Патология липидного обмена
Регуляция липидного обмена
На состояние липидного обмена влияют многие физиологические факторы, в том числе калорийность рациона, интенсивность физической нагрузки.
Нервная регуляция липидного обмена подтверждается тем, что жировая ткань богато иннервирована.
Эндокринная регуляция осуществляется гормонами гипофиза (липотропин, соматостатин), щитовидной железы (тироксин), надпочечников (адреналин, глюкокортикоиды), поджелудочной железы (инсулин, глюкагон), половых желез (андрогены и эстрогены).
Инсулин активирует синтез ТАГ из глюкозы (липогенез) за счёт активации фермента ацетил - КоА – карбоксилазы. Одновременно инсулин обладает антилиполитическим действием (тормозит липолиз).
Большинство других гормонов, участвующих в регуляции липидного обмена, угнетают липогенез, и в большей степени активирует липолиз. Так, гормоны адреналин и глюкагон активируют ТАГ – липазу, а глюкокортикоиды индуцируют синтез ТАГ - липазы.
В регуляции обмена холестерина участвует гормоны тироксин и эстрогены, которые снижают уровень холестерина в крови.
Возможна авторегуляция отдельных звеньев липидного обмена. Например, синтез холестерина регулируется по принципу обратной связи (высокая концентрация холестерина в клетках угнетает фермент ГАГ - редуктазу и тем самым уменьшает его образование)
Нарушения обмена жиров возможны на этапе их переваривания, транспорта, тканевого обмена.
Переваривание жиров 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 жиров в организме как основного резервного энергетического материала.
Нарушение транспорта жиров связано с нарушением обмена липопротеидов крови. Примерами врождённых нарушений являются бета - алипопротеинемия (болезнь Танжера), альфа - алипопротеинемия, семейная гиперхолестеринемия. Гораздо чаще встречается приобретённые дислипопротеинемии, при которых изменено соотношение между липидами в различных липопротеидах, в частности, гиперлипопротеинемии – повышение уровня каких либо видов жиров 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 голодании снижается выработка инсулина, активируется образование глюкагона и адреналина. В результате усиливается распад жиров 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 диабете дефицит инсулина сопровождается нарушением усвоения глюкозы тканями, активацией липолиза, образования ацетил - КоА и, как следствие, повышенным образованием ацетоновых тел.
Ожирение может 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 активирует 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 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 бета-окисление жирных кислот и нарушается энергетический обмен в тканях.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ)
ПОЛ – неферментативный свободно-радикальный процесс, в который в основном вовлекаются фосфолипиды клеточных мембран.
Инициатором ПОЛ являются активные радикальные формы О2: супер - оксид О2-., гидроксирадикал ОН* (О2* + Н2О2→О2 + ОН + ОН*), оксид азота NО*, и пероксинитрил (NO* + О2*→ОNОО). Активные формы О2 атакуют атомы углерода в ненасыщенных жирных кислотах, находящиеся между двойными связями.
Выделяют стадии инициации, разветвления и обрыва процесса ПОЛ
Инициация процесса заключается в том, что активные формы О2 отрывают атом Н от жирной кислоты, превращая жирную кислоту в радикал жирной кислоты R*
Разветвление процесса с образованием большого количества новых радикалов: R* + О2→ RОО* (перекись жирной кислоты). Образовавшиеся радикалы воздействуют на новые молекулы жирных кислот: RН + RОО*→ R* + RООН (гидроперекись жирной кислоты). Гидроперекись также служит источником новых радикальных форм при участии ионов металлов переменной валентности: RООН + Fе2+→ RО* + ОН* + Fе3+. Образовавшиеся радикалы атакуют новые жирные кислоты. Некоторое количество гидроперикиси жирных кислот превращается в малоновый диальдегид (МДА)– конечный продукт ПОЛ.
Обрыв (затухание процесса) происходит при взаимодействии радикальных форм жирных кислот между собой: R*+R*1→RR1, R*+RОО*→ RООR
В физиологических условиях образуется невысокие концентрации продуктов ПОЛ, которые участвуют в обновлении фосфолипидов клеточных мембран, в регуляции проницаемости клеточных мембран, в фагоцитозе, пиноцитозе и синтезе эйкозаноидов.
Активность ПОЛ уменьшают антиоксидантные ферменты супероксиддесмутаза, каталаза, глютадионпероксидаза, некоторые микроэлементы, витамины Е, А, С.
Витамин Е, токоферол, антистерильный витамин.
В своём составе витамин содержит циклический спирт токол и ненасыщенный боковой радикал, Витамин Е относится к жирорастворимым витаминам. Он широко распространён в природе. Суточная потребность в витамине Е для взрослого человека составляет 20-50 мг. Витамин Е является мощным антиоксидантом, «ловушкой» для свободных радикалов, участвует в обмене селена. Авитаминоз Е встречается редко и проявляется в повсеместном повреждении клеточных мембран. В эритроцитах авитаминоз проявляется гемолизом, в мышцах - мышечной слабостью, дистрофией, в репродуктивных органах – нарушением подвижности сперматозоидов, рассасыванием плода, невынашиванием беременности.