Липидный обмен у человека

Общая характеристика липидов человека

Мембранные слои на поверхности клеток и клеточные структуры (митохондрии, микросомы) состоят в основном из липопротеидов [4]. Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, липиды влияют на их проницаемость, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов [5]. Резервный жир состоит в основном из глицеридов насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Он концентрируется в подкожных жировых тканях и оболочках, окружающих внутренние органы [4].

Резервным липидам свойственны следующие функции:

• 1. Механическая, заключающаяся в фиксации анатомического положения внутренних органов (жировая капсула почки, внутрибрюшинный жир), в уменьшении травмирования внутренних органов и скелета при внешних воздействиях.
• 2. Терморегулирующая реализуется за счет подкожной жировой клетчатки, ограничивающей теплопотери и перегревание.
• 3. Энергетическая, так как липиды — материал, расходуемый с той или иной интенсивностью, в зависимости от состояния между энерготратами и поступлением энергоносителей с пищей [6]. Эйкозаноиды — высокоактивные внутриклеточные регуляторы, межклеточные медиаторы и иммуномодуляторы, участвующие в развитии защитных реакций и воспалительных процессов [7]. Липиды действуют как пищевые растворители для жирорастворимых витаминов и служат источником эссенциальных (незаменимых) полиненасыщенных жирных кислот, синтезировать которые организм не способен [8]. Наиболее распространенный в животных тканях стерин-холестерол [6]. Холестерол — одноатомный вторичный циклический спирт, белое кристаллическое вещество, растворимое только в жирорастворителях. Благодаря наличию в нем ОН-группы он действует как слабый детергент (от латинского слова detergeo — раздробляю, чищу, то есть это вещество, обладающее мылоподобным действием) [9]. В русской научной литературе сохранился термин «холестерин», введенный в 1816 г. и происходящий от греческих слов «chole» (желчь) и «stereos» (твердый) [10]. Он входит в состав протоплазмы клеток и клеточных мембран [9]. Важнейшей биохимической функцией холестерина у позвоночных является его превращение в гормон прогестерон в плаценте, семенниках, желтом теле и надпочечниках, в результате чего открывается другое направление метаболизма холестерина — образование желчных кислот и витамина Д3 [11]. Нерастворимость жиров в воде обуславливает необходимость существования специальных транспортных форм для переноса их кровью. Липопротеины — транспортные формы липидов, которые, будучи гидрофобными, не могут переноситься кровью в свободном состоянии [6]. Необходимым компонентом липопротеидных комплексов являются белки, получившие название аполипопротеинов (апопротеинов, апо). Они обладают уникальным свойством — взаимодействовать с липидами, что отличает их от других плазменных белков. К настоящему времени выделено несколько аполипопротеинов, и для их обозначения используют так называемую А, В, С номенклатуру [12]. Классификация липопротеинов плазмы крови основана на величине их плотности, которая в свою очередь зависит от содержания липидов (таб. 2).

Таблица 2.

Примерный состав липопротеинов плазмы крови [13].

Хиломикроны представляют собой капельки, состоящие практически из чистых триацилглицеролов, окруженных очень тонким слоем белков. По размеру они значительно больше липопротеинов. Хиломикроны переносят триацилглицеролы из тонкого кишечника, где они всасываются во время пищеварения в жировые депо [13,6].

Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), состоят из триглицеридов (¾) и холестерина (¼) и обеспечивают доставку триглицеридов из печени в ткани. Липопротеины низкой плотности (ЛПНП), богаты холестерином, доставляют холестерин в клетки. Холестерин ЛПНП обладает атерогенным свойством. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП), транспортируют избыток холестерина обратно в печень и таким образом оказывают антиатерогенное действие [13,14]. ЛПНП и ЛПОНП, проникнув из тока крови в сосудистую стенку, могут в ней «застревать», распадаться и, способствовать внедрению холестерина в мембраны клеток сосудов [15]. Доказано, что ЛПНП, ЛПОНП входят в состав атероматозных язв и атеросклеротических бляшек. В связи с этим указанные липопротеиды получили название атерогенных. ЛПВП также проникают из тока крови в стенки артерий, однако в силу своей компактности и малых размеров молекул они легко через нее проходят [15]. ЛПВП проходя через сосудистую стенку, становятся акцепторами застрявшего здесь холестерина, удаляя его с тканевых мембран клеток сосудов. ЛПВП получили название антиатерогенных липопротеидов [15].

Липопротеины представляют собой мельчайшие глобулярные образования: молекулы фосфолипидов расположены радиально гидрофильной частью в глобулах и молекулах белков [6]. Альфа-липопротеиды содержат в основном фосфолипиды [16]. Центральная часть глобулы занята триацилглицеридами и холестеролом. Усредненный состав липопротеинов приведен выше в таблице 2. Как видно из таблицы, плотность липопротеинов прямо пропорциональна содержанию белка и обратно пропорциональна содержанию триглицеридов. Хиломикроны образуются в клетках слизистой оболочки кишечника, ЛПОНП — в клетках слизистой и в гепатоцитах, ЛПВП — в гепатоцитах и плазме крови, ЛПНП — в плазме крови. Хиломикроны и ЛПОНП транспортируют триацилглицериды, ЛПНП и ЛПВП преимущественно холестерол — это следует из состава липопротеинов.

Жиры, синтезированные в клетках кишечника в процессе пищеварения, здесь же включаются в липопротеины (преимущественно в хиломикроны, в меньшем количестве — в ЛПОНП). Хиломикроны и ЛПОНП поступают в лимфатические капилляры кишечника, далее в лимфатические сосуды брыжейки и через грудной проток в яремную вену и общий кровоток. Жиры, синтезированные в печени, включаются в ЛПОНП и в их составе поступают в кровь. В эндотелии капилляров имеется фермент липопротеинлипаза, контактирующий с протекающей через орган кровью. Этот фермент связывает и расщепляет хиломикроны и ЛПОНП, освобождая их от триглицеридов и превращая в ЛПНП, а возможно, и в ЛПВП. Продукты гидролиза поступают в клетки, вовлекаясь в метаболические превращения, а ЛПНП и ЛПВП поглощаются путем эндоцитоза клетками печени, кишечника, жировой ткани, почек, надпочечников и разрушаются в лизосомах. Это соединение синтезируется в печени не только для собственных нужд, но и «на экспорт» .

Рис. 1. Частица липопротеина.

Холестерол включается в виде неэстерифицированного (свободного) соединения в состав монослоя, обращенного к поверхности липопротеина, причем молекулы холестерола располагаются между гидрофобными концами фосфолипидных молекул (рис. 1). Поверхность образована гидрофильными головками фосфолипидов (черные), гидрофобные «хвосты» (серые) обращены к центру. На наружной поверхности располагаются белки. Молекулы холестерола включены между гидрофобными «хвостами» (серые) у поверхности, в глубине — эфиры холестерола.

Липопротеины, циркулирующие в крови, обмениваются холестеролом, особенно активный обмен происходит между ЛПНП и ЛПВП. Они выполняют в транспорте холестерина противоположные функции:

• -ЛПНП приносят в клетки холестерин и, чем выше в крови уровень холестерина в ЛПНП, тем активнее происходит инфильтрация липидами интимы артерий;
• -ЛПВП организуют отток холестерина от клеток (реверсивный транспорт холестерина) и, чем выше уровень холестерина в ЛПВП, тем медленнее развивается атеросклероз [17]. Особое значение придают увеличению содержания в крови липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и низкой плотности (ЛПНП) и понижению содержания ЛПВП [18]. В ЛПВП происходит быстрая этерификация холестерола, катализируемая лецетин-холестерол-ацилтрансферазой (ЛХАТ). Этот фермент катализирует перенос ацильного остатка из положения фосфатидилхолина на холестерол. Чаще всего это остатки ненасыщенных ЖК — олеиновой или линолевой. Эстерифицированные молекулы холестерола погружаются внутрь частицы, и концентрация его в поверхностном слое падает. Это освобождается место для новых молекул холестерола. Двусторонняя диффузия холестерола происходит и при контакте липопротеинов с клетками, при этом ЛПВП извлекают холестерол из клеточных мембран, а ЛПНП отдают мембранам. Так поддерживаются относительное постоянство содержания холестерола в клетках: ЛПВП предупреждают избыточное накопление, а ЛПНП обеспечивают клетки холестеролом по мере потребности в нем, в частности при усиленном расходовании на образование клеточных мембран [6].