После всасывания в эпителий кишки свободные жирные кислоты и 2-моноглицериды вновь образуют триглицериды и вместе с фосфолипидами и холестеролом включаются в хиломикроны. Хиломикроны транспортируются с током лимфы через грудной проток в верхнюю полую вену, попадая таким образом в общий кровоток.
Внутри хиломикрона триглицериды гидролизуются липопротеинлипазой, что приводит к высвобождению жирных кислот на поверхности кровеносных капилляров в тканях. Это обусловливает транспорт жирных кислот в ткани и последующее образование остатков хиломикронов, обедненных триглицеридами. Эти остатки затем забирают эфиры холестерола из липопротеинов высокой плотности, и частицы быстро захватываются печенью. Данную систему транспорта жирных кислот пищевого происхождения называют экзогенной транспортной системой.
Также существует эндогенная транспортная система, предназначенная для внутриорганного транспорта жирных кислот, образованных в самом организме. Липиды транспортируются из печени в периферические ткани и обратно, а также переносятся из жировых депо к различным органам. Транспорт липидов от печени к периферическим тканям включает согласованные действия ЛПОНП, липопротеинов промежуточной плотности (ЛППП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Частицы ЛПОНП подобно хиломикронам состоят из большого гидрофобного ядра, образованного триглицеридами и эфирами холестерола, и поверхностного липидного слоя, состоящего в основном из фосфолипидов и холестерола.
ЛПОНП синтезируются в печени, и отложение жира в периферических тканях является их основной функцией. После попадания в кровоток ЛПОНП подвергаются воздействию липопротеинлипазы, которая гидролизует триглицериды до свободных жирных кислот. Свободные жирные кислоты, происходящие из хиломикронов или ЛПОНП, могут быть использованы в качестве источников энергии, структурных компонентов фосфолипидных мембран или превращаться обратно в триглицериды и в таком виде сохраняться. Триглицериды хиломикронов и ЛПОНП также подвергаются гидролизу липазы печени.
Частицы ЛПОНП посредством гидролиза триглицеридов превращаются в более плотные, меньшие по размеру холестерол- и триглицерид-обогащенные остатки (ЛППП), которые удаляются из плазмы с помощью рецепторов печеночных липопротеинов или могут быть превращены в ЛПНП. ЛПНП являются основными липопротеинами-переносчиками холестерола.
Возврат липидов из периферических тканей в печень часто называют обратным транспортом холестерола. Частицы ЛПВП участвуют в этом процессе, забирая холестерол из тканей и других липопротеинов и перенося его в печень для последующей экскреции. Еще один вид транспортировки, существующей между органами, — перенос жирных кислот из жировых депо к органам для окисления.
Жирные кислоты, получаемые в основном в результате гидролиза триглицеридов жировой ткани, секретируются в плазму, где соединяются с альбумином. Связанные с альбумином жирные кислоты переносятся по градиенту концентрации в ткани с активным метаболизмом, где и используются преимущественно в качестве источников энергии.
В течение последних 20 лет только несколько исследований были посвящены вопросу транспорта липидов в перинатальном периоде (результаты этих исследований в данном издании не представлены). Очевидна необходимость более детального изучения этой проблемы.
Жирные кислоты используются в качестве строительного материала в составе липидов клеточной стенки, в качестве источников энергии, а также откладываются «про запас» в виде триглицеридов преимущественно в жировой ткани. Некоторые омега-6 и омега-3 ДЦПНЖК являются предшественниками биологически активных метаболитов, используемых в сигнальной системе клеток, регуляции генов и других метаболически активных системах.
Вопрос о роли ДЦПНЖК ARA и DHA в процессе роста и развития ребенка является одним из важнейших вопросов в исследованиях, проводимых в области детской нутрициологии в течение последних двух десятилетий.
Липиды являются одними из основных компонентов клеточных мембран. Значительное количество исследований в области физиологии липидов посвящено двум жирным кислотам — ARA и DHA. ARA обнаружена в составе клеточных мембран всех структур организма человека; она является предшественником эйкозаноидов 2-й серии, лейкотриенов 3-й серии и других метаболитов, которые включены в сигнальные системы клеток и процесс генной регуляции. Исследования, посвященные DHA, часто указывают на ее структурную и функциональную роль в составе клеточных мембран.
Эта жирная кислота обнаружена в высокой концентрации в сером веществе головного мозга, а также в палочках и колбочках сетчатки. Исследования постепенного исключения из диеты животных омега-3 жирных кислот показали, что содержащие 22 атома углерода омега-6 ДЦПНЖК (например, 22:5 п—6) способны структурно, но не функционально заменить 22:6 n-3. При неадекватном уровне 22:6 n-3 в тканях выявляются нарушения зрения и познавательных способностей. Было показано, что изменение содержания 22:6 n-3 в тканях влияет на нейротрансмиттерную функцию, активность ионных каналов, сигнальные пути и экспрессию генов.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Читайте также: Шторы из ткани канвас в интерьере
— Вернуться в оглавление раздела «физиология человека»
Вопрос 1. Метаболизм хиломикронов
Попадая в систему кровообращения, ХМ быстро подвергаются катаболизму, период полужизни их составляет от 4 до 8 мин. Уровень ТАГ в плазме крови возрастает через 2ч после приема пищи, а через 4ч — постепенно снижается. Время разрушения ХМ зависит от гидролиза ТАГ под действием липопротеинлипазы (ЛПЛ). Необходимым кофактором для проявления активности ЛПЛ является апо С-II. ЛПЛ служит гидролазой эфиров глицерола и образуется в клетках многих тканей, среди которых наибольшее значение имеют жировая ткань, скелетная и сердечная мышцы, молочная железа во время лактации. Однако функционирует фермент на наружной поверхности эндотелиальных клеток, выстилающих изнутри стенку сосудов. ЛПЛ катализирует гидролиз ТАГ в составе ХМ до жирных кислот, моноацилглицеролов (МАГ) и глицерола. Фермент проявляет слабую активность по отношению к МАГ и ФЛ.
ЛПЛ является гликопротеином с молекулярной массой 55 кДа и относится к семейству липаз. ЛПЛ синтезируется в неактивной форме в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Активируется фермент в аппарате Гольджи (Г) после того, как к неактивной его форме присоединяются остатки маннозы. То есть в процессе активации происходит гликозилирование предшественника фермента у N-конца полипептидной цепи. Готовая к секреции липаза затем упаковывается в секреторные пузырьки (СП).
Транспорт ЛПЛ к месту функционирования обусловлен связыванием фермента со специфическим рецептором на базальной поверхности эндотелиальной клетки. В дальнейшем образуется везикула, в которой находится фермент. Везикула проходит через клетку. Таким образом, фермент оказывается на наружной поверхности эндотелия. Активный фермент может секретироваться на поверхность эндотелия в присутствии таких факторов, как гепарин. С другой стороны, если процесс гликозилирования предшественника ЛПЛ замедлен, фермент может накапливаться в местах синтеза или подвергаться разрушению в лизосомах.
Секретируемая ЛПЛ попадает на люминальную поверхность гликокаликса, который находится на базальной мембране (б) эндотелиальных клеток (ЭК). Здесь липаза может осуществлять гидролиз циркулирующих липопротеинов, богатых ТАГ: хиломикронов и ЛПОНП. ЛПЛ катализирует реакцию гидролиза триацилглицеролов в составе хиломикронов с отщеплением радикалов жирных кислот в 1 и 3 положениях, а также в 1 положении у фосфолипидов. Образующиеся в случае расщепления триацилглицеролов 2-моноацилглицеролы впоследствии спонтанно изомеризуются, превращаясь в 1- или 3-моноацилглицеролы, и подвергаются дальнейшему расщеплению с участием все той же ЛПЛ до глицерола. Так происходит до тех пор, пока количество триацилглицеролов в составе липопротеиновых частиц не уменьшится до 20% от первоначального содержания. Высвобождающиеся в процессе расщепления жирные кислоты связываются с альбумином плазмы крови и в таком комплексе транспортируются к клеткам органов и тканей. Клетки поглощают жирные кислоты и используют их в качестве энергетического топлива (см. ниже) или строительного материала (синтез собственных липидов в клетках). Основными потребителями жирных кислот являются жировая и мышечная ткань. Кофактором ЛПЛ является апоС-II. В то же время апоС-III ингибирует активность этого фермента. Необходимо отметить, что уровень ЛПЛ в мышечной и жировой ткани колеблется таким образом, чтобы обеспечить максимальное поступление жирных кислот в клетки жировой ткани для их депонирования после приема пищи, а в период между приемами пищи — в клетки мышечной ткани для поддержания их функций. При этом в жировой ткани основным фактором, увеличивающим синтез каталитически активной ЛПЛ, является инсулин. Следовательно, гиперинсулинемия, которая способствует периоду всасывания продуктов переваривания пищи, будет сопутствовать повышенному поступлению продуктов расщепления триацилглицеролов из хиломикронов и ЛПОНП в жировую ткань для депонирования. Тем самым обеспечивается поступление жирных кислот для синтеза и хранения в виде ТАГ. В мышцах ЛПЛ участвует в поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образов поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образование этого фермента.
Активность ЛПЛ регулируется апопротеином С-II, который связывается с ферментом и активирует его. Увеличение уровня жирных кислот может ингибировать его активность. ЛПЛ играет важную роль в обмене липопротеинов, специфическом обезжиривании липопротеинов, обогащенных ТАГ. Частично, фермент оказывает влияние на уровень ЛПВП, ответственных за обратный транспорт холестерола.
Гидролиз ТАГ приводит к уменьшению размеров ХМ, образуется избыточное количество поверхностных элементов по отношению к объему частиц. Это затрудняет дальнейший катаболизм ТАГ ядра. Остатки ХМ разрушаются в печени. Таким образом, в процессе своего катаболизма ХМ поставляют ЖК клеткам периферических тканей (жировой и мышечной), в то время как ХС пищи попадает в печень. В результате действия, главным образом, ЛПЛ хиломикроны разрушаются, а обломки этих частиц, взаимодействуя с рецепторами к апо В/Е на поверхности гепатоцитов, попадают в печень, где они подвергаются окончательному разрушению. В печени расщепляется как белковый компонент хиломикронов (до аминокислот), так и нерасщепленные или частично расщепленные триацилглицерины, другие липиды. В этом процессе принимают участие печеночная липаза и другие ферменты.
Читайте также: Как сшить маску из ткани схема
Обмен хиломикронов
Липиды, ресинтезированные в энтероцитах, транспортируется тканям в составе ХМ.
Образование ХМ начинается с синтеза апо В-48 на рибосомах. Апо В-48 и В-100 имеют общий ген. Если с гена копируется на мРНК только 48% информации, то с нее синтезируется апо В-48, если 100% — то с нее синтезируется апо В-100.
С рибосом апо В-48 поступает в просвет ЭПР, где он гликозилируется. Затем в аппарате Гольджи апо В-48 окружается липидами и происходит формирование «незрелых», насцентных ХМ.
Экзоцитозом насцентные ХМ выделяются в межклеточное пространство, поступают в лимфатические капиллярыи по лимфатической системе, через главный грудной лимфатический проток попадают в кровь.
В лимфе и крови с ЛПВП на насцентные ХМ переносятся апо Е и С-II, ХМ превращаются в «зрелые». ХМ имеют довольно большой размер, поэтому они придают плазме крови опалесцирующий, похожий на молоко, вид. Под действием ЛПЛ ТГ ХМ гидролизуются на жирные кислоты и глицерол. Основная масса жирных кислот проникает в ткань, а глицерол транспортируется с кровью в печень.
Когда в ХМ количество ТГ снижается на 90%, они уменьшаются в размерах, а апо С-IIпереносится обратно на ЛПВП, «зрелые» ХМ превращаются в «остаточные» ремнантные ХМ. Ремнантные ХМ содержат в себе фосфолипиды, холестерол, жирорастворимые витамины и апо В-48 и Е.
Ремнантные ХМ захватываются гепатоцитами, которые имеют рецепторы к апо В-48 и Е. Путём эндоцитоза остаточные ХМ попадают внутрь клеток и перевариваются в лизосомах. ХМ исчезают из крови в течение нескольких часов.
Нарушения обмена хиломикронов
1. Абеталипопротеинемия (синдром Бассена-Корнцвейга)
При наследственном дефекте гена апо В — нарушается синтез апо В-100 в печени и апо В-48 в кишечнике. В результате в энтероцитах не формируются ХМ, а в печени — ЛПОНП. В клетках этих органов накапливаются капли ТГ, нарушается всасывание пищевых липидов.
В крови наблюдается полное отсутствие ХМ, ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП, уменьшение количества ХС, ФЛ, высших полиненасыщенных жирных кислот, Е и А витаминов.
Уже на первом месяце жизни отмечаются плохой аппетит, обильные испражнения с признаками стеатореи, гипотрофия. Развивается акантоцитоз (акантоциты — эритроциты с множественными шиловидными выростами), анемия, аритмия. Вследствие демиелинизации аксонов возникает прогрессирующая атаксия, нистагм, пигментная дегенерация сетчатки и отставание в умственном развитии.
Атаксия — это нарушение координации движений при поражении лобных долей головного мозна, мозжечка, путей глубокой чувствительности в спинном и головном мозге.
2. Семейная хиломикронемия ( гиперлипопротеинемии типа I)(менее 1% всех случаев гиперлипопротеинемии)
Генетические дефекты ЛПЛилиапо С-IIвызывают нарушение катаболизма ХМ, приводящий кгиперхиломикронемии. Высокий уровень ХМ сохраняется в плазме крови спустя 12 ч после приема пищи. За счет избытка ХМ плазма крови по виду напоминает молоко, при отстаивании ХМ образуют на ее поверхности сливкообразный слой. Хиломикронемия сопровождается гипертриглицеролемией — уровень ТГ в крови может превышать 11,3 ммоль/л. Содержание ХС остается нормальным или повышается (гиперхолестеринемия). Коэффициент ХС/ТГ менее 0,2. Развитие атеросклероза не характерно.
Семейная хиломикронемия возникает у детей в возрасте до 10 лет. У больных происходит отложение ТГ в коже и сухожилиях в виде ксантом. Эруптивные ксантомы могут занимать большую часть поверхности кожи.
ТГ также откладываются в печени, селезенке, поджелудочной железе и других органах, что вызывает в этих органах сужение просвета сосудов, уменьшение кровотока, развитие тромбозов и ишемических некрозов. Развивается панкреатит, гепато- и спленомегалия.
У пациентов нарушается память, возникают абдоминальные боли, тошнота, рвота, желтушность кожи, липемия роговицы. Прогрессирование панкреатита часто бывает причиной смерти больных.
Вопрос 1. Метаболизм хиломикронов
Попадая в систему кровообращения, ХМ быстро подвергаются катаболизму, период полужизни их составляет от 4 до 8 мин. Уровень ТАГ в плазме крови возрастает через 2ч после приема пищи, а через 4ч — постепенно снижается. Время разрушения ХМ зависит от гидролиза ТАГ под действием липопротеинлипазы (ЛПЛ). Необходимым кофактором для проявления активности ЛПЛ является апо С-II. ЛПЛ служит гидролазой эфиров глицерола и образуется в клетках многих тканей, среди которых наибольшее значение имеют жировая ткань, скелетная и сердечная мышцы, молочная железа во время лактации. Однако функционирует фермент на наружной поверхности эндотелиальных клеток, выстилающих изнутри стенку сосудов. ЛПЛ катализирует гидролиз ТАГ в составе ХМ до жирных кислот, моноацилглицеролов (МАГ) и глицерола. Фермент проявляет слабую активность по отношению к МАГ и ФЛ.
Читайте также: Как установить козырек над балконом последнего этажа: пошаговая инструкция
ЛПЛ является гликопротеином с молекулярной массой 55 кДа и относится к семейству липаз. ЛПЛ синтезируется в неактивной форме в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Активируется фермент в аппарате Гольджи (Г) после того, как к неактивной его форме присоединяются остатки маннозы. То есть в процессе активации происходит гликозилирование предшественника фермента у N-конца полипептидной цепи. Готовая к секреции липаза затем упаковывается в секреторные пузырьки (СП).
Транспорт ЛПЛ к месту функционирования обусловлен связыванием фермента со специфическим рецептором на базальной поверхности эндотелиальной клетки. В дальнейшем образуется везикула, в которой находится фермент. Везикула проходит через клетку. Таким образом, фермент оказывается на наружной поверхности эндотелия. Активный фермент может секретироваться на поверхность эндотелия в присутствии таких факторов, как гепарин. С другой стороны, если процесс гликозилирования предшественника ЛПЛ замедлен, фермент может накапливаться в местах синтеза или подвергаться разрушению в лизосомах.
Секретируемая ЛПЛ попадает на люминальную поверхность гликокаликса, который находится на базальной мембране (б) эндотелиальных клеток (ЭК). Здесь липаза может осуществлять гидролиз циркулирующих липопротеинов, богатых ТАГ: хиломикронов и ЛПОНП. ЛПЛ катализирует реакцию гидролиза триацилглицеролов в составе хиломикронов с отщеплением радикалов жирных кислот в 1 и 3 положениях, а также в 1 положении у фосфолипидов. Образующиеся в случае расщепления триацилглицеролов 2-моноацилглицеролы впоследствии спонтанно изомеризуются, превращаясь в 1- или 3-моноацилглицеролы, и подвергаются дальнейшему расщеплению с участием все той же ЛПЛ до глицерола. Так происходит до тех пор, пока количество триацилглицеролов в составе липопротеиновых частиц не уменьшится до 20% от первоначального содержания. Высвобождающиеся в процессе расщепления жирные кислоты связываются с альбумином плазмы крови и в таком комплексе транспортируются к клеткам органов и тканей. Клетки поглощают жирные кислоты и используют их в качестве энергетического топлива (см. ниже) или строительного материала (синтез собственных липидов в клетках). Основными потребителями жирных кислот являются жировая и мышечная ткань. Кофактором ЛПЛ является апоС-II. В то же время апоС-III ингибирует активность этого фермента. Необходимо отметить, что уровень ЛПЛ в мышечной и жировой ткани колеблется таким образом, чтобы обеспечить максимальное поступление жирных кислот в клетки жировой ткани для их депонирования после приема пищи, а в период между приемами пищи — в клетки мышечной ткани для поддержания их функций. При этом в жировой ткани основным фактором, увеличивающим синтез каталитически активной ЛПЛ, является инсулин. Следовательно, гиперинсулинемия, которая способствует периоду всасывания продуктов переваривания пищи, будет сопутствовать повышенному поступлению продуктов расщепления триацилглицеролов из хиломикронов и ЛПОНП в жировую ткань для депонирования. Тем самым обеспечивается поступление жирных кислот для синтеза и хранения в виде ТАГ. В мышцах ЛПЛ участвует в поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образов поставке жирных кислот для окисления в периоды между приемами пищи, а инсулин подавляет образование этого фермента.
Активность ЛПЛ регулируется апопротеином С-II, который связывается с ферментом и активирует его. Увеличение уровня жирных кислот может ингибировать его активность. ЛПЛ играет важную роль в обмене липопротеинов, специфическом обезжиривании липопротеинов, обогащенных ТАГ. Частично, фермент оказывает влияние на уровень ЛПВП, ответственных за обратный транспорт холестерола.
Гидролиз ТАГ приводит к уменьшению размеров ХМ, образуется избыточное количество поверхностных элементов по отношению к объему частиц. Это затрудняет дальнейший катаболизм ТАГ ядра. Остатки ХМ разрушаются в печени. Таким образом, в процессе своего катаболизма ХМ поставляют ЖК клеткам периферических тканей (жировой и мышечной), в то время как ХС пищи попадает в печень. В результате действия, главным образом, ЛПЛ хиломикроны разрушаются, а обломки этих частиц, взаимодействуя с рецепторами к апо В/Е на поверхности гепатоцитов, попадают в печень, где они подвергаются окончательному разрушению. В печени расщепляется как белковый компонент хиломикронов (до аминокислот), так и нерасщепленные или частично расщепленные триацилглицерины, другие липиды. В этом процессе принимают участие печеночная липаза и другие ферменты.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом