Abstract Digestione e assorbimento dei lipidi. Trasporto dei lipidi nel corpo

I lipidi vengono trasportati nella fase acquosa del sangue come parte di particelle speciali: le lipoproteine. La superficie delle particelle è idrofila e formata da proteine, fosfolipidi e colesterolo libero. I triacilgliceroli e gli esteri del colesterolo formano il nucleo idrofobo.

Le proteine nelle lipoproteine sono solitamente chiamate apoproteine, ne esistono diversi tipi: A, B, C, D, E. In ciascuna classe di lipoproteine ci sono apoproteine corrispondenti.

proteine che svolgono funzioni strutturali, enzimatiche e cofattoriali.

Le lipoproteine differiscono nel rapporto tra triacilgliceroli, colesterolo e suoi esteri, fosfolipidi e come proteine complesse sono costituite da quattro classi.

o lipoproteine ad alta densità (HDL, α-lipoproteine, α-LP).

I chilomicroni e le VLDL sono i principali responsabili del trasporto degli acidi grassi all'interno dei TAG. Le lipoproteine ad alta e bassa densità sono responsabili del trasporto del colesterolo e degli acidi grassi nella composizione degli esteri del colesterolo.

TRASPORTO DEI TRIACILGLICEROLI NEL SANGUE

ETICHETTA DI TRASPORTO dall'intestino ai tessuti(TAG esogeno) è realizzato sotto forma di chilomicroni, dal fegato ai tessuti(TAG endogeni) – sotto forma di lipoproteine a bassissima densità.

IN Nel trasporto dei TAG ai tessuti si può distinguere la seguente sequenza di eventi:

1. Formazione di CM primari immaturi in intestini.

2. Movimento dei CM primari attraverso i dotti linfatici sangue .

3. Maturazione dei CM nel plasma sanguigno - ottenimento delle proteine apoC-II e apoE dalle HDL.

4. Interazionelipasi lipoproteica endotelio e perdita della maggior parte del TAG. Educativo

riduzione delle sostanze chimiche residue.

5. Transizione delle sostanze chimiche residue in epatociti e completo collasso della loro struttura.

6. Sintesi dei TAG nel fegato dagli alimenti glucosio Utilizzo di TAG presenti come parte di sostanze chimiche residue.

7. Formazione di VLDL primarie in fegato

8. Maturazione delle VLDL nel plasma sanguigno - ottenimento delle proteine apoC-II e apoE dalle HDL.

9. Interazionelipasi lipoproteica endotelio e perdita della maggior parte del TAG. Formazione di VLDL residue (altrimenti note come lipoproteine a densità intermedia, IDL).

10. Passano le VLDL residue epatociti e si disintegrano o rimangono completamente

V plasma del sangue. Dopo l'esposizione al fegato Le lipasi TAG nei sinusoidi epatici convertono le VLDL in LDL.

La formazione di lipoproteine (LP) nel corpo è una necessità a causa dell'idrofobicità (insolubilità) dei lipidi. Questi ultimi sono racchiusi in un guscio proteico formato da speciali proteine di trasporto - apoproteine, che garantiscono la solubilità delle lipoproteine. Oltre ai chilomicroni (CM), nel corpo degli animali e dell'uomo si formano lipoproteine a densità molto bassa (VLDL), lipoproteine a densità intermedia (IDL), lipoproteine a bassa densità (LDL) e lipoproteine ad alta densità (HDL). La separazione fine in classi si ottiene mediante ultracentrifugazione in gradiente di densità e dipende dal rapporto tra la quantità di proteine e lipidi nelle particelle, perché Le lipoproteine sono formazioni supramolecolari basate su legami non covalenti. In questo caso, i CM si trovano sulla superficie del siero sanguigno perché contengono fino all'85% di grasso ed è più leggero dell'acqua; sul fondo della provetta da centrifuga si trovano le HDL, che contengono la maggior quantità di proteine.

Un'altra classificazione dell'LP è basata sulla mobilità elettroforetica. Durante l'elettroforesi in un gel di poliacrilammide, CM, come le particelle più grandi, rimane all'inizio, VLDL forma la frazione pre-β - LP, LDPP e CPDL - la frazione β - LP, HDL - la frazione α - LP.

Tutti i farmaci sono costituiti da un nucleo idrofobico (grassi, esteri del colesterolo) e da un guscio idrofilo, rappresentato da proteine, nonché da fosfolipidi e colesterolo. I loro gruppi idrofili sono rivolti verso la fase acquosa, mentre le loro parti idrofobe sono rivolte verso il centro, il nucleo. Ogni tipo di lipide si forma in tessuti diversi e trasporta determinati lipidi. Pertanto, i CM trasportano i grassi ottenuti dal cibo dall’intestino ai tessuti. I CM sono costituiti per l'84-96% da triacilgliceridi esogeni. In risposta a un carico di grassi, le cellule endoteliali capillari rilasciano nel sangue l’enzima lipoproteina lipasi (LPL), che idrolizza le molecole di grasso HM in glicerolo e acidi grassi. Gli acidi grassi vengono trasportati in vari tessuti e il glicerolo solubile viene trasportato al fegato, dove può essere utilizzato per la sintesi dei grassi. L'LPL è più attivo nei capillari del tessuto adiposo, nel cuore e nei polmoni, il che è associato alla deposizione attiva di grasso negli adipociti e alla particolarità del metabolismo nel miocardio, che utilizza molti acidi grassi a fini energetici. Nei polmoni, gli acidi grassi vengono utilizzati per sintetizzare il tensioattivo e supportare l'attività dei macrofagi. Non è un caso che il tasso e il grasso d'orso siano usati nella medicina popolare per patologie polmonari, e le popolazioni settentrionali che vivono in condizioni climatiche rigide raramente soffrono di bronchite e polmonite quando consumano cibi grassi.

D’altra parte, un’elevata attività LPL nei capillari del tessuto adiposo favorisce l’obesità. Esistono anche prove che durante il digiuno diminuisce, ma aumenta l'attività della LPL muscolare.

Le particelle residue di CM vengono catturate mediante endocitosi da parte degli epatociti, dove vengono scomposte dagli enzimi lisosomiali in aminoacidi, acidi grassi, glicerolo e colesterolo. Una parte del colesterolo e degli altri lipidi viene escreta direttamente nella bile, l'altra viene convertita in acidi biliari e la terza è inclusa nelle VLDL. Questi ultimi contengono il 50-60% di triacilgliceridi endogeni, pertanto, dopo la loro secrezione nel sangue, sono esposti, come i CM, all'azione della lipoproteina lipasi. Di conseguenza, le VLDL perdono i TAG, che vengono poi utilizzati dalle cellule adipose e muscolari. Durante il catabolismo delle VLDL, la percentuale relativa del colesterolo e dei suoi esteri (EC) aumenta (soprattutto quando si consumano cibi ricchi di colesterolo) e le VLDL vengono convertite in LDLP, che in molti mammiferi, soprattutto nei roditori, viene assorbito dal fegato e completamente scomposto negli epatociti. Negli esseri umani, nei primati, negli uccelli e nei maiali, gran parte dell’LDPP nel sangue, non catturato dagli epatociti, viene convertito in LDL. Questa frazione è la più ricca di colesterolo e colesterolo, e poiché il colesterolo alto è uno dei primi fattori di rischio per lo sviluppo dell'aterosclerosi, l'LDL è chiamata la frazione più aterogenica dell'LP. Il colesterolo LDL viene utilizzato dalle cellule surrenali e dalle gonadi per sintetizzare gli ormoni steroidei. LDL fornisce colesterolo agli epatociti, all’epitelio renale, ai linfociti e alle cellule della parete vascolare. Poiché le cellule stesse sono in grado di sintetizzare il colesterolo dall'acetil coenzima A (AcoA), esistono meccanismi fisiologici che proteggono i tessuti dall'eccesso di colesterolo: inibizione della produzione del proprio colesterolo interno e dei recettori per le apoproteine lipidiche, poiché qualsiasi endocitosi è mediata dal recettore. Il sistema di drenaggio delle HDL è riconosciuto come il principale stabilizzatore del colesterolo cellulare.

I precursori delle HDL si formano nel fegato e nell'intestino. Contengono un'alta percentuale di proteine e fosfolipidi, sono di dimensioni molto piccole, penetrano liberamente nella parete vascolare, legando il colesterolo in eccesso e rimuovendolo dai tessuti, diventando essi stessi HDL maturi. Parte dell'EC passa direttamente nel plasma dalle HDL alle VLDL e alle LDLP. Alla fine, tutti gli LP vengono scomposti dai lisosomi degli epatociti. Pertanto, quasi tutto il colesterolo "extra" entra nel fegato e da esso viene escreto come parte della bile nell'intestino, rimosso con le feci.

I lipidi sono insolubili in un ambiente acquoso, quindi, per il loro trasporto nel corpo, si formano complessi di lipidi con proteine: lipoproteine (LP). Esistono trasporti lipidici eso ed endogeni. L'esogeno include il trasporto dei lipidi ricevuti dal cibo e l'endogeno include il movimento dei lipidi sintetizzati nel corpo.
Esistono diversi tipi di LP, ma hanno tutti una struttura simile: un nucleo idrofobico e uno strato idrofilo sulla superficie. Lo strato idrofilo è formato da proteine chiamate apoproteine e molecole lipidiche anfifiliche - fosfolipidi e colesterolo. I gruppi idrofili di queste molecole sono rivolti verso la fase acquosa, mentre i gruppi idrofobici sono rivolti verso il nucleo, in cui si trovano i lipidi trasportati. Le apoproteine svolgono diverse funzioni:
· formare la struttura delle lipoproteine (ad esempio, B-48 è la proteina principale dell'XM, B-100 è la proteina principale delle VLDL, LDPP, LDL);
· interagire con i recettori presenti sulla superficie delle cellule, determinando quali tessuti cattureranno questo tipo di lipoproteine (apoproteine B-100, E);
· sono enzimi o attivatori di enzimi che agiscono sulle lipoproteine (C-II - attivatore della lipoproteina lipasi, A-I - attivatore della lecitina: colesterolo aciltransferasi).
Durante il trasporto esogeno, i TAG risintetizzati negli enterociti insieme a fosfolipidi, colesterolo e proteine formano CM, e in questa forma vengono secreti prima nella linfa e poi nel sangue. Nella linfa e nel sangue, le apoproteine E (apo E) e C-II (apo C-II) vengono trasferite dalle HDL alle CM, trasformando così le CM in quelle “mature”. I ChM sono di dimensioni piuttosto grandi, quindi dopo aver mangiato un pasto grasso conferiscono al plasma sanguigno un aspetto opalescente, simile al latte. Una volta nel sistema circolatorio, i CM subiscono rapidamente il catabolismo e scompaiono entro poche ore. Il tempo di distruzione del CM dipende dall'idrolisi del TAG sotto l'azione della lipoproteina lipasi (LPL). Questo enzima è sintetizzato e secreto dai tessuti adiposi e muscolari e dalle cellule della ghiandola mammaria. L'LPL secreto si lega alla superficie delle cellule endoteliali dei capillari dei tessuti in cui è stato sintetizzato. La regolazione della secrezione è tessuto-specifica. Nel tessuto adiposo, la sintesi di LPL è stimolata dall'insulina. Ciò garantisce l'approvvigionamento di acidi grassi per la sintesi e lo stoccaggio sotto forma di TAG. Nel diabete mellito, quando c'è una carenza di insulina, i livelli di LPL diminuiscono. Di conseguenza, una grande quantità di LP si accumula nel sangue. Nei muscoli, dove la LPL è coinvolta nella fornitura di acidi grassi per l'ossidazione tra i pasti, l'insulina inibisce la formazione di questo enzima.
Sulla superficie del CM sono presenti 2 fattori necessari per l'attività LPL: apoC-II e fosfolipidi. ApoC-II attiva questo enzima e i fosfolipidi sono coinvolti nel legame dell'enzima alla superficie del CM. Come risultato dell'azione dell'LPL sulle molecole TAG, si formano acidi grassi e glicerolo. La maggior parte degli acidi grassi penetra nei tessuti, dove può essere depositato sotto forma di TAG (tessuto adiposo) o utilizzato come fonte di energia (muscoli). Il glicerolo viene trasportato dal sangue al fegato, dove durante il periodo di assorbimento può essere utilizzato per la sintesi dei grassi.
Come risultato dell'azione dell'LPL, la quantità di grassi neutri nel CM diminuisce del 90%, le dimensioni delle particelle diminuiscono e l'apoC-II viene trasferito nuovamente all'HDL. Le particelle risultanti sono chiamate CM residui (resti). Contengono PL, colesterolo, vitamine liposolubili, apoB-48 e apoE. I CM residui vengono catturati dagli epatociti, che hanno recettori che interagiscono con queste apoproteine. Sotto l'azione degli enzimi lisosomiali, proteine e lipidi vengono idrolizzati e quindi utilizzati. Le vitamine liposolubili e il colesterolo esogeno vengono utilizzati nel fegato o trasportati ad altri organi.
Durante il trasporto endogeno, TAG e PL risintetizzati nel fegato sono inclusi nelle VLDL, che includono apoB100 e apoC. Le VLDL sono la principale forma di trasporto dei TAG endogeni. Una volta nel sangue, le VLDL ricevono apoC-II e apoE dalle HDL e sono esposte a LPL. Durante questo processo, le VLDL vengono prima convertite in LDLP e poi in LDL. Il principale lipide dell'LDL diventa il colesterolo, che nella sua composizione viene trasferito alle cellule di tutti i tessuti. Gli acidi grassi formatisi durante l'idrolisi entrano nei tessuti e il glicerolo viene trasportato dal sangue al fegato, dove può essere nuovamente utilizzato per la sintesi dei TAG.
Tutti i cambiamenti nel contenuto dei farmaci nel plasma sanguigno, caratterizzati dal loro aumento, diminuzione o completa assenza, sono combinati sotto il nome di dislipoproteinemia. La dislipoproteinemia può essere una manifestazione primaria specifica di disturbi nel metabolismo dei lipidi e delle lipoproteine o una sindrome concomitante in alcune malattie degli organi interni (dislipidemia secondaria). Con il trattamento efficace della malattia di base, scompaiono.
L'ipolipoproteinemia comprende le seguenti condizioni.
1. L'abetalipoproteinemia si verifica a causa di una rara malattia ereditaria - un difetto nel gene dell'apoproteina B, quando la sintesi delle proteine apoB-100 nel fegato e apoB-48 nell'intestino viene interrotta. Di conseguenza, i CM non si formano nelle cellule della mucosa intestinale e le VLDL non si formano nel fegato e nelle cellule di questi organi si accumulano goccioline di grasso.
2. Ipobetalipoproteinemia familiare: la concentrazione di farmaci contenenti apoB è solo il 10-15% del livello normale, ma l'organismo è in grado di formare colesterolo.
3. Deficit familiare di a-LP (malattia di Tangeri): nel plasma sanguigno non si trova praticamente alcuna HDL e nei tessuti si accumula una grande quantità di esteri del colesterolo; i pazienti mancano di apoC-II, che è un attivatore di LPL, che porta alla un aumento della concentrazione di TAG caratteristica di questa condizione nel plasma sanguigno.
Tra le iperlipoproteinemie si distinguono i seguenti tipi.
Tipo I: iperchilomicronemia. La velocità di rimozione del CM dal flusso sanguigno dipende dall'attività dell'LPL, dalla presenza di HDL, che fornisce le apoproteine C-II ed E per il CM, e dall'attività di trasferimento di apoC-II e apoE al CM. Difetti genetici di una qualsiasi delle proteine coinvolte nel metabolismo dei CM portano allo sviluppo di iperchilomicronemia familiare - l'accumulo di CM nel sangue. La malattia si manifesta nella prima infanzia ed è caratterizzata da epatosplenomegalia, pancreatite e dolore addominale. Come sintomo secondario, si osserva nei pazienti con diabete mellito, sindrome nefrosica, ipotiroidismo e anche con abuso di alcol. Trattamento: dieta povera di lipidi (fino a 30 g/giorno) e ricca di carboidrati.
Tipo II – ipercolesterolemia familiare (iper-b-lipoproteinemia). Questa tipologia si divide in 2 sottotipi: IIa, caratterizzato da un elevato livello di LDL nel sangue, e IIb, con livelli aumentati sia di LDL che di VLDL. La malattia è associata ad una ridotta ricezione e catabolismo delle LDL (difetto dei recettori cellulari per le LDL o cambiamenti nella struttura delle LDL), accompagnato da un aumento della biosintesi del colesterolo, dell'apo-B e delle LDL. Si tratta della patologia più grave del metabolismo dei farmaci: il rischio di sviluppare una malattia coronarica nei pazienti affetti da questo tipo di disturbo aumenta di 10-20 volte rispetto agli individui sani. Come fenomeno secondario, l'iperlipoproteinemia di tipo II può svilupparsi con ipotiroidismo e sindrome nefrosica. Trattamento: dieta a basso contenuto di colesterolo e grassi saturi.
Tipo III - dis-b-lipoproteinemia (betalipoproteinemia a banda larga) è causata da una composizione anormale di VLDL. Sono arricchiti con colesterolo libero e apo-E difettoso, che inibisce l'attività della TAG lipasi epatica. Ciò porta a disturbi nel catabolismo del colesterolo e delle VLDL. La malattia si manifesta all'età di 30-50 anni. La condizione è caratterizzata da un alto contenuto di residui VLDL, si osservano ipercolesterolemia e triacilglicerolemia, xantomi, lesioni aterosclerotiche dei vasi periferici e coronarici. Trattamento: dietoterapia mirata alla perdita di peso.
Tipo IV – iperpre-b-lipoproteinemia (ipertriacilglicerolemia). La variante primaria è dovuta ad una diminuzione dell'attività LPL; un aumento del livello di TAG nel plasma sanguigno si verifica a causa della frazione VLDL; non si osserva accumulo di CM. Si manifesta solo negli adulti ed è caratterizzata dallo sviluppo di aterosclerosi, prima delle coronarie, poi delle arterie periferiche. La malattia è spesso accompagnata da una ridotta tolleranza al glucosio. Come manifestazione secondaria, si verifica nella pancreatite e nell'alcolismo. Trattamento: dietoterapia mirata alla perdita di peso.
Tipo V – iperpre-b-lipoproteinemia con iperchilomicronemia. Con questo tipo di patologia, i cambiamenti nelle frazioni lipidiche del sangue sono complessi: il contenuto di colesterolo e VLDL aumenta, la gravità delle frazioni LDL e HDL diminuisce. I pazienti sono spesso sovrappeso; possono svilupparsi epatosplenomegalia e pancreatite; l'aterosclerosi non si sviluppa in tutti i casi. Come fenomeno secondario, l'iperlipoproteinemia di tipo V può essere osservata nel diabete mellito insulino-dipendente, nell'ipotiroidismo, nella pancreatite, nell'alcolismo e nella glicogenosi di tipo I. Trattamento: dietoterapia mirata alla perdita di peso, dieta povera di carboidrati e grassi.

Poiché i lipidi sono fondamentalmente molecole idrofobiche, vengono trasportati nella fase acquosa del sangue come parte di particelle speciali: le lipoproteine.

La struttura delle lipoproteine di trasporto può essere confrontata con noce chi ha conchiglia E nucleo. Il “guscio” della lipoproteina è idrofilo, il nucleo è idrofobo.

si forma lo strato idrofilo superficiale fosfolipidi(la loro parte polare), colesterolo(il suo gruppo OH), scoiattoli. L'idrofilicità dei lipidi dello strato superficiale è progettata per garantire la solubilità della particella lipoproteica nel plasma sanguigno,
il "nucleo" è formato da elementi non polari esteri del colesterolo(HS) e triacilgliceroli(TAG), che sono i grassi trasportati. Il loro rapporto varia a seconda dei diversi tipi di lipoproteine. Di fronte al centro si trovano anche i residui di acidi grassi dei fosfolipidi e la parte ciclica del colesterolo.

Schema della struttura di qualsiasi lipoproteina di trasporto

Esistono quattro classi principali di lipoproteine:

lipoproteine ad alta densità (HDL, α-lipoproteine, α-LP),
lipoproteine a bassa densità (LDL, β-lipoproteine, β-LP),
lipoproteine a densità molto bassa (VLDL, pre-β-lipoproteine, pre-β-LP),
chilomicroni (CM).

Le proprietà e le funzioni delle lipoproteine di diverse classi dipendono dalla loro composizione, ad es. dal tipo di proteine presenti e dal rapporto tra triacilgliceroli, colesterolo e suoi esteri, fosfolipidi.

Confronto delle dimensioni e delle proprietà delle lipoproteine

Funzioni delle lipoproteine

Le funzioni delle lipoproteine del sangue sono

1. Trasferimento alle cellule di tessuti e organi

acidi grassi saturi e monoinsaturi nella composizione dei triacilgliceroli per il successivo stoccaggio o utilizzo come substrati energetici,
acidi grassi polinsaturi in esteri del colesterolo destinati all'uso da parte delle cellule nella sintesi di fosfolipidi o nella formazione di eicosanoidi,
colesterolo come materiale di membrana,
fosfolipidi come materiale di membrana,

I chilomicroni e le VLDL sono i principali responsabili del trasporto acidi grassi come parte del TAG. Lipoproteine ad alta e bassa densità - per il trasporto libero colesterolo E acidi grassi come parte dei suoi eteri. L'HDL è anche in grado di donare parte della sua membrana fosfolipidica alle cellule.

2. Rimozione del colesterolo in eccesso dalle membrane cellulari.

3. Trasporto delle vitamine liposolubili.

4. Trasferimento di ormoni steroidei (insieme a proteine di trasporto specifiche).

Apoproteine lipoproteiche

Le proteine presenti nelle lipoproteine vengono solitamente chiamate apowhites, ne esistono diversi tipi: A, B, C, D, E. In ciascuna classe di lipoproteine ci sono apoproteine corrispondenti che svolgono la propria funzione:

1. Strutturale funzione(" stazionario» proteine) – legano i lipidi e formano complessi proteina-lipide:

apoB-48– aggiunge triacilceroli,
apoB-100– lega sia i triacilgliceroli che gli esteri del colesterolo,
apoA-I– accetta i fosfolipidi,
apoA-IV– si lega al colesterolo.

2. Cofattore funzione(" dinamico» proteine) – influenzano l'attività degli enzimi metabolici lipoproteici nel sangue.

ISTITUTO EDUCATIVO STATALE FEDERALE DI ISTRUZIONE PROFESSIONALE SUPERIORE "ACCADEMIA STATALE DI MEDICINA VETERINARIA E BIOTECNOLOGIE DI MOSCA IN NOME A K. I. SKRYABIN"

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METABOLISMO DEI LIPIDI E SUOI DISTURBI NEI CORPI ANIMALI

conferenza

Raccomandato dalla commissione educativa e metodologica della Facoltà di Medicina Veterinaria dell'Accademia Statale di Medicina Veterinaria e Biologia di Mosca da cui prende il nome. per gli studenti della specialità 111201 - Medicina Veterinaria

Mosca 2009

UDC 636: 612.015

Professore Associato del Dipartimento di Fisiologia Patologica da cui prende il nome. V. M. Koropova, candidato alle scienze biologiche Metabolismo dei lipidi e suoi disturbi negli animali: Conferenza. – M.: FGOU VPO MGAVMiB, 2009, 19 p.

Viene presentato materiale sui meccanismi di base del metabolismo dei lipidi negli animali e su alcuni dei loro disturbi.

Destinato agli studenti della Facoltà di Medicina Veterinaria.

Revisori: , Dottore in Scienze Biologiche, Professore; , Dottore in Scienze Biologiche, prof.

Approvato dalla Commissione didattica e metodologica della Facoltà di Medicina Veterinaria (verbale del 9 aprile 2009).

Abbreviazioni utilizzate…………..………………4

1. L'importanza dei lipidi nel corpo………….………. 5

2. Digestione e assorbimento dei lipidi, loro disturbi…………6

3. Trasporto dei lipidi nell'organismo……………7

4. Iperlipemia……………………… …..9

5. Regolazione neuroumorale del lipostato………..9

6. Violazioni del lipostato…………….11

7. Chetosi e steatosi epatica………………… …………….12

8. Il ruolo della perossidazione lipidica nel danno cellulare...15

9. Eicosanoidi……………..................................16

10. Aterosclerosi……………..................................17

Bibliografia……………………………………… …18

Abbreviazioni utilizzate.

ACoA – acetil coenzima A

BAS – sostanze biologicamente attive

SMC – cellule muscolari lisce

VFA - acidi grassi volatili

LP - lipoproteine

LPL – lipoproteina lipasi

LDL – lipoproteine a bassa densità

VLDL – lipoproteine a densità molto bassa

DILI – Lipoproteine a densità intermedia

LPO – perossidazione lipidica

FFA - acidi grassi liberi

TAG – triacilgliceridi (grassi)

FLIP – fosfolipidi

HM – chilomicroni

CN - colesterolo

Ciclo TCA - ciclo dell'acido tricarbossilico

EC - esteri del colesterolo

Lipidi– un gruppo di sostanze idrofobe solubili in solventi organici (etere, benzene, acetone), costruiti con la partecipazione di alcoli e acidi grassi.

1, L'importanza dei lipidi nel corpo

A lipidi semplici includono acidi grassi e acilgliceridi (ad esempio grassi neutri - triacilgliceridi), steroidi (colesterolo e suoi esteri con acidi grassi, acidi biliari, calciferoli), cere (lanolina, spermaceti).

Lipidi complessi oltre ad alcoli e acidi grassi, contengono residui di composti di altre classi: acido fosforico, basi azotate, carboidrati. I lipidi complessi includono fosfolipidi, sfingolipidi, ecc.

I triacilgliceridi (TAG) si trovano principalmente nel tessuto adiposo sottocutaneo, svolgendo funzioni di riserva energetica, termoisolante e ammortizzante. Anche il cuscinetto adiposo attorno ai reni, al cuore e al bulbo oculare svolge un importante ruolo di assorbimento degli shock. Durante l'ossidazione del TAG, non solo viene rilasciata la maggior quantità di energia, ma anche acqua, importante per ottenere l'umidità endogena da parte degli animali in luoghi aridi e deserti (cammelli, gerbilli, ecc.). Per il fabbisogno energetico, i muscoli scheletrici in parte, il miocardio utilizza principalmente gli acidi grassi, il cervello utilizza il glucosio, ma è in grado di utilizzare anche i corpi chetonici.

I fosfolipidi e il colesterolo svolgono una funzione di formazione della membrana. I derivati del colesterolo - ormoni steroidei della corteccia surrenale e delle gonadi - svolgono funzioni regolatorie. Il tessuto nervoso contiene lipidi fino al 50% della sostanza secca, principalmente fosfolipidi (FLIP) e sfingolipidi.

La carenza di lipidi nutrizionali è pericolosa principalmente a causa della mancanza di acidi grassi polinsaturi. Gli acidi linoleico e linolenico non sono sintetizzati nel corpo umano, motivo per cui sono chiamati essenziali o essenziali. Insieme ad altri acidi polienoici, sono stati designati come vitamina F (dall'inglese fat - grasso), sebbene il loro fabbisogno sia di diversi grammi al giorno e non rientrano nei criteri delle vere vitamine. Negli esperimenti su ratti con carenza di vitamina F sono stati registrati ritardo della crescita, dermatiti e calvizie con sintomi di ipercheratosi. Le vitamine liposolubili A, D, E, K arrivano con i lipidi nel corpo. Con una carenza di questi ultimi si osservano disturbi nella crescita, nello sviluppo, nella funzione riproduttiva, diminuzione della resistenza, ecc.. Va notato che gli animali ruminanti lo faranno non avvertire una carenza di acidi grassi polinsaturi, che è associata alle caratteristiche alimentari e alla digestione. Gli alimenti vegetali contengono molti acidi insaturi.

2. Digestione e assorbimento dei lipidi, loro disturbi

La digestione dei lipidi avviene nell'intestino tenue. Poiché i lipidi sono insolubili in acqua, l'azione degli enzimi lipolitici è preceduta dall'emulsificazione dei lipidi con sali biliari (taurocolici, glicocolici). Di conseguenza, le goccioline lipidiche di grandi dimensioni vengono disperse in molte piccole, aumentando l'area di influenza degli enzimi pancreatici (lipasi, fosfolipasi A, colesterolo esterasi). Poiché il latte è l’unico prodotto naturale contenente grassi emulsionati, nei giovani mammiferi la degradazione dei suoi componenti inizia nello stomaco sotto l’azione della lipasi gastrica, che è attiva a pH neutro (negli adulti è inattiva, poiché il pH succo gastrico è 1,5 – 2,5). Successivamente, la decomposizione dei grassi del latte continua nell'intestino sotto l'azione della lipasi pancreatica. I prodotti dell'idrolisi dei lipidi sono acidi grassi, 2-monoacilgliceridi, colesterolo, ecc. Formano micelle miste con acidi biliari, fosfolipidi e colesterolo biliare, che si diffondono attraverso le membrane negli enterociti. Insieme a loro vengono assorbite anche le vitamine liposolubili.

Nelle cellule della mucosa dell'intestino tenue avviene la risintesi dei grassi caratteristici di questo organismo, nonché degli esteri del colesterolo e FLIP. Da questi componenti e proteine si formano complessi lipoproteici: chilomicroni (CM). Sono di grandi dimensioni, quindi, attraverso l'esocitosi, vengono prima rilasciati nel chilo formato nel sistema linfatico dei villi intestinali, e attraverso il dotto linfatico toracico entrano nella circolazione sistemica. Alcuni di essi vengono poi depositati dai polmoni.

Gli acidi grassi corti (fino a 10 atomi di carbonio, ad esempio acetico, propionico, butirrico) vengono assorbiti senza micelle, direttamente nella vena porta, si legano per trasportare l'albumina e vengono trasportati al fegato.

Le cause della ridotta digestione e dell'assorbimento dei lipidi possono essere vari fattori.

2. Alterata secrezione di succo pancreatico con enzimi lipolitici.

3. Diarrea e accelerazione della motilità intestinale

4. Danni all'epitelio intestinale dovuti a vari veleni (moniodoacetato, sali di metalli pesanti), agenti infettivi, antibiotici (neomicina).

5. Violazione della regolazione nervosa ed endocrina: diminuzione dell'attività vagale, eccesso di adrenalina, mancanza di ormone surrenale, tiroxina, indebolimento dell'assorbimento dei grassi. Ciò è causato anche da una carenza di colecistochinina e gastrina, ormoni del tratto gastrointestinale che regolano la contrazione della cistifellea, i processi di emulsione e la scomposizione dei grassi.

6. Eccesso di cationi alcalino-terrosi bivalenti (calcio, magnesio) negli alimenti e nell'acqua, che porta alla formazione di sali insolubili degli acidi grassi.

In tutti i casi di compromissione della digestione e dell'assorbimento dei lipidi, questi compaiono in grandi quantità nelle feci. Questo si chiama steatorrea. Se la steatorrea è causata da acolia, allora le feci, oltre ad avere un aspetto argilloso, diventano anche biancastre, scolorite per la mancanza di pigmenti biliari. Allo stesso tempo, a causa della perdita di vitamine liposolubili e di acidi grassi polienici, possono verificarsi perdita di capelli, perdita di pelo, dermatiti, sanguinamento e osteoporosi. Nei casi avanzati, si sviluppa l'esaurimento del corpo.

3. Trasporto dei lipidi nel corpo

La formazione di lipoproteine (LP) nel corpo è una necessità a causa dell'idrofobicità (insolubilità) dei lipidi. Questi ultimi sono racchiusi in un guscio proteico formato da speciali proteine di trasporto - apoproteine, che garantiscono la solubilità delle lipoproteine. Oltre ai chilomicroni (CM), nel corpo degli animali e dell'uomo si formano lipoproteine a densità molto bassa (VLDL), lipoproteine a densità intermedia (IDL), lipoproteine a bassa densità (LDL) e lipoproteine ad alta densità (HDL). La separazione fine in classi si ottiene mediante ultracentrifugazione in gradiente di densità e dipende dal rapporto tra la quantità di proteine e lipidi nelle particelle, poiché le lipoproteine sono formazioni supramolecolari basate su legami non covalenti. In questo caso, i CM si trovano sulla superficie del siero sanguigno perché contengono fino all'85% di grasso ed è più leggero dell'acqua; sul fondo della provetta da centrifuga si trovano le HDL, che contengono la maggior quantità di proteine.

4. Iperlipemia

L’iperlipemia è un aumento del contenuto di grassi nel sangue. L'iperlipemia può essere nutrizionale, di trasporto e di ritenzione.

Nutrizionale l'iperlipemia si verifica dopo aver mangiato cibi grassi. Contemporaneamente all'aumento del contenuto di grassi nel sangue, può verificarsi un aumento del contenuto di altre sostanze del gruppo lipidico (fosfolipidi, colesterolo). L’aumento totale di queste sostanze si chiama lipidemia. L'iperlipemia nutrizionale è spesso caratterizzata da un aumento temporaneo dei chilomicroni nel sangue.

Trasporto L’iperlipemia è associata ad un aumento della scomposizione dei grassi e al rilascio di acidi grassi liberi (FFA) dal deposito durante il digiuno, lo stress e il diabete. La lipolisi del tessuto adiposo e del midollo osseo è promossa dall'adrenalina, dal glucagone, dalla tiroxina, dalla somatotropina e dall'ormone adrenocorticotropo. La mobilitazione del grasso dai polmoni, che porta all'iperlipemia, avviene con un'iperventilazione prolungata dei polmoni (questo spiega in parte l'obesità di molti cantanti d'opera).

Ritenzione l'iperlipemia (dal latino ritentio - ritardare) si sviluppa a causa di un ritardo nella transizione dei grassi neutri dal sangue ai tessuti. Ciò può essere dovuto a una concentrazione insufficiente di albumine che trasportano FFA - nella patologia epatica (sintesi insufficiente di albumine), nella sindrome nefrosica (perdita di proteine nelle urine).

L'iperlipemia da ritenzione può essere associata ad un'attività insufficiente della lipoproteina lipasi: per una diminuzione dell'eparina, che la attiva nell'aterosclerosi, nella nefrosi; a causa della carenza di lipocaina, che attiva il flusso di LPL nel sangue, nel diabete mellito.

5. Regolazione neuroumorale del lipostato

Lipostat è convenzionalmente chiamato un sistema che controlla la costanza del peso corporeo di un organismo adulto. L'unità centrale di regolazione del lipostato è l'ipotalamo, dove sono localizzati i nuclei del sistema nervoso autonomo. Nel 1961, un patofisiologo indiano stabilì che il centro della fame si trova nei nuclei ventrolaterali dell'ipotalamo e il centro della sazietà (sazietà) nei nuclei ventromediali. Il centro della sazietà è collegato al centro della fame tramite sinapsi che trasmettono impulsi inibitori. Processi nel corpo lipogenesi(formazione di grasso) e lipolisi, o mobilizzazione del grasso (cioè la sua scomposizione in glicerolo e acidi grassi) sono attivi e costanti e sono maggiormente espressi nel tessuto adiposo.

Il tessuto adiposo non è inerte, come sembra a prima vista, ma una formazione metabolicamente molto attiva, con processi di sintesi e scomposizione costanti di grassi, proteine e carboidrati. Gli adipociti - cellule del tessuto adiposo - sono formati dai fibroblasti. Gli adipociti presentano sulla loro superficie numerosi recettori neurotrasmettitori e ormonali (ricordiamo che il tessuto adiposo è insulino-dipendente).

Nello stato “nutrito”, gli adipociti secernono l’ormone peptidico leptina, che si lega ai recettori della leptina nei nuclei ventromediali (centro della sazietà). Dal centro della sazietà vengono inviati segnali inibitori al centro della fame e la fame si allontana. Inoltre, sotto l'influenza della leptina, nel centro della fame diminuisce la produzione del neuropeptide Y. Il neuropeptide Y stimola il comportamento alimentare, la ricerca e il consumo di cibo da parte degli animali e la produzione di insulina. Pertanto, inizialmente la stessa cellula adiposa risponde normalmente alla saturazione e invia segnali di leptina al riguardo.

Lipogenesi attivato dopo aver mangiato. Aumenta la concentrazione di glucosio nel sangue, che stimola la secrezione di insulina. Sotto l'influenza dell'insulina, le proteine trasportatrici del glucosio (GLUT-4) vengono attivate ed entrano negli adipociti, dove vengono convertite in glicerofosfato. L'insulina attiva anche la sintesi della lipoproteina lipasi da parte degli adipociti e la sua esposizione alle pareti della superficie capillare. LPL idrolizza i grassi chilomicronici e le VLDL in glicerolo e acidi grassi. Il glicerolo viene trasportato al fegato, poiché non ci sono enzimi negli adipociti e gli acidi grassi penetrano in essi, si legano al glicerofosfato formato e vengono convertiti nei propri triacilgliceridi. Pertanto, se nel cibo è presente una quantità significativa di glucosio, è possibile un'eccessiva deposizione di grasso nel tessuto adiposo, poiché lì si forma il glicerolo attivato solo dal glucosio.

Il fegato aumenta anche la sintesi dei grassi e la loro secrezione nel sangue come VLDL. Le VLDL trasportano i grassi nei capillari del tessuto adiposo e muscolare, dove subiscono l'idrolisi da parte dell'LPL.

Negli intervalli tra i pasti, durante il digiuno, la concentrazione di insulina nel sangue diminuisce, ma aumenta il contenuto di glucagone. Durante l'attività fisica aumenta la secrezione di adrenalina. Un aumento dell’attività simpaticosurrenale e dei livelli di glucagone contribuisce ad un aumento di lipolisi. Gli acidi grassi rilasciati nel sangue si legano all'albumina e diventano un'importante fonte di energia per muscoli, cuore, fegato e reni. Tuttavia, la concentrazione assoluta degli FFA non è elevata nemmeno in questo intervallo di tempo, poiché l'emivita degli acidi grassi è molto breve (meno di 5 minuti), vengono metabolizzati rapidamente trasportando un grande flusso di energia. La lipolisi si interrompe dopo l'assunzione di cibo e la secrezione di insulina.

Gli ormoni glucocorticoidi aumentano la mobilitazione dei grassi dal tessuto adiposo. Ma questo effetto potrebbe essere oscurato da altri effetti di questi ormoni: la capacità di provocare iperglicemia attraverso la gluconeogenesi e di stimolare la secrezione di insulina. E l'insulina, come già accennato, stimola la lipogenesi.

La partecipazione del sistema nervoso nella regolazione del metabolismo dei grassi è confermata dai dati secondo cui uno stress emotivo prolungato porta alla mobilitazione dei grassi dai depositi di grasso e alla perdita di peso. Lo stesso effetto si osserva quando i nervi simpatici sono irritati. La desimpatizzazione impedisce il rilascio di grasso dal deposito. L'irritazione dei nervi parasimpatici è accompagnata dalla deposizione di grasso.

6. Violazione del lipostato

La violazione del complesso sistema di regolazione neuroumorale è alla base dell'eccesso di deposito di grasso nel tessuto adiposo: l'obesità.

_Obesità primaria si sviluppa quando il contenuto calorico della dieta supera il fabbisogno energetico dell'organismo. Recentemente si è creduto che la carenza assoluta o relativa di leptina svolga un ruolo chiave nello sviluppo dell'obesità primaria.

Gli esseri umani e gli animali hanno un “gene dell’obesità” – il gene dell’obesità (ob), che codifica la leptina. A seguito di una mutazione genetica, la quantità di leptina nel sangue diminuisce (carenza assoluta di leptina). Bassi livelli di leptina nel sangue servono come segnale di riserve di grasso insufficienti nel corpo. Il centro della fame continua a secernere il neuropeptide Y, portando ad un aumento dell'appetito e, di conseguenza, ad un aumento del peso corporeo.

In altri casi, potrebbe esserci un difetto genetico nei recettori della leptina nell’ipotalamo. In questo caso, la quantità di leptina aumenta più volte, ma la sua relativa mancanza di azione sull'ipotalamo mantiene il centro della fame in costante attività.

Vale la pena sottolineare che l’obesità è una questione di equilibrio. Aumentare il peso in eccesso è impossibile senza un apporto energetico eccessivo rispetto al dispendio energetico, pertanto l'inattività fisica è un fattore di rischio per lo sviluppo dell'obesità.

Obesità secondaria si manifesta come una sindrome con lo sviluppo di disturbi neuroendocrini primari, che portano ad uno squilibrio tra lipogenesi e lipolisi. Pertanto, l'ipotiroidismo, l'ipercorticosolismo, l'iperinsulinismo e alcuni tumori cerebrali portano allo sviluppo dell'obesità.

Le mucche obese hanno maggiori probabilità di sviluppare chetosi rispetto agli animali con grasso medio. Negli animali obesi il ciclo riproduttivo viene interrotto e le mucche spesso rimangono sterili. Vitelli, agnelli, maialini e cuccioli di madri obese nascono spesso indeboliti e soggetti a malattie. Con l'obesità, il funzionamento del sistema muscolo-scheletrico viene interrotto, il carico sul cuore aumenta, appare l'affaticamento e aumenta il rischio di sviluppare aterosclerosi e trombosi.

A differenza dell'obesità, è possibile che esaurimento, caratterizzato da una significativa perdita di riserve di grasso corporeo. L'esaurimento si osserva con digiuno prolungato, febbri iperpiretiche gravi, diabete di tipo 1 e stress emotivo.

L'effetto lipolitico è fortemente espresso nell'ipertiroidismo, con aumento del rilascio di adrenalina e norepinefrina da parte del midollo delle ghiandole surrenali e nelle malattie croniche. La cachessia tumorale, che si verifica a causa di intossicazione, è ben nota. Inoltre, le cellule maligne sono “trappole” di glucosio e altri equivalenti energetici. Nel diabete mellito di tipo 1 (ipoinsulinemia), gli effetti anabolizzanti dell'insulina sui lipidi e sulle proteine vengono persi. Pertanto, l’esaurimento è una parte essenziale del quadro clinico del diabete insulino-dipendente. La cachessia si manifesta in gravi lesioni a lungo termine del tratto gastrointestinale associate ad un alterato assorbimento delle sostanze.

7. Chetosi e steatosi epatica

Il punto di connessione centrale di tutti i metabolici è l'acetil coenzima A. Si forma durante la scomposizione del glucosio, del glicerolo, di alcuni aminoacidi e della β-ossidazione degli acidi grassi. La maggior parte dell'ACoA viene quindi ossidata nel ciclo dell'acido tricarbossilico in acqua e anidride carbonica, fornendo la produzione di energia. È necessaria una quantità sufficiente di ossalacetato per il coinvolgimento dell'ACoA nel ciclo del TCA. Un'altra parte dell'ACoA funge da base per la sintesi degli acidi grassi, la terza è il colesterolo, la quarta viene utilizzata per la formazione dei corpi chetonici. I corpi chetonici sono molecole solubili in acqua: acetone, acido acetotoacetico e acido β-idrossibutirrico. Negli animali monostriati e nell'uomo, la sintesi dei corpi chetonici avviene solo nei mitocondri del fegato. Negli animali monostriati possono formarsi nella mucosa del proventricolo.

I corpi chetonici possono essere utilizzati per il fabbisogno energetico del cervello, dei muscoli, dei reni e dei polmoni, soprattutto in condizioni di digiuno. Durante la gravidanza vengono utilizzati dalla placenta e dal feto. I corpi chetonici sono metaboliti normali che vengono utilizzati rapidamente, quindi la loro concentrazione nel sangue è bassa (nell'uomo 3 - 10 mg/dl, negli animali grandi e piccoli fino a 6 ml/dl).

Durante il digiuno prolungato, i corpi chetonici diventano la principale fonte di energia per i muscoli scheletrici, il cuore e i reni, mentre il glucosio viene consumato dal cervello e dai globuli rossi. Quindi il cervello si adatta all'uso dell'acido acetoacetico. Se i corpi chetonici si accumulano in eccesso nel sangue (chetonemia), compaiono nelle urine (chetonuria) e negli animali in allattamento nel latte (chetonolattia): il latte diventa amaro e inadatto all'uso. Questo stato è chiamato chetosi. Di norma, l'acetone viene eliminato con il sudore, l'urina e il latte, che non viene utilizzato dai tessuti. È l'acetone che crea il peculiare odore fruttato di un animale o di una persona.

L'iperchetonemia è pericolosa per l'organismo, poiché porta all'acidosi, prima compensata, con una diminuzione della riserva alcalina, e poi non compensata, con una variazione del pH. L'accumulo di protoni nel sangue interrompe il legame dell'ossigeno da parte dell'emoglobina e la funzione di altre proteine, compresi gli enzimi. Si verificano altri disturbi metabolici e segni di insufficienza cardiovascolare. L'appetito degli animali diminuisce o viene distorto, si perde peso, la produttività diminuisce e spesso si verificano aborti. Con l'acidosi le ossa perdono calcio; i primi segni di ciò sono il riassorbimento delle vertebre caudali e delle ultime costole e la fragilità delle corna. L’iperchetonemia può portare al coma chetoacidotico.

Il collegamento principale nella patogenesi della chetosi è considerato la degradazione accelerata dei grassi con la formazione di ACoA sullo sfondo di una carenza di carboidrati o ossalacetato per il ciclo TCA.

Convenzionalmente si distingue la chetosi primaria e secondaria. Chetosi primaria si verifica nei ruminanti a causa di un’alimentazione sbilanciata o di scarsa qualità. Molto spesso, la chetosi primaria colpisce le mucche altamente produttive durante il periodo di massima lattazione o prima del parto, le mucche obese, le pecore e le capre con gravidanze multiple. Bovini, suini e cavalli a bassa produttività sono resistenti allo sviluppo della chetosi.

La carenza di carboidrati può verificarsi quando il rapporto zucchero-proteine nella dieta diminuisce dall’ottimale 1-1,5:1 a 0,2-0,6:1. Quando si somministra mangime concentrato ricco di proteine, torte e altri componenti ad alto contenuto di grassi, la digestione della cellulosa da parte della microflora ruminale viene inibita, la proporzione degli acidi grassi volatili (VFA) cambia: l'acido butirrico (chetogenico) si accumula a scapito dell'acido propionico ( antichetogenico). Da esso viene sintetizzato il glucosio attraverso la gluconeogenesi. Non somministrare insilati con un alto contenuto di acido butirrico, mangime marcio o ammuffito. Inibiscono la fermentazione dell'acido lattico, fonte di acidi grassi essenziali e, in ultima analisi, di glucosio. Ecco come si verifica la carenza di carboidrati. Nelle vacche in lattazione altamente produttive, è aggravata dalla secrezione di carboidrati nel latte: si stima che una mucca secerna fino a 2 kg di zucchero del latte durante l'allattamento!

In condizioni di metabolismo intenso, l'animale necessita di grandi scorte di energia. Pertanto, la mobilitazione dei grassi dal deposito, la β-ossidazione degli acidi grassi e la formazione di ACoA vengono migliorate. “I grassi vengono bruciati nel fuoco dei carboidrati”. Come comprendere questa famosa frase? Affinché l’ACoA possa essere ossidato nel ciclo del TCA, deve legarsi con l’ossalacetato (acido ossalico), che a sua volta è sintetizzato dall’acido piruvico, un prodotto di degradazione del glucosio. Con una carenza di glucosio si verifica una carenza di ossalacetato e l’incapacità di includere tutti gli ACoA nel ciclo TCA. L'ACoA in eccesso viene utilizzato per sintetizzare i corpi chetonici, un fornitore di energia di bypass.

La conoscenza della patogenesi della chetosi nei ruminanti consente l’utilizzo dell’acido propionico e del glucosio come farmaci terapeutici e correttivi.

Chetosi secondaria si verifica negli animali e nell'uomo a seguito di una malattia primaria di qualsiasi organo. La chetosi secondaria può verificarsi in caso di fame generale, diabete mellito, febbre debilitante, carico muscolare pesante e patologie epatiche.

La chetoacidosi raggiunge livelli pericolosi nel diabete mellito; la concentrazione di corpi chetonici in questa malattia può raggiungere i 400-500 mg/dl. Il coma chetoacidosico è una delle cause di morte nel diabete mellito.

Ciò che è comune nella patogenesi della chetosi di qualsiasi eziologia è l'esaurimento delle riserve di carboidrati e l'aumento della lipolisi: un grande flusso di materiale lipidico sotto forma di FFA associato all'albumina si riversa nel fegato. Il fegato subisce il metabolismo finale dei resti di colesterolo, LDL, HDL e secerne i precursori VLDL e HDL. Se l'apporto di lipidi al fegato prevale sulla velocità di assemblaggio e di secrezione delle VLDL, la ritenzione prolungata dei grassi porta alla steatosi e al fegato grasso (epatosi grassa). Il contenuto di grassi nel fegato supera quindi l'8-10% della massa di sostanza secca. Gli stessi fenomeni possono essere osservati in altri organi. Viene chiamato aumento del contenuto di grasso nei tessuti (eccetto il tessuto adiposo) per lungo tempo infiltrazione grassa. L'interruzione della connessione tra grasso e proteine porta all'accumulo di goccioline di grasso più piccole o più grandi nel citoplasma degli epatociti - degenerazione grassa. La comparsa di grandi goccioline di grasso sposta il nucleo verso la periferia e sposta gli organelli citoplasmatici. Ciò può portare alla necrobiosi e quindi alla necrosi degli epatociti. L'attivazione dei macrofagi che effettuano la fagocitosi delle cellule necrotiche può portare alla fibrosi e, nei casi più gravi, alla necrosi epatica.

Ci sono due punti principali nello sviluppo dell'epatite grassa: un aumento dell'apporto di lipidi e una diminuzione della loro ossidazione, in particolare degli acidi grassi. Un aumento del flusso di lipidi nel fegato, come già notato, si verifica con carenza di carboidrati, attività fisica intensa, diabete mellito, cioè con aumento della lipolisi nel tessuto adiposo e muscolare.. Diminuzione dell'utilizzo degli acidi grassi avviene a seguito dell'inibizione della loro ossidazione. Questo meccanismo di steatosi è il principale in varie intossicazioni, che riducono l'attività degli enzimi ossidativi. Questa può essere intossicazione da veleni batterici, cloroformio, arsenico, fosforo, tetracloruro di carbonio, nitrati, ecc. I fattori che contribuiscono sono ipovitaminosi, ipossia, acidosi, processi autoimmuni.

La carnitina, una navetta mitocondriale transmembrana, è necessaria per il trasferimento degli acidi grassi e la loro ossidazione nei mitocondri degli epatociti. L'assemblaggio delle VLDL, che trasportano i grassi endogeni, richiede fosfolipidi contenenti colina. Sia la carnitina che la colina richiedono gruppi metilici. Di conseguenza, tutte le sostanze donatrici di gruppi metilici favoriranno l'ossidazione degli acidi grassi e la secrezione di VLDL, che liberano il fegato dal grasso in eccesso. Tali sostanze vengono collettivamente denominate “fattori lipotropici”. Questi, oltre alla carnitina e alla colina, includono metionina, betaina, vitamine B6 e B12.

I fosfolipidi (ad esempio la lecitina) promuovono un uso più attivo degli acidi grassi. I loro effetti lipotropici sono mediati anche dalla loro funzione disperdente.

Gli scienziati hanno anche dimostrato che le cellule dei dotti escretori del pancreas contengono una sostanza che ha un effetto lipotropico sul fegato. Si chiamava lipocaina. Finora non è stato isolato nella sua forma pura, ma la sua esistenza è ancora riconosciuta da molti autori.

La maggior parte dei fattori lipotropi agiscono non solo sul fegato, ma anche sui reni, sul cuore e su tutti gli organi e tessuti in cui avviene l'ossidazione degli acidi grassi e, a causa della diminuzione di questo processo, è possibile l'infiltrazione di grassi.

8. Il ruolo della perossidazione lipidica nel danno cellulare

Tutte le sostanze organiche subiscono ossidazione. Durante le reazioni ossidative, le molecole organiche vengono distrutte e parte dell'energia rilasciata viene immagazzinata sotto forma di ATP.

Il prodotto finale delle reazioni ossidative è l'acqua, ma si formano anche le cosiddette specie reattive dell'ossigeno: radicale idrossile, anione superossido, perossido di idrogeno. Sono in grado di rimuovere elettroni dalle molecole organiche, trasformandoli in radicali attivi e innescando così reazioni a catena di danno molecolare. Nei leucociti e nei macrofagi, questo meccanismo funge da base per una "esplosione respiratoria", durante la quale vengono distrutti batteri e altri oggetti di fagocitosi. Questa è una funzionalità utile. Ma in altre cellule questo porta all'autodistruzione delle molecole organiche, compreso il DNA. La perossidazione lipidica (LPO) localizzata nelle membrane cellulari può portare alla morte cellulare. Gli acidi grassi insaturi sono più suscettibili all’azione delle specie reattive dell’ossigeno.

L'LPO distrugge le cellule durante l'aterosclerosi, lo sviluppo del tumore e le cellule nervose che contengono molti lipidi. L'organismo dispone di sistemi per proteggere le cellule dalle specie reattive dell'ossigeno: enzimi e vitamine con effetti antiossidanti. L'enzima superossido dismutasi (SOD) converte gli anioni superossido in perossido di idrogeno. L'enzima catalasi scompone il perossido di idrogeno, che di per sé è elencato come un fattore dannoso. L'enzima glutatione perossidasi distrugge sia il perossido di idrogeno che gli idroperossidi lipidici, proteggendo le membrane dai danni. Il selenio è un coenzima della glutatione perossidasi, quindi, come le vitamine E, C e i β-caroteni, è classificato come fattore di protezione antiossidante.

9. Eicosanoidi

Gli eicosanoidi sono sostanze biologicamente attive che vengono sintetizzate in molte cellule da acidi grassi polinsaturi contenenti 20 atomi di carbonio (la parola “eicosi” in greco significa 20).

Gli eicosanoidi sono “ormoni locali” perché si degradano rapidamente. Gli eicosanoidi comprendono le prostaglandine (PG), i trombossani (TX), i leucotrieni (LT) e altri derivati. Gli acidi grassi polienici, principalmente l'acido arachidonico, da cui si formano gli eicosanoidi, fanno parte dei fosfolipidi di membrana. Vengono separati dalle membrane mediante l'azione dell'enzima fosfolipasi A, anch'esso incorporato nelle membrane. L'attivazione dell'enzima può avvenire sotto l'influenza di molti fattori: istamina, citochine, contatto del complesso antigene-anticorpo con la superficie cellulare, stress meccanico. Nel citoplasma l’acido arachidonico viene convertito in vari eicosanoidi (“cascata dell’acido arachidonico”). I suddetti fattori eziologici e patogenetici si verificano durante l'infiammazione, pertanto gli eicosanoidi prodotti sono classificati come mediatori cellulari dell'infiammazione. Le prostaglandine dilatano le arteriole, aumentano la permeabilità della parete cellulare, che stimola la trasudazione e l'emigrazione dei leucociti. I leucotrieni sono potenti fattori di chetotassi che aumentano il movimento dei leucociti verso il sito dell'infiammazione per la fagocitosi. Compaiono così i principali segni di infiammazione acuta: arrossamento (rubor), gonfiore (tumore), aumento della temperatura locale (calor) e dolore (dolor). Il dolore si verifica a causa della sovrastimolazione dei chemocettori da parte di protoni, sostanze simili all'istamina e dei barocettori mediante la pressione dell'essudato.

I leucociti formati da mastociti, macrofagi alveolari e cellule epiteliali bronchiali provocano broncospasmo e secrezione di muco nel lume di questi tubi, scatenando così un attacco di asma bronchiale.

Il trombossano, prodotto dalle piastrine durante la loro attivazione, agisce sulle piastrine stesse (meccanismo autocrino), aumentando la loro capacità di aggregarsi, e contemporaneamente stimola la contrazione delle cellule muscolari lisce dei vasi sanguigni, favorendone lo spasmo. Ciò crea le condizioni per la formazione di un coagulo di sangue e la prevenzione del sanguinamento nell'area del danno vascolare. Le piastrine si attivano anche quando incontrano una placca aterosclerotica. In questo caso, la formazione di un coagulo di sangue porta all'ischemia e allo sviluppo di un infarto. Altri eicosanoidi secreti dalle cellule endoteliali vascolari prevengono l'aggregazione piastrinica e la vasocostrizione. Pertanto, gli eicosanoidi sono coinvolti sia nel sistema di coagulazione che in quello anticoagulante del sangue.

Gli analoghi sintetici delle prostaglandine trovano il loro uso come medicinali. Ad esempio, la capacità di PG E2 e PG F2 di stimolare la contrazione dei muscoli uterini viene utilizzata per stimolare il travaglio. PG E1 e PG F1, bloccando i recettori dell'istamina di tipo II nelle cellule della mucosa gastrica, sopprimono la secrezione di acido cloridrico e quindi favoriscono la guarigione delle ulcere gastriche e duodenali.

Per le infiammazioni, invece, si utilizzano farmaci antinfiammatori steroidei e non steroidei (aspirina, ibuprofene, indometacina). Inattivano gli enzimi che stimolano la formazione degli eicosanoidi, mediatori dell'infiammazione. I farmaci steroidei hanno un effetto antinfiammatorio molto più forte rispetto ai farmaci non steroidei, inibiscono l'attività della fosfolipasi A e riducono la sintesi di tutti i tipi di eicosanoidi, poiché impediscono il rilascio del substrato per la sintesi degli eicosanoidi: l'acido arachidonico.

10. Aterosclerosi

Aterosclerosi(dal greco athere - pappa, skleros - duro) - cambiamenti progressivi principalmente nel rivestimento interno delle arterie di tipo elastico e muscolo-elastico, consistenti in un eccessivo accumulo di lipidi e altri componenti del sangue, nella formazione di tessuto fibroso e cambiamenti complessi accadendo in esso. Le più colpite sono l'aorta addominale, le arterie coronarie, carotidi, renali, le arterie cerebrali, il mesentere e gli arti. Come risultato di lesioni aterosclerotiche, il lume delle arterie si restringe, l'afflusso di sangue agli organi e ai tessuti viene interrotto, si verificano trombosi, embolia, calcificazione e aneurismi delle pareti dei vasi, che spesso terminano con attacchi cardiaci ed emorragie.

Già nel 1915 attirò l'attenzione sulla correlazione positiva tra il livello di colesterolo nel sangue e la possibilità di sviluppare l'aterosclerosi. Man mano che veniva studiata la patogenesi dell'aterosclerosi, si cominciò a porre l'accento sul danno alle cellule endoteliali, che avvia la cattura dei lipidi nel sangue da parte dei macrofagi e il loro movimento nello spazio subendoteliale.

Il danno alle cellule endoteliali può essere provocato dai radicali di perossidazione lipidica, dalle tossine di origine sia infettiva che non infettiva e dalle reazioni immunopatologiche. L'alterazione stimola la penetrazione dei macrofagi, principalmente dei monociti, e delle piastrine nello spazio subendoteliale e il trasporto dei farmaci lì. Nella parete vascolare, gli LP sono isolati dai fattori antiossidanti del plasma sanguigno e quindi sono suscettibili ai cambiamenti causati dai prodotti della perossidazione lipidica. I macrofagi fagocitano prevalentemente le LDL modificate e si trasformano nelle cosiddette cellule schiumose. Il nome è dovuto al fatto che dopo la lavorazione del taglio, i lipidi vengono lavati e rimangono vacuoli simili a schiuma. Questa è la prima fase dell'aterogenesi: la formazione di una striscia grassa (lipidica). Ma la deposizione di lipidi nella parete arteriosa non indica necessariamente il passaggio del processo alla fase successiva: la formazione di una placca fibrosa.

La placca fibrosa è chiamata ateroma e fibroateroma. Innanzitutto si forma l'ateroma, caratterizzato da un significativo accumulo di cellule schiumose, cellule muscolari lisce, linfociti e piastrine. Le SMC migrano dal rivestimento medio delle arterie sotto l'influenza di sostanze biologicamente attive provenienti da macrofagi e piastrine: chinine, prostaglandine, fattori chemiotassi, fattori di crescita, ecc. Sotto l'influenza di fattori di crescita, si moltiplicano e sintetizzano attivamente collagene, elastina, proteoglicani - componenti della sostanza intercellulare. L'ateroma si trova nel rivestimento interno delle arterie e cresce riducendo il lume del vaso. Ha un nucleo di colesterolo morbido al suo interno, poiché l'LDL intrappolato è costituito principalmente da colesterolo. A poco a poco, l'ateroma acquisisce una capsula densa costituita da cellule endoteliali, SMC, linfociti T, tessuto fibroso, trasformandosi così in fibroateroma.

Il terzo stadio è costituito da disturbi complessi con lo sviluppo di complicanze dell'aterosclerosi. I fibroateroma subiscono calcificazione e ulcerazione, che attivano la trombosi. Le complicanze di questi processi sono l'ischemia e gli infarti d'organo. La violazione dell'integrità della placca fibrosa porta all'assottigliamento della parete vascolare, emorragie e sanguinamento. Nell'aorta si notano spesso la dissezione delle sue pareti e lo sviluppo di un aneurisma - protrusione. Gli aneurismi possono essere molto grandi. Gli aneurismi terminano con la rottura dell'aorta o con la formazione di un grosso coagulo di sangue.

Pertanto, i lipidi sono uno dei componenti principali della cellula del corpo animale. I lipidi organizzano il lavoro di ciascuna cellula: formano una membrana attraverso la quale vengono percepiti tutti i segnali chimici, compresi quelli ormonali. Gli ormoni steroidei e molte sostanze biologicamente attive sono di origine lipidica. I tessuti adiposi e nervosi sono costituiti principalmente da lipidi. Quando il metabolismo dei lipidi è disturbato, si sviluppano patologie disregolatorie sotto forma di chetosi, steatosi epatica, aterosclerosi, obesità, ecc.

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