choroba spowodowana niedoborem arylosulfatazy A

- objawy: niedorozwój umysłowy, zaburzenia psychiczne, demielinizacja

Choroba Niemanna-Picka:

- niedobór sfingomielinazy

- gromadzi się sfingomielina

- powiększona wątroba i śledziona

- niedorozwój umysłowy

- zgon we wczesnym okresie życia

Choroba Farbera:

- niedobór ceramidazy

- chrypka, zapalenie skóry, zniekształcenia kości, niedorozwój umysłowy, zgon we wczesnym okresie życia

10. Oksydazy o funkcji mieszanej:

a) są to inaczej monooksygenazy zależne od cytochromu P-450

b) nazywane oksydazami o funkcji mieszanej, ponieważ wbudowują tylko jeden atom tlenu z cząsteczki O2 do substratu jako grupę hydroksylową; drugi atom jest redukowany do cząsteczki wody;

reakcja:

RH+O2+NADPH+H = R-OH + H2O + NADP

c) u człowieka występuje co najmniej 14 rodzin monooksygenaz i 35-60 indywidualnych cytochromów P-450

d) oksydazy o funkcji mieszanej:

- są hemoproteinami

- katalizują ok. 60 rodzajów reakcji (=są wszechstronne)

- występują w gładkim ER oraz w mitochondriach

- wykorzystują NADPH: cytochrom P-450 jest redukowany przez reduktazę NADP-cytochrom P-450

d) występowanie oksydaz o funkcji mieszanej:

- najwięcej w wątrobie i jelicie cienkim

- nadnercza (steroidogeneza)

- jądra

- jajniki

- łożysko

- nerki

- płuca

e) oksydazy o funkcji mieszanej biorą udział w:

- syntezie sterydów

- syntezie kwasów żółciowych

- hydroksylacji witaminy D

- metabolizmie ksenobiotyków (odtruwaniu) - obecność grupy OH nadaje im bardziej hydrofilowy charakter, przez co stają się łatwiejsze do usunięcia z organizmu

f) znaczenie kliniczne:

- odpowiadają za interakcje między lekami - np. indukcja cytochromu P-450 przez fenobarbital powoduje szybsze metabolizowanie dikumarolu; również hamowanie tych enzymów odgrywa rolę w interakcjach lekowych

- niektóre ich produkty mają właściwości karcynogenne - rola w kancerogenezie

- aktywność zmienia się w niektórych stanach chorobowych

Oksydazy o funkcji mieszanej:

a) katalizują reakcje hydroksylacji istotne w biosyntezie sterydów i kwasów żółciowych

b) z dwuatomowej cząsteczki tlenu jeden atom przenoszony jest na substrat jako grupa -OH, z drugiego wytwarzana jest cząsteczka wody - stąd nazwa

c) wykorzystują cytochrom P-450 oraza NADPH + H⁺ jako dawcę protonów

d) występują:

- w siateczce śródplazmatycznej gładkiej

- również w mitochondrium

e) przykłady

- 7alfa-hydroksylaza - kwasy żółciowe - enzym ten jest głównym punktem regulacji syntezy kwasów żółciowych

- 1-alfa hydroksylaza i 25-hydroksylaza - witamina D

- enzym odszczepiający łańcuch boczny: P-450scc - hydroksyluje w pozycji C22 i C20, potem odszczepia aldehyd izokapronowy - mitochondrium; cholesterol przekształca się w pregnenolon

- P-450_C17: 17alfa hydroksylaza i liaza _C17-20 - odszczepia węgle 21 i 20, umożliwiając syntezę androgenów

- omega-oksydacja: średnio i długołańcuchowe kwasy tłuszczowe - węgiel omega jest hyodroksylowany przez oksydazę o funkcji mieszanej

---