Различной плотности и являются показателями липидного обмена. Существую различные методы количественного определения общих липидов: колориметрические, нефелометрические.
Принцип метода. Продукты гидролиза ненасыщеных липидов образуют с фосфованилиновым реактивом соединение красного цвета, интенсивность окраски которого прямо пропорциональны содержанию общих липидов.
Большинство липидов находится в крови не в свободном состоянии, а в составе белково-липидных комплексов: хиломикронах, α-липопротеинах, β-липопротеинах. Липопротеины можно разделить различными методами: центрифугированием в солевых растворах различной плотности, электрофорезом, тонкослойной хроматографией. При ультрацентрифугировании выделяются хиломикроны и липопротеины разной плотности: высокой (ЛПВП - α-липопротеины), низкой (ЛПНП - β-липопротеины), очень низкой (ЛПОНП - пре-β-липопротеины) и др.
Фракции липопротеинов отличаются по количеству белка, относительной молекулярной массе липопротеинов и процентному содержанию отдельных липидных компонентов. Так, α-липопротеины, содержащие большое количество белка (50-60%), имеют более высокую относительную плотность (1,063-1,21), тогда как β-липопротеины и пре-β-липопротеины содержат меньше белка и значительное количество липидов - до 95% от всей относительной молекулярной массы и низкую относительную плотность (1,01-1,063).
Принцип метода . При взаимодействии ЛПНП сыворотки крови с гепариновым реактивом появляется мутность, интенсивность которой определяется фотометрически. Гепариновый реактив представляет собой смесь гепарина с хлоридом кальция.
Исследуемый материал : сыворотка крови.
Реактивы : 0,27%-ный раствор CaCl 2 , 1%-ный раствор гепарина.
Оборудование : микропипетка, ФЭК, кювета с длиной оптического пути 5 мм, пробирки.
ХОД РАБОТЫ . В пробирку вносят 2 мл 0,27%-ного раствора СаCl 2 и 0,2 мл сыворотки крови, перемешивают. Определяют оптическую плотность раствора (Е 1) против 0.27%-ного раствора СаCl 2 в кюветах при красном светофильтре (630 нм). Раствор из кюветы переливают в пробирку, добавляют микропипеткой 0,04 мл 1%-ного раствора гепарина, перемешивают и точно через 4 мин снова определяют оптическую плотность раствора (Е 2) в тех же условиях.
Вычисляют разность оптической плотности и умножают ее на 1000 - коэффициент эмпирический, предложен Ледвиной, так как построение калибровочной кривой сопряжено с рядом трудностей. Ответ выражают в г/л.
х(г/л) = (Е 2 - Е 1) · 1000.
. Содержание ЛПНП (b-липопротеинов) в крови колеблется в зависимости от возраста, пола и составляет в норме 3,0-4,5 г/л. Увеличение концентрации ЛПНП наблюдается при атеросклерозе, механической желтухе, острых гепатитах, хронических заболеваниях печени, диабете, гликогенозах, ксантоматозе и ожирении, снижение - при b-плазмоцитоме. Среднее содержание холестерина в ЛПНП около 47%.
Определение общего холестерина в сыворотке крови, основанное на реакции Либермана-Бурхарда (метод Илька)
Холестерин экзогенный в количестве 0,3-0,5 г поступает с пищевыми продуктами, а эндогенный синтезируется в организме в количестве 0,8-2 г в сутки. Особенно много синтезируется холестерина в печени, почках, надпочечниках, артериальной стенке. Холестерин синтезируется из 18 молекул ацетил-СоА, 14 молекул NADPH, 18 молекул АТР.
При добавлении к сыворотке крови уксусного ангидрида и концентрированной серной кислоты жидкость окрашивается последовательно в красный, синий и наконец зеленый цвет. Реакция обусловлена образованием сульфокислоты холестерилена зеленого цвета.
Реактивы : реактив Либермана-Бурхарда (смесь ледяной уксусной кислоты, уксусного ангидрида и концентрированной серной кислоты в соотношении 1:5:1), стандартный (1,8 г/л) раствор холестерина.
Оборудование : сухие пробирки, сухие пипетки, ФЭК, кюветы с длиной оптического пути 5 мм, термостат.
ХОД РАБОТЫ . Все пробирки, пипетки, кюветы должны быть сухими. Работать с реактивом Либермана-Бурхарда нужно очень осторожно. В сухую пробирку помещают 2,1 мл реактива Либермана-Бурхарда, очень медленно по стенке пробирки добавляют 0,1 мл негемолизированной сыворотки крови, энергично встряхивают пробирку, а затем термостатируют 20 мин при 37ºС. Развивается изумрудно-зеленая окраска, которую колориметрируют на ФЭКе при красном светофильтре (630-690 нм) против реактива Либермана-Бурхарда. Полученную на ФЭКе оптическую плотность используют для определения концентрации холестерина по калибровочному графику. Найденную концентрацию холестерина умножают на 1000, так как сыворотки в опыт берется 0,1 мл. Коэффициент пересчета в единицы СИ (ммоль/л) равен 0,0258. Нормальное содержание общего холестерина (свободного и эстерифицированного) в сыворотке крови 2,97-8,79 ммоль/л (115-340 мг%).
Построение калибровочного графика . Из стандартного раствора холестерина, где в 1 мл содержится 1,8 мг холестерина, берут по 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 мл и доводят до объема 2,2 мл реактивом Либермана-Бурхарда (соответственно 2,15; 2,1; 2,05; 2,0; 1,95 мл). Количество холестерина при этом в пробе составляет 0,09; 0,18; 0,27; 0,36; 0,45 мг. Полученные стандартные растворы холестерина, так же как и опытные пробирки, энергично встряхивают и помещают в термостат на 20 мин, после чего фотометрируют. Калибровочный график строят по величинам экстинкций, полученных в результате фотометрирования стандартных растворов.
Клинико-диагностическое значение . При нарушении жирового обмена холестерин может накапливаться в крови. Увеличение содержания холестерина в крови (гиперхолестеринемия) наблюдается при атеросклерозе , сахарном диабете , механической желтухе, нефрите , нефрозе (особенно липоидных нефрозах), гипотиреозе. Понижение холестерина в крови (гипохолестеринемия) наблюдается при анемиях, голодании, туберкулезе , гипертиреозе , раковой кахексии, паренхиматозной желтухе, поражении ЦНС, лихорадочных состояниях, при введении
Липидами
называют жиры, поступающие в организм с пищей и образующиеся в печени. В крови (плазме или сыворотке) содержатся 3 основных класса липидов: триглицериды (ТГ), холестерин (ХС) и его эфиры, фосфолипиды (ФЛ).
Липиды способны притягивать воду, но большая их часть в крови не растворяется. Переносятся они в связанном с белками состоянии (в виде липопротеинов или, по-другому, липопротеидов). Липопротеины различаются не только по составу, но и по размеру и плотности, однако их структура практически одинакова. Центральная часть (ядро) представлена холестерином и его эфирами, жирными кислотами, триглицеридами. Оболочка молекулы состоит из белков (апопротеинов) и растворяющихся в воде липидов (фосфолипидов и неэстерифицированного холестерина). Внешняя часть апопротеинов способна образовывать водородные связи с молекулами воды. Таким образом, липопротеины могут частично растворяться в жирах, частично в воде.
Хиломикроны после попадания в кровь распадаются на глицерин и жирные кислоты, в результате чего образуются липопротеины. Холестеринсодержащие остатки хиломикронов перерабатываются в печени.
Из холестерина и триглицеридов в печени образуются липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), отдающие часть триглицеридов периферическим тканям, тогда как их остатки поступают обратно в печень и преобразуются в липопротеины низкой плотности (ЛПНП).
Л ПН II являются транспортерами холестерина для периферических тканей, который используется для построения мембран клеток и обменных реакций. При этом неэстерифицированный холестерин поступает в плазму крови и связывается с липопротеинами высокой плотности (ЛПВП). Эстерифицированный холестерин (связанный с эфирами) превращается в ЛПОНП. Далее цикл повторяется.
В крови содержатся еще липопротеины промежуточной плотности (ЛППП), являющиеся остатками хиломикронов и ЛПОНП и содержащие холестерин в большом количестве. ЛППП в клетках печени с участием липазы превращаются в ЛПНП.
В плазме крови содержится 3,5-8 г/л липидов. Повышение уровня липидов в крови называют гиперлипидемией, а понижение - гиполипидемией. Показатель общих липидов крови не дает детального представления о состоянии жирового обмена в организме.
Диагностическое значение имеет количественное определение конкретных липидов. Липидный состав плазмы крови представлен таблице.
Липидный состав плазмы крови
| Фракция липидов | Показатель нормы | |
| Общие липиды | 4,6-10,4 ммоль/л | |
| Фосфолипиды | 1,95-4,9 ммоль/л | |
| Липидный фосфор | 1,97-4,68 ммоль/л | |
| Нейтральные жиры | 0-200 мг% | |
| Триглицериды | 0,565-1,695 ммоль/л (в сыворотке) | |
| Неэстерифицирован- ные жирные кислоты | 400-800 ммоль/л | |
| Свободные жирные кислоты | 0,3-0,8 мкмоль/л | |
| Общий холестерин (существуют возрастные нормы) | 3,9-6,5 ммоль/л (унифицированный метод) | |
| Свободный холестерин | 1,04-2,33 ммоль/л | |
| Эфиры холестерина | 2,33-3,49 ммоль/л | |
| ЛПВП | М | 1,25-4,25 г/л |
| Ж | 2,5-6,5 г/л | |
| ЛПНП | 3-4,5 г/л | |
Дислипидемии подразделяются на первичные, связанные с врожденными нарушениями обмена веществ, и вторичные. Причинами вторичных дислипидемий являются гиподинамия и избыточное питание, алкоголизм, сахарный диабет, гипертиреоз, цирроз печени, хроническая почечная недостаточность. Кроме того, они могут развиться на фоне лечения глюкокортикостероидами, В-адреноблокаторами, прогестинами и эстрогенами. Классификация дислипидемий представлена в таблице.
Классификация дислипидемий
| Тип | Повышение уровня в крови | |
| Липопротеинов | Липидов | |
| I | Хиломикроны | Холестерин, триглицериды |
| На | ЛПНП | Холестерин (не всегда) |
| Тип | Повышение уровня в крови | |
| Липопротеинов | Липидов | |
| Нб | ЛПНП, ЛПОНП | Холестерин, триглицериды |
| III | ЛПОНП, ЛППП | Холестерин, триглицериды |
| IV | ЛПОНП | Холестерин (не всегда), триглицериды |
| V | Хиломикроны, ЛПОНП | Холестерин, триглицериды |
Липиды - группа низкомолекулярных веществ, характеризующихся различной растворимостью в органических растворителях и нерастворимых в воде. Липиды в крови находятся в основном в форме хиломикронов и форме липопротеидов. В плазме крови присутствуют три основных класса липидов: холестерин и его эфиры, триглицериды (нейтральные жиры) и фосфолипиды.
Увеличение общих липидов в сыворотке крови носит название гиперлидемии. Она наблюдается после приема пищи - это физиологическое явление (алиментарная гиперлипиде-мия). Физиологическая гиперлипидемия наступает через 1-4 ч после приема пищи. Повышение содержания липидов в крови после принятия пищи тем выше, чем ниже уровень липидов в крови натощак.
Исследование общих липидов дает ориентировочное представление о состоянии липид-ного обмена у обследуемого.
Повышением содержания липидов в крови могут сопровождаться следующие заболевания:
Острые и хронические гепатиты, механические желтухи. Однако при наиболее тяжелых
поражениях паренхимы печени содержание липидов в крови снижается (механические
желтухи также сопровождаются гиперлипидемией);
Сахарный диабет сопровождается выраженной гиперлипемией, которая, как правило,
развивается параллельно с ацидозом. Гиперлипемия при диабете вызвана усиленной
мобилизацией жира из жировых депо и доставкой липидов в печень. Таков характер
гиперлипидемий и при панкреатитах;
Некоторые заболевания почек. При острых и хронических нефритах без отеков количе
ство липидов в крови нормальное, с отеками - повышено. При липоидном нефрозе
количество липидов повышается в 2-6 раз [Покровский А.А., 1969];
Так называемая спонтанная гиперлипемия - редкое наследственное заболевание, на
блюдается главным образом у мужчин. В основе заболевания лежит нарушение перехо
да липидов из крови в ткани из-за недостатка тканевых липаз. У лиц, страдающих этой
патологией, имеется выраженная тенденция к развитию атеросклероза.
В настоящее время исследование общих липидов в клинической практике практически не применяется из-за низкой информативности этого показателя.
Триглицериды в сыворотке
Триглицериды (ТГ), или нейтральные жиры, - сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. ТГ поступают в организм с пищей (экзогенные ТГ) и синтезируются в организме (эндогенные ТГ). Последние образуются в печени главным образом из углеводов. ТГ являются главной формой накопления жирных кислот в организме и основным источником энергии у людей. Нормальные величины концентрации ТГ в сыворотке представлены в табл. 4.22.
В клинической практике содержание ТГ в крови определяется главным образом для выявления и типирования дислипопротеидемий.
| Таблиц | а " | 1.22. Содержание ТГ в сыворотке в норме | [Тиц У., 1986] | ||||
| Содержание | ТГ в сыворотке | ||||||
| Возраст, годы | мг/дл | ммоль/л | |||||
| мужчины | женщины | мужчины | женщины | ||||
| 0-5 | 30-86 | 32-99 | 0,34-0,97 | 0,36-1,12 | |||
| 6-11 | 31-108 | 35-114 | 0,35-1,22 | 0,40-1,29 | |||
| 12-15 | 36-138 | 41-138 | 0,41-1,56 | 0,46-1,56 | |||
| 16-19 | 40-163 | 40-128 | 0,45-1,84 | 0,45-1,45 | |||
| 20-29 | 44-185 | 40-128 | 0,50-2,09 | 0,45-1,45 | |||
| 30-39 | 49-284 | 38-160 | 0,55-3,21 | 0,43-1,81 | |||
| 40-49 | 56-298 | 44-186 | 0,63-3,37 | 0,50-2,10 | |||
| 50-59 | 62-288 | 55-247 | 0,70-3,25 | 0,62-2,79 | |||
| У лиц старше | 60 лет значения | слегка снижаются |
ком панкреатите, хронической почечной недостаточности, гипертонической болезни, остром инфаркте миокарда, беременности, хронической ИБС, тромбозе сосудов мозга, гипотиреозе, сахарном диабете, подагре, гликогенозах I, III и VI типов, респираторном дистресс-синдроме, большой талассемии, синдроме Дауна, синдроме Вернера, невротической анорек-сии, идиопатической гиперкальциемии, острой перемежающейся порфирии.
Повышенный уровень ТГ в крови является фактором риска развития ИБС. При этом повышение уровня ТГ в крови до 200-500 мг/дл, или 2,3-5,6 ммоль/л, расценивается как выраженная гипертриглицеридемия, а более 500 мг/дл, или более 5,6 ммоль/л, как тяжелая гипертриглицеридемия [Долгов В. и др., 1995].
Пировиноградной кислоты в крови
Клинико-диагностическое значение исследования
Норма: 0,05-0,10 ммоль/л в сыворотке крови взрослых людей.
Содержание ПВК увеличивается при гипоксических состояниях, вызванных тяжелой сердечно-сосудистой, легочной, кардиореспираторной недостаточностью, анемиях, при злокачественных новообразованиях, остром гепатите и других заболеваниях печени (наиболее выражено при терминальных стадиях цирроза печени), токсикозах, инсулинозависимом сахарном диабете, диабетическом кетоацидозе, дыхательном алкалозе, уремии, гепатоцеребральной дистрофии, гиперфункции гипофизарно-адреналовой и симпатико-адреналовой систем, а также введения камфоры, стрихнина, адреналина и при больших физических нагрузках, тетании, судорогах (при эпилепсии).
Клинико-диагностическое значение определения содержаниямолочной кислоты в крови
Молочная кислота (МК) является конечным продуктом гликолиза и гликогенолиза. Значительное количество ее образуется в мышцах. Из мышечной ткани МК с током крови поступает в печень, где используется для синтеза гликогена. Вместе с тем, часть молочной кислоты из крови поглощается сердечной мышцей, утилизирующей ее в качестве энергетического материала.
Уровень МК в крови увеличивается при гипоксических состояниях, остром гнойном воспалительном поражении тканей, острых гепатитах, циррозе печени, почечной недостаточности, злокачественных новообразованиях, сахарном диабете (примерно у 50% больных), легкой степени уремии, инфекциях (особенно пиелонефрите), остром септическом эндокардите, полиомиелите, тяжелых заболеваниях сосудов, лейкозах, интенсивных и продолжительных мышечных нагрузках, эпилепсии, тетании, столбняке, судорожных состояниях, гипервентиляции, беременности (в III триместре).
Липиды – разнообразные по химическому строению вещества, имеющие ряд общих физических, физико-химических и биологических свойств. Οʜᴎ характеризуются способностью растворяться в эфире, хлороформе, других жировых растворителях и только незначительно (и не всегда) – в воде, а также формировать вместе с белками и углеводами основной структурный компонент живых клеток. Присущие липидам свойства обуславливаются характерными особенностями структуры их молекул.
Роль липидов в организме весьма разнообразна. Одни из них служат формой депонирования (триацилглицерины, ТГ) и транспорта (свободные жирные кислоты-СЖК) веществ, при распаде которых высвобождается большое количество энергии, другие – представляют собой важнейшие структурные компоненты клеточных мембран (свободный холестерол и фосфолипиды). Липиды принимают участие в процессах терморегуляции, предохранении жизненно важных органов (к примеру, почек) от механических воздействий (травм), потери белка, в создании эластичности кожных покровов, защите их от избыточного удаления влаги.
Некоторые из липидов являются биологически активными веществами, обладающими свойствами модуляторов гормонального влияния (простагландины) и витаминов (жирные полиненасыщенные кислоты). Более того, липиды способствуют всасыванию жирорастворимых витаминов А,D,E,K; выступают в роли антиокислителей (витамины А,Е), во многом регулирующих процесс свободно-радикального окисления физиологически важных соединений; обусловливают проницаемость клеточных мембран по отношению к ионам и органическим соединениям.
Липиды служат предшественниками ряда стероидов с выраженным биологическим действием - желчных кислот, витаминов группы D, половых гормонов, гормонов коры надпочечников.
В понятие «общие липиды» плазмы входят нейтральные жиры (триацилглицерины), их фосфорилированные производные (фосфолипиды), свободный и эфиросвязанный холестерол, гликолипиды, неэстерифицированные (свободные) жирные кислоты.
Клинико- диагностическое значение определение уровня общих липидов в плазме (сыворотке) крови
Норма – 4,0-8,0г/л.
Гиперлипидемия (гиперлипемия)– увеличение концентрации общих липидов плазмы как физиологическое явление может наблюдаться через 1,5 часа после приема пищи. Алиментарная гиперлипемия выражена тем сильнее, чем ниже уровень липидов в крови больного натощак.
Концентрация липидов в крови изменяется при целом ряде патологических состояний. Так, у больных сахарным диабетом наряду с гипергликемией отмечается резко выраженная гиперлипемия (нередко до 10,0-20,0г/л). При нефротическом синдроме, особенно липоидном нефрозе, содержание липидов в крови может достигать еще более высоких цифр – 10,0-50,0г/л.
Гиперлипемия – постоянное явление у больных с билиарным циррозом печени и у больных с острым гепатитом (особенно в желтушном периоде). Повышенное содержание липидов в крови, как правило, обнаруживается у лиц, страдающих острым или хроническим нефритом, особенно если заболевание сопровождается отеками (вследствие накопления в плазме ЛПНП и ЛПОНП).
Патофизиологические механизмы, обусловливающие сдвиги в содержании всех фракций общих липидов, в большей или меньшей степени определяют выраженное изменение концентрации составляющих ее подфракций: холестерола, общих фосфолипидов и триацилглицеринов.
Клинико-диагностическое значение исследования холестерола (ХС) в сыворотке (плазме) крови
Исследование уровня ХС в сыворотке (плазме) крови не дает точной диагностической информации о конкретном заболевании, а лишь отражает патологию обмена липидов в организме.
Согласно данным эпидемиологических исследований, верхний уровень содержания ХС в плазме крови практически здоровых людей в возрасте 20-29 лет составляет 5,17 ммоль/л.
В плазме крови ХС находится главным образом в составе ЛПНП и ЛПОНП, причём 60-70% его представлено в форме сложных эфиров (связанный холестерол), а 30-40% - в виде свободного,неэстерифицированного холестерола. Связанный и свободный холестерол составляют величину общего холестерола.
Высокий риск развития коронарного атеросклероза у людей в возрасте 30-39 и старше 40 лет имеет место при уровнях ХС, превышающих соответственно 5,20 и 5,70 ммоль/л.
Гиперхолестеролемия – наиболее доказанный фактор риска коронарного атеросклероза. Это подтверждено многочисленными эпидемиологическими и клиническими исследованиями, установившими связь гиперхолестеролемии с коронарными атеросклерозом, частотой ИБС и инфаркта миокарда.
Самый высокий уровень холестерола отмечается при генетических нарушениях в обмене ЛП: семейной гомо-игетерозиготной гиперхолестеролемии, семейной комбинированной гиперлипидемии, полигенной гиперхолестеролемии.
При ряде патологических состояний развивается вторичная гиперхолестеролемия. Она наблюдается при заболеваниях печени, поражениях почек, злокачественных опухолях поджелудочной железы и простаты, подагре, ИБС, остром инфаркте миокарда, гипертонической болезни, эндокринных расстройствах, хроническом алкоголизме, гликогенозе I типа, ожирении (в 50-80% случаев).
Снижение уровня ХС плазмы наблюдается у больных с недостаточностью питания, при поражении центральной нервной системы, умственной отсталости, хронической недостаточности сердечно-сосудистой системы, кахексии, гипертиреозе, острых инфекционных заболеваниях, остром панкреатите, острых гнойно-воспалительных процессах в мягких тканях, лихорадочных состояниях, туберкулезе легких, пневмонии, саркоидозе органов дыхания, бронхите, анемии, гемолитической желтухе, остром гепатите, злокачественных опухолях печени, ревматизме.
Большое диагностическое значение приобрело определение фракционного состава холестерола плазмы крови и отдельных ее ЛП (прежде всего ЛПВП) для суждения о функциональном состоянии печени. По современным представлением, эстерификация свободного холестерола в ЛПВП осуществляется в плазме крови благодаря ферменту лецитин-холестерин-ацилтрансферазе, образующемуся в печени (это органоспецифичный печеночный энзим).Активатором этого фермента является один из базовых компонентов ЛПВП – апо – Al, постоянно синтезирующийся в печени.
Неспецифическим активатором системы эстерификации холестерола плазмы служит альбумин, также продуцируемый гепатоцитами. Этот процесс отражает прежде всего функциональное состояние печени. В случае если в норме коэффициент эстерификации холестерола (ᴛ.ᴇ. отношение содержания эфиросвязанного холестерола к общему) составляет 0,6-0,8 (или 60-80%), то при остром гепатите,обострении хронического гепатита͵ циррозе печени, обтурационной желтухе, а также хроническом алкоголизме он снижается. Резкое уменьшение выраженности процесса эстерификации холестерола свидетельствует о недостаточности функции печени.
Клинико-диагностическое значение исследования концентрации общих фосфолипидов в сыворотки крови.
Фосфолипиды (ФЛ) представляют собой группу липидов, содержащих помимо фосфорной кислоты (в качестве обязательного компонента) спирт (обычно глицерин), остатки жирных кислот и азотистые основания. Учитывая зависимость отприроды спирта ФЛ подразделяют на фосфоглицериды, фосфосфингозины и фосфоинозитиды.
Уровень общих ФЛ (липидного фосфора) в сыворотке (плазме) крови повышается у больных с первичными и вторичными гиперлипопротеинемиями типов IIa и IIб. Это повышение наиболее выражено при гликогенозе I типа, холестазе, обтурационной желтухе, алкогольном и билиарном циррозе, вирусном гепатите (легкое течение), почечной коме, постгеморрагической анемии, хроническом панкреатите, тяжелой форме сахарного диабета͵ нефротическом синдроме.
Для диагностики целого ряда заболеваний более информативным является исследование фракционного состава фосфолипидов сыворотки крови. С этой целью в последние годы весьма широко используют методы тонкослойной хроматографии липидов.
Состав и свойства липопротеинов плазмы крови
Почти все липиды плазмы связаны с белками, что придает им хорошую растворимость в воде. Эти липидно-белковые комплексы обычно именуются липопротеинами.
Согласно современным представлением, липопротеины - ϶ᴛᴏ высокомолекулярные водорастворимые частицы, представляющие собой образованные слабыми, нековалентными связями комплексы белков (апопротеинов) и липидов, в которых полярные липиды (ФЛ, СХС) и белки («апо») составляют поверхностный гидрофильный мономолекулярный слой, окружающий и защищающий внутреннюю фазу (состоящую в основном из ЭХС, ТГ) от воды.
Иными словами, ЛП – своеобразные глобулы, внутри которых находится жировая капля, ядро (сформированное преимущественно неполярными соединениями, в основном триацилглицеринами и эфирами холестерола), отграниченное от воды поверхностным слоем из белка, фосфолипидов и свободного холестерола.
Физические особенности липопротеинов (их размеры, молекулярная масса, плотность), как и проявления физико-химических, химических и биологических свойств, во многом зависят, с одной стороны, от соотношения между белковым и липидным компонентами этих частиц, с другой - от состава белкового и липидного компонентов, ᴛ.ᴇ. их природы.
Наиболее крупными частицами, состоящими на 98% из липидов и весьма незначительной (около 2%) доли белка, являются хиломикроны (ХМ). Οʜᴎ образуются в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника и являются транспортной формой для нейтральных пищевых жиров, ᴛ.ᴇ. экзогенных ТГ.
Таблица 7.3 Состав и некоторые свойства липопротеинов сыворотки крови(Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., 2000)
| Критерии оценки отдельных классов липопротеинов | ЛПВП (альфа-ЛП) | ЛПНП (бета-ЛП) | ЛПОНП (пре-бета-ЛП) | ХМ |
| Плотность, кг/л | 1,063-1,21 | 1,01-1,063 | 1,01-0,93 | 0,93 |
| Молекулярная масса ЛП, кД | 180-380 | 3000- 128 000 | - | |
| Размеры частиц, нм | 7,0-13,0 | 15,0-28,0 | 30,0-70,0 | 500,0 - 800,0 |
| Всего белков, % | 50-57 | 21-22 | 5-12 | |
| Всего липидов, % | 43-50 | 78-79 | 88-95 | |
| Свободный холестерол, % | 2-3 | 8-10 | 3-5 | |
| Эстерифицирован- ный холестерол, % | 19-20 | 36-37 | 10-13 | 4-5 |
| Фосфолипиды, % | 22-24 | 20-22 | 13-20 | 4-7 |
| Триацилглицерины, % | ||||
| 4-8 | 11-12 | 50-60 | 84-87 |
В случае если экзогенные ТГ переносятся в кровь хиломикронами, то транспортной формой эндогенных ТГ являются ЛПОНП. Их образование – защитная реакция организма, направленная на предотвращение жировой инфильтрации, а в последующем и дистрофии печени.
Размеры ЛПОНП в среднем в 10 раз меньше размера ХМ (отдельные частицы ЛПОНП в 30-40 раз меньше частиц ХМ). В них находится 90% липидов, среди которых более половины по содержанию составляют ТГ. 10% всего холестерола плазмы переносится ЛПОНП. В связи с содержанием большого количества ТГ ЛПОНП обнаруживают незначительную плотность (меньше 1,0). Установлено, что ЛПНП и ЛПОНП содержат 2/3 (60%) всего холестерола плазмы, тогда как 1/3 приходится на долю ЛПВП.
ЛПВП – самые плотные липидно-белковые комплексы, поскольку содержание белка в них составляет около 50% от массы частиц. Их липидный компонент наполовину состоит из фосфолипидов, наполовину – из холестерола, преимущественно эфиросвязанного. ЛПВП также постоянно образуются в печени и частично в кишечнике, а также в плазме крови в результате «деградации» ЛПОНП.
В случае если ЛПНП и ЛПОНП доставляют ХС из печени в другие ткани (периферические), в том числе сосудистую стенку , то ЛПВП переносят ХС из мембран клеток (прежде всего сосудистой стенки) в печень . В печени он идет на образование желчных кислот. В соответствии с таким участием в обмене холестерола, ЛПОНП и сами ЛПНП именуют атерогенными , а ЛПВП – антиатерогенными ЛП . Под атерогенностью принято понимать способность липидно-белковых комплексов вносить (передавать) в ткани содержащийся в ЛП свободный холестерол.
ЛПВП конкурируют за рецепторы мембран клеток с ЛПНП, противодействуя тем самым утилизации атерогенных липопротеинов. Поскольку поверхностный монослой ЛПВП содержит большое количество фосфолипидов, в месте контакта частицы с наружной мембраной эндотелиальной, гладкомышечной и любой другой клетки создаются благоприятные условия для перемещения на ЛПВП избытка свободного холестерола.
При этом последний задерживается в поверхностном монослое ЛПВП лишь очень непродолжительное время, поскольку при участии фермента ЛХАТ подвергается эстерификации. Образованный ЭХС, будучи неполярным веществом, перемещается во внутреннюю липидную фазу, освобождая вакансии для повторения акта захвата новой молекулы СХС со стороны мембраны клетки. Отсюда: чем выше активность ЛХАТ, тем эффективнее антиатерогенное действие ЛПВП , которые рассматриваются как активаторы ЛХАТ.
При нарушении баланса между процессами притока липидов (холестерола) в сосудистую стенку и их оттоком из нее бывают созданы условия для формирования липоидоза, наиболее известное проявление которого и есть атеросклероз .
В соответствии с АВС-номенклатурой липопротеинов выделяют первичные и вторичные ЛП. Первичные ЛП образованы каким-либо одним по химической природе апобелком. К ним условно бывают отнесены ЛПНП, в которых содержится около 95% апопротеин-В. Все остальные являются вторичными липопротеинами, представляющими собой ассоциированные комплексы апопротеинов.
В норме примерно 70% холестерола плазмы находится в составе «атерогенных» ЛПНП и ЛПОНП, тогда как в составе «антиатерогенных» ЛПВП циркулирует около 30%. При таком соотношении в сосудистой стенке (и других тканях) сохраняется баланс скоростей притока и оттока холестерола. Это и определяет численное значение холестеролового коэффициента атерогенности, составляющее при указанном липопротеиновом распределении общего холестерола 2,33 (70/30).
Согласно результатам массовых, эпидемиологических наблюдений, при концентрации общего холестерола в плазме 5,2 ммоль/л сохраняется нулевой баланс холестерола в сосудистой стенке. Повышение уровня общего холестерола в плазме крови более 5,2 ммоль/л ведет к постепенному отложению его в сосудах, а при концентрации 4,16-4,68 ммоль/л наблюдается отрицательный баланс холестерола в сосудистой стенке. Патологическим считают уровень общего холестерола плазмы (сыворотки) крови, превышающей 5,2 ммоль/л.
Таблица 7.4 Шкала оценки вероятности развития ИБС и других проявлений атеросклероза
(Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., 2000)
Гиперлипидемия (гиперлипемия) - увеличение концентрации общих липидов плазмы как физиологическое явление может наблюдаться через 1-4 ч после приема пищи. Алиментарная гиперлипемия выражена тем сильнее, чем ниже уровень липидов в крови больного натощак.
Концентрация липидов в крови изменяется при целом ряде патологических состояний:
Нефротический синдром, липоидный нефроз, острый и хронический нефрит;
Билиарный цирроз печени, острый гепатит;
Ожирение- атеросклероз;
Гипотиреоз;
Панкреатит и т.д.
Исследование уровня холестерола (ХС) отражает лишь патологию обмена липидов в организме. Гиперхолестеролемия – документированный фактор риска коронарного атеросклероза. ХС – обязательный компонент мембраны всех клеток, особые физико-химические свойства кристаллов ХС и конформация его молекул способствует упорядоченности и подвижности фосфолипидов в мембранах при изменении температуры, что позволяет мембране находится в промежуточном фазовом состоянии («гель – жидкий кристалл») и сохранять физиологические функции. ХС используется в качестве предшественника при биосинтезе стероидных гормонов (глюко- и минералокортикоидов, половых), витамина D 3 , а также желчных кислот. Условно можно выделить 3 пула ХС:
А - быстро обменивающийся (30 г);
Б – медленно обменивающийся (50 г);
В – очень медленно обменивающийся (60 г).
Эндогенный холестерин в значительном количестве синтезируется в печени (80%). Экзогенный холестерин поступает в организм в составе продуктов животного происхождения. Транспорт ХС из печени к внепеченочным тканям осуществляют
ЛПНП. Выведение ХС из печени из внепеченочных тканей в печень производят зрелые формы ЛПВП (50% - ЛПНП, 25% ЛПВП, 17%ЛПОНП, 5% -ХМ).
Гиперлипопротеинемия и гиперхолестеринемия (классификация Фредриксона):
1 тип – гиперхиломикронемия;
2 тип - а – гипер-β-липопротеинемия, б - гипер -β и гиперпре-β-липопротеинемия;
3 тип – дис-β-липопротеинемия;
4 тип – гипер-пре-β-липопротеинемия;
5 тип – гиер-пре-β-липопротеинемия и гиперхиломикронемия.
Наиболее атерогенными являются 2 и 3 типы.
Фосфолипиды - группа липидов, содержащих помимо фосфорной кислоты (обязательный компонент) спирт (обычно глицерин), остатки жирных кислот и азотистые основание. В клинико-лабораторной практике имеет место метод определения уровня общих фосфолипидов, уровень которых повышается у больных с первичными и вторичными гиперлипопротеинемиями IIа и IIб. Понижение имеет место при ряде заболеваний:
Алиментарная дистрофия;
Жировая дегенерация печени,
Портальный цирроз;
Прогрессирование атеросклероза;
Гипертириоз и т. д.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) является свободно-радикальным процессом, инициация которого происходит при образовании активных форм кислорода – супероксидиона О 2 . ; гидроксильного радикала НО . ; гидропероксидного радикала НО 2 . ; синглетного кислорода О 2 ; гипохлоритного иона ClO - . Основными субстратами ПОЛ являются полиненасыщенные жирные кислоты, находящиеся в структуре фосфолипидов мембран. Сильнейшим катализатором являются ионы металлов железа. ПОЛ – это физиологический процесс, который имеет важное значение для организма, так как регулирует проницаемость мембран, влияет на деление и рост клеток, начинает фагосинтез, является путем биосинтеза некоторых биологических веществ (простагландинов, тромбоксанов). Контроль за уровнем ПОЛ осуществляет антиоксидантная система (аскорбиновая кислота, мочевая кислота, β- каротин и т.д.). Потеря равновесия между двумя системами приводит к гибели клеток и клеточных структур.
Для диагностики принято определять в плазме и эритроцитах крови содержание продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид, шиффовы основания), концентрацию основного природного антиоксиданта – альфа-токоферола с расчетом показателя коэфицента МДА/ТФ. Интегральным тестом оценки ПОЛ является определение проницаемости эритроцитарных мембран.
2. Пигментный обмен совокупность сложных превращений различных окрашенных веществ в организме человека и животных.
Наиболее хорошо известен пигмент крови – гемоглобин (хромопротеин, который состоит из белковой части глобина и простетической группы, представленной 4 гемами, каждый гемм состоит из 4 пиррольных ядер, которые связаны между собой метиновыми мостиками, в центре находится ион железа со степенью окисления 2 +). Средний срок жизни эритроцита составляет 100-110 суток. По окончании этого периода происходит разрушение и деструкция гемоглобина. Процесс распада начинается уже в сосудистом русле, завершается в клеточных элементах системы фагоцитирующихмононуклеаров (купферовские клетки печени, гистиоциты соединительной ткани, плазматические клетки костного мозга). Гемоглобин в сосудистом русле связывается с гаптоглобином плазмы и задерживается в сосудистом русле, не проходя почечный фильтр. Вследствие трипсиноподобного действия бета-цепи гаптоглобина и вызванных его влиянием конформационных изменений в порфириновом кольце гема создаются условия для более легкого разрушения гемоглобина в клеточных элементах системы фагоцитирующихмононуклеарон.Образующийся таким образом высокомолекулярный пигмент зеленого цвета вердоглобин (синонимы: вердогемоглобин, холеглобин, псевдогемоглобин) представляет собой комплекс, состоящий из глобина, разорванной системы порфиринового кольца и трехвалентного железа. Дальнейшие превращения приводят к потере вердоглобином железа и глобина, в результате чего порфириновое кольцо разворачивается в цепь и формируется низкомолекулярный желчный пигмент зеленого цвета-биливердин . Почти весь он ферментативным путем восстанавливается в важнейший красно-желтый пигмент желчи - билирубин, являющийся обычным компонентом плазмы крови.На поверхности плазматической мембраны гепатоцита подвергается диссоциации. При этом высвобожденный билирубин образует временный ассоциат с липидами плазматической мембраны и перемещается через нее благодаря деятельности определенных ферментных систем. Дальнейшее прохождение свободного билирубина в клетку происходит при участии в этом процессе двух белков-переносчиков: лигандина (он транспортирует основное количество билирубина) и протеина Z.
Лигандин и протеин Z обнаружены также в почках и кишечнике, поэтому при недостаточности функции печени они свободны компенсировать ослабление процессов детоксикации в этом органе. И те и другие достаточно хорошо растворимы в воде, но лишены способности перемещаться через липидный слой мембраны. За счет связывания билирубина с глюкуроновой кислотой присущая свободному билирубину токсичность в значительной мере теряется. Гидрофобный, липофильный свободный билирубин, легко растворяясь в липидах мембраны и проникая вследствие этого в митохондрии, разобщает в них дыхание и окислительное фосфорилирование, нарушает синтез белка, поток ионов калия через мембрану клеток и органелл. Это отрицательно сказывается на состоянии центральной нервной системы, вызывая у больных ряд характерных неврологических симптомов.
Билирубинглюкурониды (или связанный, конъюгированный билирубин) в отличие от свободного билирубина тотчас вступают в реакцию с диазореактивом (“прямой” билирубин). Следует иметь в виду, что в самой плазме крови билирубин, не конъюгированный с глюкуроновой кислотой, может быть либо связан с альбумином, либо нет. Последняя фракция (не связанного ни с альбумином, ни с липидами, ни с другими компонентами крови билирубина) наиболее токсична.
Билирубинглюкурониды благодаря ферментным системам мембран активно перемещаются через них (против градиента концентрации) в желчные ходы, выделяясь вместе с желчью в просвет кишечника. В нем под воздействием ферментов, продуцируемых кишечной микрофлорой, происходит разрыв глюкуронидной связи. Высвобожденный свободный билирубин восстанавливается с образованием в тонком кишечнике сначала мезобилирубина, а затем и мезобилиногена (уробилиногена). В норме определенная часть мезобилиногена, всасываясь в тонком кишечнике и в верхнем отделе толстого, через систему воротной вены попадает в печень, где практически полностью разрушается (путем окисления), превращаясь в дипиррольные соединения – пропент-диопент и мезобилилейкан.
Мезобилиноген (уробилиноген) при этом в общий ток кровообращения не поступает. Часть его вместе с продуктами разрушения вновь направляется в просвет кишечника в составе желчи (энтерогепотальный круговорот). Однако даже при самых незначительных изменениях в печени ее барьерная функция во многом “снимается” и мезобилиноген попадает сначала в общий ток кровообращения, а затем в мочу. Основная же масса его направляется из тонкого кишечника в толстый, где под влиянием анаэробной микрофлоры (кишечной палочки и других бактерий) подвергается дальнейшему восстановлению с образованием стеркобилиногена. Образовавшийся стеркобилиноген (суточное количество 100-200 мг) почти полностью выделяется с калом. На воздухе он окисляется и превращается в стеркобилин, являющийся одним из пигментов кала. Небольшая часть стеркобилиногена попадает путем всасывания через слизистую оболочку толстого кишечника в систему нижней полой вены, доставляется с кровью в почки и выделяется с мочой.
Таким образом, в моче здорового человека мезобилиноген (уробилиноген) отсутствует, но в ней содержится некоторое количество стеркобилина (который часто не совсем правильно называют “уробилином”)
Для определения содержания билирубина в сыворотке (плазме) крови используют в основном химические и физико-химические методы исследования, среди которых выделяют колориметрические, спектрофотометрические (ручные и автоматизированные), хроматографические, флюориметрические и некоторые другие.
Один из важных субъективных признаков нарушения пигментного обмена – появление желтухи, которое отмечается обычно при уровне билирубина в крови 27-34 мкмоль/л и более. Причинами гипербилирубинемии могут быть: 1) усиление гемолиза эритроцитов (более 80% общего билирубина представлено неконъюгированным пигментом); 2) нарушение функции печеночных клеток и 3) задержка оттока желчи (гипербилирубинемия имеет печеночное происхождение, если более 80% общего билирубина составляет конъюгированный билирубин). В первом случае говорят о так называемой гемолитической желтухе, во втором – о паренхиматозной (может быть вызвана наследственно обусловленными дефектами в процессах транспорта билирубина и его глюкуронидирования), в третьем – о механической (или обтурационной, застойной) желтухе.
При паренхиматозной форме желтухи отмечаются деструктивно-дистрофические изменения в паренхиматозных клетках печени и инфильтративные – в строме, приводящие к повышению давления в желчных протоках. Застою билирубина в печени способствует также резкое ослабление метаболических процессов в пораженных гепатоцитах, которые теряют способность нормально выполнять различные биохимические и физиологические процессы, в частности переводить связанный билирубин из клеток в желчь против градиента концентрации. Повышение концентрации связанного билирубина в крови приводит к его появлению в моче.
Наиболее “тонким” признаком поражения печени при гепатитах служит появление мезобилиногена (уробилиногена) в моче.
При паренхиматозной желтухе увеличивается главным образом концентрация связанного (коньюгированного) билирубина в крови. Содержание свободного билирубина возрастает, но в меньшей степени.
В основе патогенеза обтурационной желтухе лежит прекращение поступления желчи в кишечник, что приводит к исчезновению стеркобилиногена из мочи. При застойной желтухе увеличивается главным образом содержание связанного билирубина крови. Внепеченочные холестатические желтухи сопровождаются триадой клинических признаков: обесцвеченным калом, темной мочой и зудом кожи. Внутрипеченочныйхолестаз клинически проявляется зудом кожи и желтухой. При лабораторном исследовании отмечается гипербилирубинемия (за счет связанного), билирубинурия, повышение щелочной фосфатазы при нормальных значениях трансаминаз в сыворотке крови.
Гемолитические желтухи обусловлены гемолизом эритроцитов и, как следствие, повышенным образованием билирубина. Повышение содержания свободного билирубина является одним из главных признаков гемолитической желтухи.
В клинической практике выделяют врожденные и приобретенные функциональные гипербилирубинемии, обусловленные нарушением элиминации билирубина из организма (наличие дефектов в ферментных и других системах переноса билирубина через мембраны клеток и его глюкуронидирования в них). Синдром Жильбера - наследственное доброкачественное хроническое заболевание, протекающее с умеренно выраженной негемолитической неконъюгированной гипербилирубинемией. Постгепатитная гипербилирубинемия Калька - приобретенный энзимный дефект, приводящий к увеличению уровня свободного билирубина в крови, врожденная семейная негемолитическая желтуха Криглера – Найяра (отсутствие в гепатоцитахглюкуронилтрансферазы), желтуха при врожденном гипотириозе (тироксин стимулирует ферментную глюкуронилтрансферазную систему), физиологическая желтуха новорожденных, лекарственная желтуха и др.
Нарушения пигментного обмена могут быть вызваны изменениями не только в процессах распада гемма, но и в образовании его предшественников – порфиринов (циклические органические соединении, в основе которых лежит кольцо порфина, состоящее из 4 пирролов, соединенных метиновыми мостиками). Порфирии – группа наследственных заболеваний, сопровождающихся генетическим дефицитом активности энзимов, принимающих участие в биосинтезе гемма, при которых в организме обнаруживается увеличение содержания порфиринов или их предшественников, что обуславливает ряд клинических признаков (избыточное образование продуктов метаболизма, вызывает развитие неврологических симптомов и (или) повышение фоточувствительности кожи).
Наиболее широко используемые методы определения билирубина основаны на его взаимодействии с диазореагентом (реактивом Эрлиха). Широкое распространение получил метод Ендрассика- Грофа. В этом методе в качестве «освободителя» билирубина используют смесь кофеина и бензоата натрия в ацетатном буфере. Ферментативное определение билирубина основано наего окислении билирубиноксидазой. Возможно определение неконъюгированного билирубина и другими методами ферментативного окисления.
В настоящее время все большее распространение, особенно при экспресс-диагностике, получает определение билирубина методами «сухой химии».
Витамины.
Витаминами называют незаменимые низкомолекулярные вещества, поступающие в организм с пищей извне и участвующие в регуляции биохимических процессов на уровне ферментов.
Сходство и различие витаминов и гормонов.
Сходство – регулируют метаболизм в организме человека через ферменты:
· Витамины входят в состав ферментов и являются коферментами или кофакторами;
· Гормоны или регулируют активность уже имеющихся ферментов в клетке, или являются индукторами или репрессорами вв биосинтезе необходимых ферментов.
Различие:
· Витамины – низкомолекулярные органические соединения, экзогенные факторы регуляции метаболизма и поступают с пищей извне.
· Гормоны – высокомолекулярные органические соединения, эндогенные факторы, синтезирующиеся в эндокринных железах организма в ответ на изменение внешней или внутренней среды организма человека, и также регулируют метаболизм.
Витамины классифицируются на:
1. Жирорастворимые: A, D, E, K, А.
2. Водорастворимые: группа В, PP, H, C, ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота), пантотеновая кислота (В 3), Р (рутин).
Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический) – химическая структура представлена β- иононовым кольцом и 2 остатками изопрена; потребность в организме составляет 2,5-30 мг в сутки.
Наиболее ранний и специфический признак гиповитаминоза А - гемералопия (куриная слепота) - нарушение сумеречного зрения. Возникает из-за недостатка зрительного пигмента - родопсина. Родопсин содержит в качестве активной группы ретиналь (альдегид витамина А) - находится в палочках сетчатки. Эти клетки (палочки) воспринимают световые сигналы низкой интенсивности.
Родопсин = опсин (белок) + цис-ретиналь.
При возбуждении родопсина светом, цис-ретиналь, в результате ферментативных перестроек внутри молекулы переходит в полностью-транс-ретиналь (на свету). Это приводит к конформационной перестройке всей молекулы родопсина. Родопсин диссоциирует на опсин и транс-ретиналь, что является пусковым механизмом, возбуждающим в окончаниях зрительного нерва импульс, который затем передается в мозг.
В темноте, в результате ферментативных реакций транс-ретиналь вновь превращается в цис-ретиналь и, соединяясь с опсином, образует родопсин.
Витамин А также влияет на процессы роста и развития покровного эпителия. Поэтому при авитаминозе наблюдается поражение кожи, слизистых оболочек и глаз, которое проявляется в патологическом ороговении кожи и слизистых. У больных развивается ксерофтальмия - сухость роговой оболочки глаза, так как происходит закупорка слезного канала в результате ороговения эпителия. Так как глаз перестает омываться слезой, которая обладает бактерицидным действием, развиваются конъюнктивиты, изъязвление и размягчение роговицы - кератомаляция. При авитаминозе А может быть также поражение слизистой ЖКТ, дыхательных и мочеполовых путей. Нарушается устойчивость всех тканей к инфекциям. При развитии авитаминоза в детстве - задержка роста.
В настоящее время показано участие витамина А в защите мембран клеток от окислителей - т. е. витамин А обладает антиоксидантной функцией.
