🗊Презентация Обмен липидов. Часть 2

Обмен липидов Часть 2 Рассказывать не всем

Ожирение Среди человеческой популяции ожирение представляет собой наиболее частое отклонение в обмене ТАГ. Эту патологию диагносцируют у пациентов, масса которых на 20% и более превышает норму. Основными причинами ожирения являются: –генетические факторы (80% случаев); –уровень физической активности; –количество потребляемой пищи; –эндокринные нарушения. К генетическим факторам относят: слабое функционирование бесполезных циклов, в которых имеет место одновременное протекание реакций гликолиза и глюконеогенеза, благодаря чему происходит нецелевое расходование энергии АТФ (рис. 9.18). В результате осуществляется сбережение и преимущественное депонирование энергоносителей, прежде всего жиров; •прочное сопряжение дыхания и окислительного фосфорилирования, оно препятствует бесполезной трате энергии и сохраняет коэффициент Р ⁄ О на высоком уровне •высокую эффективность работы Na+/K+ АТФазы, на долю которой приходится до 30% потребляемой клеткой энергии, это обеспечивает экономное использование АТФ; мутации в гене obese, кодирующем строение белка лептина. Этот белок синтезируется в адипоцитах, секретируется в кровь и взаимодействует с рецепторами гипоталамуса. Связывание лептина с рецептором ингибирует секрецию нейропептида Y, ответственного за пищевое поведение, поиск и потребление пищи; •мутации в рецепторе лептина. Мутации в генах obese и рецептора лептина являются наиболее частой причиной ожирения. В последнем случае отмечается высокое содержание лептина в крови, а центр голода в гипоталамусе продолжает синтезировать и секретировать нейропептид Y.

Синтез и использование кетоновых тел В постабсорбтивный период и при голодании мобилизация ТАГ сопровождается повышением концентрации ВЖК в сыворотке крови, которые окисляются многими тканями (скелетными мышцами, сердцем и печенью) для получения энергии. Однако мозг и нервная ткань их не используют, так как ВЖК не способны проходить гематоэнцефалический барьер. В этих условиях в печени активно идет β-окислениежирных кислот c образованием восстановленных коферментов FADH2и NADH + H+ иацетил-КоА.Восстановленные коферменты поступают в ЦПЭ и, окисляясь, используются на синтез АТФ, обеспечивающий энергетические нужды органа, аацетил-КоАв основном идет на синтезкетоновых тел (рис. 9.23, 24). К кетоновым телам относят:ацетоацетат,β-гидроксибути- рат иацетон. Будучи водорастворимыми веществами они с кровью поступают в мозг, нервную ткань и другие ткани и, окисляясь, снабжают их энергией в условиях голодания. Синтез кетоновых тел осуществляется только в митохондриях гепатоцитов с использованием ацетил-КоА,образующегося приβ-окисленииВЖК. Слабое окисление ацетильного остатка в цитратном цикле объясняется тем, что β — окисление дает много АТФ и NADH + H+, которые ингибируют регуляторные реакции цитратного цикла (изоцитратдегидрогеназу иα-кето-глутаратдегидрогеназный комплекс). Оксалоацетат — исходный субстрат для синтеза цитрата, в этих условиях поступает из митохондрий в цитозоль на синтез глюкозы в процессе глюконеогенеза.

Синтез и использование кетоновых тел Когда концентрация ацетил-КоАв матриксе митохондрий становится высокой,тиолаза катализирует обращение последней реакцииβ-окисленияи образованиеацетоацетил-КоАиз 2 молекулацетил-КоА.Ацетоацетил-КоАвзаимодействует еще с одной молекулойацетил-КоАи образуется3-гидрокси- 3-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА)в реакции, катализируемойГМГ-КоА- синтазой. ЗатемГМГ-КоА-лиазарасщепляетГМГ-КоАна ацетоацетат иацетил-КоА.Ацетоацетат может выходить из митохондрий в кровь или вос-станавливаться β-гидроксибутиратдегидрогеназойвβ-гидроксибутират,который также уходит из клеток в кровь. Эта реакция легко обратима и относительные количества образующихся ацетоацетата иβ-гидроксибутиратазависят от соотношения NADH/NAD в матриксе митохондрий. В норме в сыворотке крови соотношениеβ-гидроксибутиратак ацетоацетату приблизительно равно 1:1. При более чем 3-дневномголодании и сахарном диабете ацетоацетат способен неферментативно декарбоксилироваться с образованием ацетона и СО2. Концентрация кетоновых тел повышается после ночного голодания до 1–2мг/дл, после недельного голодания она составляет20–30мг/дл , а при тяжелых формах сахарного диабета может достигать300–400мг/дл. Поскольку кетоновые тела являются органическими кислотами (рК~ 3,5), способными к диссоциации: СН3-СО-СН2-СООН<=>СН3-СО-СН2-СОО- + Н+, их накопление может приводить к кетоацидозу и сопровождаться уменьшением щелочного резерва крови. Опасная ситуация может возникать при сахарном диабете, когда отмечается высокое содержание кетоновых тел, способное вызывать снижение рН крови (некомпенсированный ацидоз). Кетоновые тела используются : –в период голодания мышцами, почками, кишечником, мозгом и нервной тканью; –при длительной физической работе мышечной тканью;

Синтез и использование кетоновых тел – при сахарном диабете всеми инсулин зависимыми тканями, за исключением печени. Окисление кетоновых тел — аэробный процесс, происходящий в матриксе митохондрий при участии ферментов, указанных на рис. 9.25. β-гидроксибутиратокисляетсяβ-гидроксибутиратдегидрогеназойдо ацетоацетата, который активируется, получая остаток–КоАотсукцинил-КоА-промежуточного продукта цитратного цикла. Затемацетоацетил-КоАрасщепляется на две молекулыацетил-КоА,которые вовлекаются в цитратный цикл и полностью окисляются до СО2 и Н2О. Печень не способна использовать кетоновые тела, поскольку лишена фермента —сукцинил-КоА-ацетоацетат-КоА- трансферазы, катализирующего активацию ацетоацетата. Кетоновые тела относятся к энергоносителям: при окислении ацетоацетата выход энергии равен 23 молям АТФ на 1 моль субстрата (2 ацетил-КоА→ 24 АТФ — 1 АТФ на активацию ) и 26 моль АТФ на 1 мольβ-гидроксибутиратаза счет участия в процессе окисленияβ-гидроксибутиратдегидрогеназы.

Метаболизм эйкозаноидов Эйкозаноиды — это группа сигнальных молекул местного действия, которые синтезируются практически во всех дифференцированных клетках из полиненасыщенных жирных кислот с 20 углеродными атомами (eicosa в переводе с греческого означает 20). Они имеют очень короткий полупериод жизни и действуют на продуцирующую их клетку по аутокринному, а на соседние клетки по паракринному механизму. Эйкозаноиды участвуют во многих процессах в организме: в воспалительных реакциях после повреждения ткани или инфекционного поражения, регулируют тонус гладкомышечных клеток, секрецию воды и натрия, бронхоконстрикцию и дилятацию, давление крови, тромбообразование и ряд других функций. Основным субстратом для синтеза эйкозаноидов является арахидоновая (ω-6-эйкозатетраеновая)кислота, содержащая 4 двойные связи при углеродных атомах (∆ 5, 8, 11, 14). Она может поступать с пищей или синтезироваться из линолевой кислоты. В небольших количествах для синтеза эйкозаноидов могут использоватьсяω-6-эйкозатриеноваякислота с тремя двойными связями (∆ 5, 8, 11) иω-3-эйкозапентаеноваякислота, в составе которой имеется 5 двойных связей в положениях ∆ 5, 8, 11, 14, 17. Обе минорные эйкозановые кислоты либо поступают с пищей, либо синтезируются из олеиновый и линоленовой кислот соответственно. Полиненасыщенные жирные кислоты первоначально включаются в состав мембранных фосфолипидов, а затем освобождаются из них под действием фосфолипазы А 2 или фосфолипазы С, которые активируются при поступлении соответствующего сигнала на рецептор плазматической мембраны (рис. 9.26).

Метаболизм эйкозаноидов В разных тканях арахидоновая и другие эйкозановые кислоты могут использоваться по трем основным направлениям: •циклооксигеназный путь ведет к образованию простагландинов и тромбоксанов; •липоксигеназа превращает арахидоновую кислоту в лейкотриены, липоксины и гидроксиэйкозатетраеноаты (ГЭТЕ); •система окисления с участием цитохрома Р450 ответственна за синтез эпоксидов. Простагландины, образующиеся под действием циклооксигеназы и пероксидазы, содержат 5-членноекольцо, в состав которого входят атомы углерода с С8 по С12 эйкозановой кислоты, гидроксильную группу у С15 и от одной до трех двойных связей в боковых цепях (рис. 9.27). В С9- иС11-позицияхкольца находятся заместители — это обычно кетоили гидроксильные группы. Номенклатура простагландинов включает следующие обозначения: PG от слова простагландин, следующие заглавные буквы А, Е, D и т.д. указывают на характер заместителей в 5-членномкольце, а нижний индекс — число двойных связей в боковых радикалах. Количество двойных связей зависит от типа эйкозановой кислоты, которая была субстратом для синтеза простагландинов. Эйкозатриеновая кислота образует семейство PG с 1 двойной связью между С13 и С14 (например, PGЕ1), арахидоновая — семейство простагландинов с 2 двойными связями в положениях С5 = С6 и С13 = С14 (PGЕ2), а эйкозапентаеновая — семейство с 3 двойными связями в участках С5 = С6 , С13 = С14 и С17 = С18 боковых цепей (PGЕ3).

Метаболизм эйкозаноидов Основным общим предшественником простагландинов и тромбоксанов из семейства арахидоновой кислоты является PGН2, который синтезируется во всех тканях. Дальнейшие превращения этого соединения тканеспецифичны и зависят от типа клеток. Так, в гладкой мускулатуре PGН2 может превращаться в PGЕ2 или PGD2, а в тромбоцитах — под действиемТХА-синтазыв тромбоксан ТХА2. Тромбоксаны в отличие от простагландинов образуют не5-,а6-членноекольцо, в состав которого входит атом кислорода. Дополнительный атом кислорода присоединен к С9- и С11 -атомам6-членногокольца. Будучи физиологиче-ски очень активными веществами, тромбоксаны стимулируют агрегацию тромбоцитов, обнаруживают сосудосуживающее и бронхоконстрикторное действие. В клетках эндотелия сосудов при участии PGI-синтазыPGН2превращается в PG I2 или простациклин, являющийся антагонистом ТХА2, он препятствует агрегации тромбоцитов и расширяет сосуды.

Метаболизм эйкозаноидов Другой путь превращений арахидоновой кислоты катализируют липоксигеназы — группа ферментов, присоединяющих молекулу кислорода к углеродному атому, принадлежащему двойной связи. В результате такой оксигенации двойная связь перемещается на один углеродный атом от пероксидной группы и ее конформация изменяется с цисна трансформу. Затем нестабильная пероксидная группа может: •восстанавливаться до –ОНгруппы и образовывать группу5-,12-и 15гидроксиэйкозатетраееновых (ГЭТЕ) кислот; •превращаться в эпоксиды; •служить субстратом для получения лейкотриенов — соединений, содержащих последовательность из 3 сопряженных двойных связей (отсюда название этой группы), хотя общее количество двойных связей может быть больше 3. Лейкотриены участвуют в аллергических реакциях, липоксины вызывают хемотаксис и стимулируют продукцию супероксидных ионов в лейкоцитах, которые необходимы для разрушения частиц, попадающих в клетки в результате фагоцитоза.

Метаболизм эйкозаноидов Под влиянием монооксигеназ, работающих с участием цитохромов Р 450, образуются эпоксиды, некоторые виды ГЭТЕ, оказывающие воздействие на офтальмологическую, сосудистую, эндокринную и почечную системы организма. Некоторые из них ингибируют Na+/K+ АТФазу. Все виды эйкозаноидов образуются в очень малых количествах и имеют короткий полупериод жизни, от нескольких секунд до нескольких минут. В разных тканях эйкозаноиды обладают разными, а иногда прямо противоположными свойствами (табл. 9.2). Эйкозаноиды действуют на клетки-мишенипо аутоили паракринному механизму через специфические мембранные рецепторы. Присоединение эйкозаноида к рецептору включает аденилатциклазную или инозитолфосфатную систему передачи сигнала, вызывая повышение внутриклеточной концентрации вторичных вестников сигнала: цАМФ, цГМФ, или ИФ3 и Са2+. Одним из центральных эффектов эйкозаноидов является участие в развитии воспалительной реакции, которая иногда становится продолжительной и приносит физические страдания людям. Для уменьшения воспаления используют ингибиторы синтеза простагландинов — нестероидные противовоспалительные соединения (НПВС): аспирин, ацетаминофен, индометацин, диклофенак и др. Все препараты этой группы ингибируют циклооксигеназу: аспирин — необра-тимо, и поэтому для восстановления синтеза простагландинов требуется синтез новых молекул фермента (~ 48 часов), а ипопрофен, индометацин, фенилбутазон — обратимо по конкурентному типу. НПВС не действуют на синтез лейкотриенов, образование которых может увеличиться при ингибировании циклооксигеназного пути использования арахидоновой кислоты, поэтому в ряде случаев использование этих препаратов может вызвать приступ бронхиальной астмы («аспириновую» астму).

Метаболизм эйкозаноидов

Обмен холестерола Холестерол — основной стероид организма животных. У взрослого человека содержание холестерола составляет 140–150г. Около 93% стероида входит в состав мембран и 7% находится в жидкостях организма. Холестерол увеличивает микровязкость мембран и снижает их проницаемость для Н2О и водорастворимых веществ. В крови он представлен в виде свободного холестерола, входящего в оболочку липопротеинов, и его эфиров, которые вместе с ТАГ составляют внутреннее содержимое этих частиц. Содержание холестерола и его эфиров в составе хиломикронов составляет ~ 5 %, в ЛПОНП ~10%, в ЛПНП ~ 50 — 60% и в ЛПВП ~20–30%. Концентрация холестерола в сыворотке крови взрослого человека в норме равна ~ 200 мг/дл или 5,2 ммоль/л, что соответствует холестериновому равновесию, когда количество холестерола, поступающего в организм, равно количеству холестерола выводимому из организма. Если концентрация холестерола в крови выше нормы, то это указывает на задержку его в организме и является фактором риска развития атеросклероза. Холестерол является предшественником всех стероидов животного организма: •желчных кислот, содержание которых у взрослого человека составляет около 5 г; •стероидных гормонов: кортикостероидов, образующихся в корковом слоенадпочечников, андрогенов — в семенниках и эстрагенов — в яичниках, синтез общего количества которых не превышает 40 мг ⁄с (с — сутки); •витамина Д3, синтезирующегося в коже под действием УФО в количестве 10 мг ⁄с. Холестериновое равновесие поддерживается благодаря тому, что с одной стороны холестерол поступает с пищей (~ 0,3 — 0,5 г ⁄ с ) и синтезируется в печени или других тканях (~ 0,5 г ⁄с ), а с другой — выводится с калом в виде желчных кислот, холестерола желчи, продуктов катаболизма стероидных гормонов, с кожным салом, в составе мембран слущенного эпителия (~ 1,0 г ⁄с ).

Обмен холестерола Путь поступления экзогенного холестерола Холестерол содержится только в жирах животного происхождения в свободном виде и в виде эфиров. В растительных маслах его нет. Усвоение экзогенного холестерола происходит аналогично усвоению других липидов пищи через: –эмульгирование пищи мицеллами желчи; –гидролиз эфиров холестерола холестеролэстеразой панкреатического сокаикишечника; –всасывание продуктов гидролиза в составе смешанных мицелл. В энтероцитах часть холестерола снова этерифицируется. Этот процесс включает две стадии: активацию жирной кислоты под действием ацил-КоА-синтетазыи перенос ацильного остатка с ацил-КоАнаНО-группухолестерола в реакции, катализируемойацил-холестерол-ацилтрансферазой (АХАТ) (рис. 9.28). В этерификации, как правило, участвуют моноили полиненасыщенные высшие жирные кислоты. Холестерол и его эфиры включаются в состав хиломикронов: эфиры холестерола — в ядро частиц, а свободный холестерол — в мембрану. ХМ из энтероцитов через лимфу поступают в кровь, где идет созревание частиц за счет контакта и обмена белками с ЛПВП. ЛПВП передают на ХМ Апо СII и Апо Е, а ХМ на ЛПВП — АпоА1 и АпоА2. Апо СII активирует ЛПлипазу, которая гидролизует ТАГ этих частиц. Образуются ХМост, они улавливаются из кровяного русла печенью по механизму эндоцитоза с помощью рецепторов к Апо Е. Эндосомы сливаются с лизосомами, гидролитические ферменты которых расщепляют все компоненты ХМост кроме холестерола. Последний включается в общий фонд этого стероида в печени, снижая при этом синтез эндогенного холестерола иЛНП-рецепторов.

Обмен холестерола Синтез холестерола de novo Ферменты синтеза холестерола имеются практически во всех клетках организма, но поскольку его концентрация в крови достаточно высока, а он способен репрессировать свой собственный синтез, то с заметной скоростью образование холестерола идет лишь в печени (~ 80%), слизистой кишечника (~ 10%), коре надпочечников, яичниках, семенниках и коже (~ 10%). В абсорбтивный период субстрат синтеза ацетил-КоАпоступает из митохондрий в форме цитрата, когда в тканях образуется много АТФ, NADPH иацетил-КоАв результате окисления глюкозы и жирных кислот. Первые стадии синтеза идут в цитозоле клеток, а более поздние на мембранах ЭПР (рис. 9.29). На первых стадиях процесса 18 молекул ацетил-КоАучаствуют в синтезе 6 молекулГМГ-КоА,в реакциях, сходных с реакциями синтеза кетоновых тел. Далее фермент ЭПРГМГ-КоА-редуктаза восстанавливаетГМГ-КоАвмевалоновуюкислоту с затратой 2 молекул NADPH на каждый остатокГМГ-КоА.Молекулы мевалоната фосфорилируются с помощью АТФ, декарбоксилируются и образуют 6 пятиуглеродных производных изопрена —изопентенилпирофосфаты. При последовательной конденсации этих соединений возникает симметричная линейная30-углероднаямолекуласквалена, которая через ряд стадий приобретает тетрациклическую структуруланостерола. Дальнейшие превращения ланостерола сопровождаются потерей трех метильных групп в виде СО2 и образованием холестерола, содержащего 27 углеродных атомов, из которых 8 образуют углеводородную боковую цепь, два входят в метильные группы, а остальные 17 образуют циклопентанпергидрофенантреновую структуру.

Обмен холестерола. Синтез холестерола de novo Ключевой регуляторный фермент —ГМГ-КоА-редуктаза,активность которого в печени регулируется трояким способом (рис. 9.30): •на уровне транскрипции гена ГМГ-КоА-редуктазы.Корепрессорами процесса, снижающими скорость синтеза фермента, являются холестерол, желчные кислоты и кортикостероидные гормоны, а индукторами — инсулин и тиреоидные гормоны — Т3 и Т4; •путем фосфорилирования и дефосфорилирования, которое также регулируется гормонами. Дефосфорилирование стимулирует инсулин, которыйза счет активации протеинфосфатазы переводит фермент в дефосфорилированную активную форму, а глюкагон через аденилатциклазную систему обеспечивает механизм его фосфорилирования и инактивации; •уменьшением количества фермента за счет протеолиза молекул, который стимулируют холестерол и желчные кислоты. Часть вновь синтезированного холестерола этерифицируется с образованием эфиров. Эту реакцию , как и в энтероцитах, катализирует АХАТ, присоединяя к холестеролу остатки линолевой или олеиновой кислот. Эфиры холестерола (ЭХс) — гидрофобны, образуют в цитозоле капли, которые рассматривают как способ запасания стероида в клетках. Особенно интенсивно синтез и гидролиз эфиров холестерола протекают в коре надпочечников — месте синтеза стероидных гормонов. Печень — основной поставщик холестерола другим органам и тканям.

Обмен холестерола. Синтез и функции желчных кислот В печени ежесуточно около 0,5 г холестерола используется на синтез желчных кислот, которые благодаря амфифильности молекул являются высокоэффективными детергентами. Синтез начинается с введения α- ОН-группыв 7 положениеВ-кольцахолестерола. Эта реакция — скорость лимитирующая, регуляторная, катализирует ее фермент7-α-гидроксилаза(рис.9.31).

Обмен холестерола. Синтез и функции желчных кислот Затем происходит восстановление двойной связи В-кольцаи часть молекул подвергается дополнительному гидроксилированию в 12 положение полицикла. Боковой радикал холестерола окисляется и укорачивается, превращаясь в5-членныйостаток сСООН-группойна конце. Это обеспечивает получение двух видов соединений, один из которых содержит гидроксильные группы в 3,7,12 положениях и представляет собой производныехолевой кислоты, а другой имеет ОНгруппы в 3 и 7 положениях и является производнымхенодезоксихолевой кислоты. Активность 7-α-гидроксилазырегулируется: •фосфорилированием и дефосфорилированием, фермент активен в фосфорилированной форме при снижении индекса инсулин ⁄глюкагон; •изменением количества фермента, экспрессию гена стимулируют холестерол и тиреоидные гормоны, а репрессируют желчные кислоты и эстрогены. Желчные кислоты образуют производные с глицином илитаурином. Конъюгация усиливает амфифильность молекул и их эмульгирующие свойства(рис. 9.32).

Обмен холестерола. Синтез и функции желчных кислот Свободные и парные или конъюгированные желчные кислоты, синтезирующиеся печенью, называют первичными желчными кислотами. Из печени желчные кислоты поступают в желчные протоки, в составе желчи хранятся в желчном пузыре и изливаются в кишечник в процессе пищеварения. Они участвуют в эмульгировании пищевых жиров и всасывании продуктов переваривания липидов. Под действием ферментов кишечной микрофлоры первичные желчные кислоты деконъюгируются и отщепляют ОН-группуиз 7 положения. Таким образом возникаютвторичные желчные кислоты: из холевой —дезоксихолевая, а из хенодезоксихолевой —литохолевая. Более 95% желчных кислот всасывается из просвета кишечника, кровью воротной вены доставляется в печень и снова используется на образование желчи, участвуя в энтерогепатической циркуляции. Общее количество желчных кислот в организме составляет2–4г, за сутки они проходят энтерогепатический круг6–8раз. С калом в день выводится0,2–0,6г желчных кислот и примерно0,5–0,6г холестерола (рис. 9.33). Снижение синтеза желчных кислот или увеличение образования холестерола в организме может приводить к относительному избытку холестерола в составе мицелл желчи и стимулировать образование холестериновых камней в желчном пузыре и протоках, т.е. к развитию желчнокаменной болезни.

Обмен холестерола. Транспорт холестерола по крови в составе липопротеинов В транспорте холестерола и его эфиров по крови участвуют все липопротеины. Так, хиломикроны переносят холестерол из кишечника через кровь в печень в составе ХМост. В печени холестерол вместе с эндогенными жирами и фосфолипидами упаковывается в ЛПОНП и секретируется в кровь. В кровотоке ЛПОНП незрелые получают от ЛПВП мембранные белки АпоСII и АпоЕ и становятся зрелыми, т.е. способными взаимодействовать сЛП-липазой,которая гидролизует ТАГ в составе ЛПОНП до ВЖК и глицерола. Частицы, теряя жиры, уменьшаются в размере, но возрастают по плотности и превращаются сначала в ЛППП, а затем в ЛПНП. ЛПНП — долгоживущие частицы и, контактируя в крови с липопротеинами, возвращают АпоСII, а иногда и АпоЕ на ЛПВП. Основными компонентами этих частиц являются холестерол и его эфиры (~ 60% ), которые ЛПНП доставляют в разные органы и ткани. Поступление ЛПНП в ткани осуществляется в помощьюЛНП-рецепторов, количество которых на клетку может варьировать от 15 000 до 70 000. Рецепторы располагаются в области белкаклатрина, выстилающего специальные участки клеточной мембраны, называемые«окаймленными ямками». При присоединении ЛПНП к рецептору окаймленная ямка втягивается в клетку, образуя эндосому. За счет кислой среды эндосомы комплексЛНП–рецептордиссоциирует, и рецептор возвращается в мембрану. Эндосома сливается с лизосомой, содержимое ЛПНП расщепляется гидролитическими ферментами, а холестерол поступает в общий фонд холестерола клетки и используется ею на собственные нужды или запасается в виде липидных капель ЭХс.

Обмен холестерола. Транспорт холестерола по крови в составе липопротеинов Важную роль в обмене холестерола играют ЛПВП. Они синтезируются в печени в виде дискогенных частиц-предшественниц,содержащих много белков, фосфолипидов, но очень мало холестерола и ТАГ. Их называютЛПВПнезрелыми. В кровотоке они выполняют двоякую функцию: •обеспечивают «созревание» ХМ и ЛПОНП, отдавая на эти частицы АпоСII и АпоЕ; •участвуют в «обратном транспорте холестерола», удаляя этот стероид из ЛП и клеточных мембран. Осуществление последней функции обусловлено присутствием в мембране этих частиц фермента лецитинхолестеролацилтрансферазы (ЛХАТ), катализирующего этерификацию молекул холестерола остатками высшей жирной кислоты, входящей вβ-положениефосфатидилхолина (лецитина) (рис. 9.34). ЛХАТ активируется белком Апо А-1,который присутствует в составе белков ЛПВП, а также поступает от ХМ и ЛПОНП в процессе обмена белками. ЭХс, образующиеся в результате этой реакции, погружаются в центральную область частицы. Места, освободившиеся в поверхностном слое, занимают новые моле-кулы холестерола, поступающие путем простой диффузии из ЛПНП и клеточных мембран. По мере накопления эфиров холестерола в ядре частицы ЛП приобретают сферическую форму и их называют зрелыми ЛПВП илиЛПВП3.

Обмен холестерола. Транспорт холестерола по крови в составе липопротеинов Второй продукт реакции — лизолецитин связывается с альбумином крови и удаляетсясповерхностичастиц.Спомощьюспециальноголипид-связывающегобелка ЛПВП3 участвуют в обмене липидами с ХМост, ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП. ЛПВП3отдают на ЛП часть эфиров холестерола, а отЛП-частицполучают лецитин и ТАГ, белки Апо С П и Апо Е. Это позволяет ЛПВП продолжать накопление ЭХс и образовывать более крупные частицы, которые обозначают как ЛПВП2. Последние под действиемЛП-липазымогут снова превращаться в ЛПВП3 либо поступать в печень с помощью рецепторов, узнающих Апо Е или Апо А1.

Обмен холестерола. Транспорт холестерола по крови в составе липопротеинов Ворганизме ХМ и ЛПОНП с помощью ЛП-липазыобеспечивают поступление глицерола и жирных кислот в ткани. ЛПНП поставляют тканям холестерол (атерогенные частицы), а ЛПВП препятствуют их холестеринизации, удаляя излишки холестерола из клеток и направляя их в печень (антиатерогенные частицы). Поглощение ЛПНП тканями регулируется за счет изменения количества рецепторов ЛПНП. Повышение концентрации холестерола в крови вызывает репрессию транскрипции гена, кодирующего структуру рецептора, и снижение количества этого белка в мембранах. Ворганизме взрослого человека через 4–6часов после приема пищи в сыворотке крови присутствуют все основные ЛП. Через10–12часов после еды (утром натощак) отсутствуют ХМ, ЛПОНП составляют не более 15% от всех ЛП, а на долю ЛПНП и ЛПВП приходится ~ 60% и 25% от общего содержания липопротеинов крови соответственно (рис.9.35)

Обмен холестерола. Гиперлипидемии и атеросклероз В норме общая концентрация холестерола ( свободный Хс + ЭХс ) составляет 200 ± 40 мг/ дл , а ТАГ — 100 ± 90 мг/ дл. Повышение содержания липопротеинов крови — гиперлипопротеинемии илигиперлипидемии могут сопровождаться: •гипертриацилглицеролемией (повышением концентрации ХМ или ЛПОНП); •гиперхолестеролемией (повышением концентрации ЛПНП); •смешанной формой: совместным повышением концентрации Хс и ТАГ. Гиперлипидемии относятся к наиболее распространенным нарушениям обме- на веществ, от которого страдает примерно каждый десятый человек. Они могут быть вызваны изменениями в генетическом аппарате клеток или являются следствием хронических заболеваний: сахарного диабета, гепатитов, алкоголизма, поражений почек (табл. 9.3).

Обмен холестерола. Гиперлипидемии и атеросклероз Таблица 9.3

Обмен холестерола. Гиперлипидемии и атеросклероз Таблица 9.3

Обмен холестерола. Гиперлипидемии и атеросклероз в норме у взрослого человека этот показатель не должен превышать 3–4. Развитию атеросклероза благоприятствует продолжительный полупериод жизни ЛПНП (t 1/2 =2–6суток). Экзо- и эндогенные факторы могут нарушать структуру ЛПНП и их рецепторов, снижая эффективность взаимодействия между ними в результате:

Обмен холестерола. Гиперлипидемии и атеросклероз перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов мембран активными формами кислорода ( О2-· ,Н2О2, ОН·); •денатурации или частичного протеолиза белковой части; •гликозилирования белков; •десиалирования гликопротеинов мембран путем отщепления концевых остатков сиаловой кислоты от олигосахаридных цепей; •образования комплексов между измененными ЛП и антителами. В результате длительной циркуляции по крови образуются множественно модифицированные ЛПНП (ммЛПНП), которые удаляются из кровотока с помощью макрофагов, имеющих на мембране рецепторы к измененным компонентам крови —скавенджер-рецепторы.Макрофаги, накапливая липиды, превращаются в «пенистые клетки», содержащие капли ЭХс в цитоплазме. Они проходят под слой эндотелия, причем наиболее интенсивно в области поврежденного эндотелия. Сюда же поступают тромбоциты. Макрофаги и тромбоциты выделяют цитокины, стимулирующие пролиферацию и миграцию гладкомышечных клеток во внутреннюю оболочку сосуда. Атеросклеротические бляшки представляют собой скопления ЭХс и остатков разрушенных клеток, окруженные капсулой, которую образуют гладкомышечные клетки из медии артериальной стенки. Между бляшками артерий и ЛП крови происходит постоянный обмен холестеролом. Бляшки могут изъязвляться, кальцифицироваться, вызывая сужение и нарушение моторики сосудов, вплоть до полной их закупорки. Это становится причиной ишемической болезни сердца, инфарктов миокарда, инсультов, облитерирующего эндоартериита. Методы лечения и профилактики атеросклероза направлены на усиление оттока Хс из сосудов в ЛП. С этой целью назначают: •диету, содержащую мало Хс; •ингибиторы ПОЛ, например витамины Е,С, А, обладающие антиоксидантными свойствами; •препараты, содержащие ω-3-полиненасыщенныежирные кислоты, которые препятствуют тромбообразованию и способствуют выведению Хс из организма; •секвестранты — вещества, связывающие в кишечнике желчные кислоты и усиливающие их выведение из организма; •ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы— регуляторного фермента синтеза Хс (мевакор, ловастатин, правастатин и др.); •фибраты (клофибрат, фенофибрат и др.), активирующие ЛП-липазуи снижающие образование ЛПОНП. В тяжелых случаях применяют сорбционные методы.