Metabolismul lipidic

Lipidele reprezintă o clasă eterogenă de substanţe insolubile în

apă, solubile în solvenţi organici (alcool, cloroform, benzen, etc) şi miscibile

între ele. Din punct de vedere chimic majoritatea lor sunt esteri ai alcoolilor cu

acizii graşi (acizi hidrocarbonaţi cu lanţ lung), cu greutate moleculară mare.

Lipidele se împart în trei clase principale:

- Trigliceride (grasimi neutre)

- fosfolipide

- colesterol.

Datorită complexităţii lor structurale lipidele îndeplinesc roluri

multiple la nivelul organismului:

rol energogenetic – prin oxidare lipidele eliberează 9,3

cal/g şi reprezintă o formă condensată de material bogat în energie

rol structural – fosfolipidele şi colesterolul intră în

structura membranelor celulare şi intracelulare, cărora le asigură integritatea

fizică deoarece ele nu sunt solubile în apă

rol funcţional – participă la coagulare (fosfolipidele şi

acizii grali), la fenomenele de suprafaţa din cadrul absorbţiei intestinale

(fosfolipidele şi acizii biliari rezultaţi din metabolizarea colesterolului), la

realizarea schimburilor gazoase alveolare prin surfactantul pulmonar

(lipoproteinele), la sinteza hormonilor sterolici – corticosuprarenalieni, ovarieni

şi testiculari, ai vitaminei D şi acizilor biliari (colesterolul). De asemenea din

unii acizi graşi – linoleic şi arahidonic – se sintetizează prostaglandinele, care

intervin în procese fiziologice şi patologice importante.

rol „pasiv” – lipidele de depozit participă la modalităţile

de diminuare a termolizei (apărare contra frigului). De aceea dezvoltarea mai

mare a paniculului adipos la femei explică rezistenţa mai mare a acestora la

variaţiile termice ale mediului ambiant. În plus depozitele lipidice din jurul unor

organe au rol de protecţie mecanică (rinichi, ochi).

La nivelul organismului lipidele se găsesc sau în ţesuturi, ca lipide

tisulare, sau în sânge, ca lipide circulante, între cele două sectoare existând

un echilibru dinamic.

În sângele circulaţiei sistemice se găsesc lipide absorbite din

intestin ( chilomicroni) şi, în tranzit, lipide sintetizate de ficat şi mobilizate din

depozitele adipoase.

După masă lipemia creşte semnificativ şi sângele capătă un aspect

lăptos caracteristic, dat de pătrunderea chilomicronilor în sânge.

În plasmă lipidele sunt legate de variate fracţiuni proteice şi

alcătuiesc lipoproteinele, care reprezintă peste 95% din toate lipidele

plasmatice. Lipoproteinele sunt formate aproape în întregime în ficat, fapt

explicat de pproductia FL, TGL şi a colesterolului la acest nivel. Sunt particule

sferice alcătuite din un nucleu hidrofob care conţine trigliceride şi colesterol

esterificat, şi o manta periferică hidrofilă formată din apoproteine, fosfolipide şi

colesterol neesterificat. Concentraţia totală de lipoproteine din plasmă este

de 700mg/ 100ml plasma

Lipoproteinele sunt clasificate în trei clase principale:

lipoproteine cu densitate foarte mică – VLDL – conţin

concentraţii mari de trigliceride şi concentraţii moderate de fosfolipide şi

colesterol. au rol în transportul trigliceridelor de la ficat spre ţesuturi, în special

ţesutul adipos.

lipoproteine cu densitate mică – LDL – conţin

concentraţii mari de colesterol, dar relativ puţine trigliceride.(se considera a fi

reziduurile VLDL) Au rol în transportul colesterolului de la ficat spre ţesuturi.

lipoproteine cu densitate mare – HDL – conţin

aproape 50% proteine şi fosfolipide. Au rol antiaterogen prin captarea

colesterolului în exces. Acesta este transportat la ficat unde este transformat

în acizi biliari sau este eliminat ca atare prin bilă.

Principalele depozite de grăsime se găsesc în ţesutul adipos

(grăsimea de rezervă) şi în ficat. Ţesutul adipos are rol major în depozitarea

trigliceridelor, adipocitele( fibroblasti modificati) fiind capabile să stocheze

trigliceride pure în volum de până la 80-95% din volumul lor. De asemenea în

ţesutul adipos sunt prezente cantităţi mari de lipaze, enzime implicate în

procesele de catabolizare a trigliceridelor şi mobilizare a acizilor graşi liberi.

Turnover-ul rapid al acizilor graşi face ca reînnoirea trigliceridelor din ţesutul

adipos să se facă aproximativ o dată la 2-3 săptămâni, ceea ce demonstrează

starea dinamică a rezervelor lipidice.

Lipidele din ficat sunt reprezentate de trigliceride, fosfolipide şi

colesterol, care sunt sintetizate continuu de hepatocite. În acelaşi timp în

hepatocite au loc şi procesele catabolice energogenetice din acizi graşi.

Funcţiile ficatului în ceea ce priveşte metabolismul lipidic sunt:

o desfac acizii graşi în compuşi mici utilizati pentru

energie

o sintetizează TGL în principal din glucide si în mică

masură din proteine

o sintetizează alte lipide din AGmai ales colesterol şi

PL

Trigliceridele (grăsimile neutre sau simple) sunt esteri ai unui

alcool trivalent – glicerolul – cu trei molecule de acizi graşi, de cele mai multe

ori diferiţi. Aceştia au un număr mare de atomi de carbon, întotdeauna par.

Cel mai frecvent acizii graşi din structura trigliceridelor sunt reprezentaţi de

acizii palmitic (cu 16 atomi de carbon), oleic şi stearic (cu 18 atomi de

carbon).

Trigliceridele sunt utilizate de organism în special în scop

energogenetic, funcţie pe care o împart aproape egal cu glucidele.

Sursele de trigliceride ale organismului sunt exogene şi endogene.

Cele exogene provin din trigliceridele animale şi vegetale ingerate, care sunt

absorbite în principal în limfă sub formă de chilomicroni, împreună cu esterii

colestrolului, lipoproteinele şi fosfopilidele. Chilomicronii sunt transportaţi în

canalul toracic, de unde se varsă în sângele venos la joncţiunea dintre venele

jugulare şi subclaviculare.

În decurs de circa 1 – 2 ore chilomicronii sunt îndepărtaţi din

plasmă la trecerea prin capilarele hepatice şi prin cele ale ţesutului adipos,

sub acţiunea unei lipoproteinlipaze. Aceata hidrolizează trigliceridele din

chilomicroni în acizi graşi şi glicerol. Acizii graşi difuzează imediat în celule (în

special adipocite) deoarece sunt înalt miscibili cu membranele celulare. În

celule acizii graşi sunt resintetizaţi în trigliceride, glicerolul nou necesar

acestei sinteze fiind furnizat de procesele metabolice celulare (degradarea

anaeroba a glucidelor).

Sinteza trigliceridelor (lipogeneza) se desfăşoară în principal în ficat

şi în mult mai mică măsură în adipocite şi are loc prin esterificarea progresivă

a glicerolului activat care se uneşte cu un acid gras. Se formează astfel o

monogliceridă, după care se sintetizează „în trepte” digliceride şi în final

trigliceride. Ea se poate şi face plecând de la glucide sau de la proteine.

Glucidele ajunse în organism sunt utilizate imediat în scopul producerii de

energie sau sunt stocate sub formă de glicogen. În cazul excesului de glucide

acestea sunt convertite rapid în trigliceride şi sunt apoi stocate la nivelul

ţesutului adipos. Sinteza lipidelor din glucide este de o importanţă specială din

două motive:

1. capacitatea diferitelor celule din corp de a stoca glucidesub

forma de glicogeneste in general slabă, deci sinteza de lipide

reprezinta o cale prin care întregul exces de glucide ingerate

poate fi stocat si utilizat mai tarziu.

2. fiecare gram de grasime contine de 2,25 ori mai multe calorii

de energie utilizabila decat fiecare gram de glicogen.

Sinteza din proteine. Mulţi aminoacizi pot fi convertiţi în acetilCoA, care la

rândul ei poate fi convertită în trigliceride. În cazul unei diete cu cantităţi mai

mari de proteine decât poate utiliza organismul o parte din exces este stocat

sub formă de trigliceride.

Catabolismul trigliceridelor (lipoliza) are loc în adipocit prin

scindarea treptată a unui acid gras cu formarea digliceridelor, apoi a

monogliceridelor şi în final a glicerolului şi acizilor graşi. Glicerolul părăseşte

imediat adipocitul, iar acizii graşi sunt utilizaţi sau în resinteza trigliceridelor,

sau în procesele energogenetice celulare. În acest scop ei părăsesc

adipocitul şi sunt transportaţi de sânge sub formă de acizi graşi liberi (AGL).

Lipogeneza şi lipoliza sunt într-o strânsă legătură, în raport cu

starea nutriţională şi cu balanţa energetică.

Catabolizarea acizilor graşi are loc în primul rând la nivelul

hepatocitelor (75%) pe două căi principale: beta oxidare şi cetogeneză. Restul

de 25% sunt distribuiţi şi catabolizaţi la nivelul musculaturii.

Cele două căi metabolice încep cu activarea acidului gras prin

combinarea sa cu coenzima A (CoA), reacţie endergonică ce are loc între

gruparea carboxilică a acidului gras şi cea sulfhidrică a CoA, cu pierderea

unei molecule de apă.

Degradarea şi oxidarea acizilor graşi are loc numai în mitocondrii,

deci primul pas în utilizarea acizilor graşi este transportul lor din citoplasmă în

interiorul mitocondriilor. Acesta este un proces enzimatic care necesită

prezenţa unei substanţe de transport numită carnitină. În mitocondrie acidul

gras se desface de carnitină şi apoi este oxidat.

Beta oxidarea reprezintă calea metabolică de degradare a acizilor

graşi liberi în care aceştia sunt oxidaţi la nivelul C2 din grupul carboxilic (ciclul

LYNEN). Rezultatul final al acestor reacţii este pierderea unui fragment de 2C

sub formă de acetilCoA şi scurtarea lanţului de carbon al acidului gras cu 2

atomi. Prin repetare acidul gras pierde de fiecare dată câte 2 atomi de carbon,

până ajunge la acid butiric, acid gras cu 4 atomi de carbon. În condiţii

obişnuite 70% din acetilCoA rezultată din beta oxidare intră apoi în ciclul

KREBS şi este astfel metabolizată până la produşii finali CO2 şi H2O, cu

eliberare de energie.

Cetogeneza reprezintă calea metabolică de sinteză a corpilor

cetonici. Prin condensarea a două molecule de acetil CoA se sintetizează

aceto-acetilCoA, compus ce poate fi oxidat în totalitate până la Co2 şi H2O,

constituind o importantă sursă de energie celulară. În ficat, sub acţiunea

enzimatică a deacilazei, CoA se desprinde de aceto-acetilCoA şi rezultă

acidul acetilacetic, primul corp cetonic, din care apoi se sintetizează, prin

reducere, acidul beta hidroxibutiric, şi prin decarboxilare, acetona.

Cetogeneza este un proces fiziologic, iar corpii cetonici descărcaţi

în circulaţie sunt apoi utilizaţi la nivelul altor ţesuturi în scop energogenetic. O

mică cantitate din aceşti corpi cetonici se elimină prin urină.

În inaniţie, ca urmare a stimulării excesive a catabolismului acizilor

graşi, sinteza corpilor cetonici depăşeşte capacitatea de metabolizarea a

ţesuturilor. Se ajunge astfel la acumularea unor cantităţi mari de corpi cetonici

– cetoacidoză, şi la creşterea eliminărilor lor urinare.

Fosfolipidele (fosfatidele) sunt esteri ai unui alcool cu acizi graşi

superiori, care au în moleculă un radical de acid fosforic şi o bază azotată

(colina sau colamina). Din această clasă fac parte lecitinele, cefalinele şi

sfingomielinele. Ele sunt lipide solubile, sintetizate în toate celulele

organismului şi transportate împreună în sânge sub formă de lipoproteine.

Cele mai mari cantităţi de fosfolipide se găsesc la nivelul

organismului în creier (sfingomieline şi lecitine), în ficat şi splină (lecitine şi

cefaline) şi în rinichi, inimă şi plamâni (lecitine).

Fosfolipidele se absorb împreună cu trigliceridele şi colesterolul şi

intră împreună cu acestea în structura chilomicronilor. Metabolizarea lor se

face în principal în ficat.

Principalul rol al fosfolipidelor este cel structural, ca şi componente

de bază ale membrenelor celulare şi intracelulare, alături de colesterol.

Fosfolipidele hidrosolubile participă şi la scăderea tensiunii superficiale dintre

membrane şi lichidele din jur.

Ritmul reînnoirii (turnover) fosfolipidelor tisulare este foarte diferit

de la un ţesut la altul, fiind foarte rapid în ficat, foarte lent în creier (luni sau

ani) şi intermediar în rinichi şi muşchi.

Colesterolul este un ester al alcoolilor monovalenţi aromatici cu

acizii graşi, se găseşte în toate celulele organismului şi are provenienţă dublă,

exogenă (alimentară – gşlbenuşul de ou, grăsimile din carne, ficat şi creier) şi

endogenă (sintetizat la nivel celular, în special în hepatocite, dar şi în celulele

corticosuprarenalei, testiculului, ovarului, pielii, arterelor şi intestinului.

Excepţie face celula nervoasă).

Colesterolul alimentar este absorbit rapid în intestin, cea mai mare

parte a sa (80-90%) fiind esterificată (esteri cu acizi graşi) sub acţiunea

colesterolesterazei pancreatice. Sub această formă colesterolul ajunge în

circulaţia sistemică.

Colesterolul endogen este furnizat zilnic în cantitate de 1,5 – 2 g,

din care ¾ este de origine hepatică. Această cantitate este net superioară

aportului exogen.

Între aportul exogen de colesterol şi ritmul de biosinteză al acestuia

există o strânsă corelaţie, procesele de sinteză fiind inhibate de creşterea

aportului alimentar şi invers.

Din cantitatea totală de colesterol plasmatic aproximativ ¾ se

găseşte sub formă esterificată, restul sub formă liberă (predominant în

ţesuturi). Creşterea aportului de lipide de origine animală determină creşterea

colesterolemiei, în timp ce creşterea aportului de lipide vegetale cu grad mare

de nesaturare (ulei de soia sau de porumb) determină scăderea

colesterolemiei. Efectele hipocolesterolemiante ale grăsimilor nesaturate se

explică prin creşterea vitezei de încorporare în lipoproteine a colesterolului

esterificat cu acizi graşi nesaturaţi şi apoi metabolizarea sau eliminarea sa la

nivelul ficatului.

Metabolizarea colesterolului are loc în special la nivelul ficatului,

care sintetizează, dar în acelaşi timp şi catabolizează mari cantităţi de

colesterol. O parte din colesterol este excretat ca atare de către ficat prin bilă,

în timp ce o altă parte este utilizat la nivelul celulelor KUPFFER din ficat

pentru sinteza acizilor biliari, care la rândul lor intră in structura bilei. O parte

din acizii biliari şi colesterolul ajunşi prin bilă în intestin se reabsorb pe cale

portală şi se reîntorc în ficat.

De asemenea colesterolul participă la formarea hormonilor steroizi.

Nivelul colesteroleminei este influenţat pe de-o parte de calitatea

lipidelor şi cantitatea de colesterol ingerate, iar pe de altă parte de o serie de

hormoni, dintre care cei mai importanţi sunt cei tiroidieni şi estrigenii, cu

efecte hipocolesterolemiante. Hormonii tiroidieni scad nivelul plasmatic al

colesterolului prin stimularea metabolizării sale tisulare, în timp ce estrogenii îi

inhibă sinteza hepatică.

Reglarea metabolismului lipidic se face prin mecanisme

nervoase şi hormonale.

Etapa absorbtivă postalimentară (anabolizantă) se întinde pe

primele 10 – 12 ore postprandial şi se caracterizează prin aport de substanţe

energoplastice. Acestea declanşează secreţia de insulină, care va determina

activarea principalelor căi metabolice anabolizante : lipogeneza,

glicogenogeneza, proteinogeneza.

Etapa postabsorbtivă (catabolizantă) este împărţită în două

secvenţe – imediată (12 – 18 ore după ultimul prânz) şi tardivă (18 – 24 ore

după ultimul prânz). Ea nu se întâlneşte în mod fiziologic, fiind de fapt o stare

de înfometare a organismului prin lipsă de aport alimentar exogen. Această

stare este însă aproape similară cu alte stări în care organismul are nevoi

energetice crescute, cum ar fi efortul fizic sau alte forme de stress. În acestă

stare intră în acţiune :

- sistemul nervos simpatic şi catecolaminele, ca reacţie

imediată

- glucagonul, STH-ul, ACTH-UL, cortizolul, hormonii tiroidieni,

ca reacţie tardivă. Concomitent concentraţia insulinei scade.

Ateroscleroza. Este o modificare morfo-fiziopatologică a arterelor

mari, în care apar depozite de lipide numite plăci ateromatoase, la nivelele

intimal şi subintimal ale pereţilor vasculoari. Principalul compus lipidic conţinut

în aceste plăci este colesterolul, în care adesea precipită calciu, dând naştere

plăcilor calcificate.

Apariţia acestor plăci este asociată cu modificări degenerative ale

peretelui arterial, sclerozarea progresivă a arterelor, rigidizarea peretelui şi

îngustarea lumenului, datorită cărora peretele arterial se poate rupe foarte

uşor.

În plus plăcile ateromatoase străbat intima vaselor şi protruzează

spre lumen, unde suprafaţa lor rugoasă permite dezvoltarea cheagurilor de

sânge, cu formarea de trombi sau embolusuri.

Toate aceste modificări ale pereţilor arteriali favorizează local

apariţia trombozelor obstructive sau a dilataţiilor anevrismale.

Principalii factori implicaţi în patogenia aterosclerozei sunt:

factorii umorali – aportul plasmatic crescut de lipide, ce

depăşeşte capacvitatea maximă de epurare a lipoproteinelor în pereţii

arteriali. Rolul aterogenic cel mai mare îl au fracţiunile lipoproteice bogate în

colesterol esterificat – LDL.

factorii vasculari – macrofagele modificate („celule

spumoase”) prin fixarea pe receptori specifici de pe suprafaţa lor a LDL

oxidate. Aceste LDL apar datorită existenţei unui deficit cantitativ sau calitativ

al receptorilor normali pentru LDL, care determină persistenţa crescută a

acestora în sânge, pătrunderea lor în spaţiul subendotelial şi apoi oxidarea.

LDL oxidate inhibă motilitatea macrofagelor, care sunt reţinute în

intima arterelor. Aici ele au acţiune citotoxică asupra celulelor de vecinătate şi

produc leziuni endoteliale.

factorii mecanici – microtraumatisme endoteliale repetate

determinate de stressul presional intraarterial la hipertensivi. Leziunile

endoteliale apar cel mai frecvent în zonele în care curgerea sângelui este

tubulentă (zone de curbură, de bifurcaţie sau de ramificaţie arterială) şi

declanşează procese de reparare a intimei care se fac defectuos.

La nivelul leziunilor endoteliale aderă trombocite, care eliberează

substanţe ce induc migrarea şi proliferarea celulelor musculare netede.

Acestea sintetizează fibre conjunctive şi contribuie astfel la evoluţia leziunilor

ateromatoase.

Ateroscleroza reprezintă substratul etiopatogenic al cardiopatiei

ischemice şi afecţiunilor vasculare cerebrale, acestea reprezentând primele

cauze de mortalitate în ţările dezvoltate.

Hiperlipemiile.Se caracterizează prin creşterea unor fracţiuni ale

lipidelor plasmatice şi depunerea excesivă a acestora în ţesuturi. Aceste

afecţiuni pot fi primare (determinate genetic) sau secundare (în cadrul unor

boli endocrine).

Hiperlipemiile primare sau familiale sunt clasificate în 5 tipuri

(FRIEDRICKSON):

I. Hiperlipemia de tip I sau hiperchilomicronemia familială –

transmitere autosomal recesivă, caracterizată prin deficit de LPL

II. Hiperlipemia de tip II sau hopercolesterolemia familială –

transmitere autosomal dominantă, caracterizată prin valori foarte mari ale

colesterolului plasmatic şi ateroscleroză

III. Hiperlipemia de tip III sau hiperlipemia mixtă – transmitere

autosomal recesivă

IV. Hiperlipemia de tip IV sau hipertrigliceridemia endogenă

familială – transmitere autosomal dominantă, carcterizată prin creşterea VLDL

V. Hiperlipemia de tip V sau hipertrigliceridemia mixtă – transmitere

autosomal dominantă, caracterizată prin creşterea concomitentă a

chilomicronilor şi a VLDL.

Hiperlipemiile secundare apar în boli endocrine sau de

metabolism, cum ar fi diabetul zaharat, hipertiroidismul, hipotiroidismul sau

sindromul nefrotic.

Hipolipemiile.Pot fi şi ele primare sau secundare. Hipolipemiile

primare sunt boli cu transmitere genetică, autosomal recesivă, caracterizate

prin deficit de sinteză a apoproteinelor A sau beta. Hipolipemiile secundare

apar în special în ciroza hepatică, în cadrul larg al sindromului de insuficienţă

hepatică cronică.

Tulburările de depozit ale lipidelor. Se mai numesc şi

tezaurismoze sau dislipoidoze. Ele sunt consecinţe ale unor deficienţe

primare enzimatice ce vizează enzimele implicate în catabolizarea unor

componente lipidice. Acestea nu se mai catabolizează şi se depun astfel în

diverse sectoare ale organismului.

Boala GAUCHER este caracterizată prin acumulare de cerebrozide

anormale care infiltrează sistemul reticulo-endotelial din ficat, splină, ganglioni

nervoşi, măduva spinării măduva hematogenă.

Boala NIEMANN-PICK este indusă de deficitul ereditar de

sfingomielinază, care determină acumularea şi depozitarea în exces a

sfingomielinei, împreună cu colesterol, în toate organele bogate în ţesut

reticular – ficat, splină, măduvă hematogenă.

Boala TAY-SACHS sau idioţia amaurotică familială este

caracterizată de acumulare de gangliozide în neuroni

Lipodistrofiile sunt afecţiuni ce interesează parcelar depozitele de

lipide din ţesutul adipos.

Lipodistrofia progresivă se caracterizează prin topirea depozitelor

de grăsime în trenul superior şi dezvoltarea lor în jurul centurii pelvine.

Diabetul lipoatrofic este caracterozat de asocierea unui diabet

insulinorezistent cu hiperlipoproteinemie mixtă şi lipoatrofie generalizată,

interesând toate depozitele de ţesut adipos.

Lipomatoza simetrică (adenolipomatoza) constă din hipertrifia

bilaterală a depozitelor adipoase cervico-scapulare. Poate avea predispoziţie

familială.