Разное

Нарушение липидного обмена что это такое: что это, причины, симптомы и как лечить?

02.08.2020
Липидный обмен – что он собой представляет и какие процессы в него входят?

Липидный обмен (или как его еще принято называть метаболизм липидов) – это сложный физиологический процесс, который протекает в определенных клетках человеческого организма, и имеет достаточно обширную функциональность. Однако, нередко встречаются случаи, когда у некоторых пациентов, данный обмен существенно нарушается, в результате воздействия на их организм патологий, разного характера. Ну а как определить подобное отклонение, и что предпринять в качестве терапии, можно узнать далее в статье.

Содержание

Что такое липиды, и на какие группы они делятся?

Липиды – это жировые клетки, которые образуются в организме человека, а также попадают в его кровеносную систему, вместе с другими полезными веществами, во время приема пищи. В зависимости от выполняемых функций и строения, можно выделить несколько основных видов липидов:

  • Фосфолипиды,
  • Холестерин,
  • Гликолипид,
  • Триглицерид,
  • Жировые кислоты.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Все вышеперечисленные категории жировых клеток, также можно поделить на две основные подгруппы: хорошие и плохие липиды, разница между которыми, в первую очередь, будет наблюдаться в уровне их плотности (чем выше данный уровень у липида, тем лучше его характеристика). Однако, не зависимо от своей подгруппы, все жировые клетки, без исключения, могут принимать участие в липидном обмене, а значит, при нарушении их нормы в крови пациента, процесс метаболизма может существенно нарушаться.

Как было сказано ранее, липидный обменный метаболизм считается достаточно сложным процессом, отвечающим за большое количество функций в организме. И это действительно так, ведь во время метаболизма, как правило, происходят еще и такие дополнительные процессы:

  • Транспортировка жировых клеток (попавших в кишечный тракт), напрямую в печень, для дальнейшей их переработки,
  • Непосредственное расщепление клеток, их переваривание и всасывание разными органами,
  • Катаболизм кислот, имеющих жирный характер,
  • Липолиз,
  • Переработка жировых клеток и кислот, для их дальнейшего замещения кетоновыми телами,
  • Липогенез,
  • Индивидуальный клеточный обмен, между определенными группами липидов.

Важно! Все вышеперечисленные функции, играют очень важную роль в создании желчных и стероидных фракций, которые, в свою очередь, являются необходимым материалом для миелиновых оболочек, отвечающих за накопление и выработку энергии в организме, а также защищающих практически каждый нервный канал человека.

Однако, следует отметить, что это не единственная полезная функция метаболизма, ведь он также принимает участие и в выработке липопротеинов разной плотности (липопротеин – это фракция липидов и белков), одновременно обеспечивая им транспортировку по всей кровеносной системе. Исходя из этого получается, что при отсутствии липидного обмена, у пациента будет наблюдаться сбой в работе ЖКТ (так как не будет вырабатываться желудочный сок), и нарушения со стороны нервной системы, что существенно отразится на его здоровье.

Причины нарушения липидного обмена

В современной медицине, неправильный механизм липидного обмена носит определение дислипидемия, и возникает он, как правило, при первичном или вторичном происхождении нарушений. В первом случае (первичные нарушения), будет иметься в виду наследственный фактор, который передается от одного человека к другому, на генном уровне. Что же касается второго случая (вторичные нарушения), то к нему можно отнести любой патологический процесс, протекающий в организме пациента (даже если причина возникновения данного процесса, кроется в неправильном образе жизни больного).

Если же рассматривать первичные и вторичные нарушения метаболического процесса, как одно целое, то среди причин, влияющих на данное отклонение, можно выделить:

  • Мутацию определенных генов (как единичную, так и множественную). При таком отклонении, как правило, выработка и всасывание липидов в организме существенно нарушаются, в результате чего, метаболизм также будет выполняться неправильно,
  • Заболевание атеросклерозом (учитывается и наследственная болезнь). Атеросклероз, как и большинство сердечно-сосудистых патологий (таких как: ИБС, инфаркт, инсульт и т.д.) в первую очередь оказывает негативное воздействие на внутриклеточный состав крови человека, повышая тот, или иной его фермент. Ну а подобное отклонение, будет способствовать нарушению липидного обмена, с ярко выраженными признаками сердечных патологий (хроническая усталость, повышенная сонливость, легкое внезапное головокружение, артериальная гипертензия и т.д.),
  • Неактивный образ жизни. Если человек не проявляет никакой активности, в течении длительного периода времени, то его миокард постепенно начинает зарастать жиром, в результате чего, норма кровяных клеток в его организме, также значительно нарушается. Ну а нарушенный коэффициент любых клеток, в свою очередь, негативно повлияет на процесс метаболизма,

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

  • Неправильное питание, вызывающее у пациента ожирение первой, второй или третей степени. Зачастую, увеличивать вес человека может пища, с высоким содержанием жиров, провоцирующая окисление жировых клеток в его организме, и вызывающая повышение холестерина в крови (в медицине такое состояние называется гиперхолестеринемия). Однако, следует также отметить, что на нарушение липидного обмена может повлиять и неправильная диета, повлекшая за собой серьезное понижение холестерина (данное состояние часто рассматривают как истощение организма),
  • Сахарный диабет. Если у человека наблюдается подобный диагноз, то вероятность нарушенного метаболизма у него, явно будет выше, чем у остальных категорий больных. Ведь при подобной патологии, как правило, кровь перенасыщается глюкозой, в результате чего, любая другая клетка, входящая в состав крови, будет понемногу угнетаться, частично или полностью нарушая процесс метаболизма липидов,
  • Вредные привычки (курение и чрезмерное потребление алкоголя). Как многим известно, никотин и алкоголь очень пагубно влияют на белковый и липидный клеточный состав (провоцируя их гидролитический распад), что отражается на изменении их природного количества в организме. Ну а при дисбалансе тех, или иных видов клеток, липидный обмен, также будет существенно нарушаться,
  • Холестаз. При подобной патологии, центриоль в организме пациента перестает проявлять свою активность, в результате чего, его рибосома существенно нарушается. Если же вовремя не начать лечение холестаза, то он обязательно спровоцирует нарушение липидного обмена,
  • Патологии разного типа, паразитирующие печень. Как показывает практика, заболевания, развитие которых происходит в области печени, также способны спровоцировать расстройство механизма липидного обмена. А связанно подобное явление, с повышением активности выработки одних клеток, и угнетением производства других.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Важно! Если биохимический или общий лабораторный анализ покажет, что у пациента какая-либо группа клеток отклонилась от нормы, то это вполне можно расценивать как серьезный сигнал, свидетельствующий о возможном нарушении метаболизма в организме человека. Ну а в случае, если у больного подтвердятся вышеперечисленные патологии, то вероятность одновременного нарушения липидного обмена у него, будет практически стопроцентная.

Если у пациента наблюдается нарушение липидного обмена (симптомы которого, также не заставят себя долго ждать), то ему следует как можно скорее восстанавливать свое здоровье. Ведь в противном случае, неправильный метаболизм будет нарушать и остальные процессы, протекающие в разных системах его организма, что в скором времени, повлечет за собой летальный исход.

Ну а определить подобное отклонение, можно по характерным его признакам, которые делятся на две категории: внешние и внутренние. К первой категории, как правило, относят следующий список симптом:

  • Усиленный набор веса (при привычном рационе питания),
  • Появление жировых отложений в уголках глаз, с внутренней стороны (если жироподобное вещество своевременно не убирать, то в скором времени, пациент перестанет видеть на один, или же сразу на оба глаза),
  • Кожа и сухожилья человека покрываются так называемыми ксантомами,
  • Некоторые органы существенно увеличиваются в размерах (данный признак нарушенного липидного обмена, будет заметно по характерным выпуклостям на теле пациента, в области печени и селезенки),
  • Появление патологий, имеющих эндокринный характер,
  • Показатель холестерина значительно превышает нормальную отметку (в некоторых случаях, нарушенный метаболизм может повышать и уровень триглицеридов, что обязательно покажет любое обследование кровяного состава),
  • Периодические приступы боли в области печени.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Среди внутренних признаков, которые можно увидеть лишь путем многочисленных диагностик больного (липидограмм, ультразвуковых сканирований, и т.д.), зачастую выделяют:

  • Повышенное содержание плохого холестерина (ЛПНП) в крови,
  • Высокий показатель АД,
  • Увеличение уровня холестерина (при этом, плазма крови и углевод, также могут повысить свой показатель).

При обнаружении у пациента вышеперечисленных признаков нарушения липидного обмена, его лечение будет достаточно сложным, так как наладить целевой уровень клеток в организме, при явно выраженных нарушениях уровня холестерина, сможет лишь длительная медикаментозная терапия. Однако, существует еще и ряд других внутренних симптомов, при которых нормализация клеток происходит куда-проще. А выглядит он следующим образом:

  • Общее истощение организма,
  • Понижение уровня жировых клеток в крови,
  • Если пациент женщина, то у нее могут наблюдаться характерные сбои менструального цикла (у будущих мам, вместо такого сбоя, запросто может наблюдаться прерывание беременности, даже на ранних этапах развития плода),
  • Развитие нефроза,
  • Появление воспалительных процессов на кожном покрове (классификация данных процессов может быть абсолютно разной, от острых инфекционных патологий, до банальной аллергии),
  • Интенсивное выпадение волос.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Важно! Пред тем, как проходить лечебный курс, пациент должен заранее определиться с причинами нарушений липидного обмена в его организме. А помочь в данном вопросе, может интеграция вышеперечисленных симптомов, и их сопоставление с предоставленной выше информацией. В противном же случае, без определения причины нарушенного метаболизма, терапевтический курс может не показать эффективных результатов.

Для обнаружения точных причин нарушения липидного обмена (будь то патология, или неправильный образ жизни пациента), пациенту следует пройти ряд медицинских лабораторных исследований, которые включают в себя:

  • Полную липидограмму (данный анализ следует сдать единожды),
  • Общий анализ крови (первичный и промежуточный),
  • Анализ крови на биохимию (делать забор крови для ОАК и биохимии следует несколько раз, в течении всего периода лечения, а для самого исследования рекомендуется брать исключительно жидкость из капилляров, так как артериальный тип крови, в данном случае, будет менее информативным),
  • Если пациент еще ребёнок, то ему может быть дополнительно назначена специальная клиническая лабораторная диагностика (КЛД).

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Далее, после того, как патофизиология нарушенного метаболизма будет полностью определена, врач может назначить пациенту эффективную терапию, которая будет постепенно улучшать его самочувствие и состояние здоровья.

Лечение нарушенного липидного обмена

Если показатели липидного обмена у пациента нарушены несущественно, то он вполне может отказаться от медикаментозной терапии, пустив в ход народный метод лечения. А заключается такая методика, в банальном изменении образа жизни, которое включает в себя:

  • Диетический стол. При нарушенном метаболизме, человеку настоятельно рекомендуется вычеркнуть из своего меню все продукты, с высоким содержанием калорий (животный жир, сало, мясо (кроме варенного), некоторые сорта сыра, копчености и т.д.),
  • Отказ от вредных привычек. Как упоминалось ранее, никотин и алкоголь очень пагубно влияют на организм человека, разрушая его внутреннюю ткань, и нарушая процесс метаболизма липидов. Поэтому, если пациент желает, чтоб в его здоровье начали происходить положительные изменение, ему следует, перво-наперво, отказаться от вредных привычек,
  • Повышение физической активности. В некоторых случаях, регуляция липидного обмена происходит в результате внедрения в дневной график пациента, регулярных физических упражнений, позволяющих расшевелить его миокард, тем самым снизив уровень холестерина в его крови. При этом, следует также отметить, что регулярные упражнения очень положительно будут влиять и на мозг человека, улучшив его снабжение кислородом.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Важно! В некоторых случаях, при народной медицине, может использоваться специальная сыворотка, в основе которой лежит лечебная трава. Однако, данное средство еще нужно уметь правильно приготовить, соблюдая каждый параметр и этап, указанный в рецепте. В противном же случае, человек может запросто отравиться неправильно приготовленной настойкой, и тогда ему уже понадобиться срочная медицинская помощь.

Что же касается ситуаций, когда у пациента наблюдается серьезное нарушение липидного обмена, то тут помочь сможет лишь медикаментозная терапия, которая включает в себя следующий спектр препаратов:

  • Статины (данное лекарство оказывает прямое воздействие на ГМГ-КоА-редуктозу, ответственную за производство холестерина в организме человека, исходя из чего, его смело можно отнести к категории сильнодействующих препаратов),
  • Никотиновая кислота (такое средство, зачастую, не используется отдельно, а лишь в паре с каким-либо другим препаратом, имеющим более сильно воздействие на организм. Однако, никотиновую кислоту вполне можно применять в профилактических целях, в особенности тем пациентам, которые находятся в группе риска нарушения липидного обмена),

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

  • Фибраты (одна таблетка фибратов, по своему действию, практически не будет отличаться от препаратов статинов, так как обе эти категории лекарств имеют одинаковую особенность, заключающуюся в прямом воздействии на ГМГ-КоА-редуктозу),
  • Антиоксиданты (препарат группы антиоксидантов, также, как и никотиновая кислота, относится к профилактической категории лекарств, а значит, использовать его следует, лишь в паре с фибратами или статинами),
  • Секвестранты (данное лекарство, по своему принципу действия, существенно отличается от всех вышеперечисленных, так как его зона проявления находится исключительно в желчной кислоте. Ну а как было сказано ранее, желчная кислота напрямую связана с холестерином.).

Важно! Перед применением медикаментозных препаратов, очень важно следить за тем, чтоб в их составе отсутствовал глицерин (или же присутствовал в минимальном количестве). Ведь как показывает практика, данный спирт, в большом объеме, может очень сильно навредить здоровью человека, вызвав лишь существенные осложнения его текущего состояния.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят?

Что же касается среднего срока медикаментозного курса терапии, то он полностью будет зависеть от состояния пациента, а также от применяемых препаратов. Однако, в большинстве случаев, максимальный срок лечения составляет всего один год, так как более длительный прием медикаментов, также может пагубно отразиться на здоровье больного.

Основные причины нарушения липидного обмена, группы липидов, какие процессы в них входят? Загрузка…
Липидограмма (липидный профиль, спектр) – что это за анализ?

Многим пациентам терапевтических и кардиологических отделений, да и вообще людям постарше назначают анализ, который называется «липидограмма крови». Но, что это такое и что в него входит, многие врачи объяснить забывают. А ведь это исследование проясняет, насколько нарушен липидный обмен, и как его следует корректировать: диетой, народными средствами или уже требуется прием специфических лекарственных препаратов.

Учитывая, что уровень жиров зависит от индивидуальных особенностей, для расшифровки анализа используется специальная таблица норм всего липидного спектра, как у женщин, так и у мужчин, с учетом их возраста.

Липидный профиль крови

Биохимический анализ крови на липиды

Жиры, поступившие с пищей или синтезированные в организме, выполняют свои определенные функции, и в некоторых химических реакциях их заменить не может ни одно вещество. Они нерастворимы в водной среде (коей является кровь, лимфа, внутриклеточная жидкость), поэтому связываются с белками, образуя липопротеиды.

В состав этих сложных соединений водят одни и те же липидные компоненты, только каждый жиробелковый комплекс содержит их в собственном процентном соотношении. Это – триглицериды, фосфолипиды, холестерин, его эфиры и жирорастворимые витамины (Е и каротиноиды). И чем больше концентрация жира, тем меньше белка-переносчика, и тем ниже плотность липопротеида. Она бывает очень низкой, промежуточной, низкой и высокой.

Синонимы липидограммы

Особенностью биохимии липидного обмена является постепенный переход одной фракции в другую после отщепления или присоединения жирового компонента. Получается, что результат липидограммы показывает, на каком этапе произошло нарушение липидного баланса, и насколько глубоко. Причем на основании исследования врачи высчитывают риск развития и динамики сердечно-сосудистых заболеваний, и осуществляют контроль лечения.

В медицине есть несколько синонимов анализа. Кроме липидограммы, его называют «липидный профиль» или «липидный статус», хотя суть его от этого не меняется. Гемотест включает определение концентрации липопротеинов, всего холестерина, содержащегося в них, триглицеридов, а расширенный – еще и уровень некоторых белков-переносчиков.

Показания к проведению анализа

Нарушение липидного обмена – это всего лишь состояние организма. Оно прогрессирует медленно и незаметно. И о наличии дисбаланса зачастую узнают уже после развития вызванной им самостоятельной патологии, в первую очередь – сердца и сосудов. А первыми проявлениями дислипидемии являются неспецифические симптомы:

  • сонливость, вялость, повышенная утомляемость;
  • нервная раздражительность;
  • головные (типа мигрени) боли;
  • тяжесть, дискомфорт, болезненность в правом подреберье.

В этой ситуации с помощью липидограммы можно оценить уровень риска развития атеросклероза сосудов, желчнокаменной болезни, гипертонии, диабета ІІ типа.

К более характерным признакам липидного дисбаланса относятся отложения холестериновых депозитов под кожным эпидермисом, возникающие при стойко повышенном уровне холестерина. Это – ксантомы, ксантелазмы, желтые ободки вокруг роговицы (липоидные дуги). Их наличие свидетельствует о далеко зашедшем нарушении липидного обмена. При подобных изменениях со стороны кожи врачи обычно назначают проведение липидограммы.

Анализ венозной крови на липидный профиль имеет и четко сформулированные абсолютные показания:

  • наследственная дислипидемия;
  • наследственная предрасположенность к ней;
  • гипертоническая болезнь и вторичная артериальная гипертензия;
  • перенесенный в прошлом инфаркт или инсульт;
  • сахарный диабет;
  • патология щитовидной железы с нарушением функции;
  • ожирение;
  • заболевания печени с явлениями закупорки желчных протоков;
  • воспаление поджелудочной железы;
  • почечная патология, сопровождающаяся недостаточностью;
  • предклимактерический и климактерический возраст;
  • нерациональное питание с неконтролируемым употреблением животных жиров, простых углеводов, фаст фуда, гиподинамия, вредные привычки.

Важно знать, что атеросклероз, диабет, гипертония, ожирение не только являются результатом нарушений липидного баланса, но и способствуют его ухудшению. Медики такой процесс называют порочным кругом. Поэтому при перечисленной патологии одним исследованием не обойтись: необходим регулярный контроль состояния жирового обмена. Периодически кровь на липидный статус сдают и при начатой терапии для того, чтобы знать, насколько она адекватна.

Показатели липидного спектра: расшифровка, нормы и отклонения

Если уровень глюкозы, форменных элементов крови, показатели состояния печени статичны и не зависят от пола, а у взрослых – и от возраста, то данные липидного обмена меняются каждые 5 лет. Причем изменяются не только цифры, но и соотношение между фракциями. Что, в сущности, и играет основную роль в оценке состояния пациента.

Отдельно стоит упомянуть о физиологическом изменении референсных значений липидов, возникающем после приема пищи, физической и психологической нагрузки, при беременности и в первые месяцы лактации. Оно преходяще, липидный обмен восстанавливается самостоятельно и не требует коррекции.

А теперь немного о каждом показателе.

Общий холестерин

Это суммарное значение всего холестерола, содержащегося в крови. Он входит в состав липопротеидов разной плотности и не циркулирует в свободном виде. Упрощенная липидограмма как раз предусматривает определение только общего холестерина. Но отклонение от нормы мало о чем информирует врачей, ведь им необходимо знать, за счет каких фракций произошло изменение липидного обмена. Зато без него невозможно вычислить коэффициент атерогенности – основной показатель степени риска атеросклеротического поражения сосудов.

Общий холестерин это

В зависимости от возраста диапазон между нижней и верхней границей нормы составляет 2–3 ммоль/л. График роста общего холестерина у мужчин и женщин отличается:

  • у лиц мужского пола максимальная концентрация наблюдается в период половозрелости, что связано с повышенным уровнем половых гормонов, а со снижением гормонального фона она начинает падать;
  • у лиц женского пола показатели общего холестерина нарастают постепенно, и чем старше женщина, тем они выше.

Нормы общего холестерина в зависимости от возраста и пола представлены ниже.

Таблица норм общего холестерола

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП, HDL)

Плотность липопротеинов зависит от количества входящего в них белка: чем его больше, тем они плотнее. А раз речь идет о высокой плотности, то в этих жиробелковых комплексах много протеина и мало жира. Они образуются в результате отщепления липидов, используемых на нужды клеток. Следовательно, липопротеиды с высокой плотностью – «отработанные» вещества, которым только и остается, что вернуться в печень и оттранспортировать к ней остатки липидов.

Эти остатки в результате сложных химических процессов превращаются в желчные кислоты и выводятся в желчный пузырь. Позже, во время приема пищи, желчный пузырь сокращается, выдавливая желчь в просвет кишечника. Здесь желчные кислоты расщепляют пищевой комок до всасываемых элементов, а сами разрушаются.

Получается, что высокоплотные липопротеиды способствуют выведению излишков жира и холестерина из организма. Поэтому-то они и названы «хорошими». Следовательно, чем выше их уровень, тем ниже риск развития заболеваний, вызванных нарушением липидного обмена, и наоборот.

➜ Подробнее о ЛПВП

Для анализа основное значение имеет количество холестерина в липопротеиде, а не всего жиробелкового комплекса. Его нормальные показатели в ЛПВП сведены в таблице.

Таблица норм ЛПВП

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП, LDL)

А вот их называют «плохими». Связано это с тем, что низкоплотные липопротеины составляют основную массу жиробелковых комплексов, циркулирующих в крови. Они переносят холестерин и незначительное количество других жиров от печеночных клеток, где и синтезируются, к периферическим тканям. А неиспользованные ЛПНП откладываются в сосудистых стенках в виде атеросклеротических бляшек.

Большая концентрация «плохих» липопротеинов резко увеличивает риск атеросклероза. Что это такое? Это – сужение просвета артерий, тромбоз, снижение эластичности стенок, их повышенная ломкость, расслоение. В итоге – нарушение питания тканей вплоть до омертвения. Низкая концентрация тоже неблагоприятна. Она грозит нарушением образования стероидных гормонов, избирательным гиповитаминозом (А и D), замедлением процессов регенерации, снижением умственных способностей.

➜ Подробнее о ЛПНП

Оптимальные цифры холестерола в ЛПНП можно узнать из таблицы.

Таблица норм ЛПНП холестерина

Липопротеины очень низкой плотности (ЛПоНП, VLDL)

Это элементарные первичные частицы, синтезируемые печеночными клетками, которые являются основой для образования ЛПНП. Они также частично попадают в кровь, но процент содержания холестерина в них невысок. ЛПоНП являются транспортировщиками триглицеридов, хотя и в холестериновом обмене играют немаловажную роль. Способность липопротеидов с очень низкой плотностью проникать в толщу сосудистых стенок усиливается при диабете и патологии почек с недостаточностью.

Средние значения холестерола в ЛПоНП колеблются в пределах от 0,26 ммоль/л до 1,04 ммольл/л. Их стабильно повышенный синтез автоматически ведет к увеличению концентрации ЛПНП, что и приводит к развитию атеросклероза.

Триглицериды

Названы так потому, что их молекулы содержат по 3 жирные кислоты. Липидный состав у разных триглицеридов неодинаков, в них могут быть включены как насыщенные, так и ненасыщенные жиры. В зависимости от состава ТГ выполняют разные функции: или идут на построение клеточных мембран, или откладываются в тканях в виде жировых депо, конечной целью которых является энергообеспечение химических процессов в организме.

Триглицериды поступают с пищей и образовываются в тканях, переносятся в составе липопротеинов разной плотности, следовательно, их концентрация также зависит от возрастных показателей и гендерной принадлежности. Повышенное содержание в крови триглицеридов возникает сразу после приема пищи, при беременности, гиперлипидемии любой этиологии. Сниженное – свидетельствует об ускоренных обменных процессах (тиреотоксикоз), нарушении всасывания (синдром мальабсорбции, голодание) и синтеза (печеночная патология).

➜ Подробнее о триглицеридах

Таблица норм Триглицеридов

Коэффициент атерогенности (КА)

Это тот показатель, ради которого, в сущности, и проводится анализ крови на липидный спектр. Его вычисляют по формуле:

Форма расчета коэфициента атерогенности

Нормальными значениями коэффициента атерогенности принято считать:

  • до 30 лет – не выше 2,5 у мужчин и 2,2 у женщин;
  • после 40-летнего возраста – менее 3,5 для мужчин и 3,2 для женщин.

Норма индекса атерогенности

Чем коэффициент выше, тем вероятнее и быстрее образуются атеросклеротические бляшки.

➜ Подробнее о КА

Дополнительные показатели

Чтобы разобраться в биохимических причинах высокого коэффициента атерогенности, нужны дополнительные сведения о липидном обмене. К ним относится определение уровня основных белков-переносчиков. Поэтому в расширенную липидограмму входят показатели аполипопротеина А1, В и (а).

1) Апо А1 – белок-переносчик в составе ЛПВП, синтезируемый печенью и эпителием кишечника. Он активирует фермент липазу, катализирующий распад холестерина, и тем самым способствует его выведению. Снижение уровня Апо А1 грозит интенсивным отложением липидов и белка в сосудистых стенках с образованием атеросклеротических бляшек. И наоборот, чем выше его концентрация, тем меньше риск развития атеросклероза. Референтные значения аполипопротеина А1 представлены ниже.

Таблица норм Апо А1

2) Аполипопротеин В содержится во всех жиробелковых комплексах, кроме высокоплотных. Апо В-100 состоит из сотни аминокислот, он синтезируется печеночными клетками. Его половинная версия – Апо В-48 – вырабатывается эпителием кишечника. Кроме транспортной, аполипопротеины В выполняют функцию распознавания ЛПНП рецепторами периферических клеток, а следовательно, способствуют их фиксации на цитоплазматических мембранах.

Клинические и лабораторные исследования доказали, что уровень аполипопротеина В еще достовернее, чем концентрация ЛПНП, определяет степень риска развития атеросклероза. Поэтому в расширенных анализах липидного профиля высчитывают дополнительный «коэффициент атерогенности» — отношение количества Апо В к Апо А1. В норме он не должен превышать 0,9 для мужчин и 0,8 для женщин.

Нормы апо B в таблице

3) Липопротеин (а) – соединение ЛПНП с аполипопротеином (а). Синтез Апо (а) обусловлен генетически, его уровень у каждого человека разный. С рождения он растет, но к двум годам жизни останавливается и держится на одной отметке до смерти. Апобелок (а) не фиксируется на рецепторах печеночных клеток, поэтому не способствует выведению холестерина. Кроме того, он препятствует растворению кровяных сгустков, что грозит усиленным тромбообразованием.

Так как высокая концентрация Апо (а) носит наследственный характер, ее невозможно откорректировать диетами, занятиями спортом и отказом от вредных привычек. Спасает только аппаратное очищение крови. А пока до этого дойдет, липопротеин (а) успеет в большом количестве отложиться в сосудистых стенках, особенно если ему «помогут» другие атерогенные факторы.

Оптимальный уровень ЛП (а) – ниже 0,3 г/л.

Как правильно подготовиться к сдаче крови на липидный состав

Чтобы многократно не пересдавать кровь, необходимо добросовестно выполнить несколько требований по подготовке к анализу. Только в этом случае ложные результаты исключены.

  1. Согласовано с врачом отменить лекарственные средства, влияющие на липидный уровень – за 14 суток до похода в лабораторию.
  2. Для женщин детородного возраста – дождаться середины овариально-менструального цикла (10–14 дней от первого дня последней менструации).
  3. Не употреблять в пищу жирные и жареные блюда – в течение 3 суток до исследования.
  4. Это же касается и алкогольных напитков.
  5. Не подвергаться стрессам и исключить сильные физические нагрузки – также несколько дней до сдачи крови.
  6. Непосредственно перед проведением обследования на липидный профиль стоит воздержаться от приема любой пищи – за 12 часов. Из напитков разрешена только чистая негазированная вода.
  7. За полчаса до сдачи анализа запрещается курить.
  8. Перед входом в лабораторию необходимо успокоиться, отдышаться, немного посидеть.

Правила сдачи крови на холестерин

Это правила подготовки, которые обеспечивает сам обследуемый. А что еще может влиять на результат? Неточные показатели могут выдать бракованные автоматические анализаторы или сбой в системе энергообеспечения, просроченные или нерационально разведенные реактивы, неопытные лаборанты. Поэтому следует выбирать лаборатории или клиники, дорожащие своим именем.

Скачать пример результата

Что делать при плохих результатах анализа

Вряд ли пациент самостоятельно разберется в причинах и последствиях нарушений собственного жирового обмена. Измененный липидный спектр сможет восстановить только доктор. Причем в расшифровке развернутой липидограммы задействован не только участковый терапевт, но и многие узкие специалисты: кардиолог, эндокринолог, гастроэнтеролог. Методы коррекции и лечения подбираются консилиумно с привлечением еще и диетолога и врача ЛФК.

  1. В случае незначительных и умеренных нарушений без генетических поломок для восстановления липидного баланса может быть достаточно изменения образа питания и жизни, народных и гомеопатических средств.
  2. Тяжелая дислипидемия лечится комплексно и длительно, возможно, – всю жизнь. Кроме диеты, умеренных физнагрузок, отказа от вредных привычек назначается специфическая терапия статинами, фибратами, ингибиторами холестериновой абсорбции, витаминами, секвестрантами желчных кислот.

Читайте также: Все о повышенном холестерине: что это значит, причины, симптомы и методы лечения

Атеросклероз можно смело назвать мировой эпидемией, и своевременное проведение анализа на липидный статус может «подпортить» эту статистику. Для этого просто необходимо вовремя обследоваться, даже если симптомы нарушения липидного обмена отсутствуют. Молодым людям достаточно сдавать кровь всего 1 раз в 5 лет. А вот после 45-летнего возраста контролировать уровень липидов стоит 1–2 раза в год. И при малейших отклонениях – проконсультироваться со специалистом.

Нарушения липидного обмена различного генеза. Нарушения обмена липопротеидов

Что такое обмен жиров и какую роль он играет в организме? Жировой обмен играет важную роль при обеспечении жизнедеятельности организма. Когда нарушается метаболизм жиров, то это может стать фактором для развития различных патологий в организме. Потому каждому надо знать, что такое жировой обмен, и как он влияет на человека.

Обычно в организме происходит много процессов обмена. При помощи ферментов расщепляются соли, белки, жиры и углеводы. Важнейшим в этом процессе является метаболизм жиров.

От него зависит не только стройность тела, но также и общее состояние здоровья. При помощи жиров организм восполняет свою энергию, которую он тратит на работу систем.

Когда жировой обмен будет нарушен, то это может стать причиной быстрого набора массы тела. А также вызвать проблемы с гормонами. Гормон перестанет должным образом регулировать процессы в организме, что приведет к проявлению разных заболеваний.

Сегодня показатели липидного обмена можно диагностировать в клинике. При помощи инструментальных методов есть также возможность отследить, как ведет себя гормон в теле. На основании тестирования липидного обмена врач может точно поставить диагноз и начать правильно проводить терапию.

За обмен жиров у человека отвечают гормоны. В организме человека гормон не один. Их там большое количество. Каждый гормон отвечает за определенный процесс при обмене веществ. Для оценки работы липидного обмена могут использоваться и другие методы диагностирования. Просмотреть результативность системы можно при помощи липидограммы.

О том, что такое гормон и жировой обмен, а также, какую роль они играют в обеспечении жизнедеятельности, читайте в данной статье ниже.

Липидный обмен: что это такое? Врачи говорят, что понятие обменного процесса жиров – сборное. В таком процессе принимает участие большое количество элементов. При выявлении сбоев в работе системы внимание в первую очередь обращается на такие из них:

  • Поступление жира.
  • Расщепление.
  • Всасывание.
  • Обмен.
  • Метаболизм.
  • Построение.
  • Образование.

Именно по представленной схеме и происходит липидный обмен у человека. У каждого из данных этапов есть свои нормы и значения. Когда происходит нарушение хотя бы одного из них, то это негативно сказывается на здоровье любого человека.

Особенности процесса

Каждый из указанных выше процессов вносит свою долю в организацию работы организма. Тут также важную роль играет каждый гормон. Обычному человеку не важно знать все нюансы и суть работы системы. Но общее понятие о ее работе нужно иметь.

Перед этим стоит знать основные понятия:

  • Липиды. Поступают с пищей и могут использоваться для восполнения потраченной энергии человеком.
  • Липопротеиды. Состоит из белка и жира.
  • Фосфоролипиды . Соединение фосфора и жира. Участвуют в процессах обмена веществ в клетках.
  • Стероиды . Принадлежат к половым гормонам и принимают участие в работе гормонов.

Поступление

В организм попадают липиды вместе с пищей, как и другие элементы. Но особенность жиров в том, что они тяжело усваиваются. Потому при попадании в ЖКТ жиры изначально окисляются. Для этого используется сок желудка и ферменты.

При прохождении через все органы ЖКТ происходит постепенное расщепление жиров на более простые элементы, что дает организму лучше их усваивать. В результате жиры распадаются на кислоты и глицерин.

Липолиз

Продолжительность данного этапа может составлять порядка 10 часов. При расщеплении жира в данном процессе участвует холицистокинин, который является гормоном. Он регулирует работу поджелудочной и желчного, в результате чего те освобождают ферменты и желчь. Эти элементы из жира освобождают энергию и глицерин.

На протяжении всего данного процесса человек может чувствовать небольшую усталость и вялость. Если произойдет нарушение процесса, то у человека не будет аппетита и может наблюдаться расстройство кишечника. В это время замедляются также все энергетические процессы. При патологии может также наблюдаться быстрое снижение веса, так как в организме не будет нужного количества калорий.

Липолиз может происходить не только тогда. Когда расщепляются жиры. В период голодания он тоже запускается, но при этом расщепляются те жиры, которые организмом были отложены «про запас».

При липолизе происходит распад жиров на клетчатку. Это дает возможность организму восполнить потраченную энергию и воду.

Всасывание

Когда жиры будут расщеплены, то задача организма забрать их из ЖКТ и использовать для восполнения энергии. Так как клетки состоят из белка, то всасывание через них жиров происходит долго. Но организм нашел выход из данной ситуации. Он цепляет к клеткам липопротеиды, которые и ускоряют процесс всасывания жира в кровь.

Когда у человека большая масса тела, то это говорит о том, что данный процесс у него нарушен. Липопротеиды в таком случае способны всасывать до 90% жиров, когда норма составляет только 70%.

После процесса всасывания липиды разносятся с кровью по всему организму и снабжают ткани и клетки, что дает энергию им и позволяет и дальше работать на должном уровне.

Обмен

Процесс происходит быстро. В его основе лежит то, чтобы доставить липиды к органам, которые их потребуют. Это мышцы, клетки и органы. Там жиры проходят модификацию и начинают выделять энергию.

Построение

В создании из жира веществ, которые нужны организму, проводиться при участии многих факторов. Но суть их одна – расщепить жиры и дать энергию. Если происходит на данном этапе какое-то нарушение в работе системы, то это негативно сказывается на гормональном фоне. В таком случ

Глава 11 нарушения липидного обмена. Атеросклероз

Патологические изменения в обмене жиров (липидов) возникают в результате нарушения всасывания и выделения жиров; нарушения транспорта жиров в ткани; избыточного накопления жиров в органах, не относящихся к жировой ткани; нарушения промежуточного жирового обмена; нарушения жирового обмена в жировой ткани (избыточное или недостаточное его образование и отложение).

Кратко поговорим о причинах и механизмах некоторых из этих нарушений.

Нарушения всасывания. Условие, обеспечивающее нормальное всасывание жира, — его эмульгирование, расщепление на глицерин и жирные кислоты и образование соединений с желчными кислотами (раздел физиологии).

Понятно, что недостаток липазы, который возникает при заболеваниях поджелудочной железы, а также дефицит желчных кислот (обтурационная желтуха, цирроз) сопровождаются нарушением всасывания жира. В этом случае содержание жира в кале резко увеличивается, наблюдается стеаторея. Стеаторея может возникать и при использовании некоторых антибиотиков (неомицинового и тетрациклинового ряда), которые подавляют липолиз.

Всасывание будет нарушено при избытке в пище кальция и магния — так как при этом образуются нерастворимые в воде соли жирных кислот (мыла), которые выводятся через кишечник.

Процесс всасывания жиров страдает при нарушении фосфорилирования (при отравлении ядами) и при недостаточности коркового вещества надпочечников.

Процесс всасывания жиров тормозится при поражении эпителия тонких кишок инфекционными и токсическими агентами, при авитаминозах А и В.

В нормальных условиях через кишечник, потовые и сальные железы из организма выводится около 5 % поступившего жира, остальное усваивается.

Нарушения транспорта жира. Ресинтезированные в кишечной стенке жиры поступают в лимфатическую систему, затем в плечеголовные вены и циркулируют в крови в виде хиломикронов (содержат 1 % белков и 99 % липидов). Первым органом, в котором хиломикроны задерживаются, являются легкие. Они обладают свойством регулировать поступление жира в артериальную кровь. Если вентиляционная функция легких ограничена (эмфизема, пневмоторакс и др.), жиры задерживаются в них. Увеличение дыхательной активности и интенсификация кровообращения в органе (например у профессиональных певцов) приводят к большему поступлению липидов в артериальную кровь и отложению их в жировой ткани. Часть хиломикронов в крови расщепляется липопротеидной липазой, которая локализуется в эндотелии сосудов и выходит в кровь под влиянием гепарина. Образующиеся при этом неэстерифицированные жирные кислоты адсорбируются на альбумине и бета-липопротеидах и транспортируются в органы и ткани. В печени часть НЭЖК ресинтезируется в триглицериды, а часть используется как источник энергии. Жиры транспортируются кровью не только от кишок к органам и тканям, но и от жировой ткани к печени и другим органам.

Жировая инфильтрация и дистрофия. Поступающие в ткани жиры подвергаются окислению или депонируются. Если накапливание их происходит вне клеток жировой ткани, то говорят о жировой инфильтрации. Сочетание инфильтрации с нарушением структуры протоплазмы жировых клеток определяется как жировая дистрофия.

Причиной жировой инфильтрации обычно является снижение активности гидролитических или окислительных ферментов (при отравлениях, эндотоксикозах, инфекциях). Чаще всего жировая инфильтрация наблюдается в печени. При этом причинами жирового перерождения печени могут выступать: усиленный печеночный липогенез; угнетение процессов окисления жирных кислот; повышенный липолиз жировой ткани; замедление выделения липопротеинов очень низкой и низкой плотности. Продукция липопротеидов очень низкой плотности в печени требует сочетания процессов липидного и белкового синтеза. Поэтому нарушение любого из этих процессов приводит к аккумуляции жира в печени.

В патогенезе жировой инфильтрации большое значение имеет нарушение образования фосфолипидов. Достаточное содержание их в печени обеспечивает тонкое диспергирование жира и возможность удаления его из печени. Кроме того, фосфолипиды входят в состав бета-липопротеинов и облегчают их выход из печени.

Одним из показателей нарушения жирового обмена является гиперлипемия (норма 3,5–8 г/л).

Гиперлипемия может быть алиментарной или пищевой (через 2 часа после нагрузки жиром, пик — через 4–6 часов, через 9 часов содержание жира возвращается к норме), транспортной (при перемещении жира из депо в печень: при гиперкатехоламинемии, увеличении выделения тироксина и АКТГ, сахарном диабете), ретенционной (вследствие задержки жира в крови, например, при нефротическом синдроме, постгеморрагической анемии и т.д.).

Одним из наиболее важных нарушений промежуточного обмена жира является усиление кетогенеза. Вы знаете, что образующиеся в процессе бета-окисления жирных кислот кетоновые тела служат важнейшими компонентами системы обеспечения организма энергией, конкурируя в этом отношении с глюкозой. При невозможности использовать последнюю в качестве источника энергии в организме усиливаются липолиз и кетогенез. Непродолжительный и слабовыраженный кетоз может наблюдаться и при физиологических условиях (физическая и эмоциональная нагрузка, поздние сроки беременности). При патологическом кетозе производство кетоновых тел превышает утилизацию (в норме кетоновых тел в крови до 1,7 ммоль/л). Обычно это бывает при усилении липолиза в жировой ткани, когда печень не использует всех жирных кислот для синтеза триглицеридов и часть их включается в процесс окисления и кетогенеза (с конкретными проявлениями этого процесса вы будете сталкиваться при дальнейшем изучении дисциплины).

Нарушение обмена жира в жировой ткани. Жировая ткань характеризуется интенсивным метаболизмом, обильным кровоснабжением и является своего рода саморегулирующимся энергетическим аккумулятором. Накопление энергии в виде нейтральных жиров происходит в ней после каждого приема пищи, а мобилизация энергии — в любое время под влиянием импульсов, освобождающих жирные кислоты. Липолиз активируется адреналином, кортикотропином и глюкагоном. Жиромобилизующим эффектом обладают СТГ,ТТГ и тироксин.

Существенна и роль ЦНС в регуляции жирового обмена. Доказано, что длительное эмоциональное напряжение приводит к мобилизации жира из жировых депо и похуданию. Таков же эффект активации симпатической нервной системы. Активация парасимпатических нервов, напротив, сопровождается усиленным отложением жира.

Если в течение длительного времени накопление жира в жировой ткани превышает расход энергии — развивается ожирение.

За последние 20 лет число людей с ожирением в развитых странах возросло более чем на 50 %. При этом на 98 % увеличилось число людей, страдающих сверхожирением (морбидным ожирением, при котором масса тела превышает норму более чем на 45 кг).

Ожирение рассматривают как патологическое состояние, которое характеризует аномальное увеличение массы тела за счет избыточного отложения жира в жировой ткани. Оно является следствием расстройств гомеостаза энергетического обмена. Среди взрослого населения экономически развитых стран у 30–60 % масса тела превышает норму на 20 % и более. Ожирение чаще встречается у женщин и в возрастных группах старше 50 лет. Критерием нормальной массы тела или ее патологических сдвигов выступает так называемый индекс массы тела — отношение массы тела к росту тела в квадрате. Нормальным считается индекс массы около 21 кг/м2 (18,5–24,9).

Часто для расчета должной массы тела используют показатель Брока — рост в сантиметрах минус 100 равен нормальному весу обследуемого в килограммах. Этим показателем пользуются в пределах роста 155–165 см. При росте 165–175 вес умножают на 1,05, при росте 176–186 — на 1,1. Степень ожирения рассчитывают как отношение должной к измеренной массе и умноженной на 100 %: 1-я степень —15– 29 %; 2-я — 30–49 %; 3-я — 50–99 %; 4-я — 100 % и выше.

Большую роль в генезе ожирения играет наследственный фактор. Известно, что у родителей с излишней массой тела часто рождаются дети, которые потом страдают от ожирения. Тем не менее ожирение — это не жестко детерминированный фенотипический признак. Доказано, что избыточное питание в первые три месяца жизни через усиление дифференциации адипобластов до адипоцитов вызывает ожирение, от которого человек страдает на всех этапах онтогенеза.

Рациональное питание и двигательный режим могут предотвратить реализацию наследственной предрасположенности к ожирению.

Ниже приведена существующая классификация видов ожирения (П.Ф. Литвицкий, 2002) и степеней ожирения с учетом индекса массы тела.

Виды ожирения. ИМТ — индекс массы тела. N инд. 18,5–24,9.

При андроидном типе, более частом у мужчин, жир аккумулируется в основном в жировых клетках туловища (жировые подушки в области живота, в подмышечной области и т.д.) и сальника (висцеральные адипоциты). У женщин с андроидным типом ожирения существует прямая связь между массой тела и концентрацией андрогенов в крови. Показатель накопления жира в адипоцитах туловища и висцеральных жировых клетках — это отношение длины окружности талии к длине окружности нижней конечности в области верхней трети бедра. Об андроидном ожирении свидетельствует рост этого отношения. Увеличение его находится также в прямой связи с вероятностью таких заболеваний и патологических состояний, как сахарный диабет, гиперлипидемии, первичная артериальная гипертензия.

При гиноидном ожирении (чаще свойственно женщинам) жир откладывается в нижней части живота и на бедрах. При этом типе ожирения риск атеросклероза меньше, чем при андроидном.

Не все виды ожирения одинаково опасны. При периферическом ожирении с накоплением жира в глютеофеморальной зоне и нижней части живота риск ИБС, гипертонической болезни, неинсулинзависимого сахарного диабета такой же, как и у представителей основной популяции, не страдающих от ожирения. При аккумуляции жира в верхней части тела, под кожей живота и его органах (центральное, висцеральное ожирение) патологически увеличенная масса тела представляет собой фактор риска перечисленных заболеваний. Висцеральное ожирение представляет сосбой фактор риска наиболее частых болезней человека. Висцеральная жировая ткань через портальную систему находится как бы в прямом соединении с печенью. Мобилизация свободных жирных кислот при патогенном стрессе происходит в основном через липолиз в висцеральных адипоцитах. Это патогенно действует на печень. Возникают гипергликемия, дислипидемия и гиперинсулинемия.

Поступление в организм пищи (веществ, подвергающихся дальнейшей утилизации) происходит при регулирующем влиянии центральных вегетативных центров. Для регуляции массы и состава потребляемой пищи в центры по афферентным путям поступает информация о состоянии обмена веществ и изменениях внешней среды. Действие некоторых эндогенных раздражителей (гипогликемии и др.) через возбуждение соответствующих центров усиливает прием пищи. Побуждает к приему пищи и действие ряда экзогенных раздражителей: снижение температуры окружающей среды, запах пищи, вид сервированного стола.

Опухолевое повреждение вентромедиального гипоталамуса ведет к развитию синдрома гипоталамического ожирения. Он характеризуется: усиленным потреблением пищи, ростом секреции инсулина, снижением двигательной активности, эмоциональной неустойчивостью.

Экспериментальная деструкция нейронов гипоталамуса, локализованных латеральнее его вентромедиального ядра, приводит к противоположному результату. Животные временно прекращают есть, и у них снижается масса тела.

Вы знаете, что гипоталамус находится в основном под постоянным контролем симпатической части вегетативной нервной системы. Симпатические волокна пронизывают гипоталамус почти во всех направлениях. Введение альфа-адреномиметиков в гипоталамус повышает интенсивность поиска и потребления пищи экспериментальными животными, а инъекция бета-адреномиметиков прекращает потребление пищи и вызывает поведенческий эквивалент насыщения. В связи с этим выделяют альфа-адренергический центр голода и бета-адренергический центр насыщения.

Ожирение может быть результатом расстройств нейроэндокринной регуляции. Экспериментами (Coleman) установлено, что мутация гена ожирения обусловливает дефицит фактора анорексии, циркулирующего с кровью. В дальнейшем было установлено, что этот ген кодирует полипептидный гормон, названный лептином. Лептин синтезируется в жировых клетках и секретируется в кровь. Содержание лептина в организме представляет собой прямую функцию общей массы жировых запасов организма. Лептин — это гуморальный переносчик обратной афферентации в системе удержания массы жира в организме на одном уровне. Ожирение может быть следствием или дефицита экспрессии гена лептина, или резистентности лептина (недостаточной реакции клеток-мишеней). Секреция лептина угнетается не только в ответ на рост массы жира в организме, но и в ответ на снижение поступления в организм экзогенных нутриентов. Лептин проникает в мозг через эндотелий ГЭБ. Считается, что лептин угнетает транссинаптическую передачу, связанную с действием нейропептида Y. Действие нейропептида Y в области паравентрикулярного ядра увеличивает потребление пищи и угнетает эфферентацию из высших симпатических центров на периферию, тем самым снижается потребление свободной энергии организмом, что вместе с ростом поступления во внутреннюю среду нутриентов вызывает накопление жира.

Наиболее частое из нарушений эндокринной регуляции обмена веществ у больных с ожирением — это повышенная активность в крови инсулина — гиперинсулинемия (в основе лежит избыточное поступление с пищей нутриентов). Чем больше ожирение, тем больше концентрация инсулина в крови утром и натощак. Гиперинсулинемия у больных с ожирением приводит обычно к большей суммарной длительности действия гипогликемии как внутреннего стимула к потреблению пищи.

Гиперинсулинемия вызывает резистентность клеток к эффекту инсулина на рецепторном и пострецепторном уровнях. Кроме того, гиперинсулинемия связана с гиперплазией инсулинобразующих клеток островков Лангерганса, которая на определенном этапе своего развития может обусловить недостаточность внешнесекреторной функции поджелудочной железы.

Кроме того, гиперинсулинемия повышает утилизацию аминокислот для белкового синтеза. Это, в частности, вызывает гиперплазию гладкомышечных элементов стенки сосудов сопротивления. В результате их просвет сужается, ОПСС растет и возникает артериальная гипертензия. Избыточное потребление нутриентов активирует симпатический отдел нервной системы и повышает секрецию щитовидной железой ее гормонов, что вызывает рост потребления кислорода организмом. Вслед за этим растет МОК, что также способствует развитию артериальной гипертензии.

Гиперлипидемия и накопление триглицеридов в жировой ткани требуют повышения интенсивности обмена холестерина. В результате растет экскреция холестерина с желчью, следовательно — создаются условия для образования камней в просвете желчного пузыря.

Гиперлипидемии. Гиперлипидемия и гиперлипопротеинемия — патологическое состояние предболезни или заболевание, связанное с ростом содержания в плазме крови свободных жирных кислот, триглицеридов, холестерина, хиломикронов и липопротеинов.

Вы уже, наверное, знаете, что существует прямая связь между концентрацией липидов в плазме крови и вероятностью атеросклероза как причины ишемической болезни сердца.

В зависимости от того, в какой степени концентрация тех или иных липопротеинов способна обусловить возникновение атеросклероза, их подразделяют на атерогенные и неатерогенные (и даже антиатерогенные).

В клинике выделяют пять типов гиперлипидемий (В.Ю. Шанин, 1998).

Семейная гиперлипидемия первого типа — врожденное нарушение липидного обмена, обусловленное недостаточным расщеплением хиломикронов и ЛПОНП вследствие низкой активности катализатора их гидролиза (липопротеинлипазы) или недостатка активатора этого фермента. Поскольку в этом случае в плазме растет концентрация неатерогенных липопротеинов очень низкой плотности и хиломикронов, то атеросклероз у таких больных обычно не развивается.

Гиперлипидемия второго типа — наследственное нарушение, при котором у родственников или членов одной семьи выявляют патологически высокое содержание холестерина в крови (семейная гиперхолестеринемия). Для таких больных характерно раннее и быстрое развитие атеросклероза, ИБС и инфаркта миокарда которые служат причиной внезапной смерти в возрасте от 20 до 50 лет. Ведущим звеном патогенеза гиперхолестеринемии и высокого содержания в плазме атерогенных ЛПНП при гиперлипидемии этого типа является или полное отсутствие рецепторов к ЛПНП на наружной клеточной поверхности, или нарушения их строения и функции вследствие мутации определенных генов.

Гиперлипидемия третьего типа — это наследуемая недостаточность катаболизма атерогенных липопротеинов промежуточной плотности. Этот вариант гиперлипидемии характеризуют ускоренное развитие атеросклероза, частая тромбоэмболия из системы венечной артерии, сахарный диабет, ожирение, гипотиреоз и сильно выраженный ксантоматоз.

Гиперлипидемия четвертого типа — это наследуемое нарушение липидного обмена, характеризующееся ростом содержания в плазме крови триглицеридов и ЛПОНП.

Наследуются вышеперечисленные варианты гиперлипидемий по аутосомно-доминантному типу.

Гиперлипидемия пятого типа — это полиэтиологичное нарушение липидного обмена, из-за которого у части больных возникают ксантоматоз и панкреатит как следствие очень высоких концентраций в плазме крови ЛПОНП и хиломикронов.

Атеросклероз. В основе этиопатогенеза данной патологии (и как ее следствия — ИБС) лежит липидная гипотеза.

Она основана на таких фактах:

1) атеросклеротическая бляшка содержит липиды, поступающие в нее прямо из липопротеинов плазмы крови;

2) атеросклеротические поражения сосудов воспроизводятся в эксперименте при кормлении животных пищей с высоким содержанием холестерина;

3) гиперлипидемию всегда выявляют у больных с диагнозом атеросклероз;

4) установлена паралель между высоким риском возникновения ИБС и ростом в плазме крови концентрации ЛПНП и снижении в ней содержания ЛПВП.

По современным представлениям, атеросклероз — это отложение в интиме сосудов атерогенных липопротеинов низкой плотности вследствие взаимодействия гладкомышечных клеток стенок сосудов с атерогенными липопротеинами при их высокой концентрации в циркулирующей крови.

При гистологическом исследовании пораженных атеросклерозом участках сосудистой стенки выявляют характерное патологическое образование — атеросклеротическую бляшку. Ее формируют липиды, лейкоциты, гладкомышечные клетки и межклеточное вещество интимы артерий.

До сих пор у части врачей бытует представление, связывающее атеросклероз с пропитыванием холестерином сосудистой стенки, что не совсем правильно. Холестерин и триглицериды переносятся во внеклеточном пространстве липопротеинами. К атеросклерозу ведет не гиперхолестеринемия, а аккумуляция в сосудистой стенке определенных липопротеинов. Поэтому одни из них считают атерогенными, а другие неатерогенными.

Под атерогенными нужно понимать липопротеины, которые проникают в сосудистую стенку, где происходит их эндоцитоз макрофагами, которые в результате эндоцитоза превращаются в пенистые клетки. В последующие стадии патологического процесса происходит отложение аморфного холестерина и его кристаллов в межклеточных пространствах сосудистой стенки, т. е. вне пенистых клеток.

Установлено, что поверхность макрофагов содержит рецепторы к окисленным липопротеинам низкой плотности («рецепторы-мусорщики»). Мусорщиками эти рецепторы называют потому, что они обладают высоким сродством к «мусору» в виде окисленных ЛПНП. Предполагают, что активация мононуклеаров осуществляется как раз через связывание этих рецепторов окисленными атерогенными липопротеинами.

Начальным этапом патогенеза атеросклероза является адгезия моноцита циркулирующей крови к эндотелиальным клеткам, с их последующей миграцией в интиму. При этом индукторы атеросклероза, окисленные ЛПНП, воздействуя на лейкоциты циркулирующей крови и эндотелиальные клетки, вызывают экспрессию на их поверхности адгезивных молекул (ЭЛАМ).

Итак, адгезия лейкоцитов к сосудистой стенке служит первым этапом их проникновения в интиму. Там активированные лейкоциты (моноциты) секретируют ряд активаторов эндотелия и хемоаттрактантов, стимулирующих дальнейшую инфильтрацию очага атеросклеротического повреждения моноцитами и лимфоцитами (наличие в патогенных реакциях лимфоцитов указывает на участие в развитии атеросклероза иммунопатологической реакции).

Кроме того, пенистые клетки высвобождают ряд цитокинов, чье действие вызывает пролиферацию клеточных элементов, и в особенности миоцитов гладкомышечных элементов сосудистой стенки. Еще цитокины активированных макрофагов активируют эндотелиоциты, что ведет к росту экспрессии их тромбогенного потенциала. Цитокины пенистых клеток активируют также и нейтрофилы циркулирующей крови, что вызывает воспаление с полиморфонуклеарами в качестве его клеточных эффекторов. В результате в составе атеросклеротической бляшки находят пролиферирующие миоциты сосудистой стенки, агрегаты активированных тромбоцитов, других форменных элементов крови, активированные нейтрофилы и нити фибрина. Все это характеризует атеросклеротическую бляшку как очаг воспаления и локус тромбоза.

Таким образом, атеросклероз во многом представляет собой хроническое воспаление сосудистой стенки, протекающее с преобладанием пролиферативного компонента, основными клеточными эффекторами которого являются моноциты циркулирующей крови, мононуклеарные фагоциты субинтимального слоя, гладкомышечные сосудистые клетки, активированные атерогенными липопротеинами или в результате межклеточных взаимодействий (В.Ю. Шанин, 1998).

Указанная роль макрофагов, окисленных липопротеинов, является определяющей в индукции атеросклероза. В дальнейшем процесс образования атеросклеротической бляшки теряет связь с этими этиологическими факторами. Далее через патогенные межклеточные взаимодействия происходит эндогенизация процесса.

В последнее десятилетие появляется все больше данных, свидетельствующих о генетической обусловленности высокой концентрации в крови ЛПНП и атеросклероза. В частности, обследование более 500 больных, выживших после инфаркта миокарда, показало, что в половине случаев выявлялись семейная гиперхолестеринемия, семейная гиперлипидемия и комбинированные гиперлипидемии. Было установлено, что эти расстройства липидного обмена являлись фенотипическими признаками, детерминированными одним геном.

В нормальных условиях взаимодействие молекулярного комплекса холестерин-ЛПНП и ЛПНП-рецептора на поверхности клеток ведет к пиноцитозу молекулярного комплекса. Далее комплекс инкорпорируется в лизосомы, где и происходит высвобождение свободного холестерина. Рост концентрации свободного холестерина в клетке снижает активность ключевого фермента внутриклеточного синтеза холестерина (гидроксиметилглютарил-коэнзим А-редуктазы).

Наследуемая недостаточность ЛПНП-рецепторов ведет к снижению пиноцитоза комплекса холестерин-ЛПНП и к падению концентрации свободного холестерина в клетках. Вследствие этого в клетках повышается активность ключевого фермента синтеза холестерина. Последствие — интенсивное образование холестерина клетками, его высвобождение во внеклеточное пространство и рост в нем содержания атерогенных липопротеинов переносчиков холестерина. Отсюда понятно, что гиперхолестеринемия вызывает атеросклероз не через пропитывание стенки сосудов холестерином, а через повышение интенсивности образования (печенью) и высвобождения в кровь атерогенных липопротеинов.

Гиперхолестеринемия алиментарного генеза также повышает риск атеросклероза через увеличение в крови концентрации ЛПНП и других атерогенных липопротеинов, переносящих холестерин во внеклеточном пространстве. Рост концентрации ЛПНП повышает массу циркулирующих с кровью продуктов их окисления, вступающих во взаимодействие с рецепторами-мусорщиками наружных клеточных мембран макрофагов, т. е. повышает вероятность реализации инициирующего момента атеросклероза.

что это такое, симптомы и лечение

Другие сердечные патологии

Нормальное функционирование всего человеческого организма обусловлено в том числе и процессами, которые составляют липидный обмен. Трудно переоценить его значение. Ведь нарушение липидного обмена — это почти всегда сигнал об определенных патологиях. Это еще и симптомы очень многих неприятных заболеваний. Вообще липидами в специальной литературе называют жиры, которые синтезируются в печени или поступают в человеческий организм вместе с едой. Поскольку липиды жирового происхождения, то это обуславливает их высокий показатель гидрофобности, то есть способности не растворятся в воде.

1

Важность процесса в организме

Собственно, обмен липидов — это различные комплексные процессы:

  • жировой транспорт из кишечника;
  • процесс индивидуальных видовых обменов;
  • катаболизм жирных кислот;
  • взаимные процессы превращения жирных кислот и кетоновых тел.

Вот только некоторые примеры подобных процессов. К основным группам липидов относятся:

  • фосфолипиды;
  • холестерин;
  • триглицериды;
  • жирные кислоты.

Эти органические соединения — важная составляющая мембран абсолютно всех клеток человеческого организма, они играют важную роль в процессах вырабатывания и накопления энергии.

Причины появления, симптомы и лечение дисциркуляторной энцефалопатии головного мозга

Причины появления, симптомы и лечение дисциркуляторной энцефалопатии головного мозга

2

Что такое дислипидермия?

Нарушение липидного обмена — это сбой в выработке одних липидов за счет усиления синтеза иных, что заканчивается их переизбытком. Следующие симптомы нарушения проявляют себя в виде тяжелых патологических процессов. Они без должного лечения переходят в острую и хроническую фазы.

Иллюстрация 1

Дислипидемия, как еще называют такие нарушения, имеет первичный и вторичный характер. В первом случае играют роль наследственно-генетические причины, во втором виной всему вредные привычки, нездоровый образ жизни, наличие определенных заболеваний и/или патологических процессов.

Причины, симптомы, степени тяжести и лечение ВСД по гипертоническому типу

Причины, симптомы, степени тяжести и лечение ВСД по гипертоническому типу

3

Признаки и этиология нарушений

Во всем разнообразии проявлений дислипидемии существуют признаки, которые должны насторожить человека:

  • появление на коже в разных местах различных изменений и проявлений, которые еще называют ксантомами;
  • лишний вес;
  • жировые отложения видны по внутренним уголкам глаз;
  • увеличение печени и селезенки;
  • различные патологические процессы в почках;
  • развитие ряда эндокринных заболеваний.

Изображение 2

Ярчайшие симптомы при подобном нарушении — это повышенное содержание в крови холестерина и триглицеридов. Именно с анализа их уровня следует начинать различные диагностические мероприятия.

Признаки могут разниться в зависимости от того, что наблюдается у конкретного пациента — переизбыток или недостаток липидов. Избыток очень часто является следствием нарушений в работе эндокринной системы и свидетельствует о ряде заболеваний, среди которых одно из первых мест занимает сахарный диабет. При избытке у человека наблюдаются:

  • завышенное содержание холестерина в крови;
  • высокое давление;
  • ожирение;
  • атеросклеротические симптомы.

Недостаток липидов может дать о себе знать:

  • общим истощением организма;
  • нарушением менструального цикла и проблемами с репродуктивными функциями;
  • экземами и/или иными воспалительными процессами кожных покровов;
  • выпадением волос.

Нарушение липидного обмена — это, в данном случае, следствие неправильной диеты или сильного голодания, а также серьезных расстройств органов ЖКТ. В редких случаях причиной могут стать врожденные генетические аномалии.

Картинка 3

Отдельно необходимо упомянуть о диабетической дислипидемии. Несмотря на то что при данной патологии нарушен обмен углеводов, обмен липидов тоже часто лишен стабильности. Имеют место усиленный распад липидов. Липолиз недостаточен, то есть жиры недостаточно расщепляются и накапливаются в организме.

Причины, симптомы и лечение синусовой брадиаритмии у детей

Причины, симптомы и лечение синусовой брадиаритмии у детей

4

Главное — не навредить себе

Однако это не единственные причины подобного нарушения. Даже вполне здоровый человек может сам себе навредить:

  • несбалансированным питанием, которое содержит большое количество жиров и холестерина. Речь идет в первую очередь о фаст-фуде;
  • малоподвижным, неспортивным образом жизни;
  • курением, злоупотреблением алкоголем, употреблением наркотических веществ;
  • всевозможными диетами, которые не согласованы со специалистом в этой области.

Иллюстрация 4

К иным объективным причинам можно отнести наличие у людей таких заболеваний, как панкреатит или гепатит (разного типа), уремических недугов, осложнения во время беременности. Увы, но дисбаланс жиров в организме иногда может быть вызван банальным старением человека.

В свою очередь, нарушение липидного обмена — это первый шаг к атеросклерозу, инфаркту, инсульту, разрушению общего гормонального фона. Вот почему лечение подобных патологий носит многоплановый характер. В первую очередь необходимо провести ряд диагностических мероприятий, а в дальнейшем четко придерживаться профилактических программ, которые могут носить индивидуальный характер.

5

Проблемы диагностики и лечебных мероприятий

Для того чтобы удостоверится в наличии/отсутствии данной патологии, специалистами проводится развернутая липидограмма. На ней четко видны все уровни нужных классов липидов. Кроме этого, в обязательном порядке проводится общий анализ крови на холестерин. Эти диагностические мероприятия должны носить регулярный характер для людей с сахарным диабетом. Больным следует показаться и терапевту, который при необходимости перенаправит их к нужному специалисту. Если во время диагностических манипуляций выявляются сопутствующие заболевания или патологии, незамедлительно проводятся лечебные мероприятия по их устранению.

Специальное медикаментозное лечение нарушений липидного обмена включает в себя прием:

  • статинов;
  • препаратов никотиновой кислоты и ее производных;
  • фибратов;
  • антиоксидантов;
  • секвестрантов желчных кислот;
  • биологически активных добавок.

Иллюстрация 5

Если и эта медикаментозная терапия не принесла успеха, показаны такие лечебные мероприятия, как аферез, плазмаферез, шунтирование тонкой кишки.

6

Применение диетотерапии

Однако прием одних только медикаментов вряд ли окажется эффективным без изменения самого образа жизни больного, иногда самым кардинальным образом. Диетотерапия является одним из ключевых моментов в комплексе лечебных мероприятий. Такое лечение подразумевает потребление в пищу продуктов с небольшим содержанием калорий. Потребление жиров животного происхождения, так называемых легких углеводов, тоже должно быть резко сокращено. Надлежит исключить или, по крайней мере, резко ограничить употребление мучных, сладких, копченых, соленых блюд, маринадов, сладких газированных напитков, острых приправ и соусов. Предпочтение следует отдавать свежим овощам и фруктам, зелени, натуральным сокам, компотам и морсам. Надлежит больше пить минеральную или хорошо очищенную воду. Конечно же полностью исключается табак и алкоголь, наркотические и психотропные препараты.

7

Дополнительные меры

Параллельно с диетой надлежит давать себе регулярную физическую нагрузку, пускай и небольшую. В некоторых случаях здесь может потребоваться помощь специалиста, который поможет ее расписать и правильно рассчитать, дабы различные упражнения не оказывали негативного влияния на те или иные внутренние органы. Вначале вполне достаточно будет легких, но регулярных пеших прогулок на свежем воздухе, утренней гимнастики, небольших упражнений для разных частей тела. Впоследствии к ним могут добавиться легкий бег трусцой, плаванье, езда на велосипеде и т.д.

Изображение 7

Неплохо зарекомендовали себя такие физиотерапевтические процедуры, как душ Шарко, подводный массаж, групповые ритмичные движения под музыку.

Многие специалисты проводят определенные параллели между липидным обменом и функционированием центральной нервной системы. Вот почему людям с подобными проблемами очень важно регулярно восстанавливать свое душевное равновесие. Подойдут регулярные непродолжительные сеансы медитации и релаксации, а вот прием различных лекарственных препаратов типа антидепрессантов, наоборот, может только еще больше навредить. Не говоря уже о том, что назначать их может только соответствующий специалист.

Своеобразной новинкой является научно подтвержденный факт повышения уровня холестерина по причине дестабилизации водного баланса в организме. Поэтому таким людям специалисты рекомендуют выпивать по 150-200 г очищенной или кипяченой воды перед каждым приемом пищи.

Лечение народными средствами является дополнительным, но никак не основным. В случае наличия подобной патологии можно использовать натуральный мед, который смешивается со свежевыжатым яблочным соком и употребляется по стакану в день натощак. Позитивное воздействие этого состава обусловлено мощными антиоксидантными свойствами меда.

Изображение 7

Как вариант, можно использовать свежевыжатый сок картофеля или красной свеклы. Картофельный сок надлежит употреблять по ½ стакана трижды в день, а свекольный по трети стакана, предварительно смешав его с очищенной или кипяченой водой.

Неплохой гепапротекторной и антиоксидантной способностью обладает овес. Его можно употреблять в виде различных каш, а можно готовить из него настои. Людям с нарушенным липидным обменом неплохо периодически пропивать курсы фитопрепаратов на основе расторопши. Помимо соков можно пить зеленый чай, травяные отвары, а вот от кофе, какао и черного чая лучше всего отказаться.

7.17. Патология липидного обмена

Нарушения обмена липидов возможны на этапе их переваривания, транспорта, тканевого обмена.

Переваривание липидов нарушается при заболеваниях поджелудочной железы (недостаток ферментов), печени и жёлчевыводящих путей (отсутствуют жёлчные кислоты, страдает эмульгирование, всасывание). При нарушении переваривания и всасывания липидов развиваются авитаминозы жирорастворимых витаминов, истощаются жировые депо, возникает дефицит липидов в организме как основного резервного энергетического материала. Наблюдается потеря липидов через кишечник – стеаторея.

Нарушение транспорта липидов связано с нарушением обмена липопротеидов крови. Примерами врождённых нарушений являются β-алипопротеинемия (болезнь Танжера),α-алипопротеинемия, семейная гиперхолестеринемия. Гораздо чаще встречается приобретённыедислипопротеинемии,при которых изменено соотношение между липидами в различных липопротеидах, в частности,гиперлипопротеинемии– повышение уровня каких либо видов липидов крови.

Нарушение тканевого обмена липидов часто сочетается с нарушением углеводного обмена (голодание, ожирение, сахарный диабет), что может вести к накоплению в тканях, крови ацетоновых тел.

При голоданииснижается выработка инсулина, активируется образование глюкагона и адреналина. В результате усиливается распад липидов в тканях и их окисление в качестве основного энергетического материала. Распад липидов приводит к образованию большого количества ацетил — КоА, который при голодании не может быть использован на синтез жирных кислот, холестерина, не может окисляться в цикле Кребса (в силу дефицита щавелевоуксусной кислоты и НАДФН2). Избыток ацетил — КоА используется на синтез ацетоновых тел, поэтому длительное голодание сопровождается выделением ацетоновых тел с мочой.

При сахарном диабетедефицит инсулина сопровождается нарушением усвоения глюкозы тканями, активацией липолиза, образования ацетил — КоА и, как следствие, повышенным образованием ацетоновых тел.

Ожирениеможет возникать в силу нарушения характера питания (алиментарное ожирение), при эндокринных заболеваниях, длительном применении некоторых лекарственных препаратов. Возможен генетический вариант ожирения, связанный со сбоями в работе гена ожирения, который регулирует синтез гормонов лептинов, активирующих липолиз. При алиментарном ожирении выражена стадийность изменений обмена веществ в организме. В начале патологического состояния активируется выработка инсулина, а в последующем инсулярный аппарат истощается, и возникает относительное преобладание контринсулярных гормонов глюкокортикоидов, развивается своеобразное состояние стероидного диабета, проявляющегося ожирением и повышенным синтезом ацетоновых тел.

Жировая дистрофия миокарда, печени может развиваться после миокардита, гепатита в силу увеличения отложения ТАГ в миокардиоцитах и гепатоцитах. Для профилактики жирового перерождения тканей показано применение различных липотропных веществ, способствующих синтезу структурных глицерофосфолипидов.

В последние годы накапливаются данные о митохондриальных болезнях, при которых страдает β-окисление жирных кислот и нарушается энергетический обмен в тканях.

Метаболизм липидов, метаболический синдром и рак

2.1. Пищевые липиды и метаболический синдром

MS, также известный как синдром X или синдром инсулинорезистентности, представляет собой комбинацию медицинских расстройств, включающих множество метаболических факторов риска, включая центральное ожирение, дислипидемию, гипертонию, непереносимость глюкозы и резистентность к инсулину [7 ]. Распространенность РС во всем мире вызывает много проблем со здоровьем не только в развитых странах, но и в развивающихся странах.Люди с РС имеют высокий риск развития диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Все больше и больше данных свидетельствуют о том, что нарушения липидного обмена являются центральными в этиологии РС.

Как один из самых распространенных видов липидов и основных компонентов липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) и хиломикронов, триацилглицеролы (ТАГ) играют важную роль в обмене веществ в качестве источников энергии. Это может быть получено из синтеза de novo в печени или диетических липидах. В зависимости от источника масла, TAG являются основными составляющими растительных масел (обычно более ненасыщенных) или животных жиров (обычно более насыщенных).Животный жир составляет около 40% потребляемой энергии в рационе человека в западных странах, и высокой долей этого является TAG. Жировая ткань, печень и кишечник являются основными местами, где синтезируется и сохраняется ТАГ. Существует также некоторое внутриклеточное хранение TAG, например в мышцах и клетках мозга. Хранение TAG может быть пополнено из пищевого жира или путем эндогенного синтеза жира из углеводов или белков, который в основном происходит в печени.

Переизбыток питательных веществ, таких как липиды, при ожирении и избытке калорий приводит к нарушению управления липидами и накоплению эктопического жира (т.е.«липотоксичность», которая является основным компонентом метаболического заболевания и резистентности к инсулину [8, 9].

2.1.1. Жирные кислоты и резистентность к инсулину

Резистентность к инсулину является центром, лежащим в основе различных метаболических нарушений метаболического синдрома, при которых патофизиологические условия инсулина становятся менее эффективными в снижении уровня глюкозы в крови. Резистентность к инсулину может быть вызвана различными факторами окружающей среды, включая пищевые привычки. Мышцы, печень и жир являются тремя основными тканями для поддержания уровня глюкозы в крови.В присутствии инсулина жировые и мышечные клетки поглощают глюкозу, а печень регулирует уровень глюкозы, уменьшая ее секрецию и увеличивая накопление в форме гликогена. Однако в условиях резистентности к инсулину поглощение глюкозы мышечными и жировыми клетками нарушается, и синтез и накопление гликогена также уменьшаются в клетках печени, что приводит к неспособности подавлять выработку глюкозы и выделять ее в кровь. Нарушение метаболизма глюкозы связано с молекулярными изменениями передачи сигналов инсулина, которые особенно хорошо характеризуются в мышцах [10].

Инсулин также облегчает поглощение и хранение аминокислот и жирных кислот, превращая их в белок и липид, соответственно. Помимо сниженных эффектов снижения уровня глюкозы, резистентность к инсулину также вызывает пониженное действие инсулина на липиды и приводит к уменьшению поглощения циркулирующих липидов и повышенному гидролизу хранимых триглицеридов и, как следствие, повышает содержание свободных жирных кислот в плазме крови. Сообщалось, что повышенные уровни свободных жирных кислот и триглицеридов в крови и тканях способствуют нарушению чувствительности к инсулину во многих исследованиях [11, 12].Повышенное содержание жирных кислот и их метаболитов вызывает фосфорилирование субстрата 1 рецептора инсулина (IRS-1) в серине, который блокирует фосфорилирование IRS-1 тирозина и связанную с ним активацию фосфатидилинозитол-3 ‘киназы (PI3K) и приводит к снижению транслокация транспортера глюкозы GLUT4 на мембрану клеток мышц и печени [13, 14].

Превращение жирных кислот в ацетил-КоА, процесс, известный как β-окисление, в основном происходит в митохондриях.Дефекты в митохондриальном окислении жирных кислот и в жировом обмене адипоцитов могут увеличивать содержание жирных кислот в мышцах и печени, что, в свою очередь, вызывает нарушение транспорта глюкозы и нарушение синтеза гликогена в мышцах, а также устойчивый выход глюкозы из печени, что в конечном итоге приводит к гиперинсулинемии и инсулинорезистентности. Кроме того, окислительный стресс и индукция цитокинов в печени могут привести к развитию неалкогольной жировой дистрофии печени (НАЖБП). Значительные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что повышенный синтез жиров в печени способствует развитию неалкогольного стеатогепатита и связанной с ним инсулинорезистентности [15].

Диетическая жировая композиция является основным источником свободных жирных кислот в крови и тканях. Потребление диет с высоким содержанием жиров сильно и положительно связано с избыточным весом, что, в свою очередь, ухудшает чувствительность к инсулину, особенно когда избыток жира в организме находится в брюшной области. Эпидемиологические данные и экспериментальные исследования на животных ясно показывают, что насыщенные жиры значительно ухудшают инсулинорезистентность, в то время как мононенасыщенные (MUFA) и полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA) улучшают ее за счет модификаций в составе клеточных мембран, и повышенное соотношение насыщенных жиров к ненасыщенным жирам фактор риска развития МС [16, 17].

Многоцентровое исследование показало, что переход от диеты, богатой насыщенными жирными кислотами (SFAs), к диете, богатой мононенасыщенными жирами, повышает чувствительность к инсулину у здоровых людей [18]. Замена ненасыщенных жиров на насыщенные жиры снижает уровень холестерина ЛПНП и триглицеридов в плазме у лиц с инсулинорезистентностью [16]. Несколько ранних перекрестных исследований обнаружили положительную связь между потреблением насыщенных жиров и гиперинсулинемией и резистентностью к инсулину [19, 20], в то время как потребление полиненасыщенных жиров было обратно связано с уровнями инсулина в плазме, тогда как потребление линолевой кислоты было положительно связано с концентрацией инсулина в плазме натощак. и увеличение потребления ненасыщенных жиров связано с улучшением чувствительности к инсулину [16, 21].

Кроме того, многочисленные наблюдения на моделях грызунов и клеточных культур, а также людей, страдающих ожирением и диабетом, показали, что хроническое воздействие липидов связано с резистентностью к инсулину [22-24], а состав жирных кислот в тканях организма связан с частотой возникновения диабет [25]. В частности, внутримышечное или печеночное содержание TAG, диацилглицерина (DAG) или церамида отрицательно коррелирует с чувствительностью к инсулину [26-28], что может быть вызвано нарушенной инсулин-стимулированной транслокацией GLUT4 в результате эктопического накопления TAG и других молекул липидов. в печени и мышцах.

Все больше и больше данных свидетельствуют о том, что церамид, состав сфингозина и жирных кислот, обнаруженный в высоких концентрациях в клеточной мембране, играет критическую роль в резистентности к инсулину [29]. Как in vitro, так и и in vivo исследования дали большой объем данных, свидетельствующих о том, что накопление церамида и его метаболитов связано с питательным патогенезом инсулинорезистентности и метаболических заболеваний, включая диабет, кардиомиопатию и атеросклероз [28- 30].В культивируемых клетках церамид ингибирует стимулированное инсулином поглощение глюкозы, блокируя транслокацию переносчика глюкозы GLUT4 и синтез гликогена [31, 32]. Эти эффекты обусловлены способностью церамида блокировать активацию Akt / PKB, серин / треонинкиназы, которая активируется инсулином и факторами роста. Также обнаружено, что накопление церамида может нарушать функцию митохондрий, изменяя проницаемость мембран митохондрий, ингибируя промежуточные звенья транспортной цепи электронов и вызывая окислительный стресс [33].

У грызунов ингибирование пути синтеза церамида de novo с помощью ингибитора серин-пальмитоилтрансферазы мириоцина повышает чувствительность к инсулину и предотвращает метаболические заболевания, связанные с резистентностью к инсулину [30, 34-36]. У людей хорошо документирована связь накопления церамидов в периферических тканях, включая мышцы и жир, у людей с ожирением и резистентностью к инсулину [37-40].

2.1.2. Жирные кислоты и сердечно-сосудистые заболевания

С 1950-х годов долгое время считалось, что потребление продуктов, содержащих большое количество SFA, включая мясные жиры, молочный жир, сливочное масло, сало, кокосовое масло и т. Д., Является не только фактором риска дислипидемии. и резистентность к инсулину, но также фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний.Однако последние данные систематических обзоров, метаанализов и проспективных когортных исследований показывают, что одни ОТВС могут быть не связаны с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. В рандомизированном контролируемом исследовании диетического вмешательства, в котором сравнивали диету с ограниченным содержанием углеводов и диету с низким содержанием жиров в течение 12-недельного периода у лиц с избыточной массой тела при атерогенной дислипидемии, было установлено, что ограничение углеводов, а не диета с низким содержанием жиров, может улучшить характеристики рассеянного склероза и сердечно-сосудистого риска [41 ].В недавнем перекрестном исследовании, проведенном на японском языке для изучения взаимосвязи между диетическим соотношением PUFA и SFA с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний и рассеянным склерозом, данные показали, что диетическое соотношение полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот значительно и обратно связано с общим сывороточным холестерином и холестерином LDL. , но не имеют существенного отношения к отдельным метаболическим факторам риска или распространенности РС [42].

Однако, с другой стороны, некоторые SFA, такие как стеариновая кислота и жирные кислоты, содержащиеся в молоке и молочных продуктах, оказываются полезными и могут снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний.В систематическом обзоре, после сравнения с транс, другими насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами (USFA), Hunter и соавторы [43] обнаружили, что стеариновая кислота повышает уровень холестерина ЛПНП, а по сравнению с USFA стеариновая кислота снижает уровень холестерина ЛПВП и повышает соотношение общего холестерина / холестерина ЛПВП [43].

Пальмитолеиновая кислота (цис-16: 1, n-7) была связана с обоими полезными метаболическими эффектами. Сообщалось, что цис-пальмитолеат, получаемый из жировой ткани, непосредственно улучшал резистентность к инсулину печени и скелетных мышц и связанные с ними метаболические нарушения, а также подавлял синтез жировой ткани печени [44].Проспективное когортное исследование показало, что циркулирующий транс-пальмитолеат (транс-16: 1, n-7) связан с более низкой инсулинорезистентностью, снижением наличия атерогенной дислипидемии и заболеваемостью диабетом [45], что свидетельствует о метаболических преимуществах потребления молочных продуктов. Существует также убедительные доказательства, собранные систематическим обзором и метаанализом рандомизированных контролируемых исследований, показывающих, что потребление полиненасыщенных жиров в качестве замены насыщенных жиров снижает риск развития ишемической болезни сердца [46].Хотя многие исследования показали, что замена насыщенных жиров полиненасыщенными жирами в рационе дает более благоприятные результаты для здоровья сердечно-сосудистой системы [47, 48], последствия замены мононенасыщенных жиров или углеводов до сих пор неясны.

2.1.3. Омега-3-ПНЖК и метаболический синдром конец углеродной цепи.Эти PUFA, включая α-линоленовую кислоту (ALA, 18: 3, n-3), эйкозапентаеновую кислоту (EPA, 20: 5, n-3) и докозагексаеновую кислоту (DHA, 22: 6, n-3), считаются как незаменимые жирные кислоты, потому что они не могут быть синтезированы de novo организмом человека. В рационе человека ALA обычно получают из ботанических источников, таких как перилла, льняное семя, рапс, рапс, соя, льняное семя и грецкий орех. EPA и DHA содержатся в рыбе и некоторых других морепродуктах [49]. Последние исследования показали, что, хотя диеты, богатые насыщенными жирными кислотами (SFAs), связаны с повышенной распространенностью ожирения и диабета 2 типа, добавка омега-3 ПНЖК, богатые эйкозапентаеновой кислотой (ЭПК) и докозагексаеновой кислотой (ДГК), обладают противовоспалительным действием и действием против ожирения и защищают от метаболических нарушений [50].

Ранее проведенные эпидемиологические наблюдения показали полезные свойства n-3 PUFA в популяциях, потребляющих большое количество жирной рыбы и масел морских млекопитающих [51]. Более поздние исследования показали, что 3-недельная добавка с рыбьим жиром, богатым n-3 ПНЖК, у здоровых людей приводит к повышению чувствительности к инсулину, более высокому окислению жиров и увеличению накопления гликогена [52]. Большинство последующих исследований подтвердили эти эффекты и обнаружили, что добавление n-3 ПНЖК, либо только ЭПК или ДГК, либо с их комбинацией в рыбьем жире, благоприятно влияет на многие неблагоприятные изменения сыворотки и тканевых липидов, связанные с метаболическим синдромом, путем снижения уровня триацилглицеролы натощак и после приема пищи и свободные жирные кислоты [53, 54].Некоторые эффекты n-3 ПНЖК на метаболизм липидов и липопротеинов могут сохраняться у пациентов с явным диабетом.

Кроме того, другие признанные преимущества n-3 ПНЖК включают снижение воспалительного статуса, снижение активации тромбоцитов, умеренное снижение артериального давления, улучшение эндотелиальной функции и усиление клеточной антиоксидантной защиты, которые могут оказаться особенно благоприятными при избыточном весе, пациенты с гипертонической болезнью [55]. Кроме того, добавление рыбьего жира также ослабляло симпатическую активность, вызванную психическим стрессом у здоровых добровольцев [56].Однако положительное влияние добавок n-3 PUFA на профилактику риска сердечно-сосудистых заболеваний связано с другими компонентами образа жизни, такими как контроль веса, регулярная физическая активность и потребление других пищевых ингредиентов, способствующих снижению риска [57].

Механизмы, лежащие в основе положительного эффекта использования n-3 ПНЖК / рыбьего жира или комбинации ЭПК и ДГК, были тщательно проанализированы. Исследования на животных и людях показали, что, помимо использования в качестве топлива и структурных компонентов клетки, диетическое потребление рыбьего жира также эффективно снижает концентрацию триглицеридов (Tg) и VLDL-Tg у экспериментальных животных и у нормальных животных. и мужчины с гипертриглицеридемией [58, 59], которые могут быть связаны со снижением количества мРНК, кодирующей несколько белков, участвующих в липогенезе печени, включая SREBP1, и повышенным окислением жирных кислот в течение стимулированных пролифератором рецепторов (PPAR) пероксисом [60, 61]. ].Кроме того, n-3 PUFA повышают состав жирных кислот мембранных фосфолипидов, которые модифицируют мембран-опосредованные процессы, такие как сигналы трансдукции инсулина, активность липаз и биосинтез эйкозаноидов [62].

Кроме того, диетическое потребление рыбьего жира нормализует функцию многих тканей или клеток, участвующих в чувствительности к инсулину у крыс, получавших рацион с высоким содержанием сахарозы (SRD). Он устраняет дислипидемию и улучшает действие инсулина и ожирение, уменьшая размер клеток адипоцитов, повышая чувствительность к инсулину и уменьшая высвобождение жирных кислот.Как окислительные, так и неокислительные пути глюкозы улучшаются в мышцах. В изолированных бета-клетках содержание липидов и окисление глюкозы возвращаются к норме [63]. Все эти эффекты приводят к улучшению секреции инсулина, стимулированной глюкозой, и нечувствительности мышечного инсулина.

Жировая ткань играет ключевую роль в развитии MetS, и улучшение функции жировой ткани напрямую связано с благоприятным действием n-3 PUFA [64]. В соответствии с общим противовоспалительным действием, добавление n-3 PUFA вызывает выработку и секрецию адипонектина [65], основного адипокина, оказывающего сенсибилизирующее действие на инсулин, и предотвращает гиперплазию и гипертрофию жировой ткани и индуцирует митохондриальный биогенез в адипоцитах [ 66], действие которого может быть опосредовано n-3 PUFA-индуцированной АМФ-активированной протеинкиназой (AMPK), метаболическим сенсором, контролирующим внутриклеточные метаболические потоки [64].

2.2. Пищевые липиды и рак

Исследования «случай-контроль» и когортные исследования выявили положительную связь между несколькими видами рака, такими как рак предстательной железы [67], рак яичников [68], рак молочной железы [69], рак толстой кишки [70] и т. Д., И прием продукты с высоким содержанием насыщенных жиров, такие как красное мясо, яйца и молочные продукты. Однако были получены противоречивые результаты о роли диеты с высоким содержанием жиров в канцерогенности [71, 72]. Во многом это связано со сложностью рациона, не только жировые компоненты, такие как SFA, MUFA и PUFA, могут различаться у людей в разных регионах, но и другие нежирные питательные вещества также могут изменять функцию жира.Поэтому только доклинические исследования на животных с четко определенной композицией жира могут помочь выяснить причинно-следственную связь между диетическим жиром и раком. До настоящего времени общепризнанно, что цис-MUFA и омега-3 PUFA обратно пропорционально связаны с повышенным риском развития рака, тогда как SFA и омега-6 PUFA связаны с развитием рака [73]. Однако, физиологически метаболизм жирных кислот связан, любые результаты, основанные на одной жирной кислоте, могут быть непонятными, поэтому предполагается, что жиросодержащая диета с повышенным MUFA и низким соотношением омега-6 / омега-3 жирной кислоты связана с профилактикой и защитой от рака [74].Заинтересованным читателям рекомендуется прочитать последние обзорные статьи об ассоциации диетических липидов с раком простаты [75] и раком молочной железы [76], а также о потенциальных механизмах ассоциации диетических липидов с раком [77-79].

2.2.1. Насыщенные жирные кислоты

Недавние исследования показали, что диета с высоким содержанием жира с насыщенным животным жиром в качестве основного жира в рационе связана с несколькими видами рака, такими как рак простаты [67], рак толстой кишки [80], рак яичников [68] и рак молочной железы [81] и т. Д., В то время как диета с высоким содержанием жиров и растительных масел не связана с риском развития рака, однако это не может быть правдой, растительные масла с высоким содержанием омега-6 жирных кислот могут быть факторами риска развития рака, что будет обсуждаться для полиненасыщенных жирных кислот. кислотный разрез.

2.2.2. Мононенасыщенные жирные кислоты

Было установлено, что заболеваемость раком в странах Средиземноморья, где основным источником жира является оливковое масло, ниже, чем в других регионах мира. Такие эффекты могут быть связаны с основным MUFA в оливковом масле, олеиновой кислотой и некоторыми незначительными соединениями, такими как сквален и фенольные соединения [82]. Недавние исследования также показали, что масло канолы, с высоким MUFA, олеиновой кислотой, может значительно снизить заболеваемость раком толстой кишки и молочной железы [83, 84].Хотя авторы предположили, что такой эффект может быть вызван омега-3 жирными кислотами, ALA, достигающая 10% в масле канолы, однако нельзя исключать роль олеиновой кислоты, которая достигает 61% в масле канолы. До настоящего времени никакие эпидемиологические исследования или исследования на животных не могли четко продемонстрировать профилактическое действие MUFA на рак. Однако in vivo анализ состава жирных кислот в жировой ткани рака молочной железы и здоровых женщин показал, что повышенный уровень MUFA в жировой кислоте, олеиновой кислоты , связаны с уменьшением шансов рака молочной железы [85].Хотя механизм, лежащий в основе защитной функции олеиновой кислоты при раке, до сих пор неясен, было обнаружено, что олеиновая кислота в комплексе с расплавленной формой глобулы альфа-лактальбумина (α-LA) приобретает канцерогенное действие [86]. ]. Carrillo и соавторы обнаружили, что олеиновая кислота может ингибировать поступление в магазин Ca (2+) (SOCE), путь притока Ca (2+), участвующий в управлении множеством клеточных и физиологических процессов, включая пролиферацию клеток, регулируя тем самым рост клетки карциномы толстой кишки [87].

2.2.3. Полиненасыщенные жирные кислоты

Все больше свидетельств, полученных на животных и в исследованиях in vitro, показывают, что в популяциях, потребляющих большое количество омега-3 жирных кислот в своих рационах, меньше случаев рака молочной железы, толстой кишки и, возможно, простаты. Паола и соавт. [88] использовали тест на жизнеспособность МТТ и экспрессию апоптотических маркеров для оценки влияния ПНЖК на рост рака, и их результаты показали, что ЭПК и ДГК могут вызывать модификации структуры мембран опухолевых клеток, приводящие к явно уменьшенной скорости индукции рака молочной железы.Менендес и соавт. [89] также сообщили, что омега-3 ПНЖК ALA подавляет сверхэкспрессию HER2, которая играет важную роль в этиологии, прогрессировании и химиочувствительности различных типов рака человека, предполагая, что ALA является потенциальным противораковым агентом. Тем не менее, клиническая роль омега-3 ПНЖК может зависеть не только от абсолютного содержания, но также от соотношения омега-3 ПНЖК к омега-6 ПНЖК в клетках из-за обратных биологических функций этих двух серий ПНЖК. Более высокое соотношение омега-6 / омега-3 ПНЖК способствует развитию многих заболеваний, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания и воспаление.Снижение соотношения омега-6 / омега-3 ПНЖК может помочь снизить риск возникновения и развития рака. Berquin et al. установили модель мыши с нокаутом и простат-специфической фосфатазой и гомологом напряжения (PTEN), и результат продемонстрировал, что диетическое соотношение омега-6 / омега-3 ПНЖК ниже 5 было эффективным для подавления роста опухоли и увеличения продолжительности жизни животных [90] Недавние исследования показали, что сбалансированное соотношение омега-6 / омега-3 ПНЖК (1: 1) оказывает благотворное влияние на функцию клеток и физиологию [91].

2.2.4. Потенциальные механизмы ассоциации пищевых липидов с раком

Хотя общепризнано, что пищевые липиды связаны с канцерогенезом и развитием рака, подробный механизм все еще далек от ясности. Когда липиды перевариваются и поглощаются клетками слизистой оболочки тонкого кишечника, они могут транспортироваться в адипоциты для хранения или использоваться для производства энергии периферическими клетками посредством β-окисления жирных кислот. Они также могут быть использованы для биосинтеза мембранных липидов.При воздействии окружающей среды эти липиды могут гидролизоваться и высвобождать свободные жирные кислоты. Омега-6 ПНЖК, такие как ARA, высвобождаемые из мембранных липидов, будут превращаться в нормальные эйкозаноиды и регулировать клеточную физиологию; однако повышенный уровень этих эйкозаноидов может ускорить пролиферацию клеток и привести к воспалению и канцерогенезу и т. д. [92]. Принимая во внимание, что омега-3 ПНЖК, такие как ЭПК, при высвобождении из мембранных липидов могут превращаться в эйкозаноиды с активностью, противоположной продукту жирных кислот омега-6, которые ингибируют пролиферацию клеток и активность ЦОГ-2, обеспечивая таким образом функцию профилактики рака [93 ].Другой механизм регуляции возникновения и развития рака может быть объяснен сигнальным путем жирных кислот через его рецепторы. В частности, два транскрипционных фактора, стерол-регуляторный элемент, связывающий белок-1c (SREBP-1c) и рецептор альфа-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR-альфа), стали ключевыми медиаторами регуляции генов с помощью FA [94, 95]. SREBP-1c индуцирует набор липогенных ферментов в печени. PUFA, но не SFA или MUFA, подавляет индукцию липогенных генов, ингибируя экспрессию и процессинг SREBP-1c.Таким образом ингибирует липогенез de novo жирных кислот, что особенно важно для раковых клеток [96].

PPAR-альфа играет важную роль в метаболической адаптации к посту, индуцируя гены для митохондриального и пероксисомального окисления ЖК, а также для кетогенеза в митохондриях. ЖК, высвобождаемые из жировой ткани во время голодания, рассматриваются как лиганды PPAR-альфа. Пищевые PUFA, за исключением 18: 2 n-6, могут вызывать ферменты окисления FA через PPAR-альфа в качестве механизма «прямой связи».PPAR-альфа также необходим для регуляции синтеза высоконенасыщенных ЖК, что указывает на плейотропные функции PPAR-альфа в регуляции метаболизма липидов. Таким образом, в дополнение к ингибированию биосинтеза жирных кислот с помощью SREBP, омега-3 жирные кислоты вызывают деградацию жирных кислот через PPAR-альфа, при этом они регулируют метаболизм жирных кислот и метаболические заболевания. Множественные механизмы ингибирования жирных кислот омега-3 опосредуются ингибированием рак может включать подавление неопластической трансформации и роста клеток, а также усиление апоптоза и антиангиогенности и т. д. [97].

Липидный Метаболизм Растений | IntechOpen

1. Введение

Растения производят большинство липидов в мире. Эти липиды являются основным источником калорий и незаменимых жирных кислот для мужчин и животных. Растения синтезируют огромное количество жирных кислот, хотя лишь некоторые из них являются основными и распространенными составляющими [1], такими как пальмитиновая, олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Как и другие эукариоты, липиды необходимы для биогенеза клеточных мембран, в качестве сигнальных молекул и особенно в качестве источника углерода и энергии.У растений углерод, энергия и восстановительная способность необходимы для биосинтеза жирных кислот, полученных в результате фотосинтеза в хлоропластах [2]. В этой главе будет описан биосинтез липидов в растениях путем сигнализации различий с другими организмами и выделения специфичности растений.

Биосинтез жирных кислот в растениях происходит в хлоропластах зеленой ткани и в пластидах нефотосинтетических тканей, а не в цитозоле, как в клетках животных. Хотя синтез de novo находится в строме, растительные митохондрии способны ограничивать синтез жирных кислот [3].Пластидные мембраны в основном состоят из галактолипидов, а мембраны из экстрахлоропластов состоят из фосфолипидов, как в клетках животных [4]. Жирные кислоты в клеточных мембранах состоят в основном из пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот. Все двойные связи имеют цис-тип. Однако в хлоропласте фосфатидилглицерин (PG) ацилируется необычной кислотой, имеющей двойную связь транс-типа: Δ3 16: 1 t [5].

Фотосинтетические ткани высших растений содержат 60–70% триеновых жирных кислот.Так называемые растения «C18: 3», как правило, представляют собой наиболее продвинутые семейства покрытосеменных (горох, шпинат и т. Д.), Положение которых в sn- 2 галактолипидов этерифицировано исключительно полиненасыщенными жирными кислотами с 18 атомами углерода. Растения «C16: 3», как правило, представляют собой наименее развитые семейства покрытосеменных (Brassicaceae), чье положение sn- 2 галактолипидов этерифицировано полиненасыщенными жирными кислотами с 16 или 18 атомами углерода [6].

Растительные липиды оказывают существенное влияние на мировую экономику и питание человека.Большинство масел, используемых людьми, представляют собой триацилглицеролы, полученные из семян или фруктов. Действительно, семена подразделяются на три категории в соответствии с их запасом. Семена, которые содержат более 45% белка, называются белковыми семенами. Семена крахмала содержат более 70% углеводов, таких как злаки. Масличные семена содержат более 50% липидов в форме триацилглицерина, этерифицированного обычно пальмитиновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами в большинстве семян. Некоторые растения могут производить необычные жирные кислоты, такие как гидроксильные жирные кислоты, циклопропановые жирные кислоты, эпоксидные жирные кислоты и конъюгированные ненасыщенные жирные кислоты, в своих семенных маслах, многие из которых имеют полезное промышленное применение [7].Эти необычные жирные кислоты накапливаются преимущественно в триацилглицеролах.

2. Синтез жирных кислот

У растений биосинтез жирных кислот de novo в основном происходит в пластидном отделе [8] из ацетил-КоА, который является прямым продуктом фотосинтеза. Пластид-пируватдегидрогеназа (EC 1.2.4.1) является основным путем для быстрого и стабильного снабжения ацетил-КоА посредством его воздействия на пируват (в результате гликолиза или пентозофосфатного пути). Другим возможным источником является импорт и активация свободного ацетата ацетил-СоА-синтазой (ACS, EC 6.2.1.1) [9]. Основным продуктом ФАС является пальмитиновая кислота, за исключением удлинения пальмитиновой кислоты и десатурации стеариновой кислоты, которая происходит в хлоропласте. Другие изменения (удлинение, десатурация, гидроксилирование и эпоксидирование) происходят в основном в эндоплазматической сети.

Для образования жирных кислот требуются две ферментные системы: ацетил-СоА-карбоксилаза (ACCase, EC 6.4.1.2), две из которых были идентифицированы в растениях [10], и синтаза жирных кислот, которая представляет собой мультиферментный комплекс, присутствующий в строме хлоропластов [11].

2.1 Ацетил-КоА-карбоксилаза (ACCase)

Первым ферментным комплексом является ACCase, который катализирует АТФ-зависимое карбоксилирование ацетил-КоА в малонил-КоА. Для растений ацетил-КоА-карбоксилаза (ACCase) направляет поток углерода от фотосинтеза к первичным и вторичным метаболитам. Были идентифицированы две различные молекулярные формы ACCase, мультипротеиновый комплекс и многофункциональный белок [12] (Figure 1).

Рисунок 1.

Структура двух типов ACCase.(A) мультисубъединица (комплекс MS) ACCase и (B) многофункциональная (MF) ACCase. BCCP, биотин-карбоксильный белок-носитель; BC, биотинкарбоксилаза; α и β CT, α и β карбокситрансфераза; VLCFA, жирные кислоты с очень длинной цепью.

Мультисубъединица (комплекс MS) ACCase, присутствующая в пластидах всех растений, кроме Poaceae и Geraniaceae , участвует в синтезе de novo жирных кислот [13]. Он состоит из четырех независимых полипептидов: биотин-карбоксильный белок-носитель (BCCP), биотинкарбоксилаза (BC) и α и β-карбокситрансфераза (α и β CT).Субъединица биотинкарбоксилазы (ВС) катализирует АТФ-зависимое карбоксилирование биотинильной части белка биотин-карбоксильного носителя (BCCP), а субъединицы карбокситрансферазы (СТ) катализируют перенос активированных карбоксильных групп от BCCP к ацетил-КоА с образованием малонил-КоА.

Многофункциональная (MF) ACCase, состоящая из одного полипептида 220–240 кДа с доменами BCCP, BC и CT, кодируется в ядре, за исключением субъединицы αCT, которая кодируется пластидиальным геномом [13]. Во всех растениях MF ACCase участвует в биосинтезе жирных кислот и флавоноидов с очень длинной цепью в цитозоле [13].

Чувствительность пластидиальной АССазы к сетоксидиму и присутствие биотинилированного полипептида 220 кДа в соевых пластидах обеспечивают биохимическое показание для возможного присутствия двух изоформ АССазы, одной устойчивой (МС) и одной чувствительной (МФ), в листе сои хлоропласты [14].

2.2 Синтаза жирных кислот (FAS)

Второй комплекс ферментов, участвующих в синтезе de novo , представляет собой синтазу жирных кислот (FAS). В природе синтазы жирных кислот подразделяются на две группы.Синтаза жирных кислот типа I, которая характеризуется большими многофункциональными белками, типичными для дрожжей и млекопитающих, и синтаза жирных кислот типа II, обнаруженная у прокариот, которая состоит из четырех диссоциируемых белков, которые катализируют отдельные реакции. Хотя растительные клетки являются эукариотическими, синтаза жирных кислот, обнаруженная в пластидах, относится ко II типу [15]. Синтаза растительных жирных кислот унаследована от фотосинтетических прокариот; пластиды рассматриваются эндосимбиотической теорией как старые цианобактерии.У растений ацильный белок-носитель (ACP) используется в качестве ацильного носителя для различных промежуточных соединений для синтазы жирных кислот в отличие от других эукариотических клеток, где жирные кислоты находятся в форме ацил-КоА [15].

Исходными субстратами для биосинтеза жирных кислот являются ацетил-КоА и малонил-АЦП. Перенос малонильной части от СоА к АСР катализируется малонил-СоА: АСР-трансацилазой (MAT). После начальной конденсации ацетил-КоА и малонил-АСР все промежуточные соединения для каждой стадии пути биосинтеза жирных кислот являются ацил-АСР.

AGS состоит из четырех ферментов: кетоацил-ACP-синтазы (KAS, EC 2.3.1.41), β-кетоацил-ACP-редуктазы (EC 1.1.1.100), гидроксиацил-ACP-дегидразы (EC 4.2.1.59) и эноилацил- АЦП редуктаза (EC 1.3.1.9). Все компоненты синтазы жирных кислот содержатся в пластидах, хотя они кодируются в ядерном геноме и синтезируются на цитозольных рибосомах. В добавлении двух атомов углерода участвуют четыре последовательные реакции (рис. 2).

Рисунок 2.

Биосинтез растительных жирных кислот.Эта цепь требует реакции карбоксилирования ацетил-СоА с малонил-СоА, реакции активации малонил-СоА с малонил-АЦП, реакции конденсации между ацетил-СоА и малонил-АСР с образованием β-кетоацил-АСР, которая в свою очередь подвергается реакции восстановления, обезвоживание и второе восстановление, расширяющее жирную кислоту двух атомов углерода.

Первая конденсация происходит между ацетил-КоА и малонил-ACP. Эта реакция катализируется 1,3-кетоацил-ACP-синтазой III (KAS, EC 2.3.1.41), одной из трех кетоацилсинтаз в растительных системах [15].KAS I отвечает за конденсацию в каждом цикле удлинения, вплоть до образования пальмитоил-ACP (16: 0-ACP). KAS II посвящен окончательному удлинению пластидиала — пальмитоил-ACP (16: 0-ACP) до стеароил-ACP (18: 0-ACP).

β-кетоацил-ACP, образующийся во время реакции конденсации, последовательно подвергается реакции восстановления β-кетоацил-ACP-редуктазой (EC 1.1.1.100), дегидратации β-гидроксиацил-ACP-дегидратазой (EC 4.2.1.59) и дальнейшему восстановлению с помощью эноилацил-ACP-редуктазы (EC 1.3.1.9) дать бутирил-АСР. Коферментом двух реакций окисления-восстановления является НАДФН (рис. 3). Образовавшийся бутирил-АСР будет расширяться еще на две единицы С2 после дальнейшей конденсации с малонил-АСР. Β-Кетоацил-ACP-синтаза I (KASI) катализирует эту реакцию. После семи циклов цикла образуется пальмитоил-ACP.

Рисунок 3.

Схематическое изображение экспорта жирных кислот из пластиды в цитозоль. АСС, ацетил-СоА-карбоксилаза; АСР, ацильный белок-носитель; FA, жирная кислота; CoA, кофермент A; FAS, синтаза жирных кислот; FAT A / B, жирная ацил-АСР-тиоэстераза A / B; LACS, длинноцепочечная ацил-СоА-синтаза; PAE, пальмитоил-ACP-элонгаза; САД, стеароил-АСР десатуразы.

Хотя конечным продуктом синтазы жирных кислот является пальмитиновая кислота, две другие распространенные жирные кислоты синтезируются в строме хлоропластов. Это стеариновая и олеиновая кислоты. Пальмитоил-ACP (C16: 0-ACP) будет удлинен на два новых звена с образованием цепи стеароил-ACP (C18: 0-ACP) пластидно-растворимой стеароил-ACP-синтазой, которая представляет собой мультиэнзимный комплекс, состоящий из четырех ферментов ( KASII, еноил-ACP-редуктаза, гидроксиацил-ACP-дегидраза и эноилацил-ACP-редуктаза) [16].

Образующийся стеароил-АСР затем десатурализуется пластидиальной растворимой стеароил-АСР-десатуразой (SAD, EC 1.14. 19.2) в олеоил-ACP (C18: 1Δ9-ACP) [17]. Этот фермент представляет собой ядерно-кодируемую, локализованную в пластидах растворимую десатуразу, которая вводит первую двойную связь 9 в насыщенную жирную кислоту, что приводит к превращению 18: 0-АСР в 18: 1 -9-АСР [18].

Отсутствие структурного сходства между десатуразой растений и млекопитающих отражает тот факт, что субстраты жирных кислот находятся на разных носителях (ACP и CoA, соответственно), что ферменты используют разных доноров электронов (ферредоксин противцитохрома b5), и что растительный фермент растворим, тогда как животный и грибной ферменты являются цельным мембранным белком [19]. Этот фермент играет ключевую роль в определении соотношения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот [17].

3. Глицеролипиды в качестве субстратов для десатурации

В дополнение к растворимым ацил-АСР-десатуразам жирные кислоты, синтезированные в хлоропластах (пальмитат, стеарат и олеат), десатурации мембраносвязанными десатуразами, в которых используются сложные липидные субстраты, такие как фосфатидилхолин (ПК) в эндоплазматической сети (ER) или моногалактозил-диацилглицерин (MGDG) в пластиде [16].Эти жирные кислоты были использованы для синтеза глицеролипидов двумя различными метаболическими путями (прокариотический и эукариотический путь) и в различных клеточных компартментах (пластиды и ER) [20].

Важность обоих путей биосинтеза зависит от вида растения. В фотосинтетически активных растениях «С18: 3» функционирует только экстрахлоропластный галактолипидный путь; в случае растений «C16: 3» эти два пути сосуществуют, и их значение различается в зависимости от вида и условий окружающей среды.

3.1 Важность тиоэстераз

Поток жирных кислот (пальмитоил-ACP, олеоил-ACP и, в меньшей степени, стеароил-ACP) по двум путям будет подвергаться строгому контролю. Два фермента ацил-АСР-тиоэстеразы и хлоропласт глицерин-3-фосфатацилтрансфераза играют очень важную роль. Действительно, ацильные остатки попадают непосредственно во внехлоропластный путь после гидролиза жирными ацил-ACP-тиоэстеразами FAT (A EC 3.1.2.14 и B EC 3.1.2.22) [22, 23] или в хлоропластный путь после ацилирования ацилом трансферазы [21].

Выделенные пальмитиновая, олеиновая и стеариновая кислоты затем активируются в эфир кофермента А под действием длинноцепочечной ацил-КоА-синтетазы (LACS, EC 6.2.1.3) [24] и экспортируются в цитозоль (рис. 3). ,

Растения экспортируют достаточное количество жирных кислот (16: 0-КоА, 18: 0-КоА, 18: 1-КоА) для синтеза липидов экстрапластидных мембран и TAG липидов семян всех растений.

3.2 Прокариотический путь

Прокариотический путь использует ацил-ACP для синтеза PA и PG у всех растений и галактолипиды (MGDG, DGDG и SQDG) так называемых растений «C16: 3».Этот путь похож на путь, продемонстрированный у фотосинтетических прокариот [22].

Прокариотический путь отличается от эукариотического наличием С16 жирных кислот в положении sn -2 главной цепи глицерина. Этот путь характеризуется присутствием молекулярных частиц 18: 3/16: 3 MGDG [23].

Основные молекулярные разновидности MGDG, синтезируемые прокариотическим путем, обычно содержат α-линоленовую кислоту (C18: 3) исключительно в положении sn -1 глицеринового остова, тогда как положение sn -2 этерифицируется гексадекатриеновой кислота (C16: 3), что приводит к десатурации пальмитиновой кислоты.Следовательно, прокариотический путь, локализованный исключительно в пластидах, требует этапов десатурации.

DAG, предшественник прокариотической MGDG, представляет собой DAG 18: 1/16: 0 (рис. 5). Первый молекулярный вид, синтезированный MGDG-синтазой, представляет собой 18: 1/16 0 MGDG. Пальмитоильный остаток десатурализуется до цис- -гексадеценоилового остатка с помощью ω9-десатуразы, которая специфична как для положения sn 2 жирной кислоты на глицерине, так и на липидах (MGDG) [24, 25]. Десатураза ω9 гораздо более активна в отношении остатка пальмитоила в положении sn 2 глицерина MGDG, чем в положении, расположенном в положении sn 2 DGDG.

Десатуразы ω6 и ω3, соответственно, катализируют десатурацию мононенасыщенных ацильных (гексадеценоил и олеоил) и двиненасыщенных (гексадекадиеноил и линолеоил) остатков. Эти десатуразы не имеют специфичности в отношении длины цепи жирной кислоты или ее положения на глицерине. Десатураза ω6 одинаково хорошо действует на гексадеценоильные и олеоильные остатки, расположенные в положениях sn 2 и sn 1 MGDG и DGDG. Десатурация пальмитиновой кислоты до гексадеценоиловой кислоты является предпосылкой для других десатураций [26] (рис. 4).

Рисунок 4.

Возможная схема десатурации прокариот MGDG в пластидах.

Эта схема десатурации аналогична той, которая предложена для десатурации липидных ацилов в синих водорослях Anabaena variabilis [22].

Синтез фосфатидилглицерина происходит как на заводах «С16: 3», так и на «С18: 3» в хлоропласте. На первом этапе он включает фосфатидную кислоту (PA) и DAG CDP, которые имеют прокариотический тип. Около 30–40% пальмитоилового остатка в положении sn -2 PG десенасыщено при углероде 3 с образованием 3- транс -гексадеценовой кислоты [27].Структура этой жирной кислоты необычна; у растений все двойные связи жирных кислот мембранных липидов имеют цис-тип, за исключением этой жирной кислоты.

3.3 Эукариотический путь

Второй путь, называемый «эукариотический» путь, приводит к образованию двух типов молекулярных видов MGDG; один из них содержит α-линолеат в обоих положениях глицерина, а другой молекулярный вид содержит α-линолеат в положении sn -2 и пальмитат в положении sn -1.Этот путь требует сотрудничества между пластидами и эндоплазматическим ретикулумом для образования глицерогликолипидов в хлоропластах [23, 28].

Олеат, интегрированный в молекулы ПК в положении sn -2 основной цепи глицерина, подвергается последовательности десатураций, катализируемых (ω-6, Δ12) олеат-десатуразой, все еще идентифицируемых мутацией fad2 Arabidopsis и позволяющей синтез линолевой кислоты и (ω-3, Δ15) линолеат-десатуразы, идентифицированный мутацией fad3 Arabidopsis , которая позволяет синтезировать α-линолевую кислоту.Мутанты, дефицитные по лизофосфатидилхолинацилтрансферазе (гены LPCAT1 и LPCAT2), имеют пониженные уровни полиненасыщенных FA (PUFA) в TAG [29].

После десатурации в виде ацил-ПК часть из них, вероятно, в форме DAG, возвращается в хлоропласт и способствует образованию хлоропластных галактолипидов (рис. 5). Эти DAG могут быть ненасыщенными хлоропластными десатуразами [30, 31].

Рисунок 5.

Схема возможных путей синтеза MGDG эукариотического типа в шпинате, растения C16: 3 согласно [25].

Таким образом, можно судить об относительном вкладе прокариотических и эукариотических путей, сравнивая пропорции эукариотических 18/18 и 16/18 глицеролипидов с прокариотическими 18/16 глицеролипидами.

4. Синтез мембранных глицеролипидов

Мембраны эукариотических клеток выполняют несколько функций, обеспечивая физическую компартментализацию на клеточном и субклеточном уровнях, регуляцию обмена с помощью транспорта метаболитов и макромолекул, клеточную связь (рецепторы гормонов, поверхностные антигены, сигнал трансдукция и др.) и при некоторых специфических метаболических реакциях. Поэтому неудивительно, что в одной и той же клетке встречаются различные типы мембран со специфическим составом липидов и белков, которые будут определять их соответствующие функции [32]. Этот синтез в основном осуществляется двумя метаболическими путями, описанными как прокариотический и эукариотический [33].

4.1 Синтез пластидных липидов

Эукариотические DAG и прокариотические структуры DAG являются предшественниками синтеза гликолипидов (SQDG, MGDG и DGDG).Таким образом, существует два типа гликолипидов: прокариотические гликолипиды, чья основа DAG относится к типу C18 / C16 и которые являются ненасыщенными исключительно в пластидных и эукариотических гликолипидах, включая DAG типа (C18: 1 / C18: 1 и C16: 0 / C18 : 1) получены из фосфатидилхолина и являются ненасыщенными в РЗ и пластиде [34]. Таким образом, синтез гликолипидов, локализованных в мембранах пластидной оболочки, требует механизма импорта DAG эукариотической структуры. Эти различия в структуре DAG обусловлены различной специфичностью хлоропластов и ER ацилтрансфераз.Первым этапом прокариотического пути является перенос олеата в глицерол-3-фосфат в положении sn -1 с помощью ацил-АСР-глицерол-3-фосфатацилтрансферазы (ЕС 2.3.1.1), растворимый в строме пластиды. [35]. Таким образом, образуется лизофосфатидная кислота (LPA). Вторая связанная с пластидой пластидацилтрансфераза, LPA-ACP ацилтрансфераза, катализирует этерификацию пальмитоил-ACP в положении sn -2 (LPAAT1; EC 2.3.1.51) [36]. Это приводит к синтезу 18: 1/16: 0-Па.

Фосфатидная кислота (ПА) может быть преобразована в CDP-DAG под действием CTP-фосфатидат-цитидилилтрансферазы (EC 2.7.7.41), которая катализирует реакцию между PA и CTP с образованием CDP-DAG и пирофосфата или дефосфорилируется в диацилглицерол ( DAG) фосфатидат-фосфатазой (PAP; EC 3.1.3.4). CDP-DAG будет использоваться для синтеза фосфатидилглицерина (PG) из пластид [35], а DAG может использоваться для синтеза галактолипидов (MGDG, DGDG) или сульфолипидов (сульфохиновозилдиацилглицерол) (Figure 6).

Рисунок 6.

Биосинтез глицеролипидов в соответствии с прокариотическим путем (MGDG, DGDG, SQDG и PG). Вовлеченные ферменты: (1) глицерол-3-фосфатацилтрансфераза; (2) 1-ацил-глицерол-3-фосфоацилтрансфераза; (3) фосфатидатфосфатаза; (4) MGDG-синтаза; (5) SQDG-синтаза; (6) фосфатидат цитидилтрансферазы; (7) CDP-DAG: глицерол-3-фосфо-цитидилилтрансфераза; (8) фосфатидат глицерофосфатазы; д: десатуразы.

С филогенетической точки зрения, разница между так называемыми растениями «C16: 3» и «C18: 3» связана с наличием пластид фосфатидатфосфатазы в растениях «C16: 3», утраченной в процессе эволюции в «C18». : 3 ”растения.Фермент хлоропласта явно отличается от других фосфатидатфосфатаз в клетке, поскольку он связан с мембраной, прочно связан с внутренней мембраной оболочки, имеет оптимальный щелочной pH и ингибируется такими катионами, как Mg 2+ [37 ]. Полученный таким образом DAG (18/16 DAG) является источником гликолипидов прокариотической структуры, SQDG, MGDG и DGDG (фиг.5).

4.1.1 Синтез моногалактозилдиацилглицерина (MGDG)

MGDG синтезируется за одну стадию 1,2-DAG 3-β-галактозилтрансферазой (или MGDG-синтазой), которая переносит галактозу из UDP-Gal в DAG через β1 → 3 гликозидная связь [38].MGDG-синтаза 1 катализирует синтез эукариотических и прокариотических молекул MGDG in vitro без явной специфичности для любой из структур [38] и является источником большинства MGDG, синтезированных в стандартных условиях. Напротив, MGDG-синтазы 2 и 3 будут локализованы во внешней мембране [38]. Эти два фермента обладают лучшим сродством к эукариотическому DAG (C18: 2 / C18: 2) [38] и, вероятно, будут поставлять MGDG для синтеза DGDG [39].

4.1.2 Синтез DGDG

Небольшая часть MGDG снова гликозилируется синтазой DGDG (EC 2.4.1.241) сформировать DGDG. Два фермента катализируют синтез DGDG путем добавления Gal из UDP-Gal в MGDG через α1 → 6 гликозидную связь [40]. DGDG-синтаза 1 действует преимущественно на MGDG C18 / C18, тогда как DGDG-синтаза2, по-видимому, обладает сродством к MGDG с C16 / 18 [41]. Эти два фермента будут локализованы в пластидах, предположительно, во внешней мембране оболочки [41].

4.1.3 Синтез сульфохиновозилдиацилглицерина SQDG

Аналогично, сульфолипидсинтаза (EC 3.13.1.1) катализирует присоединение UDP-сульфохиновозы (UDP-SQ) к положению DAG sn -3 с образованием SQD.Первым этапом синтеза SQDG или сульфолипида является формирование UDP-SQ, полярной донорной группы [32]. Вторая реакция катализируется сульфолипидсинтазой (EC 3.13.1.1), которая переносит SQ из UDP-SQ в молекулу DAG [42].

4.1.4 Синтез фосфатидилглицерина (PG)

Фосфатидная кислота (PA) также является субстратом для синтазы CDP-DAG (EC 2.7.7.41) с образованием CDP-DAG, предшественника синтеза PG (рис. 5). В хлоропластах PG генерируется во внутренней мембране оболочки, где фосфатидилглицерол-фосфат-синтаза и фосфатидилглицерол-фосфат-фосфатаза (EC 3.1.3.27) активности были обнаружены [43].

Жирные кислоты, которые составляют различные глицеролипиды, образующиеся в пластиде, характеризуются высокой степенью ненасыщенности, вносимой различными десатуразами жирных кислот (FAD6, FAD7 и FAD8, EC 1.14.19) для образования полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) необходим для правильного функционирования пластид [43].

4.2 Синтез глицерофосфолипидов в эндоплазматической сети

Большая часть пальмитиновой и олеиновой кислот транспортируется в виде эфиров СоА вне хлоропласта для включения в эндоплазматическую сеть (ER) в фосфолипиды (PC, PE, PI и PS). ) (Рисунок 6).ER является основным сайтом для синтеза фосфолипидов и триацилглицерина, которые происходят из лизофосфатидной кислоты (LPA), как и для прокариотического пути (рис. 7).

Рисунок 7.

Биосинтез глицеролипидов в соответствии с эукариотическим путем (PC, PE, PI и PS). Вовлеченные ферменты: (1) глицерол-3-фосфатацилтрансфераза; (2) 1-ацил-глицерол-3-фосфоацилтрансфераза; (3) фосфатидатфосфатаза; (4) CDP-холин: DAG-холин-фосфотрансфераза; (5) CDP-этаноламин: DAG-этаноламин-фосфотрансфераза или PE-синтаза; (6) фосфатидат цитидилтрансферазы; (7) PS-синтаза; (8) PI синтаза; (9) PS декарбоксилаза; (10) N-метилтрансфераза.

В растении семейство глицерофосфатацилтрансферазы (GPAT) участвует в первой реакции, приводящей к синтезу LPA эукариотического пути [35]. Во второй реакции цитозольная ацилтрансфераза лизофосфатидной кислоты (LPAAT2, EC 2.3.1.23) специально включает олеиновую кислоту в положении LPA sn -2, которая является специфической сигнатурой глицеролипидов из эукариотического пути.

Большая часть потока экспортируемых хлоропластов жирных кислот включается в фосфатидилхолин (ПК) с помощью механизма, называемого «редактирование ацила» [40].Этот механизм состоит из цикла деацилирования-реактилирования ПК, который позволяет обменивать ацилы, присутствующие на ПК, с активированными ЖК, взятыми из цитозольного пула свободного ацил-КоА. Олеат, экспортируемый из пластид, в форме олеоил-КоА, используется в качестве субстрата для синтеза полиненасыщенных жирных кислот, которые вставляются либо в мембранные липиды (ПК, РЕ и PI), либо в липиды хранения (триацилглицеролы TAG).

В общем, синтез фосфолипидов разделен на три пути: фосфолипиды, полученные из цитидиндифосфата (CDP) -DAG (PI, PS), те, которые получены из DAG (PC, PE) (Рисунок 6), и те из обмена полярных головок, принадлежащих другим фосфолипидам.

4.2.1 Фосфолипиды, полученные из CDP-DAG: PI и PS

PA могут быть превращены в CDP-DAG под действием CTP-фосфатидат-цитидилилтрансферазы. Этот фермент катализирует реакцию между молекулой эукариотического PA и молекулой CTP с образованием CDP-DAG и пирофосфата.

Фосфоинозитиды являются важной группой сложной структуры. PI представляет 93% фосфоинозитидов, в то время как PIP (в основном PI-3P и PI-4P) и PIP2 (PI- (4,5) P2) составляют менее 1%. Эти фосфоинозитиды играют главную роль в процессах передачи сигналов.Синтез PI катализируется синтазой PI из свободного инозита и CDP-DAG. PI-3P и PI-4P образуются путем фосфорилирования PI, соответственно, с помощью PI 3- и PI 4-киназ. Наконец, PIP2 образуется из PI-4P в результате активности 5-киназы PI-4P (фиг.7).

PS-синтаза

катализирует добавление серина к CDP-DAG [44].

4.2.2 Липиды, полученные из DAG: PE и PC

Растения синтезируют этаноламин путем декарбоксилирования серина [45] сериновой декарбоксилазой, которая представляет собой растворимый растительный фермент.Синтезированный свободный этаноламин затем фосфорилируется с помощью этаноламинакиназы, специфичной для этаноламина, отличного от холинкиназы [46]. Затем фосфоэтаноламин превращается в CDP-этаноламин с помощью CTP: фосфоэтаноламинцитидилтрансферазы. Последняя стадия синтеза РЕ катализируется с помощью CDP-этаноламин: DAG-этаноламин-фосфотрансферазы. Этот фермент является фосфотрансферазой аминоспирта, которая синтезирует как PE, так и PC [47] (Figure 7).

PC можно также синтезировать двумя различными способами: либо метилированием РЕ с помощью PE-N-метилтрансферазы, либо путем добавления CDP-холина на DAG.Путь с использованием CDP-холина является преобладающим [48].

Синтез всех этих липидов, фосфолипидов и гликолипидов локализуется в определенных мембранах. Однако большая часть образующихся липидов присутствует в других мембранах, чем те, в которых они синтезируются (вакуоль, плазматическая мембрана и тилакоид). Следовательно, клетка имеет специфические механизмы транспорта липидов.

5. Биосинтез TAG

TAGs являются нейтральными липидами и являются основным компонентом масличного масла.Эти запасные липиды представляют собой основной источник углерода и энергии, мобилизуемых при прорастании. Другие ткани также могут накапливать TAG, такие как листья старения или пыльцевые зерна [49, 50].

Их биосинтез происходит на мембране ER во время фазы накопления после эмбриогенеза. TAG являются результатом этерификации в положении sn -3 DAG жирной кислоты из пула цитозольного ацил-КоА под действием диацилглицерол-ацилтрансферазы (DGAT, EC 2).3.1.20) или фосфолипид: диацилглицерол-ацилтрансфераза (PDAT, EC 2.3.1.158) [17]. Ацил-КоА могут высвобождаться из ПК после десатурации ацилтрансферазой лизо-ПК и реинкорпорироваться в цепь DAG-TAG. Это позволяет обновить состав жирных кислот ТАГ [51].

5.1 Триацилглицеролы семян часто содержат необычные жирные кислоты

Известно, что в TAG семян содержится более 300 различных жирных кислот. Длина цепи может варьироваться от менее 8 до более 22 атомов углерода. Положение и число двойных связей также могут быть необычными, и гидрокси, эпокси или другие функциональные группы могут модифицировать ацильную цепь.

Синтез этих необычных жирных кислот включает только одну дополнительную или альтернативную ферментативную стадию первичного метаболизма липидов. Все идентифицированные на сегодняшний день ферменты, которые участвуют в необычном биосинтезе жирных кислот, структурно связаны с ферментами первичного метаболизма липидов. Многие из необычных жирных кислот обнаружены в таксономически диспергированных семьях, подразумевая, что рекрутирование ферментов для синтеза этих необычных жирных кислот могло происходить несколько независимых раз в течение эволюции покрытосеменных растений.

Растения, которые синтезируют необычных мононенасыщенных жирных кислот , имеют дополнительную десатуразу, которая тесно связана с Δ9-десатуразой, но вводит двойную связь в другом месте ацил-АСР. В кориандре ( Coriandrum sativum ) петроселиновая кислота синтезируется десатуразой, которая вводит двойную связь между 4 и 5 атомами углерода C16-ацил-АСР (Δ4-десатуразы). Затем эту жирную кислоту расширяют на два атома углерода и отщепляют от АСР для получения свободной жирной кислоты.Предполагается, что эти два последних этапа требуют специализированного конденсирующего фермента и специализированной ацил-АСР-тиоэстеразы [52].

Растения, которые синтезируют жирных кислот со средней длиной цепи, имеют несколько тиоэстераз. Действительно, растения, которые дают семена с высокой концентрацией от 8 до 14 атомов углерода, такие как Cuphea lanceolata , богатые декановой кислотой (C10: 0), Umbellularia californica , богатые лауратом (C12: 0), содержат специфическую тиоэстеразу для цепей средней жирной кислоты ,Путем преждевременного удаления ацильных групп из АПФ тиоэстеразы со средней длиной цепи одновременно предотвращают их дальнейшее удлинение и высвобождают их для синтеза триацилглицерина вне пластид [53].

Семена Ricinus communis L. являются источником касторового масла, используемого для производства высококачественных смазочных материалов из-за высокой доли необычной жирной кислоты и рицинолевой кислоты. Масло семян клещевины содержит 90% необычной окси-жирной кислоты. Семена фасоли клещевины содержат олеатгидроксилазу, которая структурно сходна с Δ12-десатуразами, связанными с экстрапластидиальной мембраной (FAD2), и для преобразования 18: 1-десатуразы в 18: 1-гидроксилазу необходимы только четыре аминокислотные замены [54].Считается, что синтез этих жирных кислот происходит в эндоплазматическом ретикулуме и использует жирные кислоты, этерифицированные до липидного фосфатидилхолина главной мембраны, в качестве субстрата.

Семена огуречника ( Borago officinalis L .) И семена первоцвета ( Oenothera biennis L.) богаты γлиноленовой кислотой (Δ6, 9, 12) соответственно, от 22 до 25% и от 8 до 10% незаменимая жирная кислота. Его синтез происходит в RE во время формирования семени. Предшественник представляет собой линолеил-ПК, и десатурация катализируется десатуразой D6 [55].

Жирные кислоты с очень длинной цепью (AGTLC, содержащие более 18 атомов углерода) используются в биосинтезе многих липидов, участвующих в хранении семян и восков. Жирные кислоты с очень длинной цепью (VLCFA) синтезируются в следующих побочных продуктах удлинения C18-предшественника жирного ацила под действием двух атомов углерода, происходящих из малонил-КоА. Каждая стадия удлинения требует четырех ферментативных реакций: конденсации между предшественником ацила и малонил-КоА, с последующим восстановлением, дегидратацией и другим восстановлением.

6. Заключение

Причина большого разнообразия растительных масел для хранения неизвестна. Специальные физические или химические свойства «необычных» растительных жирных кислот использовались веками. Многие из необычных жирных кислот обладают свойствами, которые ценны в качестве возобновляемого сырья для химической промышленности. Средние жирные кислоты (лауриновая кислота) являются компонентами мыла или шампуня. VLCFA, такие как эруковая кислота (C22: 1), могут использоваться в качестве смазки или участвовать в образовании пластиковой пленки.Гидрокси жирные кислоты, такие как рицинолевая кислота, могут быть источником биодизеля.

Эти необычные жирные кислоты, синтезируемые спонтанными растениями, поэтому получают в небольших количествах. Чтобы получать эти жирные кислоты регулярно и в больших количествах для промышленного использования, необходимо либо одомашнить растение, либо ввести специфический ген нетрадиционной жирной кислоты в маслянистое растение, выращенное для получения достаточных урожаев для промышленного использования.

Влияние пробиотиков на метаболизм липидов

1. Введение

Пробиотики определены как жизнеспособные микроорганизмы, которые оказывают благотворное влияние на здоровье хозяина [1]. Теперь известно, что пробиотики обладают физиологическими функциями, такими как ингибирование патогенов, содействие пищеварению, иммунорегуляторная активность и противоопухолевая активность [2]. Здесь мы обсуждаем влияние пробиотика на метаболизм липидов в семи основных аспектах, включая историю, антиоксидантный эффект, влияние на липопротеин, вид микрофлоры, гормоны, рецепторы и новые механизмы.

1.1. Прошлое и настоящее

Еще в 1974 году Манн и Сперри обнаружили, что жители африканских племен масаи поддерживают более низкий уровень липидов в крови из-за высокого потребления ферментированного молока [3]. В дальнейшем предполагается, что живые лактобациллы, входящие в состав кисломолочного молока, могут способствовать снижению уровня холестерина [4]. Уменьшающий холестерин эффект пробиотика стал более очевидным с открытием способности деконъюгирования и усвоения холестерина солью Lactobacillus [5] [6].После этого был разработан набор процедур скрининга in vitro и vivo для оценки пробиотиков, снижающих уровень холестерина [7]. Многие пробиотические штаммы, в основном L. acidophilus , были подвергнуты скринингу со снижением уровня холестерина [8].

Новое исследование, проведенное Lye и соавторами, показало, что существует пять возможных пробиотических механизмов, включая ассимиляцию холестерина во время роста, связывание холестерина с клеточной поверхностью, нарушение мицеллы холестерина, деконъюгацию активности желчной соли и гидролазы желчной соли (BSH) [9 ].Теперь, с развитием молекулярной биологии, мы можем судить о снижении уровня холестерина в первую очередь по обнаружению гена BSH и его экспрессии в пробиотическом геноме. Недавнее исследование, проведенное Шридеви и соавторами, показало, что Lactobacillus buchneri ATCC 4005 продемонстрировали отличную способность снижать уровень холестерина благодаря оптимальным условиям производства гидролазы желчной соли [10]. В результате мета-анализа, введение пробиотика может оказать положительное влияние на уровень общего холестерина и ЛПНП-холестерина у человека [11].

Имеются некоторые сообщения, что ферментированное соевое молоко пробиотиками также показало благоприятную функцию регуляции уровня липидов [12]. Преимущества ферментированного соевого молока состоят в том, что нежелательные олигосахариды соевых бобов могут гидролизоваться, обеспечивая питательные компоненты для пробиотика, и вырабатывается большое разнообразие пептидов и аминокислот, а также активная агликоновая форма изофлавонов [13]. Улучшенный профиль холестерина наблюдался при ежедневном приеме пробиотического соевого продукта [14]. Представляется возможным, что живые пробиотики и функциональные изофлавоны взаимодействуют в регуляции липидного профиля.

2. Антиоксидантный эффект

Пробиотик, полученный в результате исследований долголетия хорошо известного Эли Метниковаффа. Как мы все знаем, различные опубликованные данные свидетельствуют о том, что снижение окислительного стресса привело к увеличению продолжительности жизни в соответствии со свободной радикальной теорией старения Хармана [15]. Эти два наблюдения вдохновили исследование антиоксидантной способности пробиотиков.

Окислительный стресс, вызванный ожирением, приводит к образованию избыточных активных форм кислорода (АФК), которые могут вызвать дальнейшее повреждение по механизму свободнорадикальной цепной реакции [16].АФК оказывают вредное влияние на полиненасыщенные липиды в клеточной мембране, приводя к повреждению клеточной структуры и малонового диальдегида (МДА), который также токсичен для ДНК и белка и одновременно образует маркер перекисного окисления липидов [17] [18]. Что касается окислительного стресса, то в организме человека имеется собственная система антиоксидантной защиты, включающая супероксиддисмутазу (SOD), каталазу (CAT), глутатионпероксидазу (GSH-Px), глутатион (GSH) и т. Д. [19]. Многие штаммы Lactobacillus с антиоксидантными эффектами не только снижали уровень MDA, но и увеличивали выработку антиоксидантов (таблица 1).

Bb120039 [24]
Штаммы Модель Антиоксидантные эффекты Renferences
Пробиотический йогурт, содержащий Lactobacillus acidophilus La5 и Bifidobacterium lactis Сыворотка Пациенты Сыворотка Пациенты с ожирением Сыворотка [20]
Пробиотический йогурт, содержащий Lactobacillus
acidophilus LA-5 и Bifidobacterium BB-12
Беременные женщины Повышенные уровни глутатионредуктазы в эритроцитах, глутатиона в плазме и 900-оксо-7,8-дигидрогуина в 8-оксо-7,8-дигидрогуане [21]
Lactobacillus casei Чжан Крыса с высоким содержанием жира Снижение MDA и увеличение SOD и GSH-Px в сыворотке и печени [22]
Lactobacillus fermentum свиней Увеличение общего количества анти емкость окислителя
, активность SOD и GSH-Px в сыворотке, а также печеночная CAT и мышечная SOD;
Снижение уровня MDA в сыворотке и мышцах
[23]
Пробиотический йогурт, содержащий Lactobacillus
acidophilus LA-5 и Bifidobacterium BB-12
человек Увеличение активности СОД и каталазы [24]
Bacillus polyfermenticus Крысы с карциногенезом толстой кишки Более низкие уровни перекисного окисления липидов в плазме и более высокие уровни общего антиоксиданта в плазме [25]
9003 пробиотиков, содержащих Lactobacillus acidophilus и Lac case case и L Крысы с высоким содержанием фруктозы Более низкие значения TBARS и более высокие значения глутатиона в тканях печени и поджелудочной железы [26]
Lactobacillus fermentum ME-3 человек Улучшенный общий антиоксидантный статус
[27 ]
Bacillus polyfermenti cus SCD Крыса с высоким содержанием жиров и холестерина в крови Увеличение общего потенциала антиоксидантного захвата радикалов (TRAP) и уменьшение содержания сопряженных диенов в плазме [28]
Streptococcus thermophilus YIT 2001 Iron overloade-d 9009 Значительное снижение перекиси липидов в слизистой оболочке толстой кишки [29]
VSL # 3 ob / ob мышей Бета-окисление низших жирных кислот [30]
л.acidophilus крысы Более высокая активность GSH-Px в эритроцитах [31]
л .rhamnosus SBT 2257 крысы Ингибирование гемолиза эритроцитов в состоянии витамина Е dificient [32]

Таблица 1.

Антиоксидантное действие пробиотиков

3. Воздействие на липопротеин

Транспорт липопротеинов играет важную роль в накоплении уровня липополисахаридов в организме (LPS) [33].Исследования, проведенные Cani и соавторами, показали, что повышенный уровень LPS рассматривается как триггерный фактор, участвующий в патогенезе ожирения и метаболического риска посредством врожденного иммунного механизма [34]. LPS-связывающий белок (LBP) и липопротеины оказывают синергетический эффект на снижение уровня токсического LPS [35].

Было продемонстрировано, что некоторые пробиотики, содержащие ферментированное молоко, снижают уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL-c) и холестерина липопротеинов очень низкой плотности (VLDL-c) у животных и человека [26] [36] [37].Недавно было доказано, что L. casei Shirota снижает уровень LBP в плазме у мышей с ожирением, а йогурт L. reuteri NCIMB 30242 может улучшить уровень ApoB-100 у пациентов с гиперхолестеринемией, что позволяет предположить, что пробиотик обладает функцией снижения LPS для задержки риск ожирения [38] [39].

4. Весь вид микрофлоры

Микробы кишечника не только Lactobacillus также могут проявлять эффект деконъюгирования соли желчных кислот [40], что позволяет предположить, что другие микробы обладают потенциалом снижения липидов.Таким образом, общая микрофлора кишечника была принята во внимание при оценке липидного обмена. В последние несколько лет исследования были сосредоточены на новых областях микрофлоры и липидного обмена с разработкой независимых от культуры методов для понимания общего микробного разнообразия [41].

Кишечник человека состоит из микробного сообщества из 10 14 бактерий, по крайней мере, с 1000 видами, и весь микробиом более чем в 100 раз превосходит геном человека [42]. Эти исследования подчеркивают значимость вклада всего кишечного микробиома для сбора энергии и взаимосвязи между ожирением и изменениями кишечного микробиома [43].Более подробно, ожирение в основном характеризуется повышенным соотношением Firmicutes / Bacteroidetes в кишечнике [44]. Пробиотики служат одним из эффективных агентов для регуляции микрофлоры кишечника, они могут оказывать положительное влияние на метаболизм липидов, снижая соотношение Firmicutes / Bacteroidetes . Другие бактерии, такие как Methanobrevibacter smithii , также находятся на низком уровне у тучных людей [45]. Интересно, что недавно было обнаружено, что атеросклеротическое заболевание, вызванное накоплением холестерина и воспалением, его микробиота атеросклеротических бляшек была связана с микробиотой полости рта и кишечника благодаря высокопроизводительному 454 пиросеквенированию генов 16S рРНК [46].

Кроме того, такая огромная микрофлора обеспечивает большой резервуар молекул LPS для циркуляции через колонизацию грамотрицательных бактерий в кишечнике [47]. Недавнее исследование показало, что Bifidobacteria с генами, кодирующими переносчик углеводов типа АТФ-связывающей кассеты, могут защищать от грамотрицательной колонизации E. coli O157: H7 в кишечнике из-за образования ацетата [48]. Таким образом, пробиотик может ограничивать связанные с ЛПС микробные сообщества в кишечнике.

Микрофлора кишечника также известна как мишень для метаболизма лекарств из-за разнообразных микробных трансформаций [49].Считалось, что манипулирование комменсальной микробной композицией с помощью антибиотиков, пробиотиков или пребиотиков повышает метаболическую активность и выработку эффективных метаболитов [50]. Было высказано предположение, что симвастатин, который является ингибитором HMG-CoA и широко используется для регуляции выработки холестерина в печени, обладает измененными фармакологическими свойствами за счет деградации микрофлоры за счет изменения его способности связываться с соответствующими рецепторами [51]. Указано, что пробиотики могут влиять на метаболизм липидорегулирующих препаратов в кишечнике.

5. Регуляция лептина, адипонектина и остеокальцина

Гормоны, такие как лептин, адипонектин и остеокальцин, играют важную роль в метаболизме липидов. Тучная популяция характеризовалась значительным снижением уровня остеокальцина и адипонектина, а также высоким уровнем лептина (устойчивым к лептину), о котором сообщалось в литературе. В настоящее время все более широко признается, что лептин может регулировать потребление пищи и расход энергии посредством гипоталамуса, а адипонектин может усиливать окисление жировой ткани до нижних уровней жирных кислот и содержание триглицеридов в ткани, связанных с чувствительностью к инсулину [52].Что касается остеокальцина, предполагается, что лептин модулирует биологическую активность остеокальцина, а остеокальцин может стимулировать синтез адипонектина [53] [54].

5.1. Лептин

Лептин, гормон против ожирения, вырабатываемый жировой тканью, как сообщается, регулирует массу тела, контролируя потребление пищи и расход энергии [55]. Тем не менее, ожирение имеет тенденцию демонстрировать заметно более высокий уровень лептина в сыворотке с симптомом резистентности к лептину. В нескольких исследованиях сообщалось о снижении лептина при введении пробиотика.У мышей с высоким содержанием жира Lee и соавторы подтвердили, что Lactobacillus rhamnosus PL60 продемонстрировали снижение уровня лептина и эффект против ожирения из-за продукции конъюгированной линолевой кислоты [56]. Более того, концентрация лептина в сыворотке была снижена на Lactobacillus gasseri SBT205 у худых крыс Цукера, связанных с уменьшенным размером адипоцитов [57]. В другом исследовании также сообщалось, что уровень лептина был снижен комбинированными бифидобактериями ( B. pseudocatenulatum SPM 1204, B. longum SPM 1205 и B.longum SPM 1207) у тучных крыс [58]. Интересно и спорно, прямая инъекция Lactobacillus ацидофильных супернатантов (росток бесплатно) в головном мозге крыс приводит к потере веса с увеличением экспрессии лептина в нейронах и жировой ткани [59].

Лептин-понижающее действие пробиотиков также наблюдалось у человека. Аналогичным образом, Naruszewicz и соавторы исследовали, оказывает ли пероральное введение L. plantarum 299v благотворное влияние на курильщиков путем выявления факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний [60].В этом исследовании курильщики показали значительное снижение концентрации лептина в плазме и противовоспалительных свойств при добавлении пробиотика. К сожалению, два месяца потребления Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium longum не смогли снизить уровень лептина в плазме у мужских равных экскреторов [61].

5.2. Адипонектин

Как сывороточный белок, полученный из адипоцитов, адипонектин играет важную роль в метаболизме глюкозы и липидов, поскольку дефицит адипонектина связан с резистентностью к инсулину, воспалением, дислипидемией и риском развития атерогенных сосудистых заболеваний [62].Параллельно было показано, что адипонектин подавляет образование пенистых клеток макрофагов при атеросклерозе [63]. Несколько исследований показали, что пробиотическая терапия улучшает уровень адипонектина или экспрессию гена адипонектина. Одно сравнительное исследование, проведенное на мышах с нормальной микрофлорой (NMF) и без микробов (GF), выявило, что экспрессия гена адипонектина (Adipoq) была повышена в группах Lactobacillus мышей, свободных от бактерий [64]. Более того, Higurashi et al. Сообщили, что пробиотический сыр может предотвращать накопление жировой ткани в брюшной полости и поддерживать концентрацию адипонектина в сыворотке крови у высококалорийных крыс, получавших питание [65].Тем не менее, штамм № Lactobacillus plantarum № 14 оказывает белое жироредуцирующее действие на мышей с высоким содержанием жиров без изменения адипонектина [66].

Kadooka и др. Использовали пробиотик L. gasseri SBT2055 для регуляции ожирения в брюшной полости у взрослых, страдающих ожирением, где пробиотическое лечение включало значительное уменьшение областей висцерального и подкожного жира в брюшной полости от исходного уровня и значительное увеличение высокомолекулярного адипонектина в их сыворотке. [67]. Кроме того, недавнее крупномасштабное клиническое исследование, проведенное Luoto и соавторами, подтвердило, что беременные женщины с потреблением комбинированных пробиотиков Lactobacillus rhamnosus GG и Bifidobacterium lactis имели более высокую концентрацию адипонектина молозива по сравнению с плацебо, которая коррелировала обратно пропорционально увеличению массы тела во время беременности. беременность [68].

5.3. Остеокальцин

В последние годы остеокальцин, секретируемый остеобластами, вызвал большой интерес, связанный с функцией β-клеток, продукцией адипонектина, расходом энергии и ожирением [69]. У людей, страдающих ожирением, уровень остеокальцина в сыворотке крови был низким [70]. Единственное исследование, проведенное Naughton et al., Показало, что уровни остеокальцина были слегка повышены у крыс среднего возраста при потреблении богатого инулином молока, ферментированного Lactobacillus GG и Bifidobacterium lactis [71].Интересно, что остеокальцин является витамин К-зависимым белком, и два основных типа, включая витамин К1 и витамин К2, соответственно вырабатываются из диетической растительной и микрофлоры [72]. Как эффективный способ изменить микрофлору, пробиотики могут повысить выработку витамина K2 и связанный с ним уровень остеокальцина за счет изменения микрофлоры.

6. Взаимодействие с рецепторами

Различные рецепторы участвуют в регуляции важных генов в транспорте и метаболизме липидов и выбираются в качестве потенциальных терапевтических мишеней при дислипидемии и атеросклерозе.Недавние исследования были сосредоточены на ядерных рецепторах (NR), связанных с G-белком рецепторах (GPR) и Toll-подобных рецепторах (TLR) в качестве факторов, регулируемых введением пробиотиков. Но перекрестные помехи между NR, TLR и GPR не были четко объяснены. Единственное исследование о перекрестных помехах между NR, TLR и микрофлорой между специфическими свободными от патогенов (SPF) и свободными от микробов (GF) мышами показало, что LXR-альфа, ROR-гамма и CAR экспрессия были снижены, тогда как TLR-2 и TLR-5 увеличились в SPF по сравнению с мышами GF [73].

6.1. Ядерные рецепторы

В соответствии с изложенным выше, было обнаружено, что некоторые пробиотики эффективны для снижения уровня холестерина в крови, и одним из возможных механизмов является повышение уровня фекальных желчных кислот. Как один из важных липидных медиаторов, было подтверждено, что желчные кислоты влияют на ряд NR, включая рецептор фарнезоида X (FXR), рецептор прегнана-X (PXR), рецептор конститутивного андростана (CAR), рецептор, активируемый пролифератором пероксисом (PPAR) X-рецептор печени (LXR), глюкокортикоидный рецептор (GR) и рецептор витамина D (VDR) [74-76].

В последнее время Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 может действовать как агонист рецептора X-рецептора печени (LXR) и ингибировать клеточное поглощение мицеллярного холестерина в клетках Caco-2 [77]. Аналогичное исследование, проведенное с Yoon et al. С использованием комбинации L. rhamnosus BFE5264 и L. plantarum NR74, также показало активацию экспрессии LXR и стимулирование оттока холестерина в клетках Caco-2 [78]. Это идентично действию препарата секвестрантов желчных кислот, который также может вызывать повышение активности LXR в печени [79].

Как мы все знаем, PPAR играют ключевую роль в воспалении и метаболизме глюкозы в крови. Некоторые исследования показали, что пробиотик регулирует экспрессию PPAR в экспериментальной модели воспаления [80]. Фактически, PPARs также является целевым геном энергетического гомеостаза и адипогенеза [81]. Связанный с транскрипцией гена ApoE, PPAR-γ нуждается в LXR-пути для регуляции баланса триглицеридов адипоцитов [82]. Авелла и др. Сообщили, что диетические пробиотики могут модифицировать экспрессию PPAR-α, PPAR-β, VDR-α, RAR-γ и GR у морской рыбы, что указывает на обширные перекрестные помехи среди NRs, активированных пробиотиком [83].Относительно NRs и липидного обмена, связанного с пробиотиком, Aronsson и др. Отметили, что L. paracasei F19 может уменьшить накопление жира, связанное с резкими изменениями PPAR [84]. Одно из последних исследований, проведенных Zhao et al., Также продемонстрировало, что пробиотик Pediococcus pentosaceus LP28 может также действовать как агонист PPAR-γ одновременно с большим снижением уровня триглицеридов и холестерина у мышей с ожирением [85].

6.2. Toll-подобные рецепторы

Являясь важными рецепторами распознавания образов, TLR участвуют в распознавании и распознавании ряда микробных компонентов, таких как пептидогликан (TLR2) и LPS (TLR4), для активации иммунных реакций [86].На сегодняшний день связь между TLR и метаболизмом липидов в основном состоит из двух аспектов. С одной стороны, передача сигналов TLR может напрямую связываться и нарушать метаболизм холестерина в макрофагах [87]. С другой стороны, передача сигналов TLR (в основном TLR4) участвует во взаимодействии LPS с жирной кислотой, липопротеином и повреждением органов (особенно печени и кишечника). Имеются данные, свидетельствующие о том, что низкие дозы ЛПС могут стимулировать синтез жирных кислот de novo , а также липолиз и выработку липопротеинов в печени, что приводит к гипертриглицеридемии печени [88].У мышей умеренно более высокий уровень LPS может быть увеличен за счет диеты, обогащенной жирами, и способствует воспалению низкой степени тяжести [34]. У кроликов высокое потребление холестерина плюс низкие дозы ЛПС ускоряли развитие атеросклероза [89]. Эти два исследования рассматриваются как результат перекрестных помех между LPS и TLR, приводящих к повреждению слизистой оболочки кишечника, связанному с воспалительным ответом. Кроме того, было показано, что образование пенистых клеток при атеросклерозе опосредуется TLR2 и 4, а другие TLR, такие как TLR3, 7 и 9, также могут участвовать в атеросклерозе [90] [91].

TLR4 тесно связан с высоким содержанием жиров, LPS и воспалением. Известно, что пробиотики восстанавливают LPS-содержащие грамотрицательные организмы (такие как E. coli ) в кишечнике и приток LPS в кровоток [92] [93]. Большое количество пробиотиков также способно специфически модулировать путь NF-κB (один из наиболее важных воспалительных путей) в эпителиальных клетках кишечника и макрофагах [94].

Из-за дефицита TLR4 с антиобезигенскими эффектами и восприимчивости к колиту, мало информации о влиянии пробиотика на метаболизм липидов получено в модели нокаута TLR4, тогда как у мышей, нокаутированных по TLR4, наблюдался защитный эффект пробиотика VSL # 3 от воспаления [95]. [96].Что касается роли TLR4 в развитии метаболических нарушений, Andreasen и др. Считают, что L. acidophilus NCFM могут снижать приток LPS из кишечника в кровоток и подавлять передачу сигналов TLR4 и провоспалительные цитокины у людей. [97].

Гомеостаз иммунитета также оказывает важное влияние на метаболизм липидов. В целом, общепризнанно, что пробиотические бактерии способны поддерживать иммунитет Th2 и Th3 посредством регуляции провоспалительных и противовоспалительных цитокинов [98].Кроме того, Agrawal et al. Подтвердили, что передача сигналов, происходящая от TLR2, главным образом усиливает высвобождение Th3-цитокинов, тогда как TLR4, запускаемый LPS, стимулирует ответы Th2-типа [99]. Интересно, что Voltan et al. Обнаружили, что L. crispatus M247 могут повышать уровень мРНК TLR2 и снижать уровни мРНК TLR4 и белка в слизистой оболочке толстой кишки, предполагая, что L. crispatus M247 поддерживают гомеостаз Th2 / Th3 через бластанс TLR2 / TLR4 [ 100].

6.3. Белковые рецепторы G

Хорошо известно, что пробиотические бактерии оказывают благотворное влияние на кишечник, особенно его антимикробные свойства, продуцируя органические кислоты или регулируя органическую кислотопродуцирующую флору [93].Сообщалось также, что GPR41 и GPR43 могут активироваться короткоцепочечными жирными кислотами (SCFA) [101]. Таким образом, возможно, что пробиотик может влиять на GPRs через продукцию SCFAs в кишечнике. Тем не менее, эти отношения между ними еще не установлены. Исследование, проведенное на мышах с дефицитом Gpr41 в условиях отсутствия микробов или в обычной среде, показало, что наличие микрофлоры было связано с выделением короткоцепочечных жирных кислот из рациона, которые контролируют степень ожирения [102].

Насколько нам известно, только одно исследование изучало влияние пребиотика, который может специфически увеличивать кишечные пробиотические бифидобактерии на экспрессию GPR43 через модифицированный липидный профиль [103]. Используя модель грызунов с высоким содержанием жиров, авторы изучили влияние пребиотика на изменения микрофлоры, профиля жировой кислоты и экспрессии рецепторов. Диета с высоким содержанием жиров способна увеличить экспрессию GPR43 и TLR4, а также экспрессию PPAR-γ благодаря продукции олеиновой и α-линоленовой кислот, в то время как пребиотик снижает избыточную экспрессию GPR43 и TLR4.

7. Изучение новых механизмов

В последние годы были предложены новые механизмы пробиотиков по метаболизму липидов. Исследования Khedara и др. Показали, что более низкий уровень оксида азота является причиной гиперлипидемии, поскольку эндогенный оксид азота может снизить окисление жирных кислот [104]. Некоторые пробиотики обладали способностью индуцировать синтез оксида азота путем активации индуцибельной синтазы оксида азота [105] [106]. Таким образом, модифицированная доступность NO пробиотиками играет важную роль в метаболизме липидов.

Кроме того, Tanida и др. Продемонстрировали, что Lactobacillus paracasei ST11 может увеличить липолиз жировой ткани за счет усиления активности вегетативного нерва [107]. В печени пробиотики также проявляют липидоснижающее действие [108]. Ма и др. Продемонстрировали, что пробиотики VSL # 3 могут увеличить количество NKT-клеток в печени, чтобы ослабить стеатоз, вызванный диетой с высоким содержанием жиров [109]. Хуанг и соавторы обнаружили, что L. acidophilus 4356 могут снижать уровень C1-Like 1 (NPC1L1) Нимана-Пика в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке крыс с высоким содержанием жира [110].Другое недавнее исследование, проведенное Aronsson и соавторами, выявило новый механизм Lactobacillus paracasei F19 для снижения накопления жира путем повышения уровня белка Angiopoietin-like 4 (ANGPTL4) у мышей [84].

Технология

Omics позволяет по-новому взглянуть на механизмы липидного обмена под влиянием пробиотиков. Lee и соавторы продемонстрировали, что ген ccpA (кодирует контрольный белок катаболита A) выполняет функцию снижения уровня холестерина in vivo, сравнивая штамм, снижающий уровень холестерина л.acidophilus A4 и мутантный штамм BA9 без гиполипидемического эффекта [111]. Кроме того, шесть основных различных экспрессированных белков, вовлеченных в эти два разных штамма in vitro , были идентифицированы протеомным анализом, включающим регулятор транскрипции, FMN-связывающий белок, суперсемейную пермеазу-посредник, гликогенфосфорилазу, белок YknV и фруктозо-тагатозобисфосфат-альдолазу.

Анализ микрочипов пробиотика L. casei Влияние Чжана на печень крыс с высоким содержанием жиров, получавших диету, показало, что L.администрация casei Zhang способствует β-окислению метаболизма жирных кислот путем усиления экспрессии пяти генов (Acsl1, Hadh, Acaa2, Acads и gcdH). Более того, L. casei Zhang может сильно активировать экспрессию глюкокортикоидного рецептора (ген NR3C1), что может быть связано с защитой от воспаления низкой степени тяжести, вызванного [112].

В последнее время протеомы тонкого кишечника у поросят-отъемышей, которые по-разному реагируют на пробиотик ( Lactobacillus fermentum I5007) и добавки антибиотиков (ауреомицин) с точки зрения метаболизма липидов, показали, что усиленное пробиотиками слизистое SAR1B может предотвратить появление поросят-отъемышей от жировой ткани.Что еще более важно, высокое содержание EIF4A и KRT10 в слизистой оболочке у пробиотиков, обработанных пробиотиками, может способствовать улучшению общей целостности кишечника, что предполагает потенциальное снижение притока LPS [113].

8. Заключение

В заключение, пробиотик — лучшая стратегия профилактики и лечения для регуляции липидного гомеостаза с высокой распространенностью ожирения, бременем избыточного веса и развитием хронических заболеваний в современном мире. Несмотря на то, что люди слишком обращают внимание на тонкий результат, чтобы пренебречь побочным эффектом препарата, пробиотик может этого избежать для достижения здорового веса.Усиление притока желчных кислот и усвоение кишечного холестерина рассматривалось как классическая теория для пробиотиков, снижающих уровень холестерина. Тем не менее, последние исследования сосредоточены на антиоксидантной активности и взаимодействии с липопротеинами, гормонами и всей микробиотой. Кроме того, перекрестные помехи между NR, GPR и TLR пробиотиками являются новыми рубежами для механических исследований. Однако необходимы дальнейшие исследования для выявления различных реакций, связанных с метаболизмом липидов под влиянием пробиотиков.

Благодарность

Мы благодарим профессора Хэпинга Чжана за редактирование этой статьи.Мы также благодарим сотрудников лаборатории факультета биологической науки и техники, которую возглавляет Ючжэнь Ван в нашем университете, за полезные советы по молекулярной биологии.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о