Метаболизм фосфолипидов

К фосфолипидам относятся глицерофосфолипиды

– производные фосфатидной кислоты, и сфингофосфолипиды.

Основными компонентами фосфолипидов являются кефалин, лецитин, фосфатидилсерин и сама фосфатидная кислота.

Метаболизм фосфолипидов тесно связан со многими процессами в организме: образование и разрушение мембранных структур клеток, формирование липротеинов, мицелл желчи, образование в легочных альвеолах поверхностных пленок (сульфоктанта) препятствующих слипание альвеол. Нарушение обмена фосфолипидов – причина развития многих заболеваний (липидоз печени, респираторный дистресс-синдром).

Основные нарушения липидного обмена

Нарушения липидного обмена могут быть как первичными, так и вторичными, т.е. вызванными патологией эндокринной системы или компенсаторные при различных заболеваниях.

Нарушения переваривания и всасывания липидов сопровождаются развитием стеатореи (повышенное содержание липидов и жирных кислот в кале) и обусловливаются одной из следующих причин:

1.Дефицит панкреатической липазы, связанный с заболеваниями поджелудочной железы.

2.Дефицит желчи в кишечнике, обсуловленный заболеваниями печени или желчевыводящих путей.

3.Угнетение ферментных систем ресинтеза триглицеридов в стенке кишечника при его заболеваниях.

Ожирение – это избыточное накопление триглицеридов в организме. Ожирением считается увеличение массы тела более чем на 20 % от идеальной для данной особи. Первичное ожирение связано, в первую очередь, с избыточным кормлением, когда организм получает больше калорий, чем расходует. У некоторых животных повышение аппетита имеет генетическую обусловленность (генетические нарушения синтеза лептина). «Ген ожирения» обнаружен у приматов, крыс, свиней, собак. Следует отметить, что кроме генетических нарушений синтеза лептина могут быть и приобретенные. Значительную роль играет «привычка», так при перекармливании растущих животных снижается эффективность лептина на фоне психологической реакции на корм. Причиной ожирения может быть и резкое прекращение физических нагрузок у спортивных и рабочих животных при сохранении калорийного рациона.

Вторичное ожирение наблюдается при эндокринных болезнях (гипотиреоз, синдром Иценко-Кушинга, гипогонадизм и др.).

Кетоз (кетоацидоз) – накопление в крови и во всем организме кетоновых тел в избыточном количестве. Причиной такого накопления является нарушение углеводного обмена, невозможность использования глюкозы для получения энергии в клетке. У жвачных животных наиболее частое развитие кетоза связано с несбалансированным концентратным типом кормления. У плотоядных (особенно кошек) основной причиной кетоза является сахарный диабет. Так именно кетоацидоз у кошек является наиболее частой причиной гибели при сахарном диабете.

Гиперлипопротеинемия — повышенное содержание липопротеинов в крови. Различают несколько типов, в зависимости от причины и преобладающих липопротеинов. Так при нарушении липопротеинлипазы (фермент клеточных мембран, необходимый для поступления в клетку триглицеридов из хиломикронов крови) в крови накапливаются хиломикроны и триглицериды. Резкое увеличение в крови ЛПОНП наблюдается при гиперинсулинизме (избытке инсулина), т.к. инсулин стимулирует синтез триглицеридов в печени.

Липидоз печени – накопление жировых капель в гепатоцитах, ожирение печени. Связано с нарушением синтеза фосфолипидов и апопротеинов (белковых компонентов липопротеинов крови), в сочетании с избыточным поступлением жирных кислот, глицерина, триглицеридов в печень и с повышением синтеза триглицеридов в печени. Такое состояние может развиваться при активной мобилизации жира при одновременном недостатке метионина и холина. Основной причиной липидоза печени служит нарушение баланса между активностью синтеза триглицеридов в печени и скоростью их включения в структуру ЛПОНП, т.е. недостаточный синтез липопротеинов очень низкой плотности, что может быть связано с нарушением синтеза апопротеинов (апоВ100 и апоАII) или с недостаточностью лецитина. У кошек выделяют липидоз печени, как самостоятельное заболевание (гепатический липидоз), связанное с внезапным голоданием.

Перекисное окисление липидов – свободнорадикальное окисление липидов, вызванное пероксидным ионом. При изучении процессов биологического окисления рассматривается вариант короткой цепи окисления – перекисное окисление. Кроме полезного действия (например разрушение мембран фагоцитированных микробов в лейкоцитах) при спонтанном образовании перекиси, образовавшийся пероксидный ион способен вступать в реакцию со многими молекулами. В белках окисляются некоторые аминокислоты, активные формы кислорода легко нарушают и структуру ДНК. Перекисное окисление липидов – это цепные реакции, обеспечивающие расширенное воспроизводство свободных радикалов, частиц, имеющих неспаренный электрон, которые инициируют дальнейшее распространение перекисного окисления. В клетке присутствует довольно развитая система защиты от перекисного окисления (антиоксидантная система), включающая ферменты, нейтрализующие перекиси и свободные радикалы (каталаза, глютатионредуктаза) и молекулы «ловушки» свободных радикалов и активных ионов (мембранная система витамина Е и селена, глютатион, аскорбиновая кислота). Наиболее развита антиоксидантная система в клетках, больше подверженных окислению, где выше парциальное давление кислорода, например, эритроциты, лейкоциты, эпителиальные клетки дыхательных путей. При несостоятельности антиоксидантной системы перекисное повреждение липидов приводит к повреждению мембранных структур клетки, что нарушает функционирование клетки и является основным механизмом гибели клетки.

Нарушение метаболизма фосфолипидов, как правило, вторично, связано с перекисным повреждением, либо с нарушением обмена отдельных аминокислот (метионина, таурина, серина). В качестве самостоятельной патологии не рассматривается, приводит к нарушению печени (липидоз), нарушению транспорта липидов в организме (гиполипидемии, или выпадение триглицеридов в осадок на стенках сосудов), снижению растворимости холестерина желчи и нарушение реологических (увеличение вязкости) свойств желчи (появление «пыли» и желчных камней). Все эти состояния могут быть связаны с недостаточностью полиненасыщенных жирных кислот (эсенциальных кислот), которые входят в состав фосфолипидов.

Нарушения холестеринового обмена хорошо изучены у человека, но значительно меньше у животных. Для медицины человека наибольшее значение имеет атеросклероз. Это патология связана с нарушением соотношения липопротеинов низкой и высокой плотности, в результате чего развивается увеличение количества холестерина в организме (при этом абсолютное содержание холестерина в крови может быть не повышено). Холестерин ввиду низкой растворимости выпадает в осадок, накапливается в клетках и в интиме сосудов, что приводит к пролиферации клеток (они пытаются израсходовать избыток холестерина на построение дополнительных мембран). Так формируются холестериновые «бляшки» и холестериноз сосуда (увеличение содержания холестерина в стенке сосуда в клетках) переходит в атеросклероз. Главной причиной развития атеросклероза является нарушение выведения холестерина из организма и одновременное увеличение его синтеза в гепатоцитах, что обусловлено неправильным восприятием клеткой липопротеинов низкой плотности (генетические или иммунологические нарушения структуры рецепторов к апопротеинам, либо модификация

белковых компонентов липопротеинов). В ответ на нарушение этого восприятия в печени усиливается синтез холестерина, что приводит к еще большему накоплению его в организме. Избыток поступления холестерина с кормом и повреждение проницаемости сосудов являются лишь способствующими факторами накопления холестерина и формирования бляшки.

У плотоядных животных, ввиду особенностей захвата ЛПНП и выведения холестерина, первичного атеросклероза не наблюдается, однако при некоторых эндокринных болезнях (гипотиреоз) возможно развитие вторичных нарушений холестеринового обмена с формированием холестериновых бляшек.

При гиперлипопротеинемииI типа хотя содержание холестерина и триглицерида повышено, но атеросклероза нет, так как хиломикроны не обладают атерогенностью. Липопротеинемия этого типа встречается очень редко. Клинически она проявляется в виде ксантоматоза, в некоторых случаях отмечается липидная дуга роговицы. Нередко наблюдаются увеличение печени и селезенки, абдоминальная колика. Гиперлипопротеинемия I типа обычно наблюдается у детей.

Гиперлипопротеинемия II типа характеризуется наиболее высокой гиперхолестеринемией. Содержание триглицеридов крови может быть либо нормальным, либо повышенным. При гиперлипопротеинемии 2А типа содержание ЛПНП повышено, а ЛПОНТ — нормально; при 2Б — содержание ЛПНП и ЛПОНП повышено.

При гиперлипопротеинемии II типа нередко наблюдается ишемическая болезнь сердца, при этом у лиц с гомозиготной наследственностью она возникает рано и часто является причиной преждевременной смерти.

Гиперлипопротеинемия третьего типа сочетается с ишемической болезнью сердца и поражением сосудов ног. При высоком содержании липидов в крови наблюдаются бугорчатые ксантомы, располагающиеся на ладонях. Сыворотка прозрачная или мутная. Гиперлипопротеинемия III типа встречается значительно реже, чем II типа, и нередко сочетается с сахарным диабетом.

Гиперлипопротеинемия IV типа характеризуется высоким содержанием в крови триглицеридов при нормальном или относительно невысоком уровне холестерина. При этом типе отмечается повышение уровня ЛПОНП, в ряде случаев она протекает с диабетом и ожирением. Гиперлипопротеинемия IV типа развивается в зрелом возрасте и довольно широко распространена, причем у мужчин она наблюдается чаще.

При V типе гиперлипопротеинемии наблюдается высокая концентрация хиломикронов и триглицеридов. Клинически она проявляется так же, как и гиперлипопротеинемия I

типа, иногда сочетаясь со скрытым или умеренно выраженным диабетом. Ишемическая болезнь сердца при гиперлипопротеинемии V типа наблюдается реже, чем при II, III и IV типах. Первичная гиперлипопротеинемия V типа не имеет широкого распространения и встречается только у взрослых.