Untitled Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Kỹ thuật Hóa học *** Tiểu luận hóa sinh đại cương Đề tài “Trình bày hiểu biết của em về Lipoprotein ” Hà Nội MỤC LỤC I Mở đầu 1 1 Tính cấp thiết của đề tà[.]
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Kỹ thuật Hóa học *** Tiểu luận hóa sinh đại cương Đề tài: “Trình bày hiểu biết em Lipoprotein.” Hà Nội MỤC LỤC I Mở đầu 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục đích đề tài: Phạm vi nghiên cứu: .1 Bố cục đề tài: II Nội dung Cấu trúc lipoprotein 2 Phân loại lipoprotein Chuyển hóa Lipoprotein 3.1 Con đường ngoại sinh 3.2 Con đường nội sinh 10 3.3 Quá trình vận chuyển ngược Cholesterol 12 Những bệnh lý liên quan đến Lipoprotein 14 III 4.1 Nguyên nhân gây rối loại lipoprotein 14 4.2 Chẩn đoán .16 4.3 Biện pháp hạn chế rối loạn chuyển hóa lipoprotein máu 18 Kết luận .19 Tài liệu tham khảo: 20 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly I LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly II Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Lipidđóng vai trị quan trọng với thể sống, bao gồm người: cung cấp lượng, tham gia cấu trúc tế bào, tham gia hoạt động chức Trong thể sống, lipid tồn dạng cholesterol, triglyceride, acid béo tự phospholipid.Nguồn cung cấp lipid cho thể chủ yếu lấy từ thức ăn Lipid cung cấp lượng calories khoảng gấp đôi glucid protid với khối lượng Tại ruột, chúng nhũ hóa nhờ acid mật, thủy phân sau hấp thu vận chuyển gan theo đường tĩnh mạch cửa Tuy nhiên, chất lipid kị nước(khơng tan nước) chúng vận chuyển máu nhờ lipoprotein Lipoprotein đóng vai trị quan trọng q trình vận chuyển Lipid thể.Lipoprotein mô tả vào năm 1929 Machebocuf với dạng hình cầu Lipid liên kết với protein liên kết Van der Waals Đường kinh cảu hình cầu vào khoảng 100500A Mục đích đề tài: Đề tài nghiên cứu tìm hiểu cấu tạo thành phần lipoprotein, phân loại protein thể, chế hoạt động chuyển hóa loại lipoprotein bệnh lý thường gặp liên quan đến lipoprotein thể Phạm vi nghiên cứu: Nghiêm cứu đề tài lipoprotein phạm vi kiến thức hóa sinh học lớp tìm hiểu tài liệu liên đến lipoprotein báo, trang mạng sách liên quan (sách y sinh, dược, hóa học,…) Bố cục đề tài: Bố cục đề tài gồm phần: LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly - Cấu trúc lipoprotein - Phân loại lipoprotein - Chuyển hóa lipoprotein thể - Các bệnh lý liên quan đến lipoprotein III Nội dung Cấu trúc lipoprotein Lipoprotein gì? Lipoprotein chất cấu tạo từ lipid protetin Lipid phần không tan nước, nhiên kết hợp với protein, vận chuyển thể, mang cholesterol đến mô thể ngược lại Theo mơ hình Shen (1977), phân tử lipoprotein gồm:apoprotein phospholipid chiếm phần vỏ bên ngoài, phần trung tâm gồm triglycerid cholesterol este, phần cholesterol tự Phần vỏ có chiều dày khoảng nm, phân cực đảm bảo tính hồ tan phân tử lipoprotein huyết tương LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HĨA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Hình 1: cấu trúc lipoprotein Phospholipid loại lipid thành phần tất màng tế bào Chúng tạo thành lớp kép lipid đặc tính lưỡng phần chúng Cấu trúc phân tử phospholipid thường bao gồm hai axit béo, gọi "đuôi kỵ nước", "đầu ưa nước" cấu tạo từ nhóm phosphate Hai thành phần nối với phân tử glycerol Các nhóm phosphate sửa đổi với phân tử hữu đơn giản choline, ethanolamin serine Hình 2: cấu tạo phospholipid Cholesterol triglycerid máu thành phần chất béo máu Chúng thường gọi thành phần mỡ máu hay xác Lipide máu Cholesterol chất giống mỡ có màng tế bào phận thể từ hệ thần kinh đến gan, tim Cơ thể sử dụng Cholesterol để tạo hocmon, axit mật, vitamin D nhiều chất khác.Khoảng 30% lượng cholesterol thể từ thức ăn ăn vào cung cấp, 70% lại thể sản xuất Cơ thể sản xuất loại cholesterol cần thiết cho thể.Cholesterol tuần hoàn máu, tự thân di chuyển đựợc máu vìCholesterol máu khơng thể kết hợp với mà chúng phải nhờ đến lipoprotein vận chuyển máu LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Hình 2: công thức cấu tạo cholesterol Triglyceride dạng khác mỡ tìm thấy máu thức ăn.Các yếu tố làm tăng Triglyceride thứa cân béo phì, hút thuốc lá, uống nhiều rượu bia, hoạt động thể lực, ăn nhiều chất bột (chiếm > 60% lượng ăn vào).Tăng Triglyceride giới hạn (150 -199 mg/dl) hay mức cao (200 - 499 mmg/dl) làm tăng nguy tim mạch, Triglyceride tăng cao > 500 mg/dl có nguy cao bị viêm tụy Hình 3: cơng thức triglycerid Các protein khác cấu trúc chuỗi peptid định, có loại protein khác tìm thấy lipoprotein huyết tương người Phần protein lipoprotein giữ vai trò định chất nhận diện chúng màng tế bào hoạt hóa enzym chúng Người ta đặt tên cho thành phần protein lipoprotein apolipoprotein (ApoLp) LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Người ta đặt tên chữ A, B, C cho ApoLp chiếm tỉ lệ cao lipoprotein, D, E cho ApoLp chiếm tỉ lệ ApoLp A, C lại có nhóm phụ A-I, A-II C-I, C-II, C-III ApoLp B có dạng phân tử khác B-48, B-100 ApoLp E có dạng phân tử E-2, E-3, E-4 Phân loại lipoprotein Lipoprotein phân loại theo số đặc tính lý hóa: tỷ trọng, phân tách điện di với giá khác nhau, phân loại số polyanion (heparin, sulfat dextran) theo tính đặc hiệu miễn dịch Hình 4: Phân loại lipoprotein theo đường kính tỷ trọng *Hệ thống phân loại hay sử dụng phân loại theo tỷ trọng, lipoprotein phân thành loại sau: - Chylomiron (CM) - HDL (high density lipoprotein – lipoprotein tỷ trọng cao) - LDL (low density lipoprotein – lipoprotein tỷ trọng thấp) - IDL (intermediate density lipoprotein – lipoprotein tỷ trọng trung gian) - VLDL (very low density lipoprotein – lipoprotein tỷ trọng thấp) LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Chylomicron (CM): Đây loại lipoprotein với hàm lượng lipid cao nhất, tỷ trọng nhỏ ApoB-48, apoE apoC-II apoprotein chủ yếu loại lipoprotein CM có mặt huyết tương thời gian ngắn (khoảng vài giờ) sau bữa ăn giàu lipid, nhiệm vụ vận chuyển triglycerid thức ăn từ ruột tới gan Loại thời gian tồn nên không gây nên rối loạn thể dù nhiều hay Lipoprtein tỷ trọng cao (HDL): HDL tạo thành gan ruột non, giàu protein, hàm lượng lipid thấp HDL có vai trị vận chuyển cholesterol mơ ngoại vi gan để thối hóa thành acid mật Cholesterol HDL xem cholesterol tốt chúng giúp bảo vệ thành mạch, giảm nguy xơ vữa Một số nghiên cứu cho rằng, HDL giúp loại trừ mảng xơ vữa, hạn chế mảng xơ vữa phát triển HDL (cholesterol có ích), cao giảm nguy mắc bệnh lý tim mạch, ngược lại, HDL thấp khả mắc bệnh tăng lên Lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL): Là sản phẩm thối hóa VLDL máu, giàu cholesterol cholesterol ester Apoprotein LDL apoB-100 LDL có vai trị vận chuyển cholesterol đến mơ Cholesterol LDL coi cholesterol xấu tham gia vào hình thành phát triển mảng xơ vữa động mạch, gây nên bệnh tim mạch nguy hiểm Lipoprotein tỷ trọng trung gian (IDL): IDL dạng chuyển hóa trung gian LDL VLDL VLDL sau giải phóng trigycerid, nhận thâm cholesterol ester apoC chuyển thành IDL.IDL nhanh chóng bị thối hóa thành LDL Lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL): Là sản phẩm thối hóa VLDL máu, giàu cholesterol cholesterol ester Apoprotein LDL apoB-100 LDL có vai trị vận chuyển cholesterol đến mơ Cholesterol LDL coi cholesterol xấu tham gia vào hình thành phát triển mảng xơ vữa động mạch, gây nên bệnh tim mạch nguy hiểm Ngồi ra, thể cịn có lượng nhỏ lipoprotein (a): loại LDL có thêm loại apolipoprotein a gọi Apo(a) LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Hình 5: thành phần cấu trúc loại lipoprotein Bảng 1: Đặc điểm tỷ trọng, kích thước thành thần loại lipoprotein LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Bảng 2: Tỷ lệ thành phần lipoprotein Bảng 3:Nguồn gốc chức apolipoprotein LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Chuyển hóa Lipoprotein Q trình chuyển hóa lipoprotein thể có liên quan chặt chẽ đến trình vận chuyển lipid Chuyển hóa lipoprotein bao gồm: đường nội sinh, đường ngoại sinh chu trình vận chuyển ngược Cholesterol 3.1 Con đường ngoại sinh Bước 1: hình thành Chylomicron Con đường ngoại sinh giúp vận chuyển hiệu nguồn lipid có từ thức ăn Triglycerid thức ăn bị phân hủy lipase có dịch ruột nhũ tương hóa acid mật tạo thành thể micelle Cholesterol, acid béo, vitamin tan dầu hấp thu phần đầu ruột non Cholesterol retinol ester hóa tế bào biểu mơ ruột tạo cholesteryl ester LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly retinyl ester Chỉ acid béo từ 12C trở lên kết hợp với triglycerid ApoB-48 ruột non, cholesterryl ester, retinyl ester, cholesterol hình thành chylomicron Bước 2: Sự hình thành Chylomicron tồn dư Các chylomicron tiết vào hệ lympho ruột đưa trực tiếp vào vịng tuần hồn Chúng đến mơ ngoại vi trước đến gan Khi di chuyển mao mạch, chylomicron tương tác với lipoprotein lipase Đây enzym gắn proteoglycan bề mặt tế bào ngoại vi mô mỡ, tim, Sự tương tác triglycerid chylomicron bị phân hủy giải phóng acid béo tự ApoC-II chylomicron lấy từ HDL lưu thơng máu có vai trị hoạt hóa cho lipoprotein lipase thực trình Các acid béo giải phóng hấp thu tế bào mỡ cơ, sau cung cấp lượng cho mơ đó, ester hóa tạo thành triglycerid Một số acid béo tự giải phóng kết hợp với albumin trước bị hấp thu vào tế bào vận chuyển đến mô khác Trong q trình này, chylomicron bị giảm kích thước phần lõi sơ nước bị thủy phân, phần thân nước (phospholipid, cholesterol) Apolipoprotein bề mặt chuyển tới HDL Người ta gọi chylomicron chylomicron tồn dư Bước 3: Sự thối hóa Chylomicron tồn dư Chylomicron tồn dư nhanh chóng tách khỏi vịng tuần hồn bị giữ lại gan thông qua tương tác ApoE receptor đặc hiệu Do vậy, chylomicron chylomicron tồn dư có máu sau 12 giờ, trừ trường hợp bệnh nhân bị rối loại chuyển hóa chylomicron 10 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HĨA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Hình 6: trình chuyển hóa đường ngoại sinh 3.2 Con đường nội sinh Con đường nội sinh chuyển hóa lipoprotein có liên quan đến loại lipoprotein có ApoB tạo từ gan chuyển hóa lipoprotein Bước 1: Sự hình thành VLDL sinh VLDL tương tự với chylomicron thành phần protein chứa ApoB100 nhiều ApoB-48 có tỷ lệ cholesterol/triglycerid cao Triglycerid VLDL tạo từ trình ester hóa acid béo chuỗi dài gan Triglycerid gắn với thành phần khác ApoB-100, cholesteryl ester, phospholipid, vitamin E nhờ microsomal triglycerid transfer protein (MTTP) gan hình thành nên VLDL sinh MTTP có vai trị quan trọng q trình này, loại protein gan mã hóa gen MTTP Hiện nay, người ta xác định nhiều đột biến gen nguyên nhân gây nên bệnh rối loạn chuyển hóa lipoprotein Bước 2: Sự hình thành IDL 11 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly VLDL sinh tiết vào huyết tương, nhận thêm ApoE loại ApoC từ HDL trở thành VLDL trưởng thành Triglycerid VLDL bị lipoprotein lipase ngoại biên thủy phân giống triglycerid chylomicron Do VLDL trưởng thành trở thành VLDL tồn dư, hay cịn gọi IDL với kích thước nhỏ VLDL trưởng thành Bước 3: Sự thoái hóa IDL tạo thành LDL 40-60% IDL gan thâu tóm nhờ việc gắn ApoE IDL với receptor LDL gan Phần lại IDL biến đổi thành LDL nhờ lipoprotein lipase ngoại vi Trong trình này, triglycerid bị thủy phân gần hết apolipoprotein trừ ApoB-100 vận chuyển đến lipoprotein khác Lượng cholesterol LDL chiếm nửa lượng cholesterol huyết tương Khoảng 70% LDL gắn với receptor LDL gan tách khỏi huyết tương Hình 7: q trình chuyển hóa băng đường nội sinh 12 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG 3.3 GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Quá trình vận chuyển ngược Cholesterol Tất tế bào thể tổng hợp cholesterol Trong đó, có tế bào gan tế bào biểu mơ ruột có khả tiết cholesterol vào mật dịch ruột Trong gan, cholesterol tiết trực tiếp vào mật, biến đổi thành acid mật Cholesterol tế bào ngoại vi vận chuyển gan thơng qua chu trình vận chuyển cholesterol ngược (reverse cholesterol transport) nhờ vai trị HDL Q trình chuyển hố có tên gọi chất trình vận chuyển cholesterol từ ngoại vi gan, đường chuyển hoá ngoại sinh, nội sinh trình vận chuyển cholesterol ngoại sinh (từ thức ăn) nội sinh (từ gan) đến mô ngoại vi Bước 1: Sự tạo thành HDL sinh - hình đĩa HDL sinh tổng hợp gan ruột Khởi đầu trình ApoA-I gan ruột tiết dạng phân tử ApoA-I nghèo lipid Sau phân tử kết hợp với cholesterol phospholipid lấy từ tế bào ngoại vị đại thực bào Quá trình lấy cholesterol phospholipid nhờ vai trị loại protein màng ATP binding cassette protein Al(ABCA1) Đây protein có thành phần mang tế bào ngoại vi đại thực bảo Ngoài ra, phân tử ApoA-I nghèo lipid lấy cholesterol từ lipoprotein khác Quá trình dẫn đến hình thành loại HDL hình đĩa Bước 2: Sự hình thành HDL trưởng thành - hình cầu Cholesterol tự HDL hình đĩa chuyển thành cholesteryl ester nhờ LCAT (lecithin cholesterol acyl transferase), loại enzym huyết tương gắn vào HDL Cholesteryl ester di chuyển vào phần lõi HDL, kết HDL từ hình đĩa chuyển thành hình cầu Quá trình xảy nhanh giải thích hầu hết HDL tìm thấy huyết tương có hình cầu nhiều hình đĩa Quá trình tạo 13 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly HDL có chửa ApoA-I ApoA-II tương tự với q trình tạo HDL có ApoA-I Bước 3: Quá trình vận chuyển cholesterol từ HDL trưởng thành đến gan Trong trình lưu thơng huyết tương, HDL nhận thêm apolipoprotein lipid từ bề mặt chylomicron VLDL theo q trình chuyển hố nội sinh ngoại sinh trình bày phần Cholesterol HDL vận chuyển đến gan đường trực tiếp gián tiếp Gián tiếp thông qua CETP (cholesteryl ester transfer protein), cholesteryl ester chuyển từ HDL đến lipoprotein có chứa ApoB ngược lại triglycerid chuyển đến HDL Sau lipoprotein chứa ApoB vận chuyển cholesteryl ester đển gắn vào receptor LDL gan Con đường trực tiếp là: HDI đến gắn vào receptor SR-BI (Scavenger receptor class BI) hay gọi receptor HDL Đây receptor bề mặt tế bào gan Khi cholesterol hấp thu trực tiếp vào tế bào 14 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Hình 8: q trình chuyển hóa q trình vận chuyển ngược cholesterol Những bệnh lý liên quan đến Lipoprotein Hiện ngày xuất nhiều thức ăn nhanh chứa đầy dầu mỡ bên cạnh tỷ lệ người dân Việt Nam mắc bệnh liên quan đến tim mạch ngày tăng cao Một nguyên nhân gây bệnh tim mạch rối loạn Lipoprotein – bệnh gây tích tụ hợp chất chất lipid Các bệnh lý lipoprotein liên quan đến rối loạn chuyển hóa lipoprotein - Xơ vữa động mạch, cao huyết áp - Bệnh mạch vành - Rối loạn lipoprotein máu - Gan nhiễm mỡ 4.1 Nguyên nhân gây rối loại lipoprotein 4.1.1 Rối loạn lipoprotein tiên phát 15 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly Rối loạn lipoprotein tiên phát đột biến gen làm tăng tổng hợp mức cholesterol (TC), triglicerid (TG), LDL-c giảm thải TC, TG, LDL-c giảm tổng hợp HDL-c tăng thải HDL-L Rối loạn lipoprotein tiên phát thường xảy sớm trẻ em người trẻ tuổi, kèm thể trạng béo phì, gồm trường hợp sau: - Tăng triglycerid tiên phát: Là bệnh cảnh di truyền theo gen lặn, biểu lâm sàng thường người bệnh không bị béo phì, có gan lách lớn, cường lách, thiếu máu giảm tiểu cầu, nhồi máu lách, viêm tụy cấp gây đau bụng - Tăng lipoprotein hỗn hợp: Là bệnh cảnh di truyền, gia đình có nhiều người mắc bệnh Tăng lipoprotein hỗn hợp tăng tổng hợp giảm thoái biến lipoprotein Lâm sàng thường béo phì, ban vàng, kháng insulin, đái đường típ 2, tăng acid uric máu 4.1.2 Rối loạn lipoprotein thứ phát Nguyên nhân rối loạn lipoprotein thứ phát lối sống tĩnh tại, dùng nhiều biarượu, thức ăn giàu chất béo bão hòa Các nguyên nhân thứ phát khác rối loạn lipoprotein đái tháo đường, bệnh thận mạn tính, suy giáp, xơ gan, dùng thuốc thiazid, corticoides, estrogen, chẹn beta giao cảm Tăng triglycerid thứ phát gây: + Đái tháo đường: thường tăng triglycerid máu hoạt tính enzyme lipoprotein lipase giảm Nếu glucose máu kiểm sốt tốt triglycerid giảm sau vài tuần Tăng TG máu yếu tố nguy xơ vữa động mạch người bệnh đái tháo đường + Cường cortisol (Hội chứng Cushing): có tình trạng giảm dị hóa lipoprotein giảm hoạt tính enzyme lipoprotein lipase Tình trạng rõ trường hợp kèm kháng insulin đái tháo đường + Sử dụng estrogen: phụ nữ dùng estrogen thời gian dài, có gia tăng TG tăng tổng hợp VLDL Trong thai kỳ, nồng độ estrogen tăng làm gia tăng TG gấp 2-3 lần trở lại mức bình thường sau sinh khoảng tuần 16 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247 HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS.Giang Thị Phương Ly + Nghiện rượu: làm rối loạn lipoprotein, chủ yếu tăng triglycerid Đặc biệt, rượu làm tăng đáng kể nồng độ triglycerid máu người tăng sản TG nguyên phát thứ phát nguyên nhân khác Hội chứng Zieve tăng TC máu, rượu chuyển thành acetat làm giảm oxyd hóa acid béo gan nên acid béo tham gia sản xuất TG gây gan nhiễm mỡ tăng sản xuất VLDL, chức gan giảm dẫn đến giảm hoạt tính enzyme LCAT (Lecithin cholesterol acyltransferase: enzyme ester hóa cholesterol) nên cholesterol ứ đọng hồng cầu làm vỡ hồng cầu gây thiếu máu tán huyết + Bệnh thận: hội chứng thận hư, tăng VLDL LDL gan tăng tổng hợp để bù lượng protein máu giảm thải qua nước tiểu TG tăng albumin máu giảm nên acid béo tự gắn với albumin giảm, acid béo tự tăng gắn vào lipoprotein làm cho thủy phân TG lipoprotein bị giảm Bảng 4: phân loại rối loạn lipid máu theo WHO/Fredrickson 4.2 Chẩn đoán 4.2.1 Lâm sàng Rối loạn lipoprotein bệnh lý sinh học, xảy sau thời gian dài mà khơng thể nhận biết được, rối loạn khơng có triệu chứng đặc trưng Phần lớn triệu chứng lâm sàng rối loạn lipid máu phát nồng độ thành phần lipid máu cao kéo dài gây biến chứng quan xơ vữa động mạch, nhồi máu tim, tai biến mạch não, ban vàng mi mắt, khuỷu tay, đầu gối, rối loạn lipoprotein gây 17 LIPOPROTEIN Vũ Thị Thủy 20175247