Lipidy sú chemicky rôznorodé látky s množstvom spoločných fyzikálnych, fyzikálno-chemických a biologických vlastností. Vyznačujú sa schopnosťou rozpúšťať sa v éteri, chloroforme, iných mastných rozpúšťadlách a len nepatrne (a nie vždy) vo vode a tiež tvoriť spolu s bielkovinami a sacharidmi hlavnú štrukturálnu zložku živých buniek. Vlastnosti lipidov sú určené charakteristickými znakmi štruktúry ich molekúl.
Úloha lipidov v tele je veľmi rôznorodá. Niektoré z nich slúžia ako forma ukladania (triacylglyceroly, TG) a transportu (voľné mastné kyseliny - FFA) látok, pri rozklade ktorých sa uvoľňuje veľké množstvo energie, ...
iné sú najdôležitejšími štrukturálnymi zložkami bunkových membrán (voľný cholesterol a fosfolipidy). Lipidy sa podieľajú na procesoch termoregulácie, ochrane životne dôležitých orgánov (napríklad obličiek) pred mechanickými vplyvmi (úrazy), stratou bielkovín, na vytváraní elasticity pokožky, chránia ju pred nadmerným odvodom vlhkosti.
Niektoré z lipidov sú biologicky aktívne látky s vlastnosťami modulátorov hormonálnych vplyvov (prostaglandíny) a vitamínov (polynenasýtené mastné kyseliny). Okrem toho lipidy podporujú vstrebávanie vitamínov A, D, E, K rozpustných v tukoch; pôsobia ako antioxidanty (vitamíny A, E), do značnej miery regulujú proces oxidácie voľných radikálov fyziologicky dôležitých zlúčenín; určiť priepustnosť bunkových membrán vo vzťahu k iónom a organickým zlúčeninám.
Lipidy slúžia ako prekurzory množstva steroidov s výrazným biologickým účinkom - žlčové kyseliny, vitamíny skupiny D, pohlavné hormóny, hormóny kôry nadobličiek.
Pojem "celkové lipidy" plazmy zahŕňa neutrálne tuky (triacylglyceroly), ich fosforylované deriváty (fosfolipidy), voľný a éterovo viazaný cholesterol, glykolipidy, neesterifikované (voľné) mastné kyseliny.
Klinický a diagnostický význam stanovenia hladiny celkových lipidov v plazme (sére) krvi
Norma je 4,0-8,0 g / l.
Hyperlipidémia (hyperlipémia) – zvýšenie koncentrácie celkových plazmatických lipidov ako fyziologický jav možno pozorovať 1,5 hodiny po jedle. Alimentárna hyperlipémia je tým výraznejšia, čím je hladina lipidov v krvi pacienta nalačno nižšia.
Koncentrácia lipidov v krvi sa mení s množstvom patologických stavov. Takže u pacientov s diabetes mellitus spolu s hyperglykémiou existuje výrazná hyperlipémia (často až 10,0 - 20,0 g / l). Pri nefrotickom syndróme, najmä lipoidnej nefróze, môže obsah lipidov v krvi dosiahnuť ešte vyššie čísla – 10,0-50,0 g/l.
Hyperlipémia je stálym javom u pacientov s biliárnou cirhózou a u pacientov s akútnou hepatitídou (najmä v ikterickom období). Zvýšené hladiny lipidov v krvi sa zvyčajne vyskytujú u osôb trpiacich akútnou alebo chronickou nefritídou, najmä ak je ochorenie sprevádzané edémom (v dôsledku akumulácie LDL a VLDL v plazme).
Patofyziologické mechanizmy spôsobujúce vo väčšej či menšej miere posuny v obsahu všetkých frakcií celkových lipidov podmieňujú výraznú zmenu koncentrácie ich subfrakcií: cholesterolu, celkových fosfolipidov a triacylglycerolov.
Klinická a diagnostická hodnota štúdie cholesterolu (CS) v sére (plazme) krvi
Štúdium hladiny cholesterolu v sére (plazme) krvi neposkytuje presné diagnostické informácie o konkrétnom ochorení, ale iba odráža patológiu metabolizmu lipidov v tele.
Podľa údajov epidemiologických štúdií je horná hladina cholesterolu v krvnej plazme prakticky zdravých ľudí vo veku 20-29 rokov 5,17 mmol / l.
V krvnej plazme je cholesterol hlavne v zložení LDL a VLDL a 60-70% je prítomný vo forme esterov (viazaný cholesterol) a 30-40% - vo forme voľného, neesterifikovaného cholesterolu . Viazaný a voľný cholesterol tvoria hodnotu celkového cholesterolu.
Vysoké riziko rozvoja koronárnej aterosklerózy u ľudí vo veku 30-39 rokov a starších ako 40 rokov nastáva, keď hladiny cholesterolu prekročia 5,20 a 5,70 mmol/l.
Hypercholesterolémia je najviac preukázaným rizikovým faktorom koronárnej aterosklerózy. Potvrdzujú to početné epidemiologické a klinické štúdie, ktoré preukázali súvislosť medzi hypercholesterolémiou a koronárnou aterosklerózou, výskytom ischemickej choroby srdca a infarktu myokardu.
Najvyššia hladina cholesterolu sa pozoruje pri genetických poruchách metabolizmu liečiv: familiárna homo- a heterozygotná hypercholesterolémia, familiárna kombinovaná hyperlipidémia, polygénna hypercholesterolémia.
Pri mnohých patologických stavoch sa vyvíja sekundárna hypercholesterolémia. . Pozoruje sa pri ochoreniach pečene, poškodení obličiek, zhubných nádoroch pankreasu a prostaty, dne, ischemickej chorobe srdca, akútnom infarkte myokardu, hypertenzii, endokrinných poruchách, chronickom alkoholizme, glykogenóze I. typu, obezite (v 50-80% prípadov) .
Pokles hladiny plazmatického cholesterolu sa pozoruje u pacientov s podvýživou, s poškodením centrálneho nervového systému, mentálnou retardáciou, chronickou insuficienciou kardiovaskulárneho systému, kachexiou, hypertyreózou, akútnymi infekčnými ochoreniami, akútnou pankreatitídou, akútnymi hnisavými zápalovými procesmi v mäkkých tkanív, horúčkovité stavy, pľúcna tuberkulóza, pneumónia, sarkoidóza dýchacieho systému, bronchitída, anémia, hemolytická žltačka, akútne hepatitídy, zhubné nádory pečene, reumatizmus.
Stanovenie frakčného zloženia cholesterolu v krvnej plazme a jeho jednotlivých LP (predovšetkým HDL) nadobudlo veľkú diagnostickú hodnotu pre posúdenie funkčného stavu pečene. Podľa moderných koncepcií sa esterifikácia voľného cholesterolu v HDL uskutočňuje v krvnej plazme vďaka enzýmu lecitín-cholesterol-acyltransferáza, ktorý sa tvorí v pečeni (ide o orgánovo špecifický pečeňový enzým). Aktivátor tohto enzýmu je jednou z hlavných zložiek HDL - apo - Al, ktorý sa neustále syntetizuje v pečeni.
Albumín, tiež produkovaný hepatocytmi, je nešpecifickým aktivátorom plazmatického esterifikačného systému cholesterolu. Tento proces odráža predovšetkým funkčný stav pečene. Ak je normálny koeficient esterifikácie cholesterolu (teda pomer obsahu éterovo viazaného cholesterolu k celkovému) 0,6-0,8 (alebo 60-80%), potom pri akútnej hepatitíde, exacerbácii chronickej hepatitídy, cirhóze pečene, obštrukčnej žltačke. a tiež klesá pri chronickom alkoholizme. Prudké zníženie závažnosti procesu esterifikácie cholesterolu naznačuje nedostatok funkcie pečene.
Klinická a diagnostická hodnota koncentračných štúdií
celkové fosfolipidy v sére.
Fosfolipidy (PL) sú skupina lipidov obsahujúca okrem kyseliny fosforečnej (ako základnej zložky) alkohol (zvyčajne glycerol), zvyšky mastných kyselín a dusíkaté zásady. V závislosti od povahy alkoholu sa PL delí na fosfoglyceridy, fosfingozíny a fosfoinozitidy.
Hladina celkového PL (lipidový fosfor) v krvnom sére (plazme) sa zvyšuje u pacientov s primárnou a sekundárnou hyperlipoproteinémiou typu IIa a IIb. Toto zvýšenie je najvýraznejšie pri glykogenóze I. typu, cholestáze, obštrukčnej žltačke, alkoholickej a biliárnej cirhóze, vírusovej hepatitíde (mierny priebeh), obličkovej kóme, posthemoragickej anémii, chronickej pankreatitíde, ťažkom diabetes mellitus, nefrotickom syndróme.
Na diagnostiku mnohých chorôb je informatívnejšie študovať frakčné zloženie sérových fosfolipidov. Na tento účel sa v posledných rokoch široko používajú metódy tenkovrstvovej lipidovej chromatografie.
Zloženie a vlastnosti lipoproteínov krvnej plazmy
Takmer všetky plazmatické lipidy sú viazané na proteíny, čo im dáva dobrú rozpustnosť vo vode. Tieto komplexy lipid-proteín sa bežne označujú ako lipoproteíny.
Podľa modernej koncepcie sú lipoproteíny vysokomolekulárne častice rozpustné vo vode, čo sú komplexy bielkovín (apoproteíny) a lipidov tvorené slabými nekovalentnými väzbami, v ktorých sú polárne lipidy (PL, CXS) a proteíny (“apo” ) tvoria povrchovú hydrofilnú monomolekulovú vrstvu obklopujúcu a chrániacu vnútornú fázu (pozostávajúcu hlavne z EHS, TG) pred vodou.
Inými slovami, LP sú zvláštne guľôčky, vo vnútri ktorých sa nachádza tuková kvapka, jadro (tvorené najmä nepolárnymi zlúčeninami, najmä triacylglycerolmi a estermi cholesterolu), ohraničené od vody povrchovou vrstvou bielkovín, fosfolipidov a voľného cholesterolu.
Fyzikálne vlastnosti lipoproteínov (ich veľkosť, molekulová hmotnosť, hustota), ako aj prejavy fyzikálno-chemických, chemických a biologických vlastností do značnej miery závisia na jednej strane od pomeru medzi proteínovými a lipidovými zložkami týchto častíc, napr. druhý na zložení proteínových a lipidových zložiek, t.j. ich povaha.
Najväčšie častice, pozostávajúce z 98 % lipidov a veľmi nevýznamného (asi 2 %) podielu bielkovín, sú chylomikróny (HM). Tvoria sa v bunkách sliznice tenkého čreva a sú transportnou formou pre neutrálne tuky z potravy, t.j. exogénne triglyceridy.
Tabuľka 7.3 Zloženie a niektoré vlastnosti sérových lipoproteínov
| Kritériá hodnotenia jednotlivých tried lipoproteínov | HDL (alfa-LP) | LDL (beta-LP) | VLDL (pre-beta-LP) | HM |
| Hustota, kg / l | 1,063-1,21 | 1,01-1,063 | 1,01-0,93 | 0,93 |
| Molekulová hmotnosť LP, kD | 180-380 | 3000- 128 000 | — | |
| Veľkosť častíc, nm | 7,0-13,0 | 15,0-28,0 | 30,0-70,0 | 500,0 — 800,0 |
| Celkové bielkoviny, % | 50-57 | 21-22 | 5-12 | |
| Celkové lipidy, % | 43-50 | 78-79 | 88-95 | |
| Voľný cholesterol, % | 2-3 | 8-10 | 3-5 | |
| esterifikovaný cholesterol, % | 19-20 | 36-37 | 10-13 | 4-5 |
| Fosfolipidy, % | 22-24 | 20-22 | 13-20 | 4-7 |
| triacylglyceroly, % | ||||
| 4-8 | 11-12 | 50-60 | 84-87 |
Ak sú exogénne TG prenesené do krvi chylomikrónmi, potom transportná forma endogénne TG sú VLDL. Ich tvorba je ochrannou reakciou organizmu, ktorej cieľom je zabrániť tukovej infiltrácii a následne dystrofii pečene.
Rozmery VLDL sú v priemere 10-krát menšie ako veľkosť CM (jednotlivé častice VLDL sú 30-40-krát menšie ako častice CM). Obsahujú 90% lipidov, z toho viac ako polovicu obsahu tvorí TG. 10 % celkového cholesterolu v plazme prenáša VLDL. Vzhľadom na obsah veľkého množstva TG vykazuje VLDLP nevýznamnú hustotu (menej ako 1,0). To sa rozhodlo LDL a VLDL obsahujú 2/3 (60 %) z celkového počtu cholesterolu plazmy, pričom 1/3 pripadá na podiel HDL.
HDL- najhustejšie komplexy lipid-proteín, pretože obsah bielkovín v nich je asi 50% hmotnosti častíc. Ich lipidovou zložkou sú z polovice fosfolipidy a z polovice cholesterol, prevažne viazaný éterom. HDL sa neustále tvorí aj v pečeni a čiastočne v čreve, ako aj v krvnej plazme v dôsledku „degradácie“ VLDL.
Ak LDL a VLDL dodať Cholesterol z pečene do iných tkanív(periférne), vrátane cievna stena, potom HDL prenáša cholesterol z bunkových membrán (predovšetkým cievnej steny) do pečene... V pečeni dochádza k tvorbe žlčových kyselín. V súlade s takouto účasťou na metabolizme cholesterolu, VLDL a oni sami LDL odkazujú na aterogénny, a HDL– antiaterogénne lieky... Aterogenita sa chápe ako schopnosť lipid-proteínových komplexov vnášať (prenášať) voľný cholesterol obsiahnutý v liečive do tkanív.
HDL súťaží s LDL o receptory bunkovej membrány, čím pôsobí proti využitiu aterogénnych lipoproteínov. Keďže povrchová monovrstva HDL obsahuje veľké množstvo fosfolipidov, v mieste kontaktu častice s vonkajšou membránou endotelu, hladkého svalstva a akejkoľvek inej bunky sú vytvorené priaznivé podmienky pre pohyb nadbytočného voľného cholesterolu na HDL.
Ten sa však v povrchovej monovrstve HDL zadrží len veľmi krátky čas, pretože za účasti enzýmu LCAT podlieha esterifikácii. Vytvorený ECS, ktorý je nepolárnou látkou, sa presunie do vnútornej lipidovej fázy, čím sa uvoľnia voľné miesta na opakovanie aktu zachytenia novej molekuly CXS zo strany bunkovej membrány. teda: čím vyššia je aktivita LCAT, tým účinnejší je antiaterogénny účinok HDL, ktoré sa považujú za aktivátory LHAT.
Ak je nerovnováha medzi procesmi prítoku lipidov (cholesterolu) do cievnej steny a ich odtokom z cievnej steny, môžu sa vytvárať podmienky pre vznik lipoidózy, ktorej najznámejším prejavom je ateroskleróza.
V súlade s ABC nomenklatúrou lipoproteínov sa izolujú primárne a sekundárne liečivá. Primárne liečivá sú tvorené nejakým chemickým apoproteínom. Tieto môžu podmienečne zahŕňať LDL, ktorý obsahuje asi 95 % apoproteínu-B. Všetko ostatné sú sekundárne lipoproteíny, čo sú spojené komplexy apoproteínov.
Normálne je asi 70 % cholesterolu v plazme v „aterogénnom“ LDL a VLDL, zatiaľ čo asi 30 % cirkuluje v „antiaterogénnom“ HDL. S týmto pomerom v cievnej stene (a iných tkanivách) je zachovaná rovnováha rýchlostí prítoku a odtoku cholesterolu. To určuje číselnú hodnotu pomer cholesterolu aterogenita, ktorá predstavuje špecifikovanú lipoproteínovú distribúciu celkového cholesterolu 2,33 (70/30).
Podľa výsledkov hromadných epidemiologických pozorovaní sa pri koncentrácii celkového cholesterolu v plazme 5,2 mmol/l udržiava nulová rovnováha cholesterolu v cievnej stene. Zvýšenie hladiny celkového cholesterolu v krvnej plazme o viac ako 5,2 mmol/l vedie k jeho postupnému ukladaniu v cievach a pri koncentrácii 4,16 – 4,68 mmol/l je negatívna bilancia cholesterolu v cievnej stene. pozorované. Za patologickú sa považuje hladina celkového cholesterolu v plazme (sére) krvi nad 5,2 mmol/l.
Tabuľka 7.4 Stupnica na hodnotenie pravdepodobnosti rozvoja ochorenia koronárnych artérií a iných prejavov aterosklerózy
Na diferenciálnu diagnostiku ochorenia koronárnych artérií sa používa ďalší indikátor - cholesterolový koeficient aterogenity ... Dá sa vypočítať pomocou vzorca: LDL cholesterol + VLDL cholesterol / HDL cholesterol.
V klinickej praxi sa používa častejšie Klimov koeficient, ktorý sa vypočíta takto: Celkový cholesterol - HDL cholesterol / HDL cholesterol. U zdravých ľudí Klimov koeficient nie presahuje "3"čím väčší je tento koeficient, tým vyššie je riziko vzniku ischemickej choroby srdca.
Systém "peroxidácia lipidov - antioxidačná obrana organizmu"
V posledných rokoch sa nemerateľne zvýšil záujem o klinické aspekty štúdia procesu peroxidácie lipidov voľnými radikálmi. Je to do značnej miery spôsobené tým, že porucha tohto prepojenia látkovej premeny môže výrazne znížiť odolnosť organizmu voči pôsobeniu nepriaznivých faktorov vonkajšieho a vnútorného prostredia, ako aj vytvoriť predpoklady pre vznik, zrýchlený vývoj a prehĺbenie závažnosti. rôznych chorôb životne dôležitých orgánov: pľúc, srdca, pečene, obličiek atď. Charakteristickým znakom tejto takzvanej patológie voľných radikálov je poškodenie membrány, kvôli ktorému sa nazýva aj patológia membrány.
Zhoršovanie ekologickej situácie zaznamenané v posledných rokoch spojené s dlhodobým vystavením ľudí ionizujúcemu žiareniu, progresívne znečistenie ovzdušia prachovými časticami, výfukovými plynmi a inými toxickými látkami, ako aj pôdy a vody dusitanmi a dusičnanmi, chemizácia rôznych priemyselných odvetví fajčenie, zneužívanie alkoholu má za následok, že pod vplyvom rádioaktívnej kontaminácie a cudzorodých látok vo veľkom množstve sa začali vytvárať vysoko reaktívne látky, ktoré výrazne narúšali priebeh metabolických procesov. Všetkým týmto látkam je spoločná prítomnosť nepárových elektrónov v ich molekulách, čo umožňuje zaradiť tieto medziprodukty medzi tzv. voľných radikálov (SR).
Voľné radikály sú častice, ktoré sa od bežných líšia tým, že v elektrónovej vrstve jedného z ich atómov na vonkajšom orbitále sa nenachádzajú dva navzájom držiace elektróny, čím je tento orbitál vyplnený, ale iba jeden.
Keď je vonkajší orbitál atómu alebo molekuly naplnený dvoma elektrónmi, častica látky získava viac alebo menej výraznú chemickú stabilitu, zatiaľ čo ak je v orbitále iba jeden elektrón, v dôsledku účinku, ktorý vykonáva - nekompenzovaný magnetický moment a vysoká mobilita elektrónov v molekule - chemická aktivita látky prudko stúpa.
SL môžu vzniknúť odstránením atómu vodíka (iónu) z molekuly, ako aj pridaním (neúplná redukcia) alebo darovaním (neúplná oxidácia) jedného z elektrónov. Z toho vyplýva, že voľné radikály môžu byť reprezentované buď elektricky neutrálnymi časticami, alebo časticami nesúcimi záporný alebo kladný náboj.
Jeden z najrozšírenejších voľných radikálov v tele je produktom neúplnej redukcie molekuly kyslíka - anión superoxidového radikálu (O 2 -). Neustále sa tvorí za účasti špeciálnych enzýmových systémov v bunkách mnohých patogénnych baktérií, krvných leukocytov, makrofágov, alveolocytov, buniek črevnej sliznice, ktoré majú enzýmový systém, ktorý produkuje tento superoxidový kyslíkový radikálový anión. Mitochondrie sa vo veľkej miere podieľajú na syntéze О 2 - v dôsledku "odčerpania" časti elektrónov z mitochondriálneho reťazca a ich prenosu priamo na molekulárny kyslík. Tento proces sa výrazne aktivuje pri stavoch hyperoxie (hyperbarická oxygenácia), čo vysvetľuje toxický účinok kyslíka.
Nainštalované dve cesty peroxidácie lipidov:
1) neenzymatické, závislý na askorbáte aktivované iónmi kovov rôznej mocnosti; keďže počas oxidačného procesu sa Fe ++ mení na Fe +++, jeho pokračovanie si vyžaduje redukciu (za účasti kyseliny askorbovej) oxidu železa na železnatý;
2) enzymatické, závislé od NADPH, uskutočňované za účasti NADPH-dependentnej mikrozomálnej dioxygenázy, generujúcej O — 2 .
Peroxidácia lipidov pozdĺž prvej cesty sa vyskytuje vo všetkých membránach, pozdĺž druhej - iba v endoplazmatickom retikule. Doposiaľ sú známe ďalšie špeciálne enzýmy (cytochróm P-450, lipoxygenázy, xantínoxidázy), ktoré tvoria voľné radikály a aktivujú peroxidáciu lipidov v mikrozómoch. (mikrozomálna oxidácia), iné bunkové organely s účasťou NADPH, pyrofosfátu a dvojmocného železa ako kofaktorov. S hypoxiou vyvolaným poklesom pO 2 v tkanivách sa xantíndehydrogenáza premieňa na xantínoxidázu. Paralelne s týmto procesom sa aktivuje ďalší – premena ATP na hypoxantín a xantín. Keď xantínoxidáza pôsobí na xantín, vznik superoxidové aniónové kyslíkové radikály... Tento proces sa pozoruje nielen počas hypoxie, ale aj počas zápalu, sprevádzaný stimuláciou fagocytózy a aktiváciou hexosomonofosfátového skratu v leukocytoch.
Antioxidačné systémy
Opísaný proces by sa nekontrolovateľne rozvinul, keby v bunkových elementoch tkanív neboli žiadne látky (enzýmy aj neenzýmy), ktoré pôsobia proti jeho priebehu. Stali sa známymi ako antioxidanty.
Neenzymatické inhibítory oxidácie voľných radikálov sú prírodné antioxidanty - alfa-tokoferol, steroidné hormóny, tyroxín, fosfolipidy, cholesterol, retinol, kyselina askorbová.
Hlavné prírodné antioxidant alfa-tokoferol sa nachádza nielen v plazme, ale aj v červených krvinkách. Predpokladá sa, že molekuly alfa-tokoferol, sú uložené v lipidovej vrstve membrány erytrocytov (ako všetky ostatné membrány telových buniek), chránia nenasýtené mastné kyseliny fosfolipidov pred peroxidáciou. Zachovanie štruktúry bunkových membrán do značnej miery určuje ich funkčnú aktivitu.
Najbežnejším antioxidantom je alfa-tokoferol (vitamín E), obsahujúce v plazme a v membránach plazmatických buniek, retinol (vitamín A), kyselina askorbová, niektoré enzýmy napr superoxiddismutáza (SOD) erytrocyty a iné tkanivá, ceruloplazmínu(ničí superoxidové aniónové radikály kyslíka v krvnej plazme), glutatiónperoxidáza, glutatiónreduktáza, kataláza a ďalšie, ktoré ovplyvňujú obsah produktov LPO.
Pri dostatočne vysokom obsahu alfa-tokoferolu v organizme sa tvorí len malé množstvo produktov LPO, ktoré sa podieľajú na regulácii mnohých fyziologických procesov, medzi ktoré patrí: delenie buniek, transport iónov, obnova bunkovej membrány, pri biosyntéze hormónov, prostaglandínov a pri realizácii oxidatívnej fosforylácie. Pokles obsahu tohto antioxidantu v tkanivách (spôsobujúci oslabenie antioxidačnej obrany organizmu) vedie k tomu, že namiesto fyziologického patologického účinku začnú produkovať produkty peroxidácie lipidov.
Patologické stavy vyznačujúce sa tým zvýšená tvorba voľných radikálov a aktivácia peroxidácie lipidov, môžu byť nezávislé, v mnohých smeroch podobné v patobiochemických a klinických prejavoch ochorenia ( nedostatok vitamínu E, radiačné poškodenie, niektoré chemické otravy). Zároveň hrá dôležitú úlohu spustenie oxidácie lipidov voľnými radikálmi v vznik rôznych somatických ochorení spojené s poškodením vnútorných orgánov.
Nadbytočné produkty peroxidácie lipidov vznikajúce v nadbytku spôsobujú narušenie nielen lipidových interakcií v biomembránach, ale aj ich proteínovej zložky - väzbou na amínové skupiny, čo vedie k narušeniu vzťahu proteín-lipid. V dôsledku toho sa zvyšuje dostupnosť hydrofóbnej vrstvy membrány pre fosfolipázy a proteolytické enzýmy. To podporuje procesy proteolýzy a najmä rozklad lipoproteínových proteínov (fosfolipidov).
Oxidácia voľnými radikálmi spôsobuje zmenu elastických vlákien, iniciuje fibroplastické procesy a starnutie kolagén. V tomto prípade sú najzraniteľnejšie membrány erytrocytových buniek a arteriálneho endotelu, pretože s relatívne vysokým obsahom ľahko oxidovateľných fosfolipidov prichádzajú do kontaktu s relatívne vysokou koncentráciou kyslíka. Zničenie elastickej vrstvy parenchýmu pečene, obličiek, pľúc a krvných ciev so sebou prináša fibróza, počítajúc do toho pneumofibróza(so zápalovými ochoreniami pľúc), ateroskleróza a kalcifikácia.
O patogenetickej úlohe niet pochýb Aktivácia LPO pri vzniku porúch v organizme pri chronickom strese.
Bola zistená úzka korelácia medzi akumuláciou produktov peroxidácie lipidov v tkanivách životne dôležitých orgánov, plazme a erytrocytoch, čo umožňuje použiť krv na posúdenie intenzity oxidácie lipidov voľnými radikálmi v iných tkanivách.
Je dokázaná patogenetická úloha peroxidácie lipidov pri vzniku aterosklerózy a koronárnej choroby srdca, diabetes mellitus, malígnych novotvarov, hepatitídy, cholecystitídy, popálenín, pľúcnej tuberkulózy, bronchitídy a nešpecifickej pneumónie.
Založenie aktivácie LPO pri mnohých ochoreniach vnútorných orgánov bolo základom pre terapeutické využitie antioxidantov rôzneho charakteru.
Ich užívanie priaznivo pôsobí pri chronickej ischemickej chorobe srdca, tuberkulóze (spôsobuje navyše elimináciu nežiaducich reakcií na antibakteriálne liečivá: streptomycín a pod.), pri mnohých iných ochoreniach, ako aj pri chemoterapii zhubných nádorov.
Antioxidanty sa čoraz viac využívajú na prevenciu následkov pôsobenia niektorých toxických látok, na oslabenie syndrómu „jarnej slabosti“ (pravdepodobne je to spôsobené zosilnením LPO), na prevenciu a liečbu aterosklerózy a mnohých ďalších ochorení.
Jablká, pšeničné klíčky, pšeničná múka, zemiaky a fazuľa sa vyznačujú pomerne vysokým obsahom alfa-tokoferolu.
Na diagnostiku patologických stavov a posúdenie účinnosti liečby je zvykom stanoviť obsah primárnych (diénové konjugáty), sekundárnych (malondialdehyd) a konečných (Schiffove bázy) produktov LPO v plazme a krvných erytrocytoch. V niektorých prípadoch sa skúma aktivita antioxidačných enzýmov: SOD, ceruloplazmínu, glutatiónreduktázy, glutatiónperoxidázy a katalázy. Integrálny test hodnotenia LPO je stanovenie permeability membrán erytrocytov alebo osmotickej rezistencie erytrocytov.
Je potrebné poznamenať, že patologické stavy charakterizované zvýšením tvorby voľných radikálov a aktiváciou peroxidácie lipidov môžu byť:
1) nezávislé ochorenie s charakteristickým klinickým obrazom, napríklad nedostatok vitamínu E, radiačné poškodenie, niektoré chemické otravy;
2) somatické choroby spojené s poškodením vnútorných orgánov. Patria sem predovšetkým: chronické ochorenie koronárnych artérií, diabetes mellitus, zhubné nádory, zápalové ochorenia pľúc (tuberkulóza, nešpecifické zápalové procesy v pľúcach), ochorenie pečene, cholecystitída, popáleniny, žalúdočné vredy a vredy dvanástnika.
Malo by sa pamätať na to, že použitie mnohých známych liekov (streptomycín, tubazid atď.) v procese chemoterapie pľúcnej tuberkulózy a iných chorôb samo osebe môže spôsobiť aktiváciu peroxidácie lipidov a následne, zhoršiť závažnosť ochorenia.
Hyperlipidémia (hyperlipémia) - zvýšenie koncentrácie celkových plazmatických lipidov ako fyziologický jav možno pozorovať 1-4 hodiny po jedle. Alimentárna hyperlipémia je tým výraznejšia, čím je hladina lipidov v krvi pacienta nalačno nižšia.
Koncentrácia lipidov v krvi sa mení s množstvom patologických stavov:
Nefrotický syndróm, lipoidná nefróza, akútna a chronická nefritída;
Biliárna cirhóza pečene, akútna hepatitída;
Obezita - ateroskleróza;
hypotyreóza;
Pankreatitída atď.
Štúdium hladiny cholesterolu (CS) odráža iba patológiu metabolizmu lipidov v tele. Hypercholesterolémia je dobre zdokumentovaný rizikový faktor koronárnej aterosklerózy. CS je nenahraditeľnou súčasťou membrány všetkých buniek, špeciálne fyzikálno-chemické vlastnosti kryštálov CS a konformácia jeho molekúl prispievajú k usporiadaniu a pohyblivosti fosfolipidov v membránach pri zmene teploty, čo umožňuje membráne byť v prechodnej fáze stav ("gél - tekutý kryštál") a udržiava fyziologické funkcie ... CS sa používa ako prekurzor pri biosyntéze steroidných hormónov (gluko- a mineralokortikoidy, pohlavné hormóny), vitamínu D 3 a žlčových kyselín. Podmienečne je možné rozlíšiť 3 skupiny HS:
A - rýchla výmena (30 g);
B - pomalá výmena (50 g);
B - veľmi pomalá výmena (60 g).
Endogénny cholesterol sa vo významnom množstve syntetizuje v pečeni (80 %). Exogénny cholesterol sa do tela dostáva ako súčasť živočíšnych produktov. Cholesterol sa transportuje z pečene do extrahepatálnych tkanív
LDL. Vylučovaním cholesterolu z pečene z extrahepatálnych tkanív do pečene vznikajú zrelé formy HDL (50 % - LDL, 25 % HDL, 17 % VLDL, 5 % - HM).
Hyperlipoproteinémia a hypercholesterolémia (Fredricksonova klasifikácia):
Typ 1 - hyperchylomikroémia;
Typ 2 - a - hyper-p-lipoproteinémia, b - hyper-p a hyperpre-p-lipoproteinémia;
Typ 3 - dis-β-lipoproteinémia;
Typ 4 - hyper-pre-β-lipoproteinémia;
Typ 5 - hyper-pre-β-lipoproteinémia a hyperchylomikronémia.
Najviac aterogénne sú typy 2 a 3.
Fosfolipidy sú skupina lipidov obsahujúca okrem kyseliny fosforečnej (esenciálna zložka) alkohol (zvyčajne glycerol), zvyšky mastných kyselín a dusíkatú zásadu. V klinickej a laboratórnej praxi existuje metóda na stanovenie hladiny celkových fosfolipidov, ktorých hladina sa zvyšuje u pacientov s primárnou a sekundárnou hyperlipoproteinémiou IIa a IIb. K poklesu dochádza pri mnohých ochoreniach:
Alimentárna dystrofia;
Mastná degenerácia pečene
Portálna cirhóza;
Progresia aterosklerózy;
Hypertyreóza atď.
Lipidová peroxidácia (LPO) je proces voľných radikálov, k iniciácii ktorého dochádza pri tvorbe reaktívnych foriem kyslíka - superoxidu O 2 . ; hydroxylový radikál HO . ; hydroperoxidový radikál HO2 . ; singletový kyslík 02; chlórnanový ión ClO -. Hlavnými substrátmi LPO sú polynenasýtené mastné kyseliny nachádzajúce sa v štruktúre membránových fosfolipidov. Najsilnejším katalyzátorom sú ióny železa. LPO je fyziologický proces, ktorý je pre telo dôležitý, pretože reguluje priepustnosť membrán, ovplyvňuje delenie a rast buniek, začína fagosyntézu, je cestou biosyntézy niektorých biologických látok (prostaglandíny, tromboxány). Antioxidačný systém (kyselina askorbová, kyselina močová, β-karotén atď.) kontroluje hladinu peroxidácie lipidov. Strata rovnováhy medzi týmito dvoma systémami vedie k smrti buniek a bunkových štruktúr.
Pre diagnostiku je zvykom stanoviť obsah LPO produktov (diénové konjugáty, malondialdehyd, Schiffove zásady) v plazme a krvných erytrocytoch, koncentráciu hlavného prírodného antioxidantu alfa-tokoferolu s výpočtom MDA / TF koeficientu. Integrálnym testom na hodnotenie LPO je stanovenie permeability membrán erytrocytov.
2. Výmena pigmentov súbor zložitých premien rôznofarebných látok u ľudí a zvierat.
Najznámejším krvným farbivom je hemoglobín (chromoproteín, ktorý sa skladá z proteínovej časti globínu a prostetickej skupiny, ktorú predstavujú 4 hemy, každý drahokam pozostáva zo 4 pyrolových jadier, ktoré sú prepojené metínovými mostíkmi, v strede je železitý ión s oxidačným stavom 2+) ... Priemerná životnosť erytrocytu je 100-110 dní. Na konci tohto obdobia dochádza k deštrukcii a deštrukcii hemoglobínu. Proces rozpadu začína už v cievnom riečisku, končí v bunkových elementoch systému fagocytujúcich mononukleárnych buniek (Kupfferove bunky pečene, histiocyty spojivového tkaniva, plazmatické bunky kostnej drene). Hemoglobín vo vaskulárnom riečisku sa viaže na plazmatický haptoglobín a je zadržiavaný vo vaskulárnom riečisku bez toho, aby prešiel cez obličkový filter. Trypsínovým pôsobením beta reťazca haptoglobínu a ním spôsobenými konformačnými zmenami v porfyrínovom kruhu hemu sa vytvárajú podmienky pre ľahšiu deštrukciu hemoglobínu v bunkových elementoch systému fagocytujúcich mononukleárnych buniek. pigment s molekulovou hmotnosťou zelenej farby verdoglobínu(synonymá: verdohemoglobín, choleglobín, pseudohemoglobín) je komplex pozostávajúci z globínu, porušeného porfyrínového kruhového systému a trojmocného železa. Ďalšie premeny vedú k strate železa a globínu verdoglobínom, v dôsledku čoho sa porfyrínový kruh rozvinie do reťazca a vytvorí sa nízkomolekulárny zelený žlčový pigment - biliverdin... Takmer všetko sa enzymaticky redukuje na najdôležitejší červeno-žltý pigment žlče - bilirubín, ktorý je bežnou súčasťou krvnej plazmy.na povrchu plazmatickej membrány hepatocytu dochádza k disociácii. V tomto prípade uvoľnený bilirubín tvorí dočasné spojenie s lipidmi plazmatickej membrány a pohybuje sa cez ňu v dôsledku aktivity určitých enzýmových systémov. Ďalší prechod voľného bilirubínu do bunky nastáva za účasti dvoch nosných proteínov v tomto procese: ligandínu (prenáša väčšinu bilirubínu) a proteínu Z.
Ligandín a proteín Z sa nachádzajú aj v obličkách a črevách, preto pri nedostatočnej funkcii pečene voľne kompenzujú oslabenie detoxikačných procesov v tomto orgáne. Tieto aj iné sú celkom dobre rozpustné vo vode, ale nemajú schopnosť pohybovať sa cez lipidovú vrstvu membrány. V dôsledku väzby bilirubínu na kyselinu glukurónovú sa toxicita vlastná voľnému bilirubínu do značnej miery stráca. Hydrofóbny, lipofilný voľný bilirubín, ľahko rozpustný v membránových lipidoch a tým prenikajúci do mitochondrií, odpája dýchanie a oxidačnú fosforyláciu v nich, narúša syntézu bielkovín, tok draselných iónov cez membránu buniek a organel. To negatívne ovplyvňuje stav centrálneho nervového systému a spôsobuje u pacientov množstvo charakteristických neurologických symptómov.
Bilirubujúce glukuronidy (alebo viazaný, konjugovaný bilirubín), na rozdiel od voľného bilirubínu, okamžite reagujú s diazoreaktívnym („priamym“ bilirubínom). Treba mať na pamäti, že v samotnej krvnej plazme sa nekonjugovaný bilirubín s kyselinou glukurónovou môže viazať na albumín alebo nie. Posledná frakcia (nie je spojená s albumínom, lipidmi alebo inými krvnými zložkami bilirubínu) je najtoxickejšia.
V dôsledku enzymatických systémov membrán sa cez ne aktívne pohybujú bilirubujúce glukuronidy (proti koncentračnému gradientu) do žlčovodov, ktoré sa spolu so žlčou vylučujú do lúmenu čreva. V nej dochádza pod vplyvom enzýmov produkovaných črevnou mikroflórou k pretrhnutiu glukuronidovej väzby. Uvoľňovaný voľný bilirubín sa znižuje tvorbou v tenkom čreve najskôr mezobilirubínu a potom mezobilinogénu (urobilinogénu). Normálne sa určitá časť mezobilinogénu, absorbovaného v tenkom čreve a v hornej časti hrubého čreva, dostane do pečene cez systém portálnej žily, kde sa takmer úplne zničí (oxidáciou), pričom sa zmení na dipyrolové zlúčeniny - propent -diopent a mesobilileukán.
V tomto prípade mezobilinogén (urobilinogén) nevstupuje do všeobecného obehu. Časť z nej spolu s produktmi deštrukcie sa opäť posiela do črevného lúmenu ako súčasť žlče (enterohepotálny obeh). Avšak aj pri tých najnepatrnejších zmenách v pečeni je jej bariérová funkcia do značnej miery „odstránená“ a mezobilinogén vstupuje najskôr do celkového krvného obehu a potom do moču. Prevažná časť sa z tenkého čreva posiela do hrubého, kde pod vplyvom anaeróbnej mikroflóry (Escherichia coli a iné baktérie) podlieha ďalšej regenerácii s tvorbou sterkobilinogénu. Výsledný sterkobilinogén (denné množstvo 100-200 mg) sa takmer úplne vylučuje stolicou. Na vzduchu oxiduje a mení sa na stercobilín, ktorý je jedným z pigmentov vo výkaloch. Malá časť sterkobilinogénu sa absorbuje cez sliznicu hrubého čreva do systému dolnej dutej žily, spolu s krvou sa dodáva do obličiek a vylučuje sa močom.
V moči zdravého človeka teda mezobilinogén (urobilinogén) chýba, ale obsahuje určité množstvo stercobilínu (ktorý sa často nie celkom správne nazýva „urobilín“).
Na stanovenie obsahu bilirubínu v sére (plazme) krvi sa používajú najmä chemické a fyzikálno-chemické výskumné metódy, medzi ktoré patria kolorimetrické, spektrofotometrické (manuálne a automatizované), chromatografické, fluorimetrické a niektoré ďalšie.
Jedným z dôležitých subjektívnych príznakov narušenia metabolizmu pigmentov je výskyt žltačky, ktorý sa zvyčajne zaznamená, keď je hladina bilirubínu v krvi 27-34 μmol / l alebo viac. Príčiny hyperbilirubinémie môžu byť: 1) zvýšená hemolýza erytrocytov (viac ako 80 % celkového bilirubínu predstavuje nekonjugovaný pigment); 2) zhoršená funkcia pečeňových buniek a 3) oneskorený odtok žlče (hyperbilirubinémia je hepatálneho pôvodu, ak viac ako 80 % celkového bilirubínu tvorí konjugovaný bilirubín). V prvom prípade hovoria o takzvanej hemolytickej žltačke, v druhom - o parenchýme (môže byť spôsobené dedičnými poruchami v procesoch transportu bilirubínu a glukuronidácie), v treťom - o mechanickom (alebo obštrukčnom, stagnujúcom) žltačka.
S parenchýmovou žltačkou dochádza k deštruktívno-dystrofickým zmenám v parenchýmových bunkách pečene a infiltračným zmenám v stróme, čo vedie k zvýšeniu tlaku v žlčových cestách. K stagnácii bilirubínu v pečeni prispieva aj prudké oslabenie metabolických procesov v postihnutých hepatocytoch, ktoré strácajú schopnosť normálne vykonávať rôzne biochemické a fyziologické procesy, najmä prenášať viazaný bilirubín z buniek do žlče proti koncentrácii. gradient. Zvýšenie koncentrácie viazaného bilirubínu v krvi vedie k jeho výskytu v moči.
Najjemnejším znakom poškodenia pečene pri hepatitíde je vzhľad mezobilinogén(urobilinogén) v moči.
Pri parenchýmovej žltačke sa zvyšuje najmä koncentrácia viazaného (konjugovaného) bilirubínu v krvi. Obsah voľného bilirubínu sa zvyšuje, ale v menšej miere.
Patogenéza obštrukčnej žltačky je založená na zastavení toku žlče do čreva, čo vedie k vymiznutiu sterkobilinogénu z moču. Pri kongestívnej žltačke sa zvyšuje najmä obsah viazaného bilirubínu v krvi. Extrahepatálna cholestatická žltačka je sprevádzaná triádou klinických príznakov: zmenená farba stolice, tmavý moč a svrbenie kože. Intrahepatálna cholestáza sa klinicky prejavuje svrbením kože a žltačkou. V laboratórnej štúdii sa zaznamenala hyperbilirubinémia (v dôsledku pridruženej), bilirubinúria, zvýšenie alkalickej fosfatázy s normálnymi sérovými transaminázami.
Hemolytická žltačka spôsobené hemolýzou erytrocytov a v dôsledku toho zvýšenou tvorbou bilirubínu. Zvýšenie obsahu voľného bilirubínu je jedným z hlavných príznakov hemolytickej žltačky.
V klinickej praxi sa izolujú vrodené a získané funkčné hyperbilirubinémie spôsobené poruchou vylučovania bilirubínu z tela (prítomnosť defektov v enzymatických a iných systémoch prenosu bilirubínu cez bunkové membrány a jeho glukuronidácia v nich). Gilbertov syndróm je dedičné benígne chronické ochorenie so stredne výraznou nehemolytickou nekonjugovanou hyperbilirubinémiou. Post-hepatitídová hyperbilirubinémia Kalka - získaný defekt enzýmu vedúci k zvýšeniu hladiny voľného bilirubínu v krvi, vrodená familiárna nehemolytická žltačka Kriegler-Nayyar (neprítomnosť glukuronyltransferázy v hepatocytoch), žltačka s vrodenou hypotyreózou, neonatálna hypertyreóza (žltačka tyroxínu stimuluje fyziologickú žltačku žlčníka) ...
Poruchy metabolizmu pigmentov môžu byť spôsobené zmenami nielen v rozklade hemu, ale aj pri tvorbe jeho prekurzorov – porfyrínov (cyklické organické zlúčeniny na báze porfínového kruhu pozostávajúceho zo 4 pyrolov spojených metínovými mostíkmi). Porfýrie sú skupinou dedičných chorôb sprevádzaných genetickým deficitom aktivity enzýmov podieľajúcich sa na biosyntéze hému, pri ktorej sa v organizme nachádza zvýšený obsah porfyrínov alebo ich prekurzorov, čo spôsobuje množstvo klinických príznakov ( nadmerná tvorba metabolických produktov, spôsobuje rozvoj neurologických symptómov a (alebo) zvýšenie fotosenzitivity kože).
Najpoužívanejšie metódy stanovenia bilirubínu sú založené na jeho interakcii s diazo činidlom (Ehrlichovo činidlo). Metóda Endrassik-Grofa sa rozšírila. Pri tejto metóde sa ako „oslobodzovač bilirubínu“ používa zmes kofeínu a benzoanu sodného v acetátovom pufri. Enzymatické stanovenie bilirubínu je založené na jeho oxidácii bilirubínoxidázou. Nekonjugovaný bilirubín je možné stanoviť inými metódami enzymatickej oxidácie.
V súčasnosti sa najmä v expresnej diagnostike čoraz viac rozširuje stanovenie bilirubínu metódami „suchej chémie“.
Vitamíny.
Vitamíny sa nazývajú nenahraditeľné nízkomolekulové látky, ktoré vstupujú do tela s potravou zvonku a podieľajú sa na regulácii biochemických procesov na úrovni enzýmov.
Podobnosti a rozdiely vitamínov a hormónov.
Podobnosť- regulujú metabolizmus v ľudskom tele prostredníctvom enzýmov:
· Vitamíny sú súčasťou enzýmov a sú koenzýmy alebo kofaktory;
· Hormóny alebo regulujú aktivitu už existujúcich enzýmov v bunke, alebo sú induktormi alebo represormi v biosyntéze potrebných enzýmov.
Rozdiel:
· Vitamíny- organické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, exogénne faktory regulácie metabolizmu a prichádzajú zvonku s potravou.
· Hormóny- vysokomolekulárne organické zlúčeniny, endogénne faktory syntetizované v žľazách s vnútornou sekréciou tela v reakcii na zmeny vonkajšieho alebo vnútorného prostredia ľudského tela a tiež regulujú metabolizmus.
Vitamíny sa delia na:
1. Rozpustné v tukoch: A, D, E, K, A.
2. Vo vode rozpustné: skupina B, PP, H, C, THFA (kyselina tetrahydrolistová), kyselina pantoténová (B 3), P (rutín).
Vitamín A (retinol, anticeroftalmikum) - chemická štruktúra je reprezentovaná β-ionónovým kruhom a 2 izoprénovými zvyškami; potreba tela je 2,5-30 mg denne.
Najskorším a najšpecifickejším znakom hypovitaminózy A je hemeralopia (nočná slepota) - narušenie videnia za šera. Vyskytuje sa v dôsledku nedostatku vizuálneho pigmentu - rodopsínu. Rodopsín obsahuje ako aktívnu skupinu retinal (aldehyd vitamínu A) – nachádza sa v tyčinkách sietnice. Tieto bunky (tyčinky) vnímajú svetelné signály nízkej intenzity.
Rodopsín = opsín (proteín) + cis-retinal.
Keď je rodopsín excitovaný svetlom, cis-retinal sa v dôsledku enzymatických preskupení v molekule premení na all-trans-retinal (vo svetle). To vedie ku konformačnému preskupeniu celej molekuly rodopsínu. Rodopsín sa disociuje na opsín a trans-retinal, čo je spúšťač, ktorý v zakončeniach zrakového nervu vybudí impulz, ktorý sa potom prenáša do mozgu.
V tme sa v dôsledku enzymatických reakcií trans-retinal opäť mení na cis-retinal a v kombinácii s opsínom vytvára rodopsín.
Vitamín A tiež ovplyvňuje rast a vývoj kožného epitelu. Preto sa pri nedostatku vitamínov pozoruje poškodenie kože, slizníc a očí, čo sa prejavuje patologickou keratinizáciou kože a slizníc. U pacientov sa vyvinie xeroftalmia - suchosť rohovky oka, pretože v dôsledku keratinizácie epitelu dochádza k zablokovaniu slzného kanála. Odkedy sa oko prestane vymývať slzou, ktorá pôsobí baktericídne, vzniká konjunktivitída, ulcerácia a mäknutie rohovky – keratomalácia. Pri avitaminóze A môže dôjsť aj k poškodeniu sliznice tráviaceho traktu, dýchacích a močových ciest. Odolnosť všetkých tkanív voči infekciám je narušená. S rozvojom nedostatku vitamínov v detstve - spomalenie rastu.
V súčasnosti sa preukázala účasť vitamínu A na ochrane bunkových membrán pred oxidantmi – teda vitamín A má antioxidačnú funkciu.
Na kvantitatívne stanovenie celkových lipidov v krvnom sére sa najčastejšie používa kolorimetrická metóda s fosfovanilínovým činidlom. Celkové lipidy interagujú po hydrolýze kyselinou sírovou s fosfovanilínovým činidlom za vzniku červeného sfarbenia. Intenzita farby je úmerná obsahu celkových lipidov v krvnom sére.
1. Pridajte činidlá do troch skúmaviek podľa nasledujúcej schémy:
2. Obsah skúmaviek premiešame, necháme v tme 40-60 minút. (farba roztoku sa zmení zo žltej na ružovú).
3. Znova premiešajte a zmerajte absorbanciu pri 500-560 nm (zelený filter) proti slepej vzorke v 5 mm kyvete.
4. Vypočítajte množstvo celkových lipidov pomocou vzorca:
kde D 1 je extinkcia testovanej vzorky v kyvete;
D 2 - zánik kalibračného lipidového roztoku v kyvete;
X je koncentrácia celkových lipidov v štandardnom roztoku.
Uveďte definíciu pojmu "všeobecné lipidy". Porovnajte získanú hodnotu s normálnymi hodnotami. Aké biochemické procesy možno posudzovať podľa tohto ukazovateľa?
Skúsenosti 4. Stanovenie obsahu b- a pre-b-lipoproteínov v krvnom sére.
2. Sada pipiet.
3. Sklenená tyč.
5. Kyvety, 0,5 cm.
Činidlá. 1. Krvné sérum.
2. Chlorid vápenatý, 0,025 M roztok.
3. Heparín, 1% roztok.
4. Destilovaná voda.
1. Nalejte 2 ml 0,025 M chloridu vápenatého do skúmavky a pridajte 0,2 ml krvného séra.
2. Premiešajte a zmerajte optickú hustotu vzorky (D 1) na FEK-e pri vlnovej dĺžke 630-690 nm (červený filter) v kyvete s hrúbkou vrstvy 0,5 cm proti destilovanej vode. Zaznamenajte absorbanciu D1.
3. Potom pridajte do kyvety 0,04 ml 1% roztoku heparínu (1000 IU v 1 ml) a presne po 4 minútach znova zmerajte optickú hustotu D 2 .
Rozdiel v hodnotách (D 2 - D 1) zodpovedá optickej hustote v dôsledku precipitátu b-lipoproteínu.
Vypočítajte obsah b- a pre-b-lipoproteínov pomocou vzorca:
kde 12 je koeficient na prepočet na g / l.
Uveďte miesto biosyntézy b-lipoproteínu. Akú funkciu plnia u ľudí a zvierat? Porovnajte získanú hodnotu s normálnymi hodnotami. V akých prípadoch sa pozorujú odchýlky od normálnych hodnôt?
Lekcia číslo 16. Metabolizmus lipidov (časť 2)
Účel lekcie: študovať procesy katabolizmu a anabolizmu mastných kyselín.
OTÁZKY NA KONTROLU PRÁCE:
1. Biochemický mechanizmus oxidácie mastných kyselín.
2. Výmena ketolátok: vzdelávanie, biochemický účel. Aké faktory predisponujú zvieratá ku ketóze?
3. Biochemický mechanizmus syntézy mastných kyselín.
4. Biosyntéza triacylglycerolov. Biochemická úloha tohto procesu.
5. Biosyntéza fosfolipidov. Biochemická úloha tohto procesu.
Dátum ukončenia ________ Skóre ____ Podpis inštruktora ____________
Experimentálna práca.
Skúsenosti 1. Expresná metóda na stanovenie ketolátok v moči, mlieku, krvnom sére (Lestrade test).
Zariadenia. 1. Stojan so skúmavkami.
2. Sada pipiet.
3. Sklenená tyč.
4. Filtračný papier.
Činidlá. 1. Prášok činidiel.
3. Krvné sérum.
4. Mlieko.
1. Naneste malé množstvo (0,1 – 0,2 g) prášku činidla na filtračný papier na špičku skalpela.
2. Preneste niekoľko kvapiek krvného séra do prášku činidla.
Minimálna hladina ketolátok v krvi, ktorá dáva pozitívnu reakciu, je 10 mg / 100 ml (10 mg%). Rýchlosť vývoja farby a jej intenzita sú úmerné koncentrácii ketolátok v testovanej vzorke: ak sa fialové sfarbenie objaví okamžite, obsah je 50-80 mg% alebo viac; ak sa objaví po 1 minúte, vzorka obsahuje 30-50 mg%; vývoj slabého sfarbenia po 3 minútach naznačuje prítomnosť 10 až 30 mg % ketolátok.
Malo by sa pamätať na to, že test je viac ako 3-krát citlivejší na stanovenie kyseliny acetoctovej ako acetón. Zo všetkých ketolátok v ľudskom krvnom sére prevláda kyselina acetoctová, ale v krvi zdravých kráv tvorí 70-90% ketolátok kyselina b-hydroxymaslová, v mlieku tvorí 87-92%.
Na základe výsledkov vášho výskumu urobte záver. Vysvetlite, prečo je nadmerná tvorba ketolátok u ľudí a zvierat nebezpečná?
Rôzne hustoty a sú indikátormi metabolizmu lipidov. Na kvantitatívne stanovenie celkových lipidov existujú rôzne metódy: kolorimetrické, nefelometrické.
Princíp metódy. Produkty hydrolýzy nenasýtených lipidov tvoria s fosfovanilínovým činidlom červenú zlúčeninu, ktorej intenzita farby je priamo úmerná obsahu celkových lipidov.
Väčšina lipidov v krvi nie je vo voľnom stave, ale v zložení proteín-lipidových komplexov: chylomikróny, α-lipoproteíny, β-lipoproteíny. Lipoproteíny možno oddeliť rôznymi metódami: centrifugáciou vo fyziologických roztokoch rôznych hustôt, elektroforézou, chromatografiou na tenkej vrstve. Ultracentrifugáciou vznikajú chylomikróny a lipoproteíny rôznych hustôt: vysoká (HDL – α-lipoproteíny), nízka (LDL – β-lipoproteíny), veľmi nízka (VLDL – pre-β-lipoproteíny) atď.
Lipoproteínové frakcie sa líšia množstvom proteínu, relatívnou molekulovou hmotnosťou lipoproteínov a percentom jednotlivých lipidových zložiek. Teda α-lipoproteíny obsahujúce veľké množstvo bielkovín (50-60%) majú vyššiu relatívnu hustotu (1,063-1,21), kým β-lipoproteíny a pre-β-lipoproteíny obsahujú menej bielkovín a značné množstvo lipidov - až 95 % celkovej relatívnej molekulovej hmotnosti a nízkej relatívnej hustote (1,01-1,063).
Princíp metódy... Keď LDL v krvnom sére interaguje s heparínovým činidlom, objaví sa zákal, ktorého intenzita sa určuje fotometricky. Heparínové činidlo je zmes heparínu s chloridom vápenatým.
Študijný materiál: krvné sérum.
Činidlá: 0,27 % roztok CaCl2, 1 % roztok heparínu.
Vybavenie: mikropipeta, FEK, kyveta s dĺžkou optickej dráhy 5 mm, skúmavky.
PROGRESS... Do skúmavky pridajte 2 ml 0,27 % roztoku CaCl 2 a 0,2 ml krvného séra, premiešajte. Stanovte optickú hustotu roztoku (E 1) oproti 0,27 % roztoku CaCl 2 v kyvetách s červeným filtrom (630 nm). Roztok z kyvety sa naleje do skúmavky, mikropipetou sa pridá 0,04 ml 1% roztoku heparínu, premieša sa a presne po 4 minútach sa opäť stanoví optická hustota roztoku (E 2) za rovnakých podmienok.
Rozdiel v optickej hustote sa vypočíta a vynásobí 1000 - empirický koeficient navrhnutý Ledvinom, pretože konštrukcia kalibračnej krivky je spojená s množstvom ťažkostí. Odpoveď je vyjadrená vg/l.
x (g/l) = (E2 - E1) 1000.
... Obsah LDL (b-lipoproteínov) v krvi sa mení v závislosti od veku, pohlavia a bežne je 3,0-4,5 g/l. Zvýšenie koncentrácie LDL sa pozoruje pri ateroskleróze, obštrukčnej žltačke, akútnej hepatitíde, chronickom ochorení pečene, cukrovke, glykogenóze, xantomatóze a obezite, poklese b-plazmocytómu. Priemerný obsah LDL cholesterolu je asi 47%.
Stanovenie celkového cholesterolu v sére na základe Liebermann-Burkhardovej reakcie (Ilkova metóda)
Exogénny cholesterol v množstve 0,3-0,5 g prichádza s jedlom a endogénny cholesterol sa syntetizuje v tele v množstve 0,8-2 g za deň. Najmä veľa cholesterolu sa syntetizuje v pečeni, obličkách, nadobličkách, stene tepien. Cholesterol sa syntetizuje z 18 molekúl acetyl-CoA, 14 molekúl NADPH, 18 molekúl ATP.
Keď sa do krvného séra pridá anhydrid kyseliny octovej a koncentrovaná kyselina sírová, kvapalina sa postupne zmení na červenú, modrú a nakoniec zelenú. Reakcia je spôsobená tvorbou zelenej kyseliny cholesterylénsulfónovej.
Činidlá: Lieberman-Burchardovo činidlo (zmes ľadovej kyseliny octovej, acetanhydridu a koncentrovanej kyseliny sírovej v pomere 1: 5: 1), štandardný (1,8 g / l) roztok cholesterolu.
Vybavenie: suché skúmavky, suché pipety, FEK, kyvety s dĺžkou optickej dráhy 5 mm, termostat.
PROGRESS... Všetky skúmavky, pipety, kyvety musia byť suché. Práca s Liebermann-Burchardovým činidlom musí byť veľmi opatrná. 2,1 ml Lieberman-Burkhardtovho činidla sa umiestni do suchej skúmavky, pozdĺž steny skúmavky sa veľmi pomaly pridá 0,1 ml nehemolyzovaného krvného séra, skúmavka sa dôkladne pretrepe a potom sa inkubuje 20 minút pri 37 °C. Vznikne smaragdovo zelené sfarbenie, ktoré sa kolorimetruje na FEC s červeným filtrom (630-690 nm) proti Lieberman-Burkhardovmu činidlu. Optická hustota získaná pri FEC sa použije na stanovenie koncentrácie cholesterolu podľa kalibračného grafu. Zistená koncentrácia cholesterolu sa vynásobí 1000, keďže do experimentu sa odoberie 0,1 ml séra. Konverzný faktor na jednotky SI (mmol / l) je 0,0258. Normálny obsah celkového cholesterolu (voľného a esterifikovaného) v krvnom sére je 2,97-8,79 mmol/l (115-340 mg%).
Zostavenie kalibračného grafu... Zo štandardného roztoku cholesterolu, kde 1 ml obsahuje 1,8 mg cholesterolu, vezmite 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 ml a upravte na objem 2,2 ml Lieberman-Burkhardovým činidlom (v tomto poradí 2,15; 2,1; 2,05; 2,0; 1,95 ml). Množstvo cholesterolu vo vzorke je 0,09; 0,18; 0,27; 0,36; 0,45 mg. Získané štandardné roztoky cholesterolu, ako aj experimentálne skúmavky sa dôkladne pretrepú a umiestnia sa do termostatu na 20 minút, potom sa fotometrické. Kalibračný graf je vykreslený podľa hodnôt extinkcie získaných ako výsledok fotometrie štandardných roztokov.
Klinická a diagnostická hodnota... Keď je metabolizmus tukov narušený, cholesterol sa môže hromadiť v krvi. Zvýšenie hladiny cholesterolu v krvi (hypercholesterolémia) sa pozoruje pri ateroskleróze, diabetes mellitus, obštrukčnej žltačke, zápale obličiek, nefróze (najmä lipoidnej nefróze), hypotyreóze. Zníženie hladiny cholesterolu v krvi (hypocholesterolémia) sa pozoruje pri anémii, hladovaní, tuberkulóze, hypertyreóze, rakovinovej kachexii, parenchýmovej žltačke, poškodení CNS, horúčkovitých stavoch, keď sa podáva
Stanovenie ukazovateľov krvného lipidového profilu je nevyhnutné pre diagnostiku, liečbu a prevenciu kardiovaskulárnych ochorení. Najdôležitejším mechanizmom rozvoja takejto patológie je tvorba aterosklerotických plátov na vnútornej stene krvných ciev. Plaky sú súbory mastných zlúčenín (cholesterol a triglyceridy) a fibrínu. Čím vyššia je koncentrácia lipidov v krvi, tým je pravdepodobnejší výskyt aterosklerózy. Preto je potrebné systematicky vykonávať krvný test na lipidy (lipidový profil), čo pomôže včas identifikovať odchýlky metabolizmu tukov od normy.
Lipidogram - štúdia, ktorá určuje hladinu lipidov rôznych frakcií
Ateroskleróza je nebezpečná vysokou pravdepodobnosťou komplikácií - mŕtvica, infarkt myokardu, gangréna dolných končatín. Tieto ochorenia často končia invaliditou pacienta a v niektorých prípadoch aj smrťou.
Úloha lipidov
Funkcie lipidov:
- Štrukturálne. Glykolipidy, fosfolipidy, cholesterol sú najdôležitejšie zložky bunkových membrán.
- Tepelne izolačné a ochranné. Prebytočný tuk sa ukladá do podkožného tuku, čím sa znižuje strata tepla a chránia sa vnútorné orgány. V prípade potreby telo využíva lipidovú rezervu na energiu a jednoduché zlúčeniny.
- Regulačné. Cholesterol je nevyhnutný pre syntézu steroidných hormónov nadobličiek, pohlavných hormónov, vitamínu D, žlčových kyselín, je súčasťou myelínových obalov mozgu a je potrebný pre normálne fungovanie serotonínových receptorov.
Lipidogram
Lipidogram môže predpísať lekár tak v prípade podozrenia na existujúcu patológiu, ako aj na profylaktické účely, napríklad počas lekárskeho vyšetrenia. Zahŕňa niekoľko ukazovateľov, ktoré vám umožňujú plne posúdiť stav metabolizmu tukov v tele.
Indikátory lipidového profilu:
- Celkový cholesterol (TC). Toto je najdôležitejší ukazovateľ lipidového spektra krvi, zahŕňa voľný cholesterol, ako aj cholesterol obsiahnutý v lipoproteínoch a spojený s mastnými kyselinami. Významnú časť cholesterolu syntetizujú pečeň, črevá, pohlavné žľazy, len 1/5 TC pochádza z potravy. Pri normálne fungujúcich mechanizmoch metabolizmu lipidov je malý nedostatok alebo nadbytok cholesterolu dodávaného potravou kompenzovaný zvýšením alebo znížením jeho syntézy v tele. Hypercholesterolémia preto najčastejšie nie je spôsobená nadmerným príjmom cholesterolu s jedlom, ale poruchou procesu metabolizmu tukov.
- Lipoproteíny s vysokou hustotou (HDL). Tento indikátor má inverzný vzťah s pravdepodobnosťou rozvoja aterosklerózy - zvýšená hladina HDL sa považuje za antiaterogénny faktor. HDL cholesterol je transportovaný do pečene, kde je využitý. Ženy majú vyššie hladiny HDL ako muži.
- Lipoproteíny s nízkou hustotou (LDL). LDL cholesterol transportuje cholesterol z pečene do tkanív, inak známy ako „zlý“ cholesterol. Je to spôsobené tým, že LDL môže vytvárať aterosklerotické plaky, ktoré zužujú lúmen krvných ciev.
Takto vyzerá LDL častica.
- Lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou (VLDL). Hlavnou funkciou tejto skupiny častíc, heterogénnej veľkosti a zloženia, je transport triglyceridov z pečene do tkaniva. Vysoká koncentrácia VLDL v krvi vedie k zakaleniu séra (chyle) a zvyšuje sa aj možnosť aterosklerotických plátov, najmä u pacientov s diabetes mellitus a obličkovými patológiami.
- Triglyceridy (TG). Podobne ako cholesterol, aj triglyceridy sú prenášané krvným obehom ako súčasť lipoproteínov. Preto je zvýšenie koncentrácie TG v krvi vždy sprevádzané zvýšením hladiny cholesterolu. Triglyceridy sú považované za hlavný zdroj energie pre bunky.
- Aterogénny koeficient. Umožňuje posúdiť riziko vzniku vaskulárnej patológie a je akýmsi výsledkom lipidového profilu. Na určenie indikátora potrebujete poznať hodnotu OH a HDL.
Aterogénny koeficient = (OH - HDL) / HDL
Optimálny profil krvných lipidov
| Poschodie | Indikátor, mmol / l | |||||
| OH | HDL | LDL | VLDL | TG | CA | |
| Muž | 3,21 — 6,32 | 0,78 — 1,63 | 1,71 — 4,27 | 0,26 — 1,4 | 0,5 — 2,81 | 2,2 — 3,5 |
| Žena | 3,16 — 5,75 | 0,85 — 2,15 | 1,48 — 4,25 | 0,41 — 1,63 | ||
Treba mať na pamäti, že hodnota meraných ukazovateľov sa môže líšiť v závislosti od jednotiek merania, metodológie analýzy. Normálne hodnoty sa tiež líšia v závislosti od veku pacienta, vyššie uvedené hodnoty sú spriemerované pre osoby vo veku 20 - 30 rokov. Norma cholesterolu a LDL u mužov po 30 rokoch má tendenciu stúpať. U žien sa ukazovatele prudko zvyšujú s nástupom menopauzy, je to spôsobené zastavením antiaterogénnej aktivity vaječníkov. Dekódovanie lipidového profilu musí vykonať odborník, berúc do úvahy individuálne charakteristiky osoby.
Štúdium hladiny lipidov v krvi môže predpísať lekár na diagnostiku dyslipidémií, posúdenie pravdepodobnosti rozvoja aterosklerózy, pri niektorých chronických ochoreniach (diabetes mellitus, ochorenia obličiek a pečene, štítnej žľazy), ako aj napr. skríningová štúdia na včasnú detekciu osôb s abnormálnym lipidovým profilom...
Lekár dáva pacientovi odporúčanie na lipidový profil
Príprava na výskum
Hodnoty lipidového profilu môžu kolísať nielen v závislosti od pohlavia a veku subjektu, ale aj od vplyvu rôznych vonkajších a vnútorných faktorov na organizmus. Aby ste minimalizovali pravdepodobnosť nespoľahlivého výsledku, musíte dodržiavať niekoľko pravidiel:
- Krv treba darovať striktne ráno nalačno, večer predchádzajúceho dňa sa odporúča ľahká diétna večera.
- V predvečer štúdie nefajčite ani nepite alkohol.
- Vyhnite sa stresovým situáciám a intenzívnej fyzickej aktivite 2-3 dni pred darovaním krvi.
- Odmietajte užívať všetky lieky a doplnky stravy, okrem životne dôležitých.
Metodológia
Existuje niekoľko metód laboratórneho hodnotenia lipidového profilu. V lekárskych laboratóriách možno analýzu vykonávať manuálne alebo pomocou automatických analyzátorov. Výhodou automatizovaného systému merania je minimálne riziko chybných výsledkov, rýchlosť získania analýzy a vysoká presnosť štúdie.
Analýza vyžaduje pacientovo sérum venóznej krvi. Krv sa odoberá do vákuovej trubice pomocou injekčnej striekačky alebo vákuovača. Aby sa zabránilo zrážaniu krvi, skúmavka by sa mala niekoľkokrát prevrátiť a potom odstrediť, aby sa získalo sérum. Vzorka sa môže uchovávať v chladničke až 5 dní.
Odber krvi na zistenie lipidového profilu
V dnešnej dobe je možné merať krvné lipidy z pohodlia domova. Aby ste to dosiahli, musíte si kúpiť prenosný biochemický analyzátor, ktorý vám umožní posúdiť hladinu celkového cholesterolu v krvi alebo niekoľko ukazovateľov naraz v priebehu niekoľkých minút. Pre štúdiu je potrebná kvapka kapilárnej krvi, ktorá sa aplikuje na testovací prúžok. Testovací prúžok je impregnovaný špeciálnou zmesou, pre každý indikátor je iný. Výsledky sa odčítajú automaticky po vložení prúžku do zariadenia. Malá veľkosť analyzátora a prevádzka na batérie uľahčujú používanie doma a vezmite si ho so sebou na výlet. Osobám s predispozíciou na kardiovaskulárne ochorenia sa preto odporúča mať ho doma.
Interpretácia výsledkov
Najideálnejším výsledkom analýzy pre pacienta bude laboratórny záver o absencii odchýlok od normy. V tomto prípade sa človek nemusí báť o stav svojho obehového systému – ateroskleróza prakticky nehrozí.
Žiaľ, nie vždy to tak je. Niekedy lekár po preskúmaní laboratórnych údajov urobí záver o prítomnosti hypercholesterolémie. Čo to je? Hypercholesterolémia – zvýšenie koncentrácie celkového cholesterolu v krvi nad normálne hodnoty, pričom je vysoké riziko rozvoja aterosklerózy a súvisiacich ochorení. Tento stav môže byť spôsobený niekoľkými dôvodmi:
- Dedičnosť. Veda pozná prípady familiárnej hypercholesterolémie (FHC), v takejto situácii sa dedí defektný gén zodpovedný za metabolizmus lipidov. Pacienti majú neustále zvýšenú hladinu TC a LDL, ochorenie je závažné najmä pri homozygotnej forme CGHS. U takýchto pacientov je zaznamenaný skorý nástup ischemickej choroby srdca (vo veku 5-10 rokov), pri absencii správnej liečby je prognóza zlá a vo väčšine prípadov končí smrťou pred dosiahnutím 30 rokov.
- Chronické choroby. Zvýšené hladiny cholesterolu sa pozorujú pri diabetes mellitus, hypotyreóze, patológii obličiek a pečene v dôsledku porúch metabolizmu lipidov v dôsledku týchto ochorení.
U pacientov s cukrovkou je dôležité neustále sledovať hladinu cholesterolu.
- Nesprávna výživa. Dlhodobé zneužívanie rýchleho občerstvenia, mastných, slaných jedál vedie k obezite, pričom hladiny lipidov sú spravidla abnormálne.
- Zlé návyky. Alkoholizmus a fajčenie vedú k poruchám v mechanizme metabolizmu tukov, v dôsledku čoho sa zvyšuje lipidový profil.
Pri hypercholesterolémii je potrebné dodržiavať diétu, ktorá je obmedzená na tuk a soľ, ale v žiadnom prípade by ste nemali úplne opustiť všetky potraviny bohaté na cholesterol. Zo stravy by mala byť vylúčená iba majonéza, rýchle občerstvenie a všetky produkty obsahujúce transmastné kyseliny. Ale vajcia, syr, mäso, kyslá smotana musia byť prítomné na stole, stačí si vybrať produkty s nižším percentom tuku. Tiež v strave je dôležitá prítomnosť zeleniny, zeleniny, obilnín, orechov, morských plodov. Vitamíny a minerály, ktoré obsahujú, dokonale pomáhajú stabilizovať metabolizmus lipidov.
Dôležitou podmienkou pre normalizáciu cholesterolu je aj odmietnutie zlých návykov. Pre telo je užitočná aj neustála fyzická aktivita.
V prípade, že zdravý životný štýl v kombinácii s diétou neviedol k zníženiu cholesterolu, treba predpísať vhodné lieky.
Medikamentózna liečba hypercholesterolémie zahŕňa predpisovanie statínov
Niekedy sa špecialisti stretávajú s poklesom hladiny cholesterolu - hypocholesterolémiou. Najčastejšie je tento stav spôsobený nedostatočným príjmom cholesterolu z potravy. Nedostatok tuku je nebezpečný najmä pre deti, v takejto situácii dôjde k zaostávaniu fyzického a duševného vývoja, cholesterol je pre rastúce telo životne dôležitý. U dospelých vedie hypocholesterémia k poruchám emocionálneho stavu v dôsledku porúch nervového systému, problémov s reprodukčnou funkciou, zníženej imunity atď.
Zmena lipidového profilu krvi nevyhnutne ovplyvňuje prácu celého organizmu ako celku, preto je dôležité systematicky sledovať ukazovatele metabolizmu tukov na včasnú liečbu a prevenciu.
