Cảm ơn các bạn đã quan tâm đến tài liệu! Nhưng mình đăng lên đây chỉ mục đích là cho các khóa sau ( K44--> sau) tham khảo, do bài nay mình làm và nộp cũng như các bạn vào năm nay nên các bạn K43 CTUMP mình khuyên k nên sử dụng, vì sẽ trùng làm ảnh hưởng đến kết quả của nhau. Mặt khác, nó chỉ là bài tự học do cá nhân mình làm, nên chắc chắn sẽ có sai sót, mong các bạn nếu có tải về được thông cảm.Một lần nữa, cảm ơn các bạn, chúc các bạn học tốt !@@
Trang 1Họ và tên : Nguyễn Trọng Cường
MSSV: 1753010882 – Lớp YQ43
BÀI TỰ HỌC HÓA SINH
CÁC DẠNG LIPID VẬN CHUYỂN TRONG MÁU- Ý NGHĨA
TRONG THỰC HÀNH LÂM SÀNG Danh mục các từ viết tắt:
XVĐM: Xơ vữa động mạch
LPL: Lipoprotein lipase
LCAT : Lecithin–cholesterol acyl transferase
ACAT: AcylCoA- Cholesterol acyl transferase
LP :Lipoprotein
Apo: Apolipoprotein
HMGCoA reductase:
TG: Triglycerid
PL: Phospholipid
CE: Cholesterol ester
CM: Chylomicron
VLDL: Very Low Density Lipoprotein
LDL: Low Density Lipoprotein
HDL: High Density Lipoprotein
Lp(a): Lipoprotein (a)
BMV: Bệnh mạch vành
PTL: Phân tử lượng
HTGL: Hepatic TG lipase
1 DẠNG LIPID VẬN CHUYỂN TRONG MÁU
Lipid vận chuyển trong máu dưới dạng kết hợp với protein được gọi là lipoprotein (LP).Lipid
máu gồm : acid béo (AB) , Phospholipid (PL), triglycerid (TG), cholesterol (tự do và este) Riêng acid béo kết hợp với albumin thì phức hợp này không gọi là LP
Trang 21.1 Cấu trúc của lipoprotein
Lipoprotein được Machebocuf mô tả năm 1929 Ngoài thành phần protein, lipoprotein còn có các thành phần khác như phospholipid, triglycerid, sterid và cholesterol Lipoprotein
có dạng hình cầu, đường kính khoảng 100- 500 A Các phân tử lipid và protein liên kết với nhau chủ yếu bởi liên kết Vander Waalls Theo mô hình của Shen (1977), phân tử lipoprotein gồm: I apoprotein và phospholipid chiếm phần vỏ bên ngoài, phần trung tâm gồm triglycerid
và cholesterol este, giữa 2 phần là cholesterol tự do Phần vỏ có chiều dày khoảng 1 nm, phân cực và đảm bảo tính hoà tan của phân tử lipoprotein trong huyết tương Các apoprotein khác nhau do cấu trúc của chuỗi peptid quyết định, ít nhất đã có 9 loại apoprotein khác nhau được tìm thấy trong các lipoprotein huyết tương người Phần protein của lipoprotein giữ vai trò quyết định chất nhận diện chúng ở màng tế bào hoặc hoạt hóa các enzym của chúng Khác với LP của màng, LP của huyết tương có cấu trúc mixen Phần nhân của các tiểu phân gồm các lipid không phân cực như TG, CE Bao quanh nhân là những thành phần phân cực như protein, PL, cholesterol tự do Lúc mới hình thành LP có thể cũng có cấu trúc lớp
PL kép (hình dĩa) Sau đó có sự lồng ghép những lipid không phân cực ( TG, CE) vào giữa hai lớp PL làm cho chúng tách ra và tạo thành LP có cấu trúc hình cầu với vỏ là lớp PL đơn Fredrickson, Gotto và một số tác giả khác nghiên cứu quy luật của sự liên kết Protein – Lipid và sự hình thành LP đã xác định rằng liên kết giữa protein và phospholipid trong LP làm tăng lượng protein có cấu trúc xoắn α Nếu trong hệ thống LP cho thêm cholesterid ( Ester hóa với acid oleic) hoặc triglycerid thì tỉ lệ % protein có cấu trúc xoắn α tăng lên và phức hợp protein –lipid trở thành dạng mixen Những công trình nghiên cứu trên làm cơ sở cho việc tạo nên những LP nhân tạo từ các hợp phần của chúng
Trong LP chuỗi xoắn của Protein thẳng góc với Acid béo của PL và chím một phần trong PL
do đó đảm bảo cho sự tiếp xúc giữa các nhóm mang điện tích của protein và PL Các nhóm này liên kết với nhau bằng liên kết tĩnh điện Các liên kết kỵ nước giữa protein và PL được thực hiện
ở phần đầu của chuỗi hydratcarbon của acid béo của PL ( từ C2-C5) Phần còn lại đi sâu vào nhân của tiểu phân LP và liên kết với TG , CE bằng những liên kết kỵ nước Cholesterol tự do thì ở mặt ngoài của tiểu phân LP , nhóm OH của nó hướng ra môi trường nước
Như vậy lớp vỏ của LP gồm Protein, PL và cholesterol tự do có thể dễ dàng di chuyển từ LP này sang LP khác, và từ LP sang các tế bào ngoại biên Mối liên kết giữa các thành phần trong
LP chủ yếu là liên kết kỵ nước nên các LP dễ dàng tách lipid ra và nhận lipid vào
Để phù hợp với một cấu trúc như trên ( chủ yếu bằng liên kết kỵ nước chứ không phải liên kết đồng hóa trị ) người ta gọi là tiểu phân LP chứ không gọi hoặc ít gọi là phân tử LP
Trang 3Hình 1:Cấu trúc Lipoprotein
1.2 Phân loại lipoprotein
1.2.1 Phân loại dựa vào tính chất tích điện của LP bằng phương pháp điện di
Tương ứng với các vị trí của globulin , điện di LP sẽ phân tác ra được các loại LP chính sau:
- α1LP hay αLP
- α2LP hay pre β LP
- β LP
- CM không di chuyển , tạo thành một băng nhỏ ở vùng xuất phát.
- Trong trường hợp bất thường về LP có thể gặp γLP
1.2.2 Phân loại dựa vào tỷ trọng bằng phương pháp siêu ly tâm
Sự khác nhau về tỉ trọng giữa các LP là do khác nhau về tỉ lệ giữa hai thành phân lipid và protein Tỉ trọng của lipid khoảng 0,9g/mL còn của protein gần bằng 1,28g/ml/
Bằng siêu ly tâm người ta tìm thấy ít nhất sáu loại LP sau:
Hạt mỡ (chylomicron-CM)
- Nổi trong dung dịch có tỉ trọng 0,95g/ml/
- Hình thành ở ruột non.
- Vận chuyển TG có nguồn gốc thức ăn ( ngoại sinh).
- Thành phần lipid chiếm 98-99,5% , thành phần protein 0,5-2%.
- Tỉ số protein : lipid =1:100
LP tỉ trọng rất thấp (Very Low Density Lipoprotein-VLDL)
- Nổi trong dung dịch có tỉ trọng 0,95-1,006 g/ml.
Trang 4- Được tổng hợp ở gan
- Vận chuyển TG nội sinh.
- Thành phần lipid 90-92%, protein 8-10%.
- Tỉ số protein:lipid =1:9
LP tỷ trọng trung gian (Intermediate Density Lipoproteins -IDL)
- Nổi trong dung dịch có tỷ trong 1,006-1,092 g/ml.
- Được tạo thành trong quá trình chuyển hóa VLDL và chỉ tìm thấy nồng độ rất thấp trong
huyết tương người bình thường
- Tỉ lệ protein :lipid không hằng định
LP tỷ trọng thấp ( Low Density Lipoproteins- LDL)
- Nổi trong dung dịch có tỷ trọng 1,019-1,063g/ml
- Được tạo thành trong quá trình chuyển hóa VLDL.
- Vận chuyển cholesterol máu
- Tỷ lệ protein: lipid= 1:4
LP tỷ trong cao ( High Density Lipoprotein –HDL)
- Nổi trong dung dịch có tỷ trọng 1,063-1,210 g/ml
- Tỷ lệ protein:lipid=1:1
- Có 3 loại HDL phân biệt dựa trên thành phần , hình dạng và chức năng:
+ HDL1 hoặc HDLc ( 1,055-1,085g/ml)
+ HDL2 (1,063-1,120g/ml)
+ HDL3 (1,120- 1,210g/ml)
- HDL được tổng hợp ở gan và ruột dưới dạng hình đĩa với lớp PL kép, sau đó chuyển
thành dạng dình ầu trong huyết tương
- Tỷ lệ HDL1 / HDL2 có tầm quan trọng đặc biệt đối với chức năng của HDL
Lipoprotein (a) [Lp(a)]
- Nổi trong dung dịch có tỉ trọng 1,055-1,110 g/ml
- Thành phần lipid gần giống LDL
1.2.3 Tương quan giữa hai phương pháp phân loại
Trang 51.3 Chuyển hóa Lipoprotein
Nghiên cứu bằng cách đánh dấu phóng xạ các thành phần protein hoặc lipid của LP đã cho thấy có sự thay đồi apo ( nhất là apo C) và lipid (cholesterol ester và TG) giữa các LP lưu thông trong máu Sự trao đổi lipid giữa các LP trong máu nhờ các protein vận chuyển sau đây:
CETP (cholesterol ester transfer protein ) làm nhiệm vụ vận chuyển cholesterol ester từ HDL đến VLDL Trọng lượng phân tử của CETP là khoảng 60.000 Nó được tổng hợp ở gan và liên kết với HDL
PLTP (phospholipid transfer protein) vận chuyển PL giữa các LP các nhau , đặc biết từ những lipid giàu TG đến HDL làm dễ dàng cho hoạt động của enzym LCAT PLTP được tổng hợp từ gan và có trọng lượng phân tử khoảng 41.000
Quá trình trao đổi protein , lipid gắn liền với sự thủy phân LP trong lòng mạch , sự biến đổi lẫn nhau và sự bắt giữ các LP tại tổ chức Chuyển hóa trung gian của LP là một quá trình rát phức tạp
1.3.1 Chuyển hóa Chylomicron (CM)
Số lượng CM (Chylomicron) hình thành trong tế bào màng nhầy của ruột tương ứng với lượng Lipid hấp thu vào từ thức ăn nhất là từ mỡ trung tính CM rất giàu TG ( triglycerid) và giàu Apo AI , AII, AIV và B48 Protein và PL của CM được tổng hợp tại tế bào ruộ t , khả năng tổng hợp chỉ có hạn cho nên khi tăng lượng thức ăn lipid đưa vào tới một mức nào đó
sẽ không làm tăng số lượng CM mà chỉ làm tăng kích thước của nó ( đến 1 µm ) CM vào hệ thống tuần hoàn qua ống ngực sau đó đến gan và bị thoái hóa ở đó Lúc đầu CM không có những apoprotein cần thiết cho sự thủy phân TG (apo C) và cho sự nhận dạng CM bởi thụ thể của tế bào gan ( apo E) Khi vào máu, CM mất apo AI , AIV và nhận được apo C và E Lipoprotein Lipase ( LPL) ở thành mao mạch thủy phân phần lớn TG trong nhân của CM nhờ sự hoạt hóa của apo CII Acid béo của TG giải phóng ra được các tế bào cơ, tế bào mô
Bảng 1: Tính chất và thành phần hóa học của LP
Trang 6mỡ thu nhận Những thành phần trên bề mặt CM ( apo C, AI, Cholesterol tự do, PL ) trở thành dư thừa , chúng được giải phóng và vận chuyển đến HDL và tham gia vào thành phần của HDL Tiểu phân CM còn lại ( sau khi đã thủy phân phần lớn TG) được gọi là CM dư ( CM remnant).Chúng được nhận biết bởi thụ thể của tế bào gan thông qua sự nhận biết apo
E có trên bề mặt CM Kết quả là CM bị gan bắt giữ và bị thoái hóa trong gan Con đường chuyển hóa CM còn được gọi là con đường chuyển hóa ngoại sinh ( vì lipid trong CM có nguồn gốc từ thức ăn ) Con đường này bắt đầu sau khi ăn và kết thúc khoảng 8h sau bữa ăn
Do đó máu lúc đói ( sau ăn 10h) của một người bình thường thì phải không có CM Nếu có
CM ( test nghiệm tủ lạnh dương tính) thì phải nghĩ tới rối loạn LP huyết kiểu I hoặc IV
Hình 2: Chuyển hóa CM
1.3.2 Chuyển hóa VLDL
Lipid tổng hợp ở gan được đưa vào máu trong thành phần của VLDL, đầu tiên là VLDL1 Trong máu VLDL1 bị biến đổi thành VLDL2 rồi IDL và LDL Chỉ có một số tiểu phân VLDL (<20%) biến thành LDL Phần lớn VLDL1 , VLDL2, IDL được gan bắt giữ trở lại thông qua các thụ thể nhận biết thành phần apo B và apo E của nó như:
- Thụ thể LDL (thụ thể B-E)
- Thụ thể VLDL dư ( remnant thụ thể)
- Thụ thể LDL related protein (LRP)
Sự biến đổi VLDL IDL LDL được thực hiện nhờ những quá trình trao đổi các thành phần lipid , protein giữa HDL và VLDL , quá trình thủy phân triglycerid của VLDL bởi các enzym LPL và HTGL(Hepatic TG lipase):
Trang 7- Đầu tiên HDL chuyển apo C , apo E cho VLDL Với sự có mặt của apo CII enzym LPL
được hoạt hóa xúc tác sự thủy phân TG của VLDL làm cho các LP này ngày càng nghèo
TG và giàu cholesterol
- Sau đó khi xuất hiện sự mất tương ứng giữa vỏ và nhân của tiểu phân LP (do nhân TG bị
thủy phân) các VLDL dư hoặc IDL chuyển các thành phần vỏ (apo C, apo E, PL) sang HDL Còn lại thành phần apo duy nhất của lớp vỏ là apo B , IDL biến thành LDL Vì vậy apo B còn được gọi là apo LDL (Hình 3 : chuyển hóa VLDL)
Hình 3: Chuyển hóa VLDL
1.3.3 Chuyển hóa LDL
LDL có thời gian bán hủy từ 3-4 ngày Nó được thoái hóa theo 2 con đường.
Thụ thể LDL có trên bề mặt cac tế bào ( cả tế bào gan và tế bào ngoại biên) Mật độ cao nhất là ở tuyến thượng thận , buồng trứng nhưng số lượng nhiều nhất ở gan Thụ thể LDL được
mô tả lần đầu tiên vào năm 1975 bời Brown và Goldstein Đó là một glycoprotein có 839 acid amin có khả năng nhận dạng và liên kết với apo B và apo E của LP Vì vậy còn gọi là thụ thề B hoặc thụ thể B-E Trên bề mặt tế bào nhiều thụ thể LDL tập trung lại thành một vùng được gọi là
Trang 8chất kết (coated pits) có nhiệm vụ gắn và đưa LDL vào nội bào Trong tế bào những thụ thể tách
ra từ những chất kết và có thể lại được dùng lại Hệ thống lysosome có chưa nhiều enzym thủy phân protein và cholesterol ester giải phóng ra acid amin và cholesterol tự do Kết quả cuối cùng
là tế bào được cung cấp cholesterol tự do (có nguồn gốc từ gan) để sử dụng cho cấu trúc màng Nếu lượng cholesterol tự do tăng lên quá nhiều vượt quá nhu cầu của nó thì tế bào sẽ tự điều hòa theo bao cơ chế:
- Chuyển cholesterol tự do thành cholesterol ester bằng cách hoạt hóa enzym
AcylCoA-cholesterol acyl transferase (ACAT) Cholesterol ester là dạng AcylCoA-cholesterol dự trữ của tế bào
- Ức chế sự tổng hợp cholesterol nội bào bằng cách ức chế enzym 3
hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase ( HMGCoA reductase ) một enzym chìa khóa trong quá trình tổng hợp cholesterol
đưa them cholesterol ( có trong LDL ) vào tế bào Ở người bình thường LDL chủ yếu được thoái hóa theo con đường này- một con đường có sự điều hòa, do đó sẽ không có nguy cơ ứ đọng choleterol trong nội bào (hình 4 :con đường thụ thể LDL-nội bào)
Hình 4: Con đường thụ thể LDL-nội bào
Các thụ thể scavenger có thể có mặt trên các tế bào như bạch cầu đơn nhân, đại thực bào, tế bào
cơ trơn, tế bào nội mô của thành mạch máu Thu thể scavenger chưa được nghiên cứu rõ về tính chất , các chất gắn riêng biệt nhưng người ta khá rõ rằng chúng có khả năng gắn với các LDL bị biến đổi về hóa học (acetyl hóa , đường hóa, oxy hóa) Con đường thụ thể scavenger được tăng cường sử dụng khi có sự hạn chế con đường thụ thể LDL nội bào ( khiếm khuyết thụ thể LDL hoặc do LDL bị biến đổi làm cho thể LDL không nhận dạng được, hoăc do đồng dạng của Apo
Trang 9B trên LDL giảm ái lực với thụ thể LDL) Các tế bào scavenger chứa nhiều cholesterol chuyển thành tế bào có bọt , chúng đóng vài trò chìa khóa trong quá trình xơ vữa.
Hình 5: Con đường thực bào ( thụ thể scavenger)
Trong quá trình chuyển hóa các LP đã sinh ra nhiều loại LDL(3-7 loại) mà 3 loại chính là:
- LDL I với d= 1,020 – 1,035g/ml
- LDL II với d= 1,035 – 1,045 g/dl
- LDL III với d= 1,045 - 1,060 g/ml
Cùng với sự tăng tỉ trọng kích thước của LDL nhỏ dần , LDL III có tỉ trọng cao và kích thước nhỏ nhất là loại LDL có khả năng gây XVĐM nhiều nhất Nồng độ LDL III tăng ở những người có tăng triglycerid máu Cơ chế như sau: LDL I và LDL II chuyển cholesterol ester cho
CM hoặc VLDL và nhận lại TG từ CM và VLDL Sau khi nhận TG, LDL I và LDL II trở thành những cơ chất thích hợp cho sự hoạt động của enzym HTGL TG trong nhân của LDL I và LDL
II bị thủy phân giải phóng acid béo tự do, LDL I và LDL II mất tính lipid làm tăng tỉ trọng và giảm kích thước biến thành LDL III , chất này có ái lực với thụ thể LDL thấp hơn là LDL I và LDL II rất nhiều Nó bị bắt giữ chủ yếu theo con đường thụ thề scavenger do đó nguy cơ sinh
xơ vữa cao Điện di phân tích các dạng LDL cho 2 dạng thái :
- Dạng thái A có nhiều LDL I , LDL II và ít LDL III
- Dạng thái B có ít LDL I, LDL II và nhiều LDL III.
Trang 10Nghiên cứu trong dân cư những người có nồng độ TG huyết từ 0,5-1,3 mmol/L thường có kiểu A và tiền sử bị bệnh tim mạch thấp Những người có nồng độ TG> 1,5 mmol/L thường có kiểu B và tần số bị bệnh tim mạch cao
Hình 6: LDL dạng thái A và LDL dạng thái B
1.3.4 Chuyển hóa HDL và con đường vận chuyển ngược cholesterol
HDL không chứa một thành phần nào đặc trưng cho nó như apo B của LDL Các thành phần của nó luôn biến đổi do có sự tương tác với các LP khác và phụ thuộc vào sự hoạt động của các enzym LDL và enzym vận chuyển gốc acyl ( Lecithin – cholesterol acyl Tranferase LCAT)
Có 3 loại HDL chính là pre β HDL , HDL2 VÀ HDL3 Chức năng vận chuyển ngược cholesterol từ tế bào ngoại biên về gan của HDL được thực hiện thông qua chuyển hóa giữa các loại HDL trên
HDL mới sinh (Nascent HDL) có nguồn gốc từ gan và từ những nguyên liệu trên bề mặt của
CM Lúc đầu HDL có dạng đĩa với lớp PL kép (pre β HDL) Thành phần chính của nó là PL , apo AI và cholesterol tự do Nhờ enzym LCAT cholesterol tự do được ester hóa thành cholesterol ester (CE) Chất này được đưa vào trong nhân , giữa 2 lớp PL làm cho tiểu phân HDL từ hình đĩa chuyển thành hình cầu là HDL3 tiếp tục nhận PL , cholesterol tự do từ bề mặt
tế bào ngoại biên , ester hóa nó và tiểu phân HDL3 chuyển thành HDL2 giàu CE CETP vận chuyển CE từ HDL2 sang VLDL dư Chất này bị bắt giữ ở gan bởi thụ thể nhận biết VLDL dư
và do đó CE được chuyển về gan Sau khi chuyển CE cho VLDL dư, HDL2 nhận TG từ VLDL