Las sustancias lipídicas incluyen grasas y lípidos. La grasa, también llamada triglicérido, está compuesta de glicerol y ácidos grasos. Los lípidos incluyen el colesterol y sus ésteres, los fosfolípidos y los glicolípidos. Los lípidos son un componente importante del citoplasma y la membrana celular; el metabolismo de los lípidos está estrechamente relacionado con el metabolismo del azúcar y el metabolismo de algunos aminoácidos. La grasa es una buena fuente de energía para el organismo, su potencial es el doble que la misma cantidad de proteína o azúcar, y puede proporcionar al organismo abundante energía térmica a través de la oxidación. Los esteroles son precursores de algunas hormonas, la vitamina D y el ácido cólico. El metabolismo de los lípidos está estrechamente relacionado con determinadas enfermedades humanas (como cetosis, cetonuria, hígado graso, hiperlipidemia, obesidad, aterosclerosis, enfermedad coronaria, etc.). ), por lo que el metabolismo de los lípidos es de gran importancia para la salud humana.
I. Digestión y Absorción de Lípidos
1. Digestión y Absorción de Grasas La grasa de los alimentos no se digiere en la boca ni en el estómago. Debido a que no hay lipasa en la saliva, aunque hay una pequeña cantidad de lipasa en el jugo gástrico, el valor de pH en el jugo gástrico es de 1 a 2, lo que no es adecuado para la lipasa. La digestión de las grasas se produce principalmente en el intestino delgado. Debido a la peristalsis intestinal y la emulsificación de las sales biliares, la grasa se dispersa en finas micelas, aumentando la superficie de contacto con la lipasa. Las grasas se convierten en monoglicéridos, diglicéridos, ácidos grasos y glicerol mediante la digestión, formando micelas mixtas con colesterol, fosfolípidos y sales biliares. Los monoglicéridos, diglicéridos y ácidos grasos se absorben cuando las micelas mixtas entran en contacto con las células epiteliales de la mucosa intestinal del duodeno superior y el yeyuno, un efecto de difusión simple que depende del gradiente de concentración. Después de la absorción, los ácidos grasos de cadena corta ingresan al hígado desde la sangre a través de la vena porta; los ácidos grasos de cadena larga, monoglicéridos y diglicéridos se resintetizan en el retículo endoplásmico de las células de la mucosa intestinal y luego se combinan con fosfolípidos, colesterol y ésteres de colesterol. y apolipoproteínas para formar triglicéridos. Los quilomicrones ingresan a la circulación sanguínea a través de los vasos linfáticos.
2. Digestión y absorción de lípidos. Los principales sitios de absorción del colesterol en los alimentos son el yeyuno y el íleon. Los ésteres de colesterol libres son emulsionados por las sales biliares y luego hidrolizados por la colesterol esterasa. generan colesterol libre y luego se absorben. El colesterol absorbido en las células de la mucosa intestinal se esterifica en ésteres de colesterol. La mayoría de los ésteres de colesterol se mezclan con quilomicrones y una pequeña cantidad participa en la formación de lipoproteínas de muy baja densidad y ingresa a la circulación sanguínea a través de la linfa. Los fosfolípidos de los alimentos se hidrolizan en ácidos grasos, glicerol, ácido fosfórico, colina o colamina bajo la acción de la fosfolipasa. Después de ser absorbidos por la mucosa intestinal, las moléculas de fosfolípidos completas se resintetizan en la pared intestinal y participan en la formación de quilomicrones. y entrar en la circulación sanguínea.
En segundo lugar, el metabolismo de las grasas
1. Síntesis de ácidos grasos Hay dos fuentes de ácidos grasos en el cuerpo: una es sintetizada por el propio cuerpo y almacenada en el tejido adiposo. forma de grasa movilizada del tejido adiposo cuando es necesario. Los ácidos grasos saturados son sintetizados principalmente por el propio cuerpo; otra fuente es el suministro de grasas dietéticas, especialmente algunos ácidos grasos insaturados, que no pueden ser sintetizados por los propios animales y deben ser ingeridos a partir de aceites vegetales. Son nutrientes indispensables para los animales, por eso se les llama ácidos grasos esenciales. También es el precursor de sustancias fisiológicamente activas como las prostaglandinas, el tromboxano y los leucotrienos. Las prostaglandinas pueden dilatar los vasos sanguíneos, reducir la presión arterial e inhibir la agregación plaquetaria. Por otro lado, el tromboxano tiene un efecto procoagulante. Los leucotrienos pueden provocar contracción del músculo liso bronquial y están asociados con reacciones alérgicas.
La biosíntesis de ácidos grasos está catalizada por un sistema complejo multienzimático en el citoplasma. Las materias primas provienen principalmente del acetato de coenzima A y la coenzima II reducida producida por glucólisis, y finalmente sintetizan ácido palmítico. El ácido palmítico reacciona con malonil coenzima a y acetato de coenzima a en el retículo endoplásmico y las mitocondrias respectivamente, y puede extender el extremo carboxilo de la cadena de carbono a 18 ~ 26 °C. Bajo la catálisis de la desaturasa, el cuerpo también puede sintetizar ácidos grasos insaturados a partir de materias primas como el ácido palmítico y el ácido esteárico, pero no puede sintetizar ácidos grasos esenciales como el ácido linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico.
2. Síntesis de grasas Hay dos formas de sintetizar grasas en el cuerpo. Una es utilizar la grasa de los alimentos para convertirla en grasa corporal y la otra es convertir el azúcar en grasa. de grasa corporal. La fuente es también el proceso de almacenamiento de energía en el cuerpo. El fosfato de dihidroxiacetona producido por el metabolismo del azúcar se convierte en glicerofosfato en la grasa y el músculo, reacciona con la acil-CoA grasa activada por dos moléculas de ácidos grasos sintetizados por el propio cuerpo o suministrados por los alimentos para generar ácido fosfatídico y luego se desfosforila para generar diglicérido. y luego reacciona con otra molécula de acil graso-CoA para formar triglicéridos.
3. Descomposición de la grasa Los triglicéridos almacenados en el tejido adiposo se descomponen en glicerol y ácidos grasos bajo la catálisis de la lipasa sensible a hormonas y se transportan a diversos tejidos de todo el cuerpo para su utilización.
El glicerol se fosforila y se convierte en fosfato de dihidroxiacetona, que se metaboliza mediante la vía de la glucólisis. Los ácidos grasos en el citosol primero se activan en acil-CoA grasa y luego la carnitina los transporta a través de la membrana mitocondrial interna hacia la matriz para su oxidación. La acetil-CoA generada ingresa al ciclo de la tricarboxilasa para una oxidación completa y es una fuente importante de energía. en el cuerpo.
4. Producción y utilización de cuerpos cetónicos Cuando los ácidos grasos se descomponen y oxidan en el hígado, en la síntesis hepática se producen metabolitos intermedios únicos: cuerpos cetónicos, incluidos el acetoacetato, el ácido hidroxibutírico y la acetona. El hígado por sí solo no puede utilizar cuerpos cetónicos y los cuerpos cetónicos se transportan a través de la sangre a otros tejidos para proporcionar energía a los tejidos extrahepáticos. Normalmente, la producción y utilización de cuerpos cetónicos están equilibradas.
En tercer lugar, el metabolismo de los lípidos
1. Metabolismo del colesterol El colesterol se sintetiza principalmente en las células del hígado. El colesterol no se puede oxidar ni descomponer por completo en el cuerpo, pero se puede convertir en muchas sustancias biológicamente activas. Las hormonas adrenocorticales, los andrógenos y los estrógenos se sintetizan en las correspondientes células de las glándulas endocrinas utilizando el colesterol como materia prima. El colesterol se convierte en sales biliares en el hígado y se excreta al tracto digestivo con la bilis para participar en la digestión y absorción de lípidos. El 7-desoxicolesterol de la piel se puede convertir en vitaminas bajo irradiación ultravioleta. Esta última se convierte en forma activa 1,25 mediante hidroxilación en el hígado y los riñones y participa en el metabolismo del calcio y el fósforo.
2. Metabolismo de los fosfolípidos Los lípidos que contienen ácido fosfórico se denominan fosfolípidos, y los fosfolípidos compuestos de glicerol se denominan colectivamente glicerofosfolípidos, incluidas la lecitina y la cefalina, que son el esqueleto básico de la estructura bicapa lipídica de las membranas biológicas. El contenido es un lípido fijo. La lecitina es un componente importante en la síntesis de lipoproteínas plasmáticas. El fosfatidilo compuesto de esfingosina se llama esfingomielina, que es un componente importante de las membranas biológicas y participa en el reconocimiento celular y la transmisión de información. El ácido fosfórico es el precursor de la síntesis de fosfolípidos. Genera diglicéridos bajo la acción de la fosfatasa y luego reacciona con CDP-colina o CDP-colamina para generar lecitina y cefalina. La esfingosina se forma a partir de la reacción de la coenzima A del ácido palmítico y la serina. La esfingosina es acilada por acil-CoA de cadena larga para formar esfingosina N-ácida, ceramida, que reacciona además con CDP-colina para formar esfingomielina.
Cuarto, metabolismo de las lipoproteínas plasmáticas
1. La composición y el contenido de los lípidos en sangre Los lípidos contenidos en el plasma se denominan colectivamente lípidos en sangre y su composición incluye triglicéridos, fosfolípidos, colesterol y sus. ésteres, ácidos grasos libres, etc. Hay dos fuentes de lípidos en sangre: una es exógena, en la que los lípidos tomados de los alimentos se digieren y absorben en la sangre; la segunda es endógena, que son sintetizados por tejidos como el hígado y las células grasas y liberados en la sangre. en la sangre. Los lípidos en sangre se ven afectados por la dieta, la edad, el sexo, la ocupación y el metabolismo, y fluctúan mucho. La composición y el contenido de los lípidos sanguíneos humanos normales se muestran en la Tabla 1.2 ~ 24 horas.
Tabla 1 Composición y contenido de lípidos en plasma en ayunas de adultos normales
Nanomol de lípidos/L mg/dL
El contenido total de lípidos es de 4 ~ 7 (g /L) 400 ~ 700.
Triglicéridos 0,11 ~ 1,7610 ~ 160
Colesterol total 3,75 ~ 6,25 150 ~ 250.
Fosfolípidos 1,80 ~ 3,20
Ácidos grasos libres 0,3 ~ 0,98 ~ 25
El rango normal de lípidos en plasma varía según los diferentes métodos de medición. Además, el contenido de lípidos en sangre solo representa una pequeña parte en comparación con los lípidos sistémicos, pero todos los lípidos se transportan a diversos tejidos a través de la sangre. Por tanto, el contenido de lípidos en sangre puede reflejar la situación general del metabolismo de los lípidos.
Las fuentes y vías de los lípidos sanguíneos son las siguientes:
2. Clasificación, composición y función de las lipoproteínas plasmáticas Aunque hay muchos lípidos en el plasma humano, todavía son claros y. transparente, lo que indica que los lípidos sanguíneos no existen en estado libre en el plasma, sino que se combinan con proteínas en el plasma y se transportan en forma de lipoproteínas plasmáticas. Las apolipoproteínas incluyen principalmente apoA, apoB, apoC, apoD, apoE y varios subtipos. Las lipoproteínas plasmáticas son partículas esféricas con moléculas polares y grupos hidrófilos en la superficie y moléculas no polares y grupos hidrófobos en el núcleo. Varias lipoproteínas plasmáticas difieren en densidad, tamaño de partícula, carga superficial, comportamiento electroforético e inmunidad debido a sus diferentes cualidades lipídicas y proteicas. Generalmente, se dividen en cuatro categorías mediante ultracentrifugación y electroforesis, que se corresponden entre sí, a saber, lipoproteína de alta densidad (lipoproteína) HDL, lipoproteína de muy baja densidad (lipoproteína) VLDL, lipoproteína de baja densidad (lipoproteína) LDL y quilo CM. partícula. La CM se sintetiza en las células de la mucosa yeyunal y transporta grasa exógena.
VLDL se sintetiza en los hepatocitos y transporta grasa endógena. El LDL se convierte del VLDL en el plasma y transporta el colesterol a diversos tejidos. El HDL se sintetiza en las células del hígado y transporta colesterol y fosfolípidos al hígado.
5. Enfermedades comunes causadas por trastornos del metabolismo de los lípidos
1. Cuando las enfermedades causadas por lipoproteínas plasmáticas anormales son normales, los niveles de lípidos plasmáticos están en equilibrio dinámico y pueden mantenerse en un nivel estable. . dentro del rango. Si los niveles de lípidos en sangre aumentan por encima del rango normal durante el ayuno, se llama hiperlipidemia. Debido a que los lípidos en sangre existen en forma de lipoproteínas, los niveles de lipoproteínas en plasma también aumentarán, lo que se denomina hiperlipoproteinemia. Según los estándares internacionales de clasificación provisional de la hiperlipoproteinemia, la hiperlipoproteinemia se divide en 6 tipos. Los cambios en el contenido de lipoproteínas y lípidos plasmáticos de cada tipo de hiperlipoproteinemia se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Cambios en el contenido de lipoproteínas y lípidos plasmáticos de diferentes tipos de lipoproteínas altas
Tipos
Cambios en las lipoproteínas plasmáticas
Cambios en Contenido de lípidos en sangre
Incidencia
Ⅰ
Hilomicronemia
Triglicéridos elevados
Rara vez se observa
(aumento de quilomicrones)
Colesterol elevado
ⅱa
Hiperlipoproteinemia
Triglicéridos normales
Normal
(lipoproteínas de baja densidad elevadas)
Colesterol elevado
ⅱb
Hiperlipoproteinemia
Triglicéridos elevados
Normal
Hiperlipoproteinemia
Colesterol elevado
(lipoproteínas de baja densidad y polaridad
Lipoproteínas de baja densidad elevadas
Ⅲ
Hiperlipoproteinemia
Triglicéridos elevados
Menos
Hiperlipoproteinemia
Colesterol elevado
Aparecen lipoproteínas ("amplias").
Lipoproteínas de baja densidad elevadas
IV
Hiperlipoproteinemia
Triglicéridos elevados Ester
Común
(Lipoproteína de muy baja densidad elevada)
Colesterol elevado
Ⅴ
Hiperquilomicronemia
Triglicéridos elevados
Hiperlipoproteinemia
Colesterol elevado
Distinto
Según la causa, se puede dividir en hiperlipidemia primaria y hiperlipoproteinemia secundaria. La hiperlipoproteinemia primaria es un tipo común de trastorno del metabolismo de las lipoproteínas causado por defectos genéticos tipo ⅱA y ⅳ. La causa de la hiperlipoproteinemia. puede ser apolipoproteína, los trastornos del metabolismo de los lípidos causados por defectos en los receptores de lipoproteínas o enzimas clave del metabolismo de las lipoproteínas incluyen producción excesiva de lípidos, degradación y transporte alterados, o ambos, como actividad reducida de la lipoproteína lipasa e ingesta excesiva de colesterol, síntesis excesiva de colesterol en el hígado. , la falta de colina, la síntesis de ácidos biliares bloqueada y la mayor movilización de grasas en el cuerpo, etc., pueden causar hiperlipoproteinemia. La aterosclerosis es una de las enfermedades comunes que daña gravemente la salud humana: el colesterol en plasma se eleva y se deposita en la íntima de las personas grandes y medianas. -arterias de tamaño. Su patogénesis está estrechamente relacionada con el metabolismo de las lipoproteínas plasmáticas. Los estudios han demostrado que la elevación de las lipoproteínas de baja densidad y las lipoproteínas de muy baja densidad puede promover la aterosclerosis. Las lipoproteínas de baja densidad pueden competir con las lipoproteínas de baja densidad por los receptores en la membrana de las células del músculo liso de las paredes de los vasos sanguíneos, inhibiendo la capacidad de las células para absorber las lipoproteínas de baja densidad, evitando así la acumulación de lipoproteínas en las células endoteliales vasculares. Por lo tanto, en la prevención y el tratamiento de la aterosclerosis, se pueden considerar fármacos que reducen las lipoproteínas de baja y muy baja densidad y aumentan las lipoproteínas de alta densidad. Los pacientes obesos y diabéticos tienen niveles plasmáticos de HDL más bajos y, por lo tanto, son susceptibles a la enfermedad coronaria.
2. En circunstancias normales, en cetosis, cetonuria y acidosis, el contenido de cuerpos cetónicos en sangre es muy pequeño, normalmente inferior a 1 mg/100 ml. El contenido de cuerpos cetónicos en la orina es muy pequeño y no puede medirse con métodos habituales. Sin embargo, cuando se padece diabetes, la utilización del azúcar se bloquea o no se puede comer durante mucho tiempo, la energía que necesita el organismo no se puede obtener de la oxidación del azúcar, por lo que la grasa se moviliza en grandes cantidades y los ácidos grasos en el El hígado se oxida en grandes cantidades.
Cuando los cuerpos cetónicos producidos en el hígado exceden el límite disponible para los tejidos extrahepáticos, los cuerpos cetónicos se acumulan en la sangre, lo que clínicamente se denomina "cetonemia". Los pacientes excretan grandes cantidades de cuerpos cetónicos en la orina, lo que se denomina "cetonuria". El acetoacetato y el ácido hidroxibutírico en los cuerpos cetónicos son sustancias ácidas. La acumulación excesiva en el cuerpo afectará el pH de la sangre y provocará "acidosis".
3. El hígado graso y la cirrosis se deben a trastornos del metabolismo de la glucosa, a que se moviliza una gran cantidad de grasa en el tejido adiposo, a una alteración de la función hepática o a un aporte insuficiente de lecitina, una importante materia prima. para la síntesis de lipoproteínas o vesícula biliar. La metionina y la betaína contenidas en el álcali no pueden transportarse a tiempo fuera de la síntesis de lipoproteínas del hígado, lo que provoca que la grasa se acumule en las células del hígado, ocupe un gran espacio y afecte la función de las células del hígado. El contenido de grasa del hígado supera el 10%, por lo que se forma una gran cantidad de " La acumulación de grasa incluso destruye muchas células del hígado, provocando la proliferación del tejido conectivo, lo que lleva a la "cirrosis"
4. Colesterol y aterosclerosis Aunque el colesterol es un componente de la membrana celular de las células eucariotas superiores, es responsable del crecimiento celular, necesario para el desarrollo, pero los niveles elevados de colesterol sérico tienden a aumentar la incidencia de aterosclerosis. La formación y el desarrollo de placas ateroscleróticas están relacionados con trastornos del metabolismo de los lípidos, especialmente del metabolismo del colesterol. y la función tiroidea, la hipocolesterolemia, el síndrome nefrótico, la obstrucción biliar y la diabetes a menudo conducen a hipercolesterolemia.
En los últimos años, se ha descubierto que las mutaciones heredadas del gen de la apolipoproteína (APO) conducen a un transporte exógeno imperfecto del colesterol. sistema, lo que resulta en niveles elevados de colesterol en el plasma. Una proporción anormal entre lipoproteínas de baja densidad y lipoproteínas de alta densidad. Por ejemplo, una deficiencia de APO Ai y APO CIII causa niveles bajos de HDL en la sangre y mutaciones en la APO-. El gen E-2 causa hiperlipoproteinemia. La cantidad de colesterol en la sangre afecta la cantidad de colesterol en la sangre, por lo que los pacientes deben ser tratados controlando el colesterol en su dieta. Otra causa de aterosclerosis es un defecto genético en el gen del receptor de LDL. el colesterol en las células para su degradación, por lo que se dificulta la degradación del colesterol endógeno, lo que produce un aumento del colesterol plasmático.
5. , pero la obesidad puede causar fatiga, palpitaciones, dificultad para respirar, falta de resistencia y es propensa a diabetes, aterosclerosis, hipertensión y enfermedades coronarias. A excepción de algunas obesidades causadas por trastornos endocrinos, la mayoría de los casos son causados por la obesidad. Desequilibrio nutricional. Debido a que la ingesta calórica de los alimentos es mayor que las necesidades de las actividades humanas, se produce una deposición excesiva de grasa y las personas cuyo peso corporal supera el 20% se denominan obesas. La prevención de la obesidad requiere la aplicación de una dieta razonable, especialmente controlando la ingesta. de azúcar y grasas. Además, el ejercicio activo y moderado es la receta más eficaz para perder peso.
La grasa es el principal material de almacenamiento de energía en el cuerpo humano. el cuerpo humano se suministra mediante la oxidación de grasas; la grasa también ayuda en la producción de vitaminas liposolubles, por lo que la grasa es uno de los nutrientes importantes para el cuerpo humano; los lípidos incluyen el colesterol, los ésteres de colesterol y los fosfolípidos, que se distribuyen ampliamente en los tejidos. en todo el cuerpo y son las principales sustancias que constituyen las membranas biológicas. Se combinan con muchas proteínas enzimáticas en la membrana para formar la membrana. El colesterol también es una sustancia importante en la síntesis de ácidos biliares, vitaminas y esteroides. El metabolismo se ve afectado por muchos factores, especialmente los fluidos neurohumorales, como la adrenalina, la hormona del crecimiento, el glucagón, la hormona adrenocorticotrópica, los glucocorticoides, la tiroxina y la hormona estimulante de la tiroides promueven la liberación de ácidos grasos del tejido adiposo, mientras que la insulina y las prostaglandinas tienen el efecto contrario. . La ingesta adecuada de alimentos que contienen lípidos y el ejercicio físico adecuado favorecen el mantenimiento del metabolismo lipídico normal. Una vez que un determinado factor cambia y provoca un metabolismo anormal de los lípidos, provocará enfermedades y dañará la salud humana.