CLASIFICAREA LIPIDELOR
1. Lipide nesaponifiabile:
• acizii grasi,
• colesterolul si compusi steroidici (hormoni steroizi, acizi biliari),
2. Lipide saponifiabile:
• acilgliceroli,
• glicerofosfolipide,
• sfingolipide,
• esteri ai colesterolului
Digestia si transportul lipidelor
ridica probleme semnificative
datorita caracterului lipofil al compusilor lipidici !!
Digestia si absorbtia lipidelor
• proces ce ridica o serie de probleme,
• compozitia medie a unui subiect clinic sanatos cuprinde:
triacilgliceroli (~ 90%)
colesterol liber
colesterol esterificat
alti steroli de origine vegetala
fosfolipide
acizi grasi liberi
• lipidele formeaza emulsii in mediul apos al tractului digestiv
• digestia lipidelor are loc predominant la nivelul duodenului
~ 10 %
Digestia si absorbtia lipidelor
Solutia !!!
• emulsionarea grasimilor alimentare,• emulsionarea are drept scop fragmentarea picaturilor lipidice mari
(diametrul de 500-1000 nm),• emulsionarea este realizata de sucul biliar (acizi biliari, fosfolipide, lecitine),• in intestinul subtire acizii biliari exista sub forma de saruri biliare !!!• hidroliza lipidelor saponifiabile este realizata de enzime pancreatice:
lipaza converteste TAG la 2-monoacil gliceroli (2-MAG),
fosfolipaze hidrolizeaza fosfolipidele,
colesterolesteraza hidrolizeaza esterii colesterolului,
• lipaza este asistata de co-lipaza co-lipaza se ataseaza de suprafata picaturii
lipidice si favorizeaza legarea lipazei (lipza : co-lipaza = 1:1),
Structura simplificata si schematizata a unei micele rezultate prin emulsionarea picaturilor lipidice in intestin
Digestia si absorbtia lipidelor
Digestia lipidelor comporta doua procese:
1. mecanice peristaltismul gastric si intestinal contribuie la fragmentarea
picaturilor lipidice mari in picaturi de dimensiuni mai mici,
2. chimice sub actiunea combinata a enzimelor pancreatice are loc hidroliza
lipidelor saponifiabile ceea ce determina de asemenea scaderea
diametrului particulelor lipidice.
Prin combinarea efectului celor doua tipuri de procese diametrul particulelor
micelare scade pina ajunge la o valoare de 4-7 nm !!!
SARURILE BILIARE, LECITINELE, LIZOLECITINELEENZIMELE PANCREATICE
PERISTALTISMUL INTESTINAL
Emulsionarea picaturilor lipidice si formarea micelelor cu diametredin ce in ce mai mici !!
Digestia si absorbtia lipidelor
• micelele rezultate la finalul digestiei lipidelor, patrund in spatiile dintre microvilii
situati la polul luminal enterocitar,
• lipidele nesaponifiabile rezultate sunt preluate de enterocite prin difuzie pasiva
(datorita gradientului de concentratie),
• sarurile biliare ajung la nivelul ileonului unde sunt preluate de un transportor ABC,
ajung la ficat si sunt re-excretate in bila circuitul hepato-entero-hepatic al
acizilor biliari !!!
Digestia si absorbtia lipidelor
Evolutia compusilor lipidici in enterocite:
1. glicerolul capilare vena porta ficat,
2. acizii grasi cu lant scurt (<10 atomi de C)
capilare vena porta ficat,
sunt oxidati sau elongati si folositi pentru sinteza de TAG,
3. acizii grasi cu lant lung (>10 atomi de C)
intra in constitutia chilomicronilor,
chilifer limfatic duct toracic circulatie sistemica,
3. 2-MAG refac TAG (calea monoglicerolului, DOAR IN ENETEROCITE)
Analiza lipidelor plasmatice
Doua abordari pentru analiza lipidelor plasmatice:
1. Dozarea lipidelor totale si a diferitelor specii moleculare de lipide
- se determina LIPEMIA,
- se determina TAG, PL, C si AGL,
- pentru dozarea speciilor individuale de lipide se folosesc:
- reactii specifice,
- extractie cu solventi urmata de analiza fiecarei fractii.
2. Separarea fractiilor lipoproteice prin diferite metode
- se realizeaza LIPIDOGRAMA
FRACTIUNEA LIPIDICA mg/dL
Lipide totale 600 – 700
Trigliceride 50 – 150Colesterol total 150 – 220
Colesterol liber 40 – 50Fosfolipide totale 160 – 260
Acizi grasi liberi 5 - 25
Parte experimentala:
1. Dozarea lipidelor totale2. Dozarea triacilglicerolilor3. Dozarea colesterolului total
Prin diferenta se afla concentratia fosfolipidelor totale !
Analiza lipidelor plasmatice
CARACTER HIDROFOB/AMFIPAT AL LIPIDELOR
INSOLUBILE IN PLASMA
CUM SUNT TRANSPORTATE LIPIDELE IN ORGANISM ??
ASAMBLARE SUB FORMA DE
PARTICULE LIPOPROTEICE !!
Structura particulelor lipoproteice
Particulele lipoproteice:
• agregate de lipide si proteine,
• o particula prezinta:
- o regiune centrala hidrofoba (TAG si colesterol esterificat),
- o regiune periferica (fosfolipide, colesterol liber),
• prezinta doua tipuri de proteine in functie de localizarea lor:
- apoproteine periferice
- apoproteine integrale.
VLDL 0.940 < d < 1.006 Transportul lipidelor endogene
LDL 1.006 < d < 1.063 Transportul lipidelor endogene
HDL 1.063 < d < 1.210 Transportul invers al lipidelor
CHILOMICRONI d < 0.940 Transportul lipidelor exogene
Separarea lipoproteinelor plasmatice (1)
Separarea prin ultracentrifugare in gradient de densitate
Separarea lipoproteinelor plasmatice (2)
Separarea electroforetica a lipoproteinelor plasmatice(electroforeza in gel de agaroza sau acetat de celuloza, pH=8,2)
Proprietati fizico-chimice ale lipoproteinelor serice
DENSITATE MOBILITATE DIAMETRUL (nm) MM (kDa)
CHILOMICRONI < 0.940 origine 100 - 1000 106
VLDL 0.940 - 1.006 pre- 30 - 80 7500
IDL 1.006 - 1.019 pre- lenta 25 - 35 4000
LDL 1.019 - 1.063 15 - 25 2000
HDL 1.063 - 1.210 9 - 14 400
Compozitia chimica a lipoproteinelor
Particulele lipoproteice contin:
1. diferite clase de lipide in proportii constante si bine determinate
2. proteine specifice denumite APOLIPOPROTEINE (APOPROTEINE).
Compozitia chimica a lipoproteinelor
CHILOMICRONI VLDL LDL HDL
DENSITATEA < 0.940 0.940 - 1.006 1.006 - 1.063 1.063 - 1.210
LIPIDE (%) 98-99 % 90 % 75 % 50 %
LIPIDE DOMINANTE TG TG CL, PL PL, CL
PROTEINE (%) 1-2 % 10% 25% 50%
APOPROTEINE B-48, C, E B-100, C, E B-100 A-I, A-II
A-I, A-IV
Apolipoproteine
Caracteristici:• sunt descrise 5 clase de apoproteine ( A E),• unele clase prezinta mai multi membri notati cu cifre romane (I, II etc),• cifrele indica ordinea in care proteinele respective ies de pe o coloana cromatografica,• roluri multiple:
1. rol structural Apo AI este esafod pentru particulele HDL, Apo B48 este esafod pentru chilomicroni,2. cofactori/activatori ai unor enzime implicate in metabolismul particulelor lipoproteice Apo CII activeaza lipoprotein lipaza, Apo AI activeaza lecitin colesterol acil transferaza (LCAT)3. liganzi pentru receptori membranari Apo B100 si Apo E sunt recunoscuti de receptorul pentru LDL Apo A1 interactioneaza cu receptorul pentru HDL.
APOPROTEINE MAJORE SI ROLURILE ACESTORA
APOPROTEINA LIPOPROTEINA ORIGINE FUNCTIE
Apo A-I HDL FICAT, INTESTIN ROL STRUCTURAL ACTIVEAZA LCAT STIMULEAZA TRANSPORTORUL ABCA1
Apo B-100 VLDL, LDL FICAT LIGAND PT RECEPTORUL LDL ROL STRUCTURAL
Apo C-II HDL, VLDL FICAT ACTIVEAZA LPL*
Apo E VLDL, IDL FICAT, INTESTIN LIGAND PT RECEPTORUL LDL LIGAND PT RECEPTORUL LRP**
Apolipoproteine
* LPL = lipoprotein lipaza,** LRP = LDL-related receptor protein
Metabolismul lipoproteinelor
Observatii generale:
• metabolizarea particulelor lipoproteice are loc in circulatie,
• presupune actiunea unor enzime atasate de unele tipuri de particule, dar si
actiunea unor enzime atasate de endoteliul vascular,
• prin metabolizare particulele schimba intre ele unele apoproteine precum
si diferite clase de lipide.
Metabolismul lipoproteinelor
Enzime implicate in metabolismul lipoproteinelor
1. LIPOPROTEIN LIPAZA:• ancorata la polul luminal al celulelor endoteliale din capilare,• este exprimata la un nivel ridicat in tesutul adipos, muschi, miocard, pulmon,
glanda mamara,• nu este exprimata in ficat,• actioneaza asupra TAG din chilomicroni si VLDL,• este indusa de INSULINA,• elibereaza glicerol si acizi grasi,
• este activata de Apo CII
Metabolismul lipoproteinelor
2. LECITIN COLESTEROL ACIL TRANSFERAZA:• sintetizata de ficat,• este inglobata in particulele HDL,• este activata de Apo AI,• catalizeaza reactia:
3. ACILCoA COLESTEROL ACIL TRANSFERAZA:• enzima intracelulara,• catalizeaza esterificarea colesterolului,• importanta pentru depozitarea colesterolului.
MONOSTRATUL PERIFERIC FOSFOLIPIDE (5%)COLESTEROL LIBER (1%)PROTEINE (1%)
MIEZUL PARTICULEITRIGLICERIDE (93%) COLESTEROL ESTERIFICAT (1%)
Metabolismul chilomicronilor (CH) (1)
1. Biogeneza:• sintetizati in enterocite,
• contin Apo B48 sintetizata in reticulul endoplasmic,
• Apo B48 este incarcata cu lipide (TAG) sub actiunea proteinei de transfer a TAG,
• particula rezultata trece in vasele chilifere duct toracic circ sistemica,
• in circulatie CH preiau Apo CII si Apo E de pe particulele HDL
2. Catabolism:• are loc in capilarele sangvine sub actiunea LPL,• post-prandial LPL este indusa de INSULINA,• LPL hidrolizeaza TAG la acizi grasi si glicerol,• acizii grasi eliberati sunt preluati de tesuturi:
- adipocitele depoziteaza AG sub forma de TAG,
- cel musculare, miocardiocitele -oxideaza AG energie,• glicerolul este preluat de ficat si parcurge gluconeogeneza sau glicoliza
Metabolismul chilomicronilor (CH) (2)
2. Catabolism (2):
• treptat CH pierd Apo CII,
• particulele rezultate se numesc chilomicroni remanenti,• CH. R au aproximativ 90 % colesterol esterificat• CH. R sunt captati de catre ficat cu ajutorul LRP ce leaga Apo E.
Metabolismul chilomicronilor (CH) (3)
HDL
TESUTURI
LRP
SINTEZA DETAG
ADIPOS
MUSCHI STRIATMIOCARD
OXIDARE
Metabolismul particulelor VLDL (1)
MONOSTRATUL PERIFERIC FOSFOLIPIDE (12%)COLESTEROL LIBER (14%)PROTEINE (4%)
MIEZUL PARTICULEITRIGLICERIDE (65%) COLESTEROL ESTERIFICAT (8%)
Metabolismul particulelor VLDL (2)
1. Biogeneza:• VLDL sunt sintetizati in ficat,
• Apo B100 este sintetizata in RE al hepatocitelor,
• sub actiunea proteinei de transfer a TAG Apo B100 este incarcata cu lipide,
• particulele astfel format trec in circulatia sistemica,
• in circulatie VLDL vor primi de pe HDL Apo CII si Apo E.
2. Catabolism:
• in circulatie LPL, activata de Apo CII, hidrolizeaza TAG la glicerol si AG,
• pierderea TAG duce la scaderea dimensiunilor si cresterea densitatii,• in circulatie VLDL preiau colesterol esterificat de pe HDL,• in circulatie VLDL cedeaza fosfolipide catre HDL,
• treptat Apo CII si Apo E se reintorc pe HDL iar particula rezultat se numeste LDL.
Metabolismul particulelor VLDL (3)
• VLDL preia de pe HDL Apo CII, Apo E si colesterol esterificat,
• VLDL cedeaza catre HDL TAG,
• VLDL pierde TAG sub actiunea LPL activata de Apo CII,
• in final rezulta:
1. VLDL remanenti (IDL)
2. LDL
Metabolismul particulelor VLDL (4)
• Apo CII activeaza LPL care hidrolizeaza TAG,• AG eliberati trec pe albumina si vor fi captati de tesuturi.
Metabolismul particulelor LDL (1)
1. Biogeneza:• o parte din particulele VLDV remanente (IDL) vor pierde
- TAG sub actiunea unei lipaze hepatice, - Apo CII si Apo E,
• rezulta particulele LDL.
VLDLr
LDL
FICAT (captarea se face cu ajutorul Apo E)60-70%
30-40%
Apo E
Apo E
• particula LDL nu are Apo E,• poseda doar Apo B100.
Metabolismul particulelor LDL (2)
MONOSTRAT PERIFERIC FOSFOLIPIDE (25%)COLESTEROL LIBER (15%)PROTEINE (22%)
MIEZUL PARTICULEITRIGLICERIDE (5%)COLESTEROL ESTERIFICAT (35%)
Metabolismul particulelor LDL (3)
Particulele LDL sunt preluate de ficat (75%) si de catre tesuturi extrahepatice (25%).Captarea se face cu ajutorul unui receptor specializat,
receptorul pentru LDL, ce leaga Apo B100.
Metabolismul particulelor HDL (1)
MONOSTRATUL PERIFERIC FOSFOLIPIDE (25%)COLESTEROL LIBER (7%)PROTEINE (45%)
MIEZUL PARTICULEITRIGLICERIDE (5%)COLESTEROL ESTERIFICAT (18%)
Metabolismul particulelor HDL (1)
1. Biogeneza:
• particulele HDL sunt sintetizate in ficat si intestin,
• au forma discoidala,
• au un continut ridicat de fosfolipide (fosfatidil colina),
• contin Apo A, Apo CII, Apo E.
2. Metabolism:
• Apo AI stimuleaza transportorul ABCA1 ce efluxeaza colesterol din celule,
• acest colesterol este preluat de particula HDL nascenta (discoidala),
• sub actiunea LCAT colesterolul este esterificat si introdus in miezul particulei,
• astfel, particula incepe sa devina sferica,
• primul stadiu este HDL3 iar urmatorul este HDL2 (particula sferica),
• in circulatie HDL cedeaza colesterol esterificat catre VLDL si preia TAG si
fosfolipide
Metabolismul particulelor HDL (2)
1. Particule HDL nascente (discoidale)
2. Particule HDL3
3. Particule HDL2
Metabolismul particulelor HDL (3)
Rolul receptorului SR-BI in transportul invers al colesterolului:
• receptorul SR-BI (scavenger receptor class B type I) recunoaste Apo AI,
• este exprimat de toate tesuturile (steroidogene, hepatic),
• leaga particula HDL si favorizeaza transferul doar al colesterolului
esterificat,
• particula lipoproteica ramane intacta si este reciclata,
• astfel, colesterolul este preluat de la tesuturile periferice si condus catre:
1. ficat sinteza de acizi biliari eliminare din organism
2. tesuturi steroidogene sinteza de steroizi
Dislipidemiile (disproteinemiile)
DISLIPIDEMIE = stare patologica determinata de modificarea concentratiei lipi- delor plasmatice, a uneia dintre fractii sau a raportului normal dintre fractii.
DISLIPIDEMIILE
HIPOLIPOPROTEINEMII HIPERLIPOPROTEINEMII
PRIMARE SECUNDARE (CAUZALITATE GENETICA) (APAR ASOCIATE ALTOR PATOLOGII)
Dislipidemiile (disproteinemiile)
1. Hiperlipoproteinemia de tip 1 (deficienta familiala de LPL):• cauze posibile:
1. deficienta lipoprotein lipazei,
2. deficienta Apo CII (nu se va activa corect LPL),
• pacientii prezinta triacilglicerolemie,• nivele ridicate de CH post-prandial,• nivele ridicate de VLDL.
2. Abetalipoproteinemia:• cauze posibile deficienta proteinei de transfer a TAG,• este afectata sinteza:
1. intestinala de chilomicroni,
2. hepatica de VLDL,• acumulare de lipide in intestin (steatoza intestinala) si ficat (steatoza hepatica),• este afectata absorbtia intestinala a compusilor lipidici (vitamine liposolubile)
Dislipidemiile (disproteinemiile) (continuare)
3. Hiperlipoproteinemia familiala de tip III:• homozigotarea genei pentru Apo E2,• nu se realizeaza corect clearance-ul:
1. chilomicronilor remanenti2. VLDL remanente (IDL),
• hipercolesterolemie si risc crescut de ateroscleroza.
4. Hiperlipoproteinemia de tip II (hipercolesterolemia familiala):• defecte la nivelul receptorului pentru LDL,• particulele LDL nu sunt corect eliminate din circulatie,• hipercolesterolemie si ateroscleroza prematura.
5. Deficienta LCAT:• doua variante:
1. deficienta totala (deficienta familiala de LCAT)2. deficienta partiala,
• scade semnificativ concentratia de HDL in plasma.
Factori de risc in aterotromboza
• virsta• sexul• tabagismul,• tipul de alimentatie,• factori socio-economici,• tulburari de coagulare,• predispozitie pentru hipertensiune,• diabet,• hipercolesterolemie sau hiperlipidemie mixta,• precedente in familie
Mecanismul aparitiei aterosclerozei (notiuni generale)
P,E sélectinesSTRATUL CELENDOTELIALE
MEMBRANABAZALA
Perete celular sanatos
Lumenul vascularMONOCIT
MACROFAG ACTIVATReceptor scavenger SR-A
• monocitele trec in spatiul sub-endotelial unde se activeaza si produc specii reactive de oxigen,• radicalii liberi oxideaza particulele LDL generind particule LDLox,
• particulele LDLox vor fi captate de catre macrofage care continua sa se activeze,
• macrofagele vor prelua LDLox cu ajutorul receptorului SR-A,
• receptorul SR-A nu este controlat,
• macrofagele se vor supraincarca cu lipide devenind FOAM CELLS,
• treptat in zona respectiva apare o fibrozare iar peretele vascular isi pierde
elasticitatea,
• apare placa de aterom,
• aceasta se poate rupe,
• trombusul care apare daca nu este degradat corect prin fibrinoliza se
poate desprinde blocind un vas sangvin infarct