Vyšetření poruch metabolismu lipidů

1. Vyšetření poruch metabolismu lipidů MUDr. Kateřina Mrázová

2. Význam lipidů v organismu • Slouží jako zdroj energie alternativní ke glukose • Tvoří součást buněčných membrán • Jsou velmi dobrým izolátorem /podkožní tuk, obaly nervových vláken/

3. Cholesterol: • v plazmě se vyskytují převážně estery cholesterolu s kyselinou linolovou a linolenovou • intracelulárně (zásobní pool cholesterolu) estery cholesterolu a kyselinou olejovou a palmitolejovou • volný cholesterol je součástí buněčných membrán • prekursor steroidních hormonů a syntézy žlučových kyselin

4. Triacylglyceroly a fosfolipidy: • Nejdůležitější zdroj energie • Krátký poločas v plasmě - 12 hod • Příjem potravou, syntéza v játrech, tukové tkáni a tenkém střevě • fosfatidylcholin se uplatňuje ve struktuře biologických membrán • sfingomyelin obsažen v CNS a myelinových pochvách periferních nervů

5. Mastné kyseliny: • Esenciální MK = kyselina linolová, linolenová, arachidonová • V plasmě ve formě esterifikované i volné • Zásobní pool v tukové tkáni ve formě TAG • Po lipolýze transport do jater, srdce a svalů jako mohutný zdroj energie • Velká část znovu reesterifikována za vzniku TAG a fosfolipidů

6. Transport lipidů: • Albumin - neesterifikované MK • alfa2-mikroglobulin - retinol • Lipoproteiny - nepolární lipidy

7. Schéma lipoproteinové částice: Nepolární jádro Apolipoprotein Fosfolipidy Polární plášť Esterycholesterolu Neesterifikovaný cholesterol Triacylglyceroly

8. Význam apolipoproteinů • Transport hydrofobních lipidů • Syntéza a sekrece specifických lipoproteinů • Aktivace enzymů modifikujících lipoproteiny • Vazba na specifické receptory na povrchu buněk  odstranění lipoproteinů z krevního oběhu

9. Chylomikrony Vazba na LDL receptory Hepatocytů ostatních b. LPL Játra Remnants HDL3 LCAT cholesterol CETP HDL2a VLDL cholesterol IDL LDL HL HL HDL2b LPL TG Orientační schéma metabolismu lipoproteinů

10. Receptory • Specifické proteiny, zodpovědné za vazbu a následnou internalizaci lipoproteinových částic do buňky • LDL receptor • Acetyl LDL(Scavenger) receptor • Receptor chylomikronových zbytků • Receptor pro HDL

11. 7-hydroxycholesterol cholesterol OH HO HO OH OH OH OH OH OH OH OH OH HO HO HO HO HO HO H H H H H H COOH CH2OH OH O O Β-oxidace C-S-CoA NH -CH2-COOH H2N-CH2-COOH Cholyl-CoA kys. glykocholová Odbourávání cholesterolu 3,7,12-trihydroxy-5β-cholestan

12. Lipoproteiny: • Pomocí ultracentrifugace: • na základě hydratované hustoty: VLDL, IDL, LDL, HDL • Elektroforeticky: alfa-lipoproteiny, pre-beta-lipoproteiny, beta-lipoproteiny, chylomikrony • Imunochemickými metodami: apo A, apo B, apo C, apo D, apo E, ...

13. Plasmatické lipoproteiny

14. Chylomikrony: • vznikají v enterocytech • hlavním apolipoproteinem je apo B-48, apo A, apo C, apo E • hlavní součástí jsou TAG ( poločas 5 min., účinkem lipoproteinové lipázy se TAG štěpí na MK a monoacylglyceroly) • chylomikronové remnants do jater

15. VLDL: • Hlavními apoliporoteiny jsou apo B100, apo C (předává se HDL), apo E, apo D • V jádře TAG, na povrchu fosfolipidy a cholesterol • Vzniká v hepatocytech a enterocytech na strukturách ER a Golgiho komplexu, exocytózou do krve • Lipoproteinová lipáza

16. LDL: • Hlavní apolipoprotein je apo B100 (vždy jen jedna molekula) • Estery cholesterolu a fosfolipidy • Po vazbě na membránový recepror je částice LDL internalizována a rozložena. Vzniklý volný cholesterol inhibuje aktivitu 3-hydroxy-3-methylglutaryl- CoA-reduktázy (klíčový enzym pro syntézu de novo v buňce)

17. HDL: • Hlavní apolipoproteiny jsou Apo AI, Apo AII, Apo C, Apo E • Syntetizovány v hepatocytech a enterocytech • Nascentní HDL - obsahuje Apo A a dvojvrstvu fosfolipidů, má diskoidní tvar a přibírá neesterifikovaný cholesterol z povrchu buněčných membrán různých tkání nebo jiných krevních lipoproteinů • Esterifikace cholesterolu pomocí LCAT (lecithin-cholesterol-acyltransferáza) • HDL3, HDL2 - sférický tvar • CETP (cholesterol-ester-transfer-protein) • Výměna cholesterolu a TAG mezi HDL, VLDL a chylomikrony • Lipoproteinová lipáza

18. Přehled něktrých apoliporoteinů • Apo AI - HDL, Ch - aktivátor LCAT, strukt.prot. • Apo AII - HDL, Ch - akt.jaterní lipasy, struk.prot. • Apo AIV - HDL, Ch - aktivace LCAT • Apo B48 - Ch - strukturální protein • Apo B100 - VLDL, LDL-vazba na spec. receptory • Apo CI- C,V,I,H - aktivace LCAT • Apo CII - aktivace lipoproteinové lipázy • Apo CIII - inhybice lipoproteinové lipázy • Apo E (2,3,4) - vazba na receptory

19. Elektroforéza lipoproteinů  lipoproteiny HDL Lp (a) Pre- lipoproteiny VLDL  lipoproteiny IDL,LDL chylomikra

20. Měření celkového cholesterolu • Enzymatická metoda: Cholesterolester + H2O Chlesterol +MK Cholesterol + O2 Cholesten-3-on +H2O2 2H2O2 + 4-aminoantipyrin +fenol Chinoniminové barvivo +4H2O cholesterolestráza Cholesteroloxidáza Peroxidáza

21. Stanovení HDL cholesterolu 1. krok: LDL, VLDL, Chylomikrony Cholestenon+H2O2 2H2O2 H2O2+O2 2.krok: HDL Cholestenon+H2O2 H2O2+chromogen Chinoniminové barvivo Cholesterolesteráza+cholesteroloxidáza+specifická protilátka Cataláza Cholesterolesteráza+cholesteroloxidáza+specifický surfaktant Peroxidáza

22. Stanovení TAG Lipáza Triacylglyceroly Glycerol+MK Glycerol+ATP Glycerol-3-fosfát+ADP Glycerol-3-fosfát +O2 Dihydroxyacetonfosfát +H2O2 H2O2 + 4-aminoantipyrin Barevná sloučenina+HCl+2 H2O Glycerolkináza Glycerol-3-fosfát oxidáza Peroxidáza

23. Základní vyšetření lipidového metabolismu • Cholesterol 3.8 - 5.2 mmol/l • TAG 0.9 - 1.7 mmol/l • HDL > 1.1 mmol/l • LDL < 4.5 mmol/l

24. Další vyšetření • výpočet LDL cholesterolu podle Friedwalda • (vzorec se nedá použít, pokud hladina TAG>4,5 mmol/l ) LDL-chol. = celkový chol.- (HDL- chol.+ TAG x 0.37) mmol/l aterogenní index (AI) AI = celkový cholesterol - HDL HDL • koncentrace apo A-I a apo B-100 • Elektroforéza lipoproteinů • Frakce HDL2 a HDL3 cholesterolu • Frakce LDL • Gen apolipoproteinu E

25. Hyperlipoproteinemie • Hypercholesterolemie • Kombinované hyperlipidemie • Hypertriacylglycerolemie

26. Vzhled séra při poruchách lipidového metabolismu

28. Primární hypercholesterolémie • Familiární hypercholesterolémie • porucha LDL receptorů • cholesterol: • heterozygoti 7-10(15) mmol/l (ICHS 30-50 l.) • homozygoti 15-30 mmol/l (IM do 20 l.) • zvýšená hladina LDL cholestrolu a Apo B

29. Familiární defekt Apo B100 • bodová mutace a záměna jedné aminokyseliny v poloze 3500 v obrovské molekule Apo B100 • cholesterol: 7-10 mmol/l • Polygenní hypercholesterolémie • kombinace nepříznivých genetických a zevních faktorů • cholesterol: kolem 8 mmol/l

30. Kombinované hyperlipidemie • Familiární kombinovaná hyperlipidémie • vysoká syntéza Apo B v játrech provázená zvýšenou produkcí VLDL a tvorbou malých denzních, velmi aterogenních částic LDL • častá příčina ICHS a IM do 60 let • cholesterol 10 - 15 mmol/l TAG 2.3 - 5.7 mmol/l • Familiární dysbetalipoproteinémie • defekt genu pro ApoE- patologický lipoprot. beta VLDL • cholesterol 7.5 - 25 mmol/l TAG 2 - 10(20) mmol/l

31. Primární hypertriacylglycerolemie • Familiární hyperlipoproteinemie typ V. • onemocnění poměrně vzácné • častěji u dospělých, obézních, s DM a s hyperurikémií • Vyvolávající faktor: alkohol, léky s estrogeny, renální insuficience • na ELFO zvýšení pre-beta a chylom. • cholesterol 7 - 13 mmol/l TAG 10 - 20 mmol/l • Familiární hyperchylomikronémie • deficit lipoproteinové lipázy, nebo Apo CII • TAG 20 - 120 mmol/l • therapie MCT tuky (obsahují MK se středně dlouhými řetězci)

32. Familiární hypertriacylglycerolemie • autozomálně dominantně přenášené onemocnění • zvýšená koncentrace VLDL a snížená HDL • ve vyšším věku se přidává DM II. typu • cholesterol normální TAG do 6 mmol/l

33. Hyperalfaliporoteinemie • Familiární hyper-alfa-lipoproteinemie • výskyt dlouhověkosti • zvýšený HDL cholesterol, mírně zvýšený celkový cholesterol, normální TAG

34. Hypolipoproteinemie • Familiární hypo-beta-lipoproteinemie • dlouhověkost • nízké hodnoty LDL cholesterolu • nízká tvorba Apo B, katabolismus LDL je normální • Abetalipoproteinemie • vzácná, autosomálně recesivně přenášená choroba • heterozygoti mají sníženou hladinu LDL, ostatní nálezy v normě • homozygoti mají úplný deficit lipoproteinových částic, obsahujících Apo B (malabsorpce tuku, steatorea, opožděný růst, progresivní degenerace CNS, snížená zraková ostrost, šeroslepost

35. Hypoalfalipoproteinemie • snížení HDL • defektní Apo AI (podle místa popsaného případu Apo AI Milano) • bez Apo AI se netvoří HDL a Apo CII nemůže být transportován zpět do jater - relativní nedostatek Apo CII, zvýšená hladina VLDL • Analfalipoproteinemie (Tangierská nemoc) • úplné chybění HDL v plasmě, nízké Apo AI i Apo AII • abnormálně rychlý katabolismus HDL a Apo AI

36. Poruchy z ukládání cholesterolu • Wolmanova choroba • deficit lysosomální kyselé lipasy • ukládání esterů cholestrolu a TAG v b. jater, ledvin, nadledvin, hematopoetického systému a tenkého střeva • průběh fatální • Choroba z ukládání esterů cholestrolu • mírnější forma předchozí choroby • Familiární deficit LCAT • chybí estery cholesterolu • zvýšení TAG, hladina cholesterolu je variabilní

37. Sekundární hyperlipoproteinémie • Hypothyreóza • thyroxin zvyšuje biosyntézu LDL receptorů v játrech a současně prostřednictvím cAMP v adipocytech se zvyšuje aktivita lipoproteinové lipázy • Diabetes mellitus I. typu • inzulín je aktivátorem lipoproteinové lipázy • u dekompenzovaného DM je ketoacidóza, hypertriglyceridemiea někdy i zvýšený cholesterol

38. Diabetes mellitus II.typu • zvýšená syntéza VLDL v játrech, inzulínová rezistence, snížení HDL, vzestup TAG • u dekomp. DM glykosylace Apo B • Nefrotický syndrom • hypalbuminémie, zvýšená syntéza lipoprot. • zvýšený cholesterol i TAG

39. Chronická renální insuficience • inhibice lipoproteinové lipázy(při uremii) • vyšší TAG • Primární biliární cirhóza • hypercholesterolemie • Obezita - TAG • Alkoholismus - TAG • Léčba hormony, diuretiky • Mentální anorexie

40. Vznik aterosklerózy • Pěnová buňka • I. fáze aterosklerózy - lipidové proužky (ve stěně tepny nahromaděné pěnové buňky) • II. stadium - další hromadění cholesterolu i působení volných radikálů, zánik pěnové buňky, uvolňují se cytokiny a růstové faktory, proliferace hladké svaloviny cév, ukládání buněk vaziva i extracelulární vazivové hmoty  vazivový plát • III. stadium - komplikované léze (kalcifikace, krvácení do plátu, ruptura, arteriální okluze)

41. Posprandiální lipoproteiny trombogeneza TAG “velké” VLDL HDLch Small dense LDL TAG a aterogeneze

42. Lipoprotein Lp(a) Apo B100 a Apo (a) Apo (a) podobná struktura jako plasminogen možnost obsazení receptorových míst na fibrinuinhibice fibrinolýzy Dvojí rizikový efekt: 1. aterogenní Apo B100 2. antifibrinolytický Norma <0.3 g/l Fibrinogen zvyšuje viskozitu krve infiltruje arteriální stěnu váže na sebe lipoproteiny stimuluje buněčnou proliferaci Trombogenní efekt podpora agregace trombocytů tvorba fibrinového trombu P-fibrinogen 1,5-4,5 g/l Kuřáci  o 0,3 g/l Další rizikové faktory atherogeneze