bài giảng chuyển hóa lipid

Hấp thu lipid qua thành ruột • Các acid béo có mạch C từ 4 – 12 hấp thu trực tiếp qua niêm mạc ruột non không cần nhũ tương hóa • Các micelle gồm muối mật và các acid béo mạch dài, monog

2

Vai trò của lipid

• Dự trữ - cung cấp năng lượng (triglycerid)

ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu

• Tạo hình (phospholipid, cholesterol,

sphingolipid, glucolipid)

• Nội tiết tố (hormon steroid)

• Hòa tan các vitamin A, D, E, K

TIÊU HÓA VÀ HẤP THU LIPID TỪ

THỨC ĂN

- Lipid trong thức ăn chủ yếu là triglycerid (TG),

còn lại là phospholipid, cholesterol và

cholesterol este

enzyme thủy phân riêng biệt trong dịch tiêu

Các enzyme tiêu hóa lipid

- Lipase do lưỡi và dạ dày tiết ra thủy phân các

triglycerid có mạch C trung bình và ngắn ≤

12C

tăng diện tích tiếp xúc của các hạt TG với

lipase tụy

- Lipase tụy thủy phân TG tại vị trí C1 và C3 của

glycerol cho acid béo tự do và 2-monoglycerid

- Esterase tụy cắt acid béo khỏi cholesteryl este

Cấu trúc của triglycerid

Muối mật nhũ tương hóa lipid bằng cách tạo micelle

Hoạt động của lipase tụy: thủy phân TG tại vị trí C1 và C3 của

glycerol cho acid béo tự do (FA – fatty acid) và 2-monoglycerid

Hoạt động của cholesterol esterase và phospholipase A2 của tụy

Hấp thu lipid qua thành ruột

• Các acid béo có mạch C từ 4 – 12 hấp thu trực tiếp qua niêm mạc ruột non (không cần nhũ

tương hóa)

• Các micelle (gồm muối mật và các acid béo

mạch dài, monoglycerid, cholesterol,

lysophospholipid, vitamin hòa tan trong lipid) đến vi nhung mao ở bờ bàn chải của ruột non:

– Các chất lipid được hấp thu vào niêm mạc ruột non – 95% muối mật được tái hấp thu tại hồi tràng về gan theo chu trình gan-ruột

Tế bào biểu mô ruột non tái tạo TG

và tạo chylomicron

• Các acid béo và monoglycerid kết hợp

thành TG trong TB biểu mô ruột non

• TG, cholesterol, phospholipid kết hợp với protein tạo cấu trúc chylomicron giúp vận chuyển lipid trong máu

11

CHUYỂN HOÁ ACID BÉO

1 Thoái hoá acid béo

• Acid béo được oxy hóa tạo năng lượng chủ yếu

là những AB mạch dài từ TG được dự trữ trong

mô mỡ

• Chủ yếu là acid palmitic (16:0), acid stearic (18:0), acid oleic (18:1;9) và acid linoleic (18:2;9,12)

• Thoái hóa AB chủ yếu xảy ra ở gan, gồm 3 bước:

– Hoạt hóa AB thành dạng hoạt động acyl-CoA

– Vận chuyển acyl-CoA từ bào tương vào ty thể

–  -oxy hóa acyl-CoA trong ty thể

Acid beùo + HSCoA + ATP 

AMP + ATP  2 ADP

1.2 Vận chuyển acyl CoA qua màng ty thể vào trong ty thể nhờ hệ thống carnitine

ty thể → acyl-CoA cần được chuyển từ

bào tương vào ty thể

enzyme carnitine acyl transferase (CAT)

đặc hiệu

1.3  oxy hóa acyl-CoA trong ty thể qua 3 giai đoạn

acetyl-CoA

acid citric, được oxy hóa cho CO2

chuỗi hô hấp tế bào để cho năng lượng

 Oxy hóa acid béo no có số

carbon chẵn

CoA + FAD + NAD + H2O  CoA keùm 2 Carbon + Acetyl-CoA + 4 ATP

Acyl-4 phản ứng của một vòng

 oxy hóa

Năng lượng tạo thành khi β-oxy hóa 1 phân tử acid palmitic (16C)

Quá trình

Chất tạo năng lượng

Năng lượng

sử dụng

Năng lượng tạo thành

acetyl-8 x 10 ATP = acetyl-80 ATP

Tổng cộng thu được 10,5 + 17,5 + 80 – 2 = 106 ATP

19

Năng lượng tạo thành khi oxy hóa hoàn

toàn 1 pt acid Palmitic (16C)

 Oxy hóa 1 phân tử Acid Palmitic trong cơ thể:

106 ATP x 7,3 Kcal/mol = 774 Kcal

Năng lượng tích lũy dưới dạng các liên kết

phosphat giàu NL để cung cấp cho nhu cầu

 Oxy hóa acid béo no có số

carbon lẻ

• Tương tự như oxy hóa AB no có số C

• Sản phẩm vòng cuối là 1 acetyl-CoA và 1 propionyl-CoA (acyl- CoA có 3 C)

• Propionyl-CoA chuyển thành succinyl-CoA

9 acetyl CoA

Oxy hóa acid

béo không no có

1 liên kết đôi

Tạo 9 Acetyl CoA

24

Gấu ngủ đông không ăn uống, tiêu tiểu hàng 7 tháng mà vẫn sống nhờ được cung cấp năng lượng từ quá trình oxy hóa AB

Để dành lipide cho mùa đông:

Trước đông tiêu thụ 38.000kJ/ngày Gần đông tiêu thụ

84.000kJ/ngày (ăn suốt 20 giờ/ngày) do ảnh hưởng việc tiết

hormon

Oxy hóa AB tạo đủ năng lượng cho thân nhiệt, tổng hợp

protein và các hoạt động khác (vận chuyển qua màng)

ActCoA, đi vào CT acid citric, cung cấp năng lượng cho mô

Thể Ceton có tính Acid: tăng cao trong máu gây hôn mê do toan máu (Ketoacidosis)

Sự tạo thành các thể ceton ở gan

Oxy hóa thể ceton

Năng lượng phát sinh khi oxy hóa một phân tử β-hydroxybutyrat

Phản ứng

Năng lượng sử

dụng

Năng lượng tạo thành

Tạo acetoacetyl-CoA 1 GTP = 1 ATP

Oxy hóa acetyl-CoA

trong chu trình acid citric

2 x 10 = 20 ATP

Tổng cộng thu được 20 + 2,5 – 1 = 21,5 ATP

29

Tĩm tắt quá trình thối hố acid béo

CoA

trong ty thể nhờ hệ thống carnitin

acetyl CoA

hoặc chuyển hóa thành các thể ceton trong

TB gan rồi cung cấp cho các mô khác

30

2 Tổng hợp acid béo

niêm mạc ruột non; yếu ở cơ, da, thần kinh

bào tương, tổng hợp AB không no hoặc kéo dài mạch acid béo từ AB 16C xảy ra ở lưới nội bào

31

2.1 Các chất tham gia tổng hợp acid béo

 Acetyl CoA và hệ thống vận chuyển Acetyl CoA từ ty thể ra bào tương

Phức hợp Acid béo synthase

ACP: acyl carrier protein

ACP

Các hoạt tính enzym của phức hợp acid béo synthase

Thành phần Chức năng

Acyl carrier protein (ACP) Vận chuyển (giữ) nhóm acyl

Acetyl-CoA-ACP transacetylase (AT) Chuyển nhóm acyl từ CoA sang nhóm cystein

của KS β-ketoacyl-ACP synthase (KS) Kết hợp nhóm acyl và nhóm malonyl

Malonyl-CoA-ACP transferase (MT) Chuyển nhóm malonyl từ CoA sang ACP

β-ketoacyl-ACP reaductase (KR) Khử - β-keto thành - β-hydroxy

β-hydroxyacyl-ACP dehydratase (HD) Khử nước phân tử β-hydroxyacyl-ACP, tạo liên

kết đôi

Enoyl-ACP reductase (ER) Khử liên kết đôi, tạo acyl-ACP bão hòa

2.2 Diễn tiến của quá trình sinh tổng hợp acid béo

• Chuyển glucose thành acetyl-CoA trong

35

Tổng hợp acid palmitic

Tổng hợp acid béo bão hòa khác

từ acid palmitic

• Các AB bão hòa mạch dài khác (từ

18-24C) được tổng hợp bằng cách kéo dài mạch C của acid palmitic nhờ hệ enzym

ở lưới nội sinh chất của tế bào

• Không có sự tham gia của phức hợp acid béo synthase

37

Tổng hợp AB khơng bão hịa

chỉ xảy ra ở TV

hịa thành AB khơng bão hịa

38

Tổng hợp acid béo khơng bão hịa từ

acid béo bão hịa tương ứng

o ĐV: liên kết đôi đầu tiên ở C9

Không tạo được lk đôi từ C10 đến C tận mà tạo lk đôi từ

C9 tới nhóm COOH  Người không tổng hợp được

Linoleic (C18:2∆9,12) và Linolenic (C18:3∆9,12,15)

CH3-(CH2)n-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

o Tiền chất: A.Palmitic và A.Stearic tạo A.Palmitoleic (16:1,∆9) và A.Oleic (18:1,∆9)

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

39

MỘT SỐ AB KHÔNG NO CHUỖI DÀI TỔNG HỢP TỪ PALMITAT

CHUYỂN HÓA CHOLESTEROL

40

• Có vai trò trong bệnh nhiều bệnh lý: xơ

vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não…

• Hai nguồn gốc:

– Ngoại sinh do hấp thu từ thức ăn (30%)

• Hai dạng cholesterol trong cơ thể:

– Dạng tự do: 1/3

– Dạng este hóa : 2/3

Tổng hợp

mevalonat từ acetyl-CoA

47

Đóng vòng squalen tạo

nhân steroid 4 vòng

49

Este hóa cholesterol

trong tế bào gan nhờ

ACAT

(acyl-CoA-cholesterol acyl

transferase)

Chu trình GAN-MẬT của muối mật

52

2 Tổng hợp các hormon steroid

3 Tổng hợp vitamin D

• Vitamin D trong cơ thể có 2 nguồn gốc:

– Vitamin D hấp thu từ thức ăn

– Vitamin D tổng hợp từ cholesterol

53

Tổng hợp

vitamin D hoạt hóa xảy ra ở

da, gan, thận

Thoái hóa cholesterol

• Trong tế bào: lipase của lysosom thủy

phân cholesterol este

• Cholesterol thải ra ngoài qua đường mật

55

CHUYỂN HÓA TRIGLYCERID

56

1 Thối hĩa triglycerid

Thối hĩa triglycerid: Dưới tác dụng của enzym lipase, TG thủy phân cho AB và Glycerol

– 95% năng lượng tạo ra nhờ 3 gốc AB

– 5% năng lượng tạo ra nhờ Glycerol

58

glycerol kinase biến đổi

glycerol thành 3-PDihydroxyaceton P

L-glycerol-D-Glyceraldehyde-3-P

chu trình HDP

Glycerol đi vào con

đường thoái hóa glucid (HDP)

62

Chu trình TG ở gan và mô mỡ

Nồng độ acid béo trong máu phản ánh cân bằng giữa

tổng hợp-ly giải TG giữa mô mỡ và gan

TỔNG HỢP GLYCEROPHODPHOLIPID

63

1 Thoái hóa glycerophospholipid

Phospholipid bị thủy phân dưới tác dụng phospholipase A, B, C, D

65

2 Tổng hợp

glycerophospholipid

Bắt đầu bằng tổng hợp acid

phosphatidic

66

Thêm nhóm thế vào aid phosphatidic để tạo thành các

glycerophospholipid

CHUYỂN HÓA SPHINGOLIPID

67

69

Tổng hợp sphingolipid từ ceramid

70

VẬN CHUYỂN LIPID TRONG

CƠ THỂ và RỐI LOẠN LIPID

HUYẾT

72

Các loại LP chính trong huyết tương người:

• Chylomicron (CM)

• Very low density lipoprotein (VLDL)

• Low density lipoprotein (LDL)

• High density lipoprotein (HDL)

(50-200 nm) (28-70 nm) (20-25 nm) (8-11 nm)

do

Cholesterol ester

74

Apolipoprotein

3 chức năng chính của apolipoprotein:

• Vận chuyển lipid (tạo lớp vỏ ưa nước của LP)

• Hoạt hóa hoặc ức chế một số enzyme như LCAT, LPL

• Gắn với các thụ thể chuyên biệt giúp loại trừ các LP khỏi huyết tương

75

Chức năng một số apolipoprotein chính

Vận chuyển ngược cholesterol

sinh từ ruột về gan

LDL

VLDL remnant khỏi huyết tương

76

Chuyển hóa lipoprotein

77

Rối loạn lipid huyết

• CM vận chuyển các lipid ngoại sinh từ ruột về

gan

• VLDL, LDL vận chuyển lipid nội sinh từ gan đến các TB ngoại biên trong đó có TB thành mạch Nếu các lipid này tăng trong máu sẽ là nguy cơ

gây xơ vữa

• HDL vận chuyển ngược lipid từ TB ngoại biên

về gan để gan oxy hóa và thải ra theo đường

ruột nên có vai trò chống xơ vữa

 Tăng LP gây xơ vữa và/hoặc giảm LP chống sinh xơ vữa sẽ có nguy cơ phát

triển XVĐM

78

Khởi đầu xơ vữa: hình thành tế bào bọt

Nồng độ Lipoprotein gây xơ vữa  chui

vào lớp nội mạc

Kích họat bạch cầu đơn nhân dính chặt

trên bề mặt nội mạc di chuyển vào bên

dưới  dưới tác dụng các yếu tố tiền viêm

biến đổi thành đại thực bào ăn lipid(cả

oxy hóa và không oxy hóa )  Tb bọt

LDL

Một số tb bọt tự chui ra máu 

scavenger mechanism (cơ chế dọn dẹp)

tB bọt hấp thụ quá nhiều lipid 

chết  tạo mảng xơ vữa gây hẹp mạch máu  tiền đề cho nghẽn mạch khi phát sinh đông máu tại chỗ hẹp

79

80

Diễn biến mảng xơ vữa

Sang thương trung gian

Mảng bao sợi

Sang thương biến chứng/vỡ

Tiến triển chủ yếu do tích tụ lipid

TB cơ trơn và colagen Đông máu

81

Diễn biến xơ vữa động mạch Aâm thầm –im lặng  khi có triệu chứng đã muộn

Bình thường Vệt mỡ Mảng bao sợi

Mảng xơ vữa

Mảng xơ vữa vỡ ,nứt , viêm lóet , cục máu đông và nhồi máu

Không triệu chứng lâm sàng Gia tăng triệu chứng lâm sàng :đau ngực và bệnh mạch máu

Đột quỵ

Tấn công TIM

Tuổi tăng

82

hóa gây nên đáp

ứng các yếu tố tiền

viêm từ đại thực

bào và tb nội mạc

Đại thực bào ăn

LDL oxy hóa

chuyển thành tb

bọt khởi đầu

mảng xơ vữa

HDL có tác dụng chống oxy hóa và kháng viêm có thể hạn chế quá trình này :

Hạn chế oxy hóa LDL

Bất họat quá trình tiền viêm gây oxy hóa lipid

thông qua bất họat các enzym tương ứng

Ức chế sự tăng sinh tb nội mạc và sự biểu hiện của các protein gắn kết với nội mạc  do đó bạch cầu đơn nhân ngấm vào nội mạc và có thể đưa đại thực bào ra lại  máu cơ chế dọn dẹp

HDL

84

Rối loạn điều hòa tổng hợp cholesterol gây

bệnh lý mạch máu trầm trọng

• Cholesterol do cơ thể tổng hợp và từ thức ăn đưa vào, nếu vượt quá nhu cầu cơ thể  gây tích tụ cholesterol lên thành mạch (LDL-cholesterol)  xơ vữa động

mạch

-Cholesterol máu rất cao gây mảng xơ vữa trầm

trọng ở trẻ em  do suy giảm receptor LDL

(cholesterol không vào được tế bào gây mảng xơ vữa)

- Do cholesterol vào tế bào rất ít việc tổng hợp

cholesterol nội bào tiếp tục ↑(do không có tín hiệu

điều hòa vì cholesterol không vào được tế bào)

•

85

Cơ chế của một số thuốc

hạ cholesterol máu Statin ức chế tổng hợp

cholesterol

HMG CoA

reductase

(-) Statin

86

Ezetimib ức chế hấp thụ cholesterol từ thức ăn và

cholesterol mật

88

2.1 Các chất tham gia tổng hợp acid béo

 Acetyl CoA và hệ thống vận chuyển Acetyl CoA từ ty thể

carrier protein