Fizjologia żywienia. Коллектив авторов
galaktozyloceramid – zawiera resztę galaktozy (najczęściej występujący cukier w cerebrozydach), jest głównym glikosfingolipidem mózgu i tkanki nerwowej, w małych ilościach występuje także w błonie komórkowej każdej komórki;
● glukozyloceramid – zawiera resztę glukozy, dominuje w innych tkankach niż nerwowa, ale w małych ilościach występuje również w neuronach.
Funkcje cerebrozydów to:
● ochrona komórek przed niebezpiecznymi czynnikami zewnętrznymi;
● uczestnictwo w mechanizmie rozpoznawania molekularnego (złożone glikosfingolipidy);
● ceramidy i fosforany sfingozyny są cząsteczkami sygnałowymi w procesach hamujących apoptozę oraz redukujących negatywne skutki stresu.
Gangliozydy są to cerebrozydy (glukozyloceramidy) połączone z kwasem sjalowym. Występują w zewnętrznej warstwie błony komórkowej (mogą być z niej uwalniane do krwi, ich stężenie stanowi czynnik diagnostyczny).
Gangliozydy:
● pełnią funkcje receptorowe, często odpowiedzialne są za interakcje międzykomórkowe;
● razem z cholesterolem i sfingomieliną tworzą tratwy lipidowe błony komórkowej (są ich strukturalnym i funkcjonalnym komponentem, stabilizują strukturę tratwy), w których zakotwiczone są swoiste białka biorące udział w regulacji głównych procesów komórkowych, takich jak transdukcja sygnału, wzrost, różnicowanie, proliferacja.
Tratwy lipidowe są to mikrodomeny błonowe bogate w sfingolipidy i sterole (cholesterol), w których występują swoiste białka biorące udział w sygnalizacji komórkowej, adhezji i endocytozie.
5.1.5. Cholesterol
Cholesterol pod względem budowy chemicznej jest sterolem o 27 atomach węgla, złożonym z czterech pierścieni homocyklicznych (oznaczonych literami A, B, C, D): trzech sześcioczłonowych i jednego pięcioczłonowego. Przy trzecim atomie węgla w pierścieniu A znajduje się grupa hydroksylowa (–OH) nadająca cholesterolowi właściwości słabo hydrofilowe, przy C17 znajduje się ośmiowęglowy łańcuch alifatyczny, natomiast na styku pierścieni A i B oraz C i D, do węgli C10 i C13 przyłączone są grupy metylowe (–CH3).
Jest to związek występujący wyłącznie w produktach pochodzenia zwierzęcego. Duże ilości cholesterolu zawierają: żółtko jaja (1200 mg/100 g), podroby (150–300 mg/100 g), masło (240 mg/100 g), pasztet, salceson (100–120 mg/100 g) i smalec (100 mg/100 g). Jego synteza zachodzi głównie w wątrobie, jelitach i skórze, ale możliwa jest praktycznie w każdej komórce organizmu, dlatego nie trzeba dostarczać cholesterolu wraz z pożywieniem, a jego endogenna produkcja jest w stanie pokryć całkowite zapotrzebowanie organizmu na ten sterol.
Chociaż nieprawidłowe stężenie cholesterolu we krwi stanowi ryzyko wystąpienia chorób układu krążenia, to nie można zapomnieć o pozytywnej roli, jaką odgrywa ten sterol w organizmie, a mianowicie buduje błony komórkowe oraz jest prekursorem witaminy D, hormonów płciowych, mineralokortykosteroidów i glikokortykosteroidów.
Cholesterol w błonie komórkowej oddziałuje z hydrofobowymi łańcuchami fosfolipidów, przyczyniając się do zmniejszenia jej płynności. Jednocześnie sprawia, że jest ona bardziej odporna na odkształcenia, trudniej ją uszkodzić czy przerwać jej ciągłość.
Cholesterol ostatecznie zostaje wydalony z organizmu w postaci kwasów żółciowych oraz wolnego lub estryfikowanego cholesterolu, zawartych w żółci. Chociaż jest to umowny ostateczny etap metabolizmu cholesterolu, to większość z kwasów żółciowych po spełnieniu swojej funkcji w jelicie cienkim (pomoc w trawieniu i wchłanianiu lipidów) zostaje ponownie wchłonięta do enterocytów.
5.1.6. Transport lipidów w surowicy
Lipidy są nierozpuszczalne w wodzie, w związku z czym, aby mogły być transportowane w osoczu, łączą się z białkami. Te kompleksy białkowo-lipidowe nazwano lipoproteinami. Wyróżnia się cztery główne klasy lipoprotein, które różnią się między sobą zawartością poszczególnych składników lipidowych i białkowych oraz gęstością (tab. 5.3).
O gęstości danej lipoproteiny decyduje stosunek lipidów do białka, im więcej związków lipidowych, a mniej białka, tym mniejsza gęstość. Rdzeń lipoprotein stanowią całkowicie hydrofobowe tłuszcze: triglicerydy i estry cholesterolu. Zewnętrzna warstwa zbudowana jest z lipidów amfipatycznych (fosfolipidów i wolnego cholesterolu), które polarnymi grupami ustawiają się w stronę wody. Białka lipoprotein (apolipoproteiny, apoproteiny) podzielono na kilka klas, od apoA do apoH. Ich rolą jest nie tylko zapewnienie lipidom rozpuszczalności w osoczu krwi, lecz także:
● regulowanie aktywności enzymów biorących udział w metabolizmie lipoprotein (np. apoC-II aktywuje lipazę lipoproteinową (lipoprotein lipase, LPL), apoA-1 aktywuje acylotransferazę lecytyna: cholesterol, apoA-II hamuje działanie tej acylotransferazy, apoC-III hamuje LPL);
● łączenie lipoprotein z ich receptorami (np. apoB-100 jest ligandem dla receptora LDL);
● przenoszenie lipidów (np. apoD transportuje estry cholesterolu w HDL).
Tabela 5.3. Charakterystyka głównych lipoprotein osocza
HDL (high-density lipoprotein) – lipoproteina o dużej gęstości; LDL (low-density lipoprotein) – lipoproteina o małej gęstości; TG (triglicerides) – triglicerydy; VLDL (very-low-density lipoprotein) – lipoproteina o bardzo małej gęstości.
Triacyloglicerole ze względu na swój całkowicie hydrofobowy charakter krążą we krwi w postaci chylomikronów i frakcji lipoprotein o bardzo małej gęstości (very-low-density lipoproteins, VLDL).
Chylomikrony powstają w komórkach błony śluzowej jelita cienkiego i transportują tłuszcz egzogenny, pochodzący z pożywienia. Po wchłonięciu do enterocytów kwasy tłuszczowe są reestryfikowane do TG. Reestryfikacja zachodzi w reticulum endoplazmatycznym, a powstające TG budują rdzeń chylomikronów, lipoprotein o najmniejszej gęstości i największej średnicy. Oprócz triglicerydów, które stanowią prawie 90% tych kompleksów białkowo-lipidowych, w ich składzie znajdują się również fosfolipidy oraz cholesterol – wolny i niewielka ilość zestryfikowanego. Białka chylomikronów to przede wszystkim apolipoproteina B-48, a także apoA-IV i apoA-I. Po opuszczeniu enterocytów, ze względu na duże rozmiary, chylomikrony trafiają do naczyń limfatycznych, a dopiero później do krwi.
VLDL produkowane są w wątrobie i transportują tłuszcz endogenny. Powstające w cysternach siateczki śródplazmatycznej hepatocytów lipoproteiny o bardzo małej gęstości połączone zostają z apoproteiną B-100.
W śródbłonku naczyń włosowatych głównie serca, mięśni szkieletowych i tkanki tłuszczowej zakotwiczona lipaza lipoproteinowa (LPL) hydrolizuje wiązania estrowe triglicerydów zawartych w chylomikronach i lipoproteinach o bardzo małej gęstości. Uwolnione wolne kwasy tłuszczowe są pobierane przez komórki i wykorzystywane do wytworzenia energii w procesie β-oksydacji (mięśnie) lub powtórnie estryfikowane do TG i magazynowane (adipocyty). Nieduża część WKT wraca do krwiobiegu i po związaniu z albuminą transportowana jest do tkanek obwodowych i narządów.
Po pozbyciu się większości triglicerydów resztkowe chylomikrony (tzw. remnanty) wyłapywane są przez receptory cząstek resztkowych w hepatocytach i na drodze endocytozy wnikają do