Lipid là chất béo được hấp thu từ thực phẩm hoặc được tổng hợp bởi gan. Triglycerides (TG) và cholesterol góp phần nhiều nhất đối với bệnh tật, mặc dù tất cả lipid đều quan trọng về mặt sinh lý.
cholesterol là thành phần phổ biến của màng tế bào, steroid, axit mật, và các phân tử tín hiệu.
Triglyceride chủ yếu lưu trữ năng lượng trong tế bào mỡ và tế bào cơ.
Lipoprotein là các cấu trúc hình cầu, ưa nước có các protein bề mặt (apoprotein, hoặc apolipoprotein) là các cofactors và các phối tử cho các enzym xử lý lipid (xem bảng Các Apoprotein chính và Enzym quan trọng đối với sự chuyển hóa lipid).
Tất cả các lipid là kỵ nước và hầu hết không tan trong máu, vì vậy chúng đòi hỏi vận chuyển trong lipoprotein. Lipoprotein được phân loại theo kích cỡ và tỷ trọng (được định nghĩa là tỷ lệ lipid chia protein) và quan trọng bởi vì các lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) với nồng độ cao và lipoprotein tỷ trọng cao (HDL) với nồng độ thấp là những yếu tố nguy cơ chính cho bệnh tim mạch do xơ vữa.
Rối loạn mỡ máu là tình trạng tăng cholesterol và/hoặc triglycerid trong huyết tương, hoặc nồng độ HDL-C thấp góp phần vào quá trình phát triển xơ vữa động mạch.
Các Apoprotein và Enzym chính quan trọng trong sự chuyển hóa Lipid
Thành phần | Vị trí | Chức năng |
|---|---|---|
Apoprotein | ||
Apo A-I | HDL | Thành phần chính của hạt HDL |
Apo A-II | HDL | Thành phần của phân tử HDL |
Apo A-V | HDL (chủ yếu), VLDL, chylomicron | Đồng yếu tố LPL để phân giải mỡ của TG |
Apo B-100 | VLDL, IDL, LDL, Lp (a) | Phối tử thụ thể LDL |
Apo B-48 | Chylomicrons | Thành phần chính của chylomicron |
Apo C-II | Chylomicrons, VLDL, HDL | Đồng phân LPL |
Apo C-III | Chylomicrons, VLDL, HDL | Ức chế LPL |
Apo E | Chylomicrons, tàn dư, VLDL, HDL | Phối tử thụ thể LDL |
Apo (a) | Lp (a) | Thành phần của Lp (a) và liên kết với hạt LDL |
Enzyme | ||
ABCA1 | Trong tế bào | Góp phần vận chuyển cholesterol nội bào đến màng tế bào |
CETP | HDL | Trung gian vận chuyển cholesteryl este từ HDL sang VLDL |
LPL | Nội mạc | Thủy phân triglycerides của chylomicrons và VLDL để giải phóng axit béo tự do |
LCAT | HDL | Ester hóa cholesterol tự do để vận chuyển trong HDL |
ABCA1 = protein vận chuyển hình hộp A1 gắn kết ATP; apo = apoprotein; CETP = protein vận chuyển cholesteryl este; HDL = lipoprotein tỷ trọng cao; IDL = lipoprotein tỷ trọng trung bình; LCAT = lecithin-cholesterol acyltransferase; LDL = lipoprotein tỷ trọng thấp; LPL = lipoprotein lipase; Lp(a) = lipoprotein (a); VLDL =lipoprotein tỷ trọng rất thấp. | ||
Sinh lý học chuyển hóa lipid
Các khiếm khuyết về đường dẫn trong tổng hợp, thoái hoá và đào thải lipoprotein có thể dẫn đến sự tích tụ lipid trong huyết tương và nội mạc.
Chuyển hóa lipid từ bên ngoài (thức ăn)
Trên 95% chất béo là
Triglycerides (TGs)
5% lipid còn lại là
Cholesterol (có trong thực phẩm dưới dạng cholesterol ester hóa)
Vitamin tan trong chất béo
Axit béo tự do (FFA)
Phospholipid
Quá trình chuyển hóa TG trong thức ăn bắt đầu ở dạ dày và tá tràng, ở đây TG bị phân hủy thành monoglyceride (MG) và FFA nhờ lipase dạ dày, quá trình nhũ hóa do nhu động mạnh của dạ dày và lipase tụy. Các cholesterol ester trong thức ăn được khử este thành cholesterol tự do bằng những cơ chế tương tự.
Các monoglyceride, FFA, và cholesterol tự do sau đó được hòa tan trong ruột bởi các hạt micelles axit mật, chúng được vận chuyển tới ruột non để hấp thu.
Sau khi hấp thụ vào tế bào ruột, chúng được kết hợp lại thành TG và bao gói với cholesterol vào chylomicron, tạo thành các lipoprotein lớn nhất.
Chylomicron vận chuyển TG và cholesterol từ các tế bào ruột qua hệ bạch huyết vào vòng tuần hoàn máu. Trong các mao mạch của mô mỡ và mô cơ, apoprotein C-II (apo C-II) trên chylomicron kích hoạt lipase lipoprotein nội mạc (LPL) để chuyển 90% chylomicron triglyceride sang axit béo và glycerol, chúng được hấp thu bởi tế bào mỡ và cơ để sử dụng năng lượng hoặc lưu trữ.
Chylomicron giàu cholesterol còn lại sẽ qua vòng tuần hoàn trở lại cho gan, nơi chúng được thanh thải trong một quá trình trung gian bởi apoprotein E (apo E).
Chuyển hóa lipid nội sinh
Lipoprotein được tổng hợp bởi gan vận chuyển triglyceride và cholesterol nội sinh. Lipoprotein lưu thông trong máu liên tục cho đến khi các TG chứa trong chúng được lấy đi bởi các mô ngoại vi hoặc các lipoprotein tự nó được gan thanh thải. Các yếu tố kích thích tổng hợp lipoprotein ở gan thường dẫn đến tăng nồng độ cholesterol huyết tương và TG.
Lipoprotein tỉ trọng rất thấp (VLDL) chứa apoprotein B-100 (apo B), được tổng hợp trong gan, vận chuyển TG và cholesterol đến các mô ngoại vi. VLDL là cách gan xuất các TG dư thừa có nguồn gốc từ các axit béo tự do trong huyết tương và tàn dư chylomicron. Quá trình tổng hợp VLDL tăng lên khi FFA trong gan tăng lên, chẳng hạn như xảy ra với chế độ ăn nhiều chất béo và khi mô mỡ dư thừa giải phóng FFA trực tiếp vào hệ tuần hoàn (ví dụ: trong béo phì, đái tháo đường không kiểm soát được). Apo C-II trên bề mặt VLDL kích hoạt LPL nội mạch để phá vỡ TG thành FFAs và glycerol, được lấy bởi các tế bào.
Lipoprotein tỷ trọng trung bình (IDL) là sản phẩm chế biến LPL của VLDL và chylomicrons. IDL là VLDL giàu cholesterol và chylomicron còn sót lại được làm sạch bởi gan hoặc chuyển hóa bởi lipase gan thành LDL, chúng mang apo B-100.
Lipoprotein mật độ thấp (LDL), các sản phẩm chuyển hóa VLDL và IDL là những chất giàu cholesterol nhất trong tất cả các lipoprotein. Khoảng 40 đến 60% của tất cả LDL được làm sạch bởi gan trong một quá trình trung gian bởi các thụ thể apo B và gan LDL. Phần còn lại được hấp thụ bởi các thụ thể LDL ở gan hoặc những thụ thể không LDL không ở gan. Các thụ thể LDL ở gan được giáng hóa bằng chuyển cholesterol vào gan bằng chylomicron và chất béo bão hòa trong thức ăn tăng lên; chúng có thể được điều chỉnh tăng lên do giảm chất béo và cholesterol trong thức ăn. Các thụ thể scavenger không ở gan, đáng chú ý nhất là trên các đại thực bào, tiếp nhận lượng LDL dư thừa mà các thụ thể scavenger ở gan không xử lý được. Các bạch cầu mono giàu oxy hóa LDL di chuyển vào khoảng dưới nội mạc và trở thành đại thực bào; những đại thực bào này sẽ tiêu thụ nhiều LDL bị ôxi hóa và hình thành các tế bào bọt trong các mảng xơ vữa động mạch.
Kích thước của các hạt LDL thay đổi từ lớn và đến nhỏ và dày đặc. LDL nhỏ và dày đặc là đặc biệt giàu este cholesterol, có liên quan đến rối loạn chuyển hóa như tăng triglycerid máu và kháng insulin.
Lipoprotein mật độ cao (HDL) là các lipoprotein cholesterol tự do đầu tiên được tổng hợp ở cả tế bào ruột và gan. Chuyển hóa HDL rất phức tạp, nhưng một trong những vai trò của HDL là mang cholesterol từ các mô ngoại vi và các lipoprotein khác và vận chuyển nó đến nơi cần nhất - các tế bào khác, các lipoprotein khác (sử dụng cholesteryl ester transfer protein [CETP]), và gan (để thanh thải). Hiệu quả chung của nó là chống bệnh xơ vữa động mạch.
Sự gia tăng cholesterol tự do từ tế bào qua trung gian bởi protein vận chuyển hình hộp A1 gắn kết ATP (ABCA1), kết hợp với apoprotein A-I(apo AI) để tạo ra HDL mới. Cholesterol tự do trong HDL non sau đó được ester hóa bởi enzyme lecithin-cholesterol acyl transferase (LCAT), tạo ra HDL trưởng thành. Nồng độ HDL huyết tương có thể không hoàn toàn đại diện cho sự vận chuyển cholesterol ngược, và tác dụng bảo vệ của nồng độ HDL cao hơn cũng có thể là do các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm.
Lipoprotein (a) [Lp(a)] là một hạt giống như LDL có chứa apoprotein (a), được đặc trưng bởi 5 vùng giàu cysteine được gọi là các kringle. Một trong những vùng này tương đồng với plasminogen và được cho là ức chế cạnh tranh quá trình tiêu sợi huyết và do đó dẫn đến hình thành huyết khối. Lp(a) cũng có thể trực tiếp thúc đẩy xơ vữa động mạch. Các con đường chuyển hóa của sản xuất và thanh thải Lp (a) không được đặc trưng tốt, nhưng mức độ tăng lên ở bệnh nhân bị bệnh thận mạn tính, đặc biệt ở bệnh nhân lọc máu.
