ЛИПИДЫ И ЛИПОПРОТЕИНЫ ПЛАЗМЫ КРОВИ

Основными липидами плазмы крови человека являются триглице риды, фосфолипиды и эфиры холестерина. Эти соединения представ ляют собой эфиры длинноцепочечных жирных кислот и в качестве ли пидного компонента входят все вместе в состав липопротеинов. Жир 1.1. Гипотезы и теории атеросклероза 2 4 ГЛАВА 1 ные кислоты присутствуют в плазме также в свободной (неэстерифициро ванной) форме. Местом хранения жирных кислот служит жировая ткань, а утилизи руются они в печени и мышцах, куда транспортируются в форме сво бодных жирных кислот (СЖК). Жирные кислоты, в особенности – паль митиновая, олеиновая и линолевая, – откладываются в жировой ткани в виде триглицеридов. Скорость мобилизации триглицеридов опреде ляется работой гормончувствительной липазы, активность которой воз растает под действием некоторых гормонов, таких, как норадреналин и глюкокортикоиды. Липолиз приводит к высвобождению в плазму жир ных кислот и глицерина и усиливается в состоянии острого стресса, при длительном голодании и недостатке инсулина. Триглицериды (или триацилглицериды) представляют собой эфиры жирных кислот и глицерина. Синтез триглицеридов в печени и жиро вой ткани осуществляется по глицерофосфатному пути, тогда как в тон ком кишечнике триглицериды образуются, главным образом, за счет не посредственной эстерификации всасываемых из пищи моноглицеридов. Ресинтезируемые в клетках тонкого кишечника триглицериды выходят в кишечные лимфатические сосуды в форме хиломикронов, а затем по ступают в кровоток через грудной лимфатический проток. В норме вса сывается свыше 90% триглицеридов. Это означает, что ежедневно в кровь попадает 70150 г экзогенных триглицеридов. В тонком кишеч нике происходит образование и так называемых эндогенных триглице ридов, которые синтезируются из эндогенных жирных кислот, однако их главным источником является печень, откуда они секретируются в форме липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Спектр ос татков жирных кислот, обнаруживаемых в триглицеридах и ЛПОНП, в значительной степени зависит от набора жирных кислот триглицери дов, поступающих с пищей. Два основных фосфолипида, которые присутствуют в плазме, – это фосфатидилхолин (лецитин) и сфингомиелин. Синтез фосфолипидов происходит почти во всех тканях, но главным источником фосфолипи дов плазмы служит печень. Фосфолипиды являются неотъемлемым ком понентом всех клеточных мембран. Между плазмой и эритроцитами по стоянно происходит обмен лецитином и сфингомиелином. Оба эти фос фолипида присутствуют в плазме в качестве составных компонентов ли попротеинов, где они играют ключевую роль, поддерживая в раствори мом состоянии неполярные липиды, такие, как триглицериды и эфиры холестерина. Холестерин – это стерин, содержащий стероидное ядро из четырех колец и гидроксильную группу. Это соединение обнаруживается в орга низме как в виде свободного стерина, так и в форме сложного эфира с одной из длинноцепочечных жирных кислот. Свободный холестерин – 2 5 компонент всех клеточных мембран и та основная форма, в которой хо лестерин присутствует в большинстве тканей. Исключение представля ют кора надпочечников, плазма и атероматозные бляшки, где преобла дают эфиры холестерина. Большинство тканей обладает способностью к синтезу холестерина, но в норме практически весь холестерин синте зируется в печени и дистальной части тонкого кишечника. Ранней стадией синтеза холестерина является превращение ацетата в мевалоновую кислоту. Фермент, определяющий скорость этого про цесса, называется 3гидрокси3метилглутарилкоэним Аредуктаза (ГМГКоАредуктаза). Активность этого фермента регулируется по принципу обратной связи с помощью конечного продукта реакции – холестерина. Основные метаболиты холестерина, – желчные кислоты, – синтезируются исключительно в печени. Ключевым ферментом в этом случае служит холестерин7альфагидроксилаза. Результаты экспериментов по изучению изменений плазмаспецифи ческой активности после введения радиоактивного холестерина свиде тельствуют о существовании в организме трех пулов холестерина. Холе стерин каждого из пулов обменивается с холестерином плазмы, причем скорости установления равновесия сильно различаются. Быстро обме нивающийся пул представлен холестерином липопротеинов плазмы, эритроцитов, печени, кишечника и некоторых других внутренних орга нов и содержит 2025 г чистого холестерина. Количество холестерина в промежуточном пуле составляет около 1012 г. К этому пулу относится холестерин периферических тканей, таких, как кожа и жировая ткань. Медленно обменивающийся пул содержит наибольшее количество холестерина (3537 г) и включает холестерин разных тканей, таких, как скелетные мышцы и стенки сосудов [4]. В стационарном состоянии ме таболизма поступление синтезируемого и всасываемого холестерина в быстро обменивающийся пул сбалансировано выведением холестери на путем фекальной экскреции. Независимо от того, сколько холесте рина попадает в организм с пищей, усваивается в среднем 3540%, при чем процесс всасывания опосредуется лимфатической системой. Вса сывание холестерина пищи и реабсорбция жирных кислот играют важ ную роль в организации скорости синтеза холестерина клетками пече ни [19]. Синтез желчных кислот определяется эффективностью их цир куляции между печенью и тонким кишечником и поэтому увеличивает ся при любом воздействии, которое затрудняет их реабсорбцию. Более двух третей холестерина плазмы эстерифицировано преиму щественно линолевой и олеиновой кислотами. Эти эфиры образуются, в основном, в плазме под действием фермента лецитинхолестерин ацилтрансферазы (ЛХАТ). Относительно небольшой вклад в этот про цесс вносит также фермент тонкого кишечника и печени – АКАТ. При рода эфиров холестерина зависит в значительной степени от жирнокис 1.2. Липиды и липопротеины плазмы крови 2 6 ГЛАВА 1 лотного состава лецитина плазмы или, иными словами, – от типа жи ров в пище. В отличие от своих эфиров, свободный холестерин плазмы легко обменивается с холестерином клеточных мембран. В норме уровень общего холестерина (ОХС) плазмы крови варьиру ется от 4 до 6,5 ммоль/л, но, в отличие от уровня триглицеридов, не воз растает резко после потребления жирной пищи. Все липиды, за исключением свободных жирных кислот, попадают в плазму в форме макромолекулярных комплексов, называемых липоп ротеинами. Эти комплексы содержат специфические белковые компо ненты аполипопротеины (апопротеины или просто апо), взаимодейству ющие с фосфолипидами и свободным холестерином и образующие по лярную наружную оболочку, которая экранирует расположенные внут ри неполярные триглицериды и эфиры холестерина. С помощью ультрацентрифугирования плазмы крови, взятой у до нора после приема пищи, можно выделить шесть классов липопротеи нов. Все они представляют собой сферические частицы, различающие ся по размеру и состоящие из смеси белков, фосфолипидов, триглице ридов, свободного и эстерифицированного холестерина, относительные количества которых варьируются в разных классах липопротеинов. Так, основная часть холестерина обнаруживается в липопротеинах низкой плотности (ЛПНП), а существенно меньшая – в ЛПОНП и липопроте инах высокой плотности (ЛПВП). В отличие от холестерина, эндоген ные триглицериды переносятся преимущественно в составе ЛПОНП. Хиломикроны служат для переноса триглицеридов в первые часы после приема пищи и в норме через 12 ч голодания полностью исчезают из плазмы. Таким образом, измерение содержания общего холестерина и триглицеридов в плазме или сыворотке крови дает сумму вкладов каж дого класса липопротеинов. Изменение количества сывороточных ли пидов обычно отражает изменения либо в концентрации липопротеи нов, либо в соотношении уровней липопротеинов различных классов. В норме концентрация ремнантных частиц, или липопротеинов проме жуточной плотности (ЛППП), в плазме относительно низка и, как пра вило, их вкладом пренебрегают, но он может стать определяющим при измерении содержания холестерина и триглицеридов в крови пациен тов с некоторыми формами гиперлипидемии. Прежде чем описывать метаболизм различных классов липопротеинов, необходимо сделать краткий обзор физических свойств как самих этих ча стиц, так и входящих в их состав аполипопротеинов. Липоротеины плаз мы различаются по скорости флотации, гидратированной плотности, размеру и электрофоретической подвижности. В настоящее время наи более распространена классификация липопротеинов, основанная на различиях в их плотности, что используется для разделения этих частиц методом ультрацентрифугирования. Кроме того, липопротеины суще 2 7 ственно различаются и по содержанию аполипопротеинов, или апоп ротеинов [20,21]. Апопротеины выполняют три основные функции: 1) взаимодействуя с фосфолипидами, помогают солюбилизировать эфиры холестерина и триглицериды; 2) регулируют реакции липидов липопротеинов с фер ментами, такими, как ЛХАТ, липопротеинлипаза и печеночная липаза; 3) связываются с рецепторами на поверхности клеток, определяя, та ким образом, места захвата и скорость деградации других компонентов, в частности – холестерина. Связывание апопротеинов с липидами осу ществляется, главным образом, за счет гидрофобных взаимодействий между жирнокислотными цепями фосфолипидов и неполярными об ластями апопротеинов. Ионные взаимодействия между полярными группами головок фосфолипидов и парами противоположно заряжен ных аминокислот апопротеинов играют вторичную стабилизирующую роль. Аполипопротеины семейства А, – апо АI и апо АII, – это основ ные белковые компоненты ЛПВП. Существуют данные, свидетельству ющие о том, что когда оба апопротеина А находятся рядом, как это бы вает в ЛПВП, апо АII усиливает липидсвязывающие свойства апо АI. Другая функция апо АI – это активация фермента ЛХАТ. Апопротеин В, или апо В, отличается гетерогенностью и различия ми в молекулярном весе; апо ВI00 обнаруживается, главным образом, в хиломикронах, ЛПОНП и ЛПНП, а апо В48 – только в хиломикронах. При этом апо ВI00 служит лигандом рецептора ЛПНП, апо В48 – нет. К апопротеинам С относятся, по крайней мере, три индивидуаль ных апопротеина, которые являются основными компонентами ЛПОНП и минорным компонентом ЛПВП. Считается, что апо СII ак тивирует фермент липопротеинлипазу. Апопротеин Е, – компонент ЛПОНП, ЛППП и ЛПВП, – поступает в плазму преимущественно в составе новосинтезированных ЛПВП. Апо Е выполняет несколько функций, в том числе – рецепторопосредован ный перенос холестерина между тканями и плазмой. Из других апопротеинов следует упомянуть апо D, минорный ком понент ЛПВП; апо АIV, обнаруженный в хиломикронах кишечника; а также апо (а), один из белковых компонентов особого липопротеина (а), или ЛП (а) [22,23]. В настоящее время в литературе имеются детальные обзоры современных данных по структуре и функциям аполипопротеи нов [20,21,24,25]. Липопротеины отдельных классов принимают различное участие в атерогенезе, в связи с чем необходимо привести их краткую характери стику. Хиломикроны – самые крупные липопротеиновые частицы, имеют диаметр от 100 до 1000 нм и содержат преимущественно триглицери 1.2. Липиды и липопротеины плазмы крови 2 8 ГЛАВА 1 ды, а также небольшие количества фосфолипидов, свободного холесте рина, его эфиров и белка. Основной функцией хиломикронов является перенос пищевых триглицеридов из кишечника, где происходит их вса сывание, в кровяное русло. ЛПОНП (преβлипопротеины) – по структуре и составу сходны с хиломикронами, но обладают меньшими размерами, от 25 до 100 нм, и содержат меньше триглицеридов, но больше холестерина, фосфолипи дов и белка. От хиломикронов ЛПОНП отличаются по месту синтеза и источнику транспортируемых триглицеридов. Так, ЛПОНП образуют ся, в основном, в печени и служат для переноса эндогенных триглице ридов [26,27]. Скорость образования ЛПОНП растет при увеличении потока сво бодных жирных кислот, поступающих в печень, а также в ситуациях, когда в печени возрастает скорость синтеза эндогенных жирных кис лот, что происходит при попадании в организм большого количества углеводов. Частицы ЛПОНП варьируются по размеру. В результате липолиза об разуются ЛПОНП небольшого размера, – их называют ремнантными ЛПОНП или липопротеинами промежуточной плотности (ЛППП), – которые являются промежуточным продуктом в процессе превращения ЛПОНП в ЛПНП. При гипертриглицеридемии наблюдается возраста ние не только числа, но также и размеров ЛПОНП, что, вероятно, мо жет служить причиной другого характерного признака данного заболе вания – снижения уровня ЛПНП. ЛПНП (βлипопротеины) – главный из классов липопротеинов плаз мы, переносящих холестерин. Эти частицы отличаются от своих пред шественников ЛПОНП значительно более низким содержанием триг лицеридов и присутствием только одного апо ВI00 из разнообразных апопротеинов, обнаруживаемых в ЛПОНП. Катаболизм ЛПНП зави сит как от факторов среды, например – от типа потребляемых жиров, так и от генетических факторов – мутаций генов, кодирующих рецеп тор ЛПНП и апо В. ЛПВП (αлипопротеины) по диапазону плотности подразделяются на подклассы ЛПВП2 и ЛПВП3 . Свыше 90% белка ЛПВП представлено белком апо А. Синтезируются ЛПВП в печени и тонком кишечнике. Накопление эфиров холестерина в ретикулоэндотелиальной системе пациентов, у которых отсутствуют ЛПВП (болезнь Танжера), говорит о том, что в норме ЛПВП играют ведущую роль в удалении тканевого хо лестерина. ЛП (а) – крупнее ЛПНП, но обладают по сравнению с ними боль шей плотностью и имеют электрофоретическую подвижность, свой ственную ЛПОНП. По липидному составу ЛП (а) не отличается от ЛПНП, но имеют больше белка, в том числе собственный апо (а) – по 2 9 лиморфный белок, обладающий высокой степенью гомологии с плаз миногеном и содержащий большее количество углеводов. Имеются дан ные, что ЛП (а) образуются исключительно в печени, независимо от метаболизма ЛПОНП [23]. Метаболизм липопротеинов – это сложный динамический и во мно гом не изученный процесс, включающий в себя как разнообразные пе ремещения липидов и апопротеинов между отдельными классами ли попротеинов, так и целый ряд реакций, катализируемых ферментами. Эти взаимодействия приводят, в том числе, к рецепторопосредованно му поступлению холестерина в клетку или к его удалению из клетки [29,30]. Здесь уместно напомнить, что функция апопротеинов не ограничи вается только тем, что они образуют с липидами растворимые и, следо вательно, транспортируемые кровью комплексы. Установлено, что не которые апопротеины выполняют коэнзимную роль, активируя отдель ные реакции липидного обмена. В частности, апо АI активирует реак цию, осуществляемую ЛХАТ. В ходе этой реакции, как известно, проис ходит эстерификация свободного холестерина в плазме крови. Имеют ся данные, что реакция ЛХАТ катализируется также апо СI. Апо СII оказался необходимым компонентом для реакций, катали зируемых липопротеинлипазами. Так как при действии липопротеин липазы происходит расщепление триглицеридов хиломикронов и ЛПОНП, то эта реакция приобретает особое значение как начальная ступень в катаболизме названных липопротеинов [20,25]. В 1985 году американским ученым J.Goldstein и M.Brown была при суждена Нобелевская премия за открытие рецептора ЛПНП и установ ление причины семейной гиперхолестеринемии [31]. Они обнаружи ли, что основная роль рецептора ЛПНП заключается в том, чтобы обес печить все клетки организма доступным источником холестерина, ко торый необходим для синтеза клеточных мембран, а определенные орга ны используют его также и в качестве субстрата для образования неко торых продуктов своего метаболизма, например, желчных кислот, по ловых гормонов, кортикостероидов. Поэтому клетки печени, половых желез и надпочечников содержат большое количество рецепторов ЛПНП. Печень, в силу своего размера, является основным местом ре цепторопосредованного катаболизма ЛПНП. Рецепторы ЛПНП свя зывают также ремнантные ЛПОНП (

Добавить комментарий

Your email address will not be published.