Строение и классификация липопротеинов. Липопротеины (липопротеиды) высокой и низкой плотности в крови: что это, норма, повышение Липопротеины виды
Состав, строение и классификация липопротеинов крови. Роль различных классов липопротеинов в патогенезе гиперлипопротеинемий. Выполнила: Хапез А.Е. Группа:218 б Западно – Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова Самостоятельная работа студента
План Актуальность 1.Состав, строение, классификация и физиологическая роль липопротеинов крови. 2. Образование хиломикронов и транспорт жиров. 3. Роль различных классов липопротеинов в организме и патогенезе гиперлипопротеинемий. 4. Биохимия атеросклероза. 5. Нарушения обмена холестерина. Заключение Список использованной литературы
Актуальность Высокий уровень липопротеинов в плазме крови это фактор риска ишемической болезни сердца, атеросклероза, тромбоза и инсульта. Высокий уровень ЛП подобно высокому уровню ЛПНП предопределяет риск развития раннего атеросклероза. Изучение основных свойств липопротеинов позволит проводить более точную диагностику перечисленных заболеваний, а также поможет в их профилактике и лечении.
Состав и строение липопротеинов плазмы крови Липопротеины – комплексы липидов с белками. Все типы липопротеинов имеют сходное строение – гидрофобное ядро и гидрофильный слой на поверхности. Гидрофильный слой образован белками, которые называют апопротеинами, и амфифильными молекулами липидов-фосфолипидами и холестеролом. Гидрофильные группы этих молекул обращены к водной фазе, а гидрофобные части - к гидрофобному ядру липопротеина, в котором находятся транспортируемые липиды.
Классификация липопротеинов плазмы крови Липопротеины плазмы крови классифицируют по их плотности: хиломикроны (ХМ) липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) липопротеины промежуточной плотности (ЛППП) липопротеины низкой плотности (ЛПНП) липопротеины высокой плотности (ЛПВП)
Физиологическая роль липопротеинов плазмы крови Апопротеины в составе липопротеинов выполняют не только структурную функцию, но и обеспечивают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превращений. Апопротеины выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее значение имеет также регуляция апопротеинами активности ряда основных ферментов липидного обмена: лецитин-холестеролацилтрансферазы, липопротеинлипазы, печеночной триглицерид липазы.
Образование хиломикронов Основной апопротеин в составе ХМ - белок апоВ-48. Этот белок закодирован в том же гене, что и белок ЛПОНП - В-100, который синтезируется в печени. Белок апоВ-48 синтезируется в шероховатом ЭР и там же гликозилируется. Затем в аппарате Гольджи происходит формирование ХМ, называемых "незрелыми". По механизму экзоцитоза они выделяются в хилус, образующийся в лимфатической системе кишечных ворсинок, и через главный грудной лимфатический проток попадают в кровь. В лимфе и крови с ЛПВП на ХМ переносятся апопротеины Е (апоЕ) и С-П (апоС-П); ХМ превращаются в "зрелые".
Транспорт жиров хиломикронами В крови триацилглицеролы, входящие в состав зрелых ХМ, гидролизуются ферментом липопротеин-липазой, или ЛП- липазой. ЛП-липаза гидролизует молекулы жиров до глицерола и 3 молекул жирных кислот. В результате действия ЛП-липазы на жиры ХМ образуются жирные кислоты и глицерол. Основная масса жирных кислот проникает в ткани. В жировой ткани в абсорбтивный период жирные кислоты депонируются в виде триацилглицеролов, в сердечной мышце и работающих скелетных мышцах используются как источник энергии. Другой продукт гидролиза жиров, глицерол, растворим в крови, транспортируется в печень, где в абсорбтивный период может быть использован для синтеза жиров.
Роль различных классов липопротеинов в организме и патогенезе гиперлипопротеинемий Гипергипопротеинемия (ГЛП) – увеличение какого-то класса или классов ЛП в крови. Согласно варианту ВОЗ, различают следующие типы ГЛП. Тип I – гиперхиломикронемия. Основные изменения следующие: высокое содержание ХМ, нормальное или слегка повышенное содержание ЛПОНП; резко повышенный уровень триглицеридов в сыворотке крови. Клинически это состояние проявляется ксантома-тозом. Тип II делят на два подтипа: тип IIа – гипер-β-гипопротеинемия с характерным высоким содержанием в крови ЛПНП и тип IIб – гипер-β- липо-протеинемия с высоким содержанием одновременно двух классов липопро-теинов (ЛПНП, ЛПОНП). При типе II отмечается высокое, а в некоторых случаях очень высокое содержание холестерина в плазме крови. Уровень триглицеридов в крови может быть либо нормальным (тип аIIа), либо повышенным (тип IIб). Клинически проявляется атеросклеротическими нарушениями, нередко развивается ишемическая болезнь сердца (ИБС).
Роль различных классов липопротеинов в организме и патогенезе гиперлипопротеинемий Тип III –тис-β-гипопротеинемия. В сыворотке крови появляются липопротеины с необычно высоким содержанием холестерина и высокой электрофоретической подвижностью («флотирующие» β- липопротеины). Они накапливаются в крови вследствие нарушения превращения ЛПОНП в ЛПНП. Этот тип ГЛП часто сочетается с различными проявлениями атеросклероза, в том числе с ИБС и поражением сосудов ног. Тип IV –гиперпре-β-гипопротеинемия. Характерны повышение уровня ЛПОНП, нормальное содержание ЛПНП, отсутствие ХМ; увеличение уровня триглицеридов при нормальном или слегка повышенном уровне холестерина. Клинически этот тип сочетается с диабетом, ожирением, ИБС. Тип V –гиперпре-β-гипопротеинемия и гиперхиломикронемия. Наблюдаются повышение уровня ЛПОНП, наличие ХМ. Клинически проявляется ксантоматозом, иногда сочетается со скрытым диабетом. Ишемической болезни сердца при данном типе ГЛП не наблюдается.
Биохимия атеросклероза Одна из основных причин развития атеросклероза - нарушение баланса между поступлением холестерола с пищей, его синтезом и выведением из организма. Стадия 1 Процесс начинается с повреждения эндотелия сосудов за счёт изменённой структуры ЛПНП. Повреждение провоцируется свободными радикалами, образующимися в процессе метаболизма или поступающими извне. В ЛПНП изменяется не только структура самих липидов, но и нарушается структура апопротеинов. Окисленные ЛПНП захватываются макрофагами через скевенджер-рецепторы. Этот процесс не регулируется количеством поглощённого холестерола, как в случае его поступления в клетки через специфические рецепторы, поэтому макрофаги перегружаются холестеролом и превращаются в "пенистые клетки", которые проникают в субэндотелиальное пространство. Это приводит к образованию жировых полосок в стенке кровеносных сосудов.
Биохимия атеросклероза Стадия 2 На этой стадии эндотелий сосудов может сохранять свою структуру. При увеличении количества "пенистых клеток" происходит повреждение эндотелия сосудов. В норме клетки эндотелия секретируют простагландин I 2 (простациклин I 2), который ингибирует агрегацию тромбоцитов. При повреждении клеток эндотелия тромбоциты активируются. Во-первых, они секретируют тромбоксан А 2, который стимулирует агрегацию тромбоцитов, что может привести к образованию тромба в области атеросклеротической бляшки; во- вторых, тромбоциты начинают продуцировать пептид - тромбоцитарный фактор роста, стимулирующий пролиферацию ГМК. ГМК мигрируют из медиального слоя во внутренний слой артериальной стенки и способствуют таким образом росту бляшки.
Биохимия атеросклероза Стадия 3 Далее происходит прорастание бляшки фиброзной тканью (коллагеном, эластином); клетки под фиброзной оболочкой некротизируются, а холестерол откладывается в межклеточном пространстве. На этой стадии в центре бляшки образуются даже холестериновые кристаллы. Стадия 4 Бляшка пропитывается солями кальция и становится очень плотной. В области бляшки часто образуются тромбы, перекрывающие просвет сосуда, что приводит к острому нарушению кровообращения в соответствующем участке ткани и развитию инфаркта. Чаще всего атеросклеротические бляшки развиваются в артериях миокарда, поэтому наиболее распространённое заболевание, развивающееся в результате атеросклероза, - инфаркт миокарда.
Нарушения обмена холестерина Гиперхолестеролемия – превышение нормальной концентрации холестерина в крови. Гиперхолестеролемия часто развивается вследствие избыточного поступления холестерола с пищей, а также углеводов и жиров. Гиперкалорийное питание - один из распространённых факторов развития гиперхолестеролемии, так как для синтеза холестерола необходимы только ацетил-КоА, АТФ и NADPH. Все эти субстраты образуются при окислении глюкозы и жирных кислот, поэтому избыточное поступление этих компонентов пищи способствует развитию гиперхолестеролемии. В норме поступление холестерола с пищей снижает синтез собственного холестерола в печени, однако с возрастом эффективность регуляции у многих людей снижается.
Нарушения обмена холестерина Любой дефект рецептора ЛПНП или белка апоВ-100, взаимодействующего с ним, приводит к развитию наиболее распространённого наследственного заболевания - семейной гиперхолестеролемии. Причиной этого аутосомно-доминантного заболевания выступают мутации в гене рецептора ЛПНП. Гетерозиготы, имеющие один нормальный ген, а другой дефектный, встречаются с частотой 1:500 человек. Гомозиготы встречаются редко - 1: человек. Концентрации холестерола и ЛПНП в крови таких больных уже в раннем детском возрасте увеличены в 5-6 раз. ЛПНП захватываются макрофагами путём фагоцитоза. Макрофаги, нагруженные избытком холестерола и других лигшдов, содержащихся в ЛПНП, откладываются в коже и даже сухожилиях, образуя так называемые ксантомы. Холестерол откладывается также и в стенках артерий, образуя атеросклеротические бляшки. Такие дети без экстренных мер лечения погибают в возрасте 5-6 лет.
Список использованной литературы: 1. Комаров Ф.И.,Коровкин Б.Ф. и Меньшиков В.В. Биохимические исследования в клинике,с. 407, Л., Мецлер Д. Биохимия, пер. с англ., т. 2, М., Николаев А.Я. Биологическая химия, М., Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003
Хиломикро- | |||||
Транспорт липидов из клеток кишечника (экзогенных липидов) |
Транспорт липидов, синтезируемых в печени (эндогенных липидов) |
Промежуточ- ная форма превращения ЛПОНП в ЛПНП под действием фермента ЛП-липазы |
Транспорт холестерола в ткани |
Удаление избытка холестерола из клеток и других липопротеинов. Донор апопротеинов А, С-II |
|
Место образования |
Эпителий кишечника |
Клетки печени |
Кровь (из ЛПОНП и ЛППП) |
Клетки печени − ЛПВП-пред- шественники |
|
Плотность, г/мл | |||||
частиц, нМ |
Больше 120 | ||||
Основные аполипопротеины |
Примечание : ФЛ фосфолипиды, ХС холестерин, ЭХС эфиры холестерина, ТАГ триацилглицериды. Апопротеины: В-48 основной белок ХМ, В-100 основной белок ЛПОНП, ЛПНП, ЛППП, взаимодействует с рецепторами ЛПНП; С-II активатор липопротеинлипазы (ЛП-липазы), переносится с ЛПВП на ХМ и ЛПОНП в крови; Е участвует в связывании липопротеинов с рецепторами ЛПНП и другими рецепторами, А-I активатор лецитинхолестеринацилтрансферазы (ЛХАТ) (согласно )
Липопротеины отличаются по своей функции.
1. Хиломикроны (ХМ) образуются в клетках кишечника, их функция: перенос экзогенного жира из кишечника в ткани (в основном в жировую ткань), а также транспорт экзогенного холестерина из кишечника в печень.
2. Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) образуются в печени, их роль: транспорт эндогенного жира, синтезированного в печени из углеводов, в жировую ткань.
3.Липопротеины низкой плотности (ЛПНП) образуются в кровеносном русле из ЛОНП через стадию образования липопротеинов промежуточной плотности (ЛППП). Их роль: транспорт эндогенного холестерина в ткани.
4. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) образуются в печени, основная роль транспорт холестерина из тканей в печень, т. е. удаление холестерина из тканей, а далее холестерин выводится с желчью.
5.3.8.1. Структура липопротеинов. Независимо от типа все липопротеины имеют сходное строение.
Они представляют собой сферические частицы, в которых можно выделить гидрофобную сердцевину, состоящую из ТАГ и эфиров холестерина (ЭХС) и гидрофильную оболочку, в составе которой – фосфолипиды, гликолипиды и белки. Компоненты частиц связаны слабыми типами связей и находятся в состоянии постоянной диффузии – способны перемещаться друг относительно друга. Белки, входящие в состав липопротеина и называемые апопротеинами (обозначаются латинскими буквами), могут быть или интегральными, не способными к отделению от липопротеина, т. е. присущи только этому типу липопротеина, или свободно переносимыми от одного типа липорпотеина к другому типу.
Функции апопротеинов в составе липопротеинов заключаются в: 1) формировании структуры липопротеинов; 2) взаимодействии с рецепторами на клеточной поверхности, тем самым определяется, с какими тканями связывается данный тип липопротеина; 3) активации ферментов липидного обмена. Иногда апопротеины сами обладают собственной ферментативной активностью; 4) выполнении функции эмульгаторов, так как апопротеины являются гидрофильными веществами; 5) транспорте липидов от одного типа липопротеина к другому.
5.3.8.2. Хиломикроны. Из ресинтезированных ТАГ, эфиров холестерина, фосфолипидов, поступивших с пищей жирорастворимых витаминов образуются комплексы липопротеинов, получившие название хиломикроны (ХМ), функция которых заключается в доставке экзогенных (пищевых) жиров в периферические ткани. ХМ содержат около 2 % белка, 7 % фосфолипидов, 8 % холестерина и его эфиров и более 80 % ТАГ. Диаметр ХМ колеблется от 0,1 до 5 мкм. Из-за больших размеров частиц ХМ не способны проникать из эндотелиальных клеток кишечника в кровеносные капилляры и диффундируют в лимфатическую систему кишечника, а из нее – в грудной лимфатический проток, из которого ХМ попадают в кровяное русло, где осуществляют транспорт ТАГ, холестерина и частично фосфолипидов из кишечника через лимфатическую систему в кровь.
Через 1–2 ч после приема пищи, содержащей жиры, повышается концентрация ТАГ в крови и появляются в кровеносном русле ХМ. Через 10–12 ч после приема пищи содержание ТАГ возвращается к нормальным величинам, а ХМ полностью исчезают из крови.
ХМ свободно диффундируют из плазмы крови в межклеточные пространства печени. Гидролиз ТАГ, содержащихся в ХМ, происходит как внутри печеночных клеток, так и на поверхности. ХМ не способны (из-за своих размеров) проникать в клетки жировой ткани, поэтому ТАГ ХМ подвергаются гидролизу на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани при участии фермента липопротеинлипазы.
Основной апопротеин в составе ХМ белок апоВ-48. Белок кодируется тем же геном, что и белок В-100, входящий в состав ЛПОНП, ЛПНП, ЛППП (см. таблицу) и синтезируемый в печени. В кишечнике происходит считывание лишь части гена, а именно 48 %, поэтому белок и получил свое название В-48, синтезируется он в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме и гликозилируется. В аппарате Гольджи затем формируются так называемые «незрелые» ХМ. Они путем экзоцитоза попадают в главный грудной лимфатический проток, а через него в кровь. В лимфе и крови ХМ получают апопротеины Е и С-II, превращаясь в «зрелые» ХМ. После приема жирной пищи образовавшиеся ХМ опалесцируют, придавая плазме крови похожий на молоко вид. Транспортируя липиды к различным тканям, где они подвергаются расщеплению, ХМ постепенно исчезают из крови и плазма становится прозрачной.
ЛИПИДЫ являются нерастворимыми в воде соединениями, поэтому для их переноса кровью необходимы специальные переносчики, которые растворимы в воде. Такими транспортными формами являются ЛИПОПРОТЕИНЫ. Они относятся к свободным ЛИПИДАМ. Синтезированный жир в стенке кишечника, либо жир синтезированный в других тканях органах может быть транспортирован кровью лишь после включения в состав ЛИПОПРОТЕИНОВ, где роль стабилизатора играют белки.
По своему строению мицеллы ЛИПОПРОТЕИНЫ имеют наружный слой и ядро. Наружный слой формируется из БЕЛКОВ, ФОСФОЛИПИДОВ и ХОЛЕСТЕРИНА, которые имеют гидрофильные полярные группы и проявляют сродство к воде. Ядро состоит из ТРИГЛИЦЕРИДОВ, ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРИНА, ВЖК, витаминов A, D, Е, К. Т.о. нерастворимые жиры легко транспортируются по всему организму после синтеза в стенке кишечника, а также синтеза в других тканях между клетками, которые их синтезируют и используют.
Выделяют 4 класса ЛИПОПРОТЕИНОВ крови, которые отличаются друг от друга по своему химическому состоянию, размерам мицелл и транспортируемым жирам. Поскольку они имеют различную скорость оседания в растворе поваренной соли, их разделяют на:
1. ХИЛОМИКРОНЫ. Образуются в стенке кишечника и имеют самый крупный размер частиц.
2. ЛПОНП. Синтезируются в стенке кишечника и печени.
3. ЛПНП. Образуются в эндотелии капилляров из ЛПОНП.
4. ЛПВП. Образуются в стенке кишечника и печени.
Т.о. транспортные ЛП крови синтезируются двумя видами клеток - ЭНТЕРОЦИТАМИ и ГЕПАТОЦИТАМИ. Было установлено, что ЛП крови при электрофорезе белков движутся в зоне альфа и бета - ГЛОБУЛИНОВ, поэтому их по электрофоретической подвижности ещё
обозначают как:
Пре-бета- ЛП =ЛПОНП,
Бета-ЛП=ЛПНП,
Альфа-ЛП=ЛПВП.
рис. Химический состав липопротеинов крови
ХИЛОМИКРОНЫ (ХМ) как самые крупные частицы при электрофорезе остаются на старте.
Максимальная их концентрация достигается к 4 - 6 час.после приёма пищи. Расщепляются они
под действием фермента - ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ, который образуется в печени, легких, жировой ткани
после приёма пищи ХМ преимущественно транспортируют ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДЫ (до 83 %).
ЛПОНП и ЛПНП в основном транспортируют холестерин и его эфиры в клетки органов и тканей. Эти фракции относятся к АТЕРОГЕННЫМ. ЛПВП- принято обозначать как АНТИАТЕРОГЕННЫМИ ЛП, которые осуществляют транспорт ХОЛЕСТЕРИНА (излишки холестерина освобождённый в результате распада мембран клеток холестерин) в печень для последующего окисления с участием цитохрома Р450 с образованием желчных кислот, которые выводятся из организма в виде КОПРОСТЕРИНОВ. Распадаются ЛИПОПРОТЕИНЫ крови после эндоцитоза в ЛИЗОСОМАХ и МИКРОСОМАХ: под действием ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ в клетках печени, почек, надпочечников, кишечника жировой ткани, эндотелия капилляров. Продукты гидролиза ЛП вовлекаются в клеточный метаболизм.
Являются мицеллярными структурами, которые различаются по молекулярной массе, процентному содержанию отдельных липидных компонентов, соотношению белков и липидов. Относительно постоянный уровень циркулирующих в крови липопротеинов поддерживают процессы синтеза и секреции липидных и апобелковых компонентов, активного транспорта липидов между липопротеиновыми частицами и наличие пула свободных апобелков крови, специфический транспорт плазменных белков, изменения в составе липопротеинов в результате процессов, активируемых гепаринзависимой липопротеидлипазой (КФ 3.1.1.34), печеночной триацилглицероллипазой (КФ 3.1.1.3.), фосфатитдилхолин‑холестерол-ацилтрансферазой (КФ 2.3.1.43.), удалением из циркуляции путем интернализации как липопротеинов, так и их белковых компонентов.
Разделяют липопротеины методом ультрацентрифугирования в солевых растворах, используя их различия в плавучей плотности. Меньшую плавучую плотность имеют хиломикроны, которые образуют сливкообразный слой на поверхности сыворотки при хранении ее в течение суток при температуре 0+4°С, при дальнейшем насыщении сыворотки нейтральными солями можно отделить липопротеины очень низкой (ЛПОНП), низкой (ЛПНП) и высокой (ЛПВП) плотности.
Учитывая разное содержание белка (которое отражается на суммарном заряде частиц), липопротеины разделяют методом электрофореза в различных средах (бумага, ацетатцеллюлоза, полиакриламидный, агаровый, крахмальный гели). Наибольшей подвижностью в электрическом поле обладают a‑липопротеины (ЛПВП), содержащие большее количество белка, после них следуют β‑ и преβ‑липопротеины (ЛПНП и ЛПОНП соответственно), а хиломикроны остаются около линии старта.
Критерии оценки липопротеинов | Типы липопротеинов | |||
ЛПВП | ЛПНП | ЛПОНП | Хиломикроны | |
Плотность, г/л | 1063‑1210 | 1010‑1063 | 1010‑930 | 930 |
Молекулярная масса, ×10 5 | 1,8‑3,8 | 22,0 | 30,0‑1280,0 | - |
Размер молекул и частиц, нм | 7,0‑10,0 | 10,0‑30,0 | 200,0 | >200 |
Всего белков, % | 50‑57 | 21‑22 | 5‑12 | 2 |
Всего липидов, % | 43‑50 | 78‑79 | 88‑95 | 98 |
Главные апопротеины | АпоA‑I, C‑I, II, III | Апо B | Апо B, C‑I, II, III | Апо C и B |
Свободный холестерин | 2‑3 | 8‑10 | 3‑5 | 2 |
Этерифицированный холестерин, % | 19‑20 | 36‑37 | 10‑13 | 4‑5 |
Фосфолипиды, % | 22‑24 | 20‑22 | 13‑20 | 4‑7 |
Общий холестерин / фосфолипиды | 1,0 | 2,3 | 0,9 | 1,1 |
Триацилглицерины | 4‑8 | 11‑12 | 50‑60 | 84‑87 |
Нормальные величины
Изменения в спектре отдельных фракций липопротеинов не всегда сопровождаются гиперлипидемией, поэтому наибольшее клинико‑диагностическое значение имеет выявление типов дислипопротеинемий, которое проводят по принципам, общим с типированием гиперлипопротеинемий по Фредриксону с соавт. (1965, 1971) с введением дополнительных типов гипер‑α‑ и гипо‑α‑липопротеинемий и гипоβ‑липопротеинемии:
Тип I: Гиперхиломикронемия
Обусловлена генетическим дефектом липопротеинлипазы . В результате, вследствие нарушения превращения хиломикронов в остаточные (ремнантные) формы, снижается их апоЕ-рецепторный эндоцитоз.
Лабораторные показатели:
- значительное увеличение количества хиломикронов;
- нормальное или слегка повышенное содержание преβ‑липопротеинов (ЛПОНП);
- резкое увеличение концентрации ТАГ.
- отношение ХС / ТАГ < 0,15
Клинически проявляется в раннем возрасте ксантоматозом и гепатоспленомегалией в результате отложения липидов в коже, печени и селезенке. Первичная гиперлипопротеинемия I типа встречается редко и проявляется в раннем возрасте, вторичная - сопровождает диабет, красную волчанку, нефроз, гипотиреоз, проявляется ожирением.
Тип II: Гипер‑β‑липопротеинемия
1. Подтип IIa (семейная гиперхолестеринемия):
Обусловлена структурным дефектом апоВ100-рецептора и нарушением эндоцитоза ЛПНП. В результате замедляется элиминация ЛПНП из кровотока. При гомозиготной форме рецепторы отсутствуют, при гетерозиготной форме – их количество снижено вдвое.
Лабораторные показатели:
- выcокое содержание β‑липопротеинов (ЛПНП);
- нормальное содержание преβ‑липопротеинов (ЛПОНП);
- высокий уровень холестерина;
- нормальное содержание триацилглицеринов.
2. Подтип IIb:
Вызвана функциональным снижением активности апоВ-100-рецептора которое развивается при нарушении формирования зрелых форм ЛПНП. Причиной блока созревания ЛПНП являются
- дефицит апобелка D, при этом не взаимодействуют ЛПВП и ЛПНП,
- снижение активности фермента лецитин-холестерол-ацилтрансферазы,
- дефект апобелка А-1, что приводит к нарушению функционирования ЛПВП,
- ассоциация белка острой фазы амилоида А с ЛПВП и, в результате, нарушение ЛХАТ-реакции и функционирования ЛПВП.
Лабораторные показатели:
- высокий уровень холестерина;
- умеренное повышение триацилглицеринов.
Клинически проявляется атеросклеротическими нарушениями. Первичная гипер β‑липопротеинемия встречается более часто и наблюдается уже в раннем возрасте. В случае гомозиготной формы заканчивается летальным исходом от инфаркта миокарда в молодом возрасте, вторичная отмечается при нефрозах, заболеваниях печени, миеломной болезни, макроглобулинемии.
Тип III: Дисβ‑липопротеинемия
или гиперβ‑гиперпреβ‑липопротеинемия
Обусловлена дефектом апобелка Е , ответственного за связывание остаточных хиломикронов и ЛПОНП с рецепторами на гепатоците. В результате извлечение из крови этих частиц снижается.
Лабораторные показатели:
- возрастание концентрации β‑липопротеинов (ЛПНП) и преβ‑липопротеинов (ЛПОНП);
- высокий уровень холестерина и триацилглицеринов;
- отношение ХС / ТАГ = 0,3‑2,0 (чаще составляя около 1,0).
Клинически проявляется атеросклерозом с коронарными нарушениями, чаще встречается у взрослых. У части больных отмечаются плоские, бугорчатые и эруптивные ксантомы. Вторичная гиперлипопротеинемия III типа встречается у больных системной красной волчанкой и диабетическим кетоацидозом.
Тип IV. Гиперпреβ‑липопротеинемия
Обусловлена неадекватно высоким синтезом триацилглицеролов в печени в резуль-тате поступления избытка глюкозы.
Лабораторные показатели:
- повышение ЛПОНП;
- повышение уровня триацилглицеридов;
- нормальный или слегка повышенный уровень холестерина.
Первичная гиперлипопротеинемия IV типа приводит к развитию ожирения и атеросклероза после 20 лет, вторичная - наблюдается при переедании, гипотиреозе, сахарном диабете 2 типа, панкреатите, нефрозе, алкоголизме.
Тип V: Гиперхиломикронемия и гиперпреβ‑липопротеинемия
Обусловлена умеренным снижением активности липопротеинлипазы в результате дефекта апоСII-белка , что приводит к накоплению в крови хиломикронов и ЛПОНП.
Лабораторные показатели:
- повышение уровня хиломикронов;
- повышение уровня преβ‑липопротеинов (ЛПОНП);
- содержание триглицеринов повышенное, в ряде случаев резко;
- содержание холестерина в норме или умеренно повышено;
- отношение ХС / ТАГ = 0,15‑0,60
Клинически проявляется как первый тип.
Гипер‑α‑липопротеинемия.
Лабораторные показатели:
- повышение количества ЛПВП;
- повышение уровня α‑холестерина свыше 2 ммоль/л.
Известны случаи семейной гипер‑α‑холестеринемии и увеличение ЛПВП в крови при тренировке к длительным физическим нагрузкам.
Алипопротеинемии
1. Ан‑α‑липопротеинемия (танжерская болезнь).
Обусловлена врожденным нарушением синтеза апопротеинов А‑I и А‑II.
Лабораторные показатели:
- отсутствие нормальных и появление аномальных ЛПВП;
- снижение содержания общего холестерина до 0,26 ммоль/л и менее;
- увеличение доли эфиров холестерина.
Клинические проявляется тонзиллитом, рано развивающимся атеросклерозом и ишемической болезнью сердца.
2. Ан‑β‑липопротеинемия.
Обусловлена снижением синтеза в печени апопротеина В.
Лабораторные показатели:
- снижение количества хиломикронов;
- снижение уровня ЛПОНП и ЛПНП.
- снижение холестерина до 0,5‑2,0 ммоль/л;
- снижение содержания триглицеридов до 0‑0,2 г/л.
Клинически проявляется нарушением всасывания пищевых жиров, пигментным ретинитом, акантозом и атаксической невропатией.
Гиполипопротеинемия
1. Гипо‑α‑липопротеинемия часто сочетается с увеличением в крови ЛПОНП и ЛПНП. Клинически проявляется как II, IV и V типы гиперлипопротеинемий, что увеличивает риск возникновения атеросклероза и его осложнений.
2. Гипо‑β‑липопротеинемия выражается в снижении в крови ЛПНП. Клинически проявляется нарушением всасывания пищевых жиров в кишечнике.
ЛХАТ‑недостаточность
Обусловлена генетическим дефицитом фермента лецитин:холестерин-ацил-трансферазы.
Лабораторные показатели:
- снижение коэффициента этерификации холестерина;
- нарушение химического состава и структуры всех классов липопротеинов.
- появление аномального липопротеина X во фракции ЛПНП.
Клинически проявляется гипохромной анемией, почечной недостаточностью, спленомегалией, помутнением роговицы вследствие накопления неэтерифицированного холестерина в мембранах клеток почек, селезенки, роговицы глаза, эритроцитах.
Определение β‑ и преβ‑ липопротеинов в сыворотке крови турбидиметрическим методом по Бурштейну
Принцип
В присутствии CaCl 2 и гепарина нарушается коллоидоустойчивость белков сыворотки крови и осаждается фракция преβ‑ и β‑липопротеинов.
Нормальные величины
Клинико‑диагностическое значение
Увеличение фракций β‑ и пре‑β‑липопротеинов в сыворотке крови тесно связано с гиперхолестеринемией, которая сопровождает атеросклероз, диабет, гипотиреоз, мононуклеоз, некоторые острые гепатиты, резкую гипопротеинемию, ксантоматоз, гликогеновую болезнь, также наблюдается при жировой дистрофии печени, механической желтухе. Диспротеинемическая проба Бурштейна имеет значение не только при гиперлипемических состояниях, но и как функциональная печеночная проба. При сопоставлении с тимоловой пробой этот показатель особенно ценен. Тимоловая проба более чувствительна в начальной фазе, а проба Бурштейна в конечной фазе острого гепатита и оценки постгепатитного состояния. В сочетании с тимоловой пробой она имеет большое значение для дифференциации механической желтухи от паренхиматозной. При паренхиматозной желтухе обе пробы положительны либо тимоловая положительна, а проба на β‑липопротеины отрицательна. При механической желтухе тимоловая проба отрицательна (если нет вторичного гепатита), проба Бурштейна - резко положительна.
Снижение содержания β‑липопротеинов отмечается при циррозе, токсической дистрофии печени, гипофункции симпатоадреналовой системы.
- < Назад
Поскольку липиды являются в основе своей гидрофобными молекулами, то они транспортируются в водной фазе крови в составе особых частиц – липопротеинов .
Структуру транспортных липопротеинов можно сравнить с орехом , у которых имеется скорлупа и ядро . "Скорлупа" липопротеина является гидрофильной , ядро – гидрофобное .
- поверхностный гидрофильный слой формируют фосфолипиды (их полярная часть), холестерол (его ОН-группа), белки . Гидрофильность липидов поверхностного слоя призвана обеспечить растворимость липопротеиновой частицы в плазме крови,
- "ядро" формируют неполярные эфиры холестерола (ХС) и триацилглицеролы (ТАГ), которые и являются транспортируемыми жирами. Их соотношение колеблется в разных типах липопротеинов. Также к центру обращены жирнокислотные остатки фосфолипидов и циклическая часть холестерола.
Схема строения любого транспортного липопротеина
Выделяют четыре основных класса липопротеинов:
- липопротеины высокой плотности (ЛПВП, α-липопротеины, α-ЛП),
- липопротеины низкой плотности (ЛПНП, β-липопротеины, β-ЛП),
- липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП, пре-β-липопротеины, пре-β-ЛП),
- хиломикроны (ХМ).
Свойства и функции липопротеинов разных классов зависят от их состава, т.е. от вида присутствующих белков и от соотношения триацилглицеролов, холестерола и его эфиров, фосфолипидов.
Cравнение размера и свойств липопротеинов
Функции липопротеинов
Функциями липопротеинов крови являются
1. Перенос к клеткам тканей и органов
- насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот в составе триацилглицеролов для последующего депонирования или использования в качестве энергетических субстратов,
- полиненасыщенных жирных кислот в составе эфиров холестерола для использования клетками в синтезе фосфолипидов или образования эйкозаноидов ,
- холестерола в качестве мембранного материала,
- фосфолипидов в качестве мембранного материала,
Хиломикроны и ЛПОНП ответственны, в первую очередь, за транспорт жирных кислот в составе ТАГ. Липопротеины высокой и низкой плотности – за транспорт свободного холестерола и жирных кислот в составе его эфиров. ЛПВП способны также отдавать клеткам часть своей фосфолипидной оболочки.
2. Удаление избытка холестерола с мембран клеток.
3. Транспорт жирорастворимых витаминов.
4. Перенос стероидных гормонов (наряду со специфическими транспортными белками).
Апобелки липопротеинов
Белки в липопротеинах обычно называются апобелками , выделяют несколько их типов – А, В, С, D, Е. В каждом классе липопротеинов находятся соответствующие ему апобелки, выполняющие свою собственную функцию:
1. Структурная функция («стационарные » белки) – связывают липиды и формируют белок-липидные комплексы:
- апоВ-48 – присоединяет триациллицеролы,
- апоВ-100 – связывает как триацилглицеролы, так и эфиры холестерина,
- апоА-I – акцептирует фосфолипиды,
- апоА-IV – связывается с холестеролом.
2. Кофакторная функция («динамические » белки) – влияют на активность ферментов метаболизма липопротеинов в крови.