Zaburzenia w metabolizmie lipoprotein w patogenezie miażdżycy. Miażdżyca . Zaburzenia w metabolizmie lipoprotein w patogenezie miażdżycy.

Miażdżyca Istota choroby. Etiopatologiczne czynniki środowiskowe. Budowa i metabolizm poszczególnych frakcji lipoprotein w warunkach fizjologicznych i patologicznych. Udział apolipoprotein, receptorów dla lipoprotein, białek transportujących (CETP i PLTP) i enzymów (LPL i LCAT) w regulacji metabolizmu lipoprotein. Szczególne cechy metabolizmu frakcji HDL oraz transportu estrów cholesterolu i fosfolipidów pomiędzy frakcjami lipoprotein u psów i kotów. Rola lipoprotein w etiologii miażdżycy u zwierząt towarzyszących i gospodarskich. Patomechanizm zmian aterosklerotycznych. Podatność genetyczna zwierząt domowych na rozwój miażdżycy. Ćwiczenie praktyczne: Analiza i porównanie stężenia całkowitego cholesterolu w osoczu krwi oraz cholesterolu we frakcji HDL u psów i krów - różnice gatunkowe w podatności na rozwój miażdżycy.

Lipoproteiny – dynamiczne, pozostające w ciągłym stanie syntezy, degradacji i usuwania z przedziału osocza, rozpuszczalne w wodzie skompleksowane makromolekuły lipidów i wyspecjalizowanych białek (apolipoprotein), transportujace związki tłuszczowe (trójglicerydy, fosfolipidy, kwasy tłuszczowe) i cholesterol (wolny i w formie estrów) z wątroby i jelit do tkanek utylizującyhc je lub magazynujących. Frakcje lipoprotein: chylomikrony; VLDL - very low density lipoprotein – lipoproteiny o bardzo małej gęstości IDL – intermediate density lipoprotein – lipoproteiny o pośredniej gęstości LDL - low density lipoprotein – lipoproteiny o małej gęstości HDL – high density lipoprotein - lipoproteiny o wysokiej gęstości

Ogólny schemat budowy cząstki lipoprotein.

Budowa chylomikronu. Apolipoproteiny: ApoA, ApoB, ApoC, ApoE; T (triacyloglicerole, trójglicerydy); C (cholesterol); zielone (fosfolipidy)

Wielkość cząstek poszczególnych frakcji lipoprotein jest wprost proporcjonalnie uzależniona od stosunku zawartości lipidów do białek.

Rozdziału poszczególnych frakcji lipoprotein w osoczu krwi dokonuje się m.in. metodą ultrawirowania w gradiencie stężeń KBr i NaCl.

Do głównych czynników biorących udział w regulacji metabolizmu lipoprotein (Lp) należą: APOLIPOPROTEINY – kontrolujące aktywność enzymów włączonych w metabolizm Lp (C-II – aktywator lipazy lipoproteinowej, C-III – inhibitor lipazy lipoproteinowej; A-I – aktywator acetylotransferazy lecytyna-cholesterol, A-II – inhibitor acetylotransferazy lecytyna-cholesterol) oraz będące ligandami dla receptorów dla Lp (B-48, B-100 – ligandy receptora LDL; E – ligand receptora LDL-like receptor); ENZYMY – LPL (lipaza lipoproteinowa); HL (lipaza wątrobowa); LCAT (acetylotransferaza lecytyna-cholesterol); BIAŁKA TRANSFEROWE – PLTP (białko transportujące fosfolipidy i wolny cholesterol do frakcji HDL z frakcji o niższej gęstości); CETP – (białko transportujące estry cholesterolu z frakcji HDL na frakcje o niższej gęstości w zamian za trójglicerydy); RECEPTORY DLA LIPOPROTEIN – receptor dla LDL (LDL-R), receptor podobny do receptora dla LDL (LDL-like receptor).

Zawartość apolipoprotein w poszczególnych frakcjach lipoprotein

U gatunków mięsożernych spontaniczna miażdżyca rozwija się stosunkowo rzadko ze względu na: Transport cholesterolu odbywający się głównie przy pomocy rozbudowanej frakcji HDL. Niski poziom CETP (CETP zwiększa tempo przenoszenia estrów cholesterolu do frakcji VLDL i LDL, dzięki czemu teoretycznie rozszerza zdolności osocza do oczyszczania go z cholesterolu poprzez ponowne wykorzystanie frakcji β lipoprotein do przenoszenia C i CE do wątroby. Jednakże reakcje z udziałem CETP stają się aterogenne w obecności defektów metabolicznych , np. braku receptorów LDL lub niedoboru LCAT. Stosunkowo wysoką aktywność paraoxonazy i hydrolazy PAF we frakcji HDL .

Schemat przedstawiający transport cholesterolu z wątroby i jelita do jajnika. A-I, B i E – apolipoproteiny, które pośredniczą w metabolizmie cholesterolu w lipoproteinach . Lipidowe składniki lipoprotein: C – wolny cholesterol; CE – estry cholesterolu; PL – fosfolipidy; FA – kwasy tłuszczowe; TG – trójglicerydy. Enzymy włączone w metabolizm lipoprotein: LPL – lipaza lipoproteinowa; LCAT – acylotransferaza lecytyna – cholesterol. Grummer & Carrol, J. Anim. Sci. 1988.

Różne formy cząstek HDL powstające podczas metabolizmu tej frakcji.

Powstawanie i metabolizm frakcji HDL (FC – wolny cholesterol; PL- fosfolipidy; LCAT – acylotransferaza lecytyna-cholesterol; PLTP – białko transportujące fosfolipidy; CE – estry cholesterolu; FFA – wolne kwasy tłuszczowe).

Udział lipazy lipoproteinowej w metabolizmie lipoprotein.

Ćwiczenie praktyczne: Analiza i porównanie stężenia całkowitego cholesterolu w osoczu krwi oraz cholesterolu we frakcji HDL u psów i krów - różnice gatunkowe w podatności na rozwój miażdżycy.   Zasada: W obecności bezwodnika kwasu octowego i stężonego kwasu siarkowego dochodzi do odciągania cząsteczek wody i tworzy się zielono zabarwiony kwas jednosulfonowy dwucholestadienu (odczyn Liebermanna-Burcharda). Odczynniki: kwas octowy lodowaty bezwodnik kwasu octowego kwas siarkowy Postępowanie: odpipetować 100 μl osocza lub frakcji HDL wyizolowanej metodą ultrawirowania w gradiencie stężeń KBr/NaCl dodać 2,1 ml odczynnika B (kwas octowy lodowaty + bezwodnik kwasu octowego + kwas siarkowy – stosunek 1:5:1) delikatnie wymieszać i pozostawić na 10 min w temperaturze pokojowej równolcześnie wykonać próbę zerową, postępując analogicznie - wprowadzając zamiast osocza 100 μl wody destylowanej odczytać absorbancję przy długości fali 660 nm wobec próby zerowej odczytać wynik z krzywej wzorcowej (mg/100 ml)