Тема № 7. Біосинтез та біотрансформація холестеролу. Патології ліпідного обміну: стеаторея, атеросклероз, ожиріння. Транспортні форми ліпідів – ліпопротеїни плазми крові.

Мета заняття: Вивчити шляхи біотрансформації холестеролу та основні порушення ліпідного обміну. Зрозуміти природу вільнорадикальних реакцій, механізми реакцій пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) та значення їх у біологічних процесах у нормі та при патології.

Актуальність теми: Порушення процесів біотрансформації холестеролу зумовлює ряд захворювань, серед яких атеросклероз, ожиріння та інші. Тому дослідження показників ліпідного обміну є необхідним для діагностики та лікування різних захворювань.

Утворення вільних радикалів та продуктів ПОЛ є необхідною ланкою в нормальному метаболізмі. У нормі інтенсивність процесів ПОЛ регулюється системою антиоксидантного захисту. Порушення співвідношення між активністю про- і антиоксидантних систем проявляється у вигляді різних патологічних процесів, що і пояснює необхідність їх вивчення.

Конкретні завдання:

Ø Трактувати етапи біосинтезу холестеролу.

Ø Пояснювати регуляцію синтезу холестеролу в організмі людини.

Ø Аналізувати шляхи біотрансформації холестеролу: етерифікацію, утворення жовчних кислот, стероїдних гормонів, вітаміну D₃; екскреція холестеролу з організму.

Ø Пояснювати патології ліпідного обміну: атеросклероз, цукровий діабет, ожиріння, стеаторею.

Ø Пояснювати процеси ліпідної пероксидації за умов норми та патології.

Ø Трактувати регуляцію вільнорадикальних реакцій в організмі людини.

Теоретичні питання

1. Біосинтез холестеролу в організмі людини:

· локалізація цього процесу, значення;

· етапи синтезу холестеролу;

· ферментативні реакції синтезу мевалонової кислоти;

· регуляція синтезу холестеролу.

2. Шляхи біотрансформації холестеролу (етерифікація, утворення жовчних кислот та стероїдних гормонів, синтез вітаміну D₃, екскреція з організму).

3. Патології ліпідного обміну:

• атеросклероз: механізми розвитку, роль генетичних факторів, гіперхолестеринемії, класифікація ВООЗ;
• порушення ліпідного обміну при цукровому діабеті;
• патологічні процеси обміну ліпідів, які ведуть до розвитку ожиріння;
• жировий гепатоз, ліпотропні фактори.

6. Процеси пероксидного окиснення ліпідів та механізми дії ензимів антиоксидантного захисту:

• процеси ліпідної пероксидації в нормі та за умов патології;
• регуляція вільнорадикальних реакцій в організмі людини;
• характеристика антиоксидантів та прооксидантів, їх значення для перебігу реакцій пероксидації ліпідів.

7. Будова ліпопротеїнів крові.

8. Особливості метаболізму ліпопротеїнів крові.

 

Практична робота

 

Дослід 1. Якісна реакція на жовчні кислоти (реакція Петенкофера)

Принцип методу. Реакція базується на утворенні забарвлених продуктів конденсації у разі взаємодії жовчних кислот з оксиметилфурфуролом. Останній утворюється з фруктози, що є продуктом гідролізу внаслідок додавання до сахарози концентрованої сульфатної кислоти.

Матеріальне забезпечення: жовч, 20 % розчин сахарози, концентрована Н₂SO₄, пробірки.

Хід роботи. У пробірку наливають 10-15 крапель жовчі, додають 1 краплю свіжого розчину сахарози і злегка струшують. В іншу пробірку вміщують 10-15 крапель сульфатної кислоти. Розчин, що містить жовч, обережно, по стінках, нашаровують на сульфатну кислоту. На межі розподілу рідин утворюється осад жовчних кислот і з’являється червоно-фіолетове кільце. У разі легкого струшування рідина набуває вишнево-червоного забарвлення.

Зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. Головним емульгатором ліпідів є жовч, яка містить жовчні кислоти, що утворюються в печінці (10-15 г за добу). До них належать: холева, дезоксихолева, хенодезоксихолева, літохолева та інші, які виділяються з жовчю у вільному стані та у вигляді парних жовчних кислот, які зв’язані з гліцином або з таурином. Жовчні кислоти емульгують ліпіди, активують панкреатичну ліпазу, беруть активну участь у процесі всмоктування жирних кислот, утворюють холеїнові комплекси, стабілізують холестерол. Дефіцит жовчі в кишківнику може бути пов’язаний із захворюваннями печінки (механічна жовтяниця, гепатити, цироз), жовчного міхура або жовчних шляхів (жовчокам’яна хвороба, пухлини жовчовивідних шляхів). При копрологічних дослідженнях спостерігають зменшення або відсутність у калі жовчних пігментів (ахолічний кал) та високий вміст мил, особливо кальцієвих.

 

Дослід 2. Визначення процесів ліпідної пероксидаціі в тканинах. Визначення вмісту малонового діальдегіду.

Принцип методу. Метод ґрунтується на тому, що за високої температури в кислому середовищі малоновий діальдегід (МДА) реагує з 2-тіобарбітуровою кислотою (ТБК) з утворенням забарвленого триметинового комплексу з максимумом поглинання при 532 нм.

Матеріальне забезпечення: сироватка крові, фосфатний буфер рН 7,4; 1мМ KMnO₄, 1 мМ FeSO₄, 20 % розчин трихлорацетатної кислоти (ТХАК), 1н хлоридна кислота, 0,7 % тіобарбітурова кислота, бутанол, центрифуга, водяна баня, спектрофотометр, пробірки.

Хід роботи. До 3 мл фосфатного буфера (рН 7,4) додають 0,2 мл сироватки; 0,5 мл 1мМ KMnO₄, перемішують, а через 10 хв додають 0,5 мл 1 мM FeSO_4. Після цього додають 1 мл 20 % ТХАК і центрифугують 10 хв при 3000 об/хв. Далі до 2 мл супернатанту додають 0,5 мл 1н НСІ та 1 мл 0,7 % тіобарбітурової кислоти. Суміш витримують 20 хв на киплячій водяній бані (95-100°С). Після різкого охолодження в пробірку вносять 3 мл бутанолу, ретельно перемішують розчин і центрифугують 10 хв при 3000 об/хв.

Оптичну густину розчину визначають спектрофотометрично при 532 нм. Вміст МДА виражають в мкМ/мл сироватки.

Розрахунок проводять за формулою:

С = А × 52,88 / 0,2,

де А – оптична густина розчину;

52,88 – коефіцієнт перерахунку;

0,2 – кількість мл сироватки крові в пробі.

Зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. Утворення вільних радикалів та продуктів ПОЛ є необхідною ланкою нормального метаболізму, що корелює з активністю мембранозв’язаних електронтранспортних та енерго-трансформуючих систем, сприяє оновленню клітинних мембран, бере участь у регуляції активності мембранозв’язаних ферментів, біосинтезі простагландинів, лейкотрієнів, піноцитозі.

Вміст МДА (ТБК-активних продуктів) у крові здорових людей становить 6,2-8,3 мкмоль/л. Надмірна інтенсифікація ПОЛ призводить до порушення перебігу хімічних процесів, клітин і наростання системної поліорганної патології. Збільшення вмісту МДА спостерігається при атеросклерозі, ішемічній хворобі серця та печінки, гіпертонічній хворобі, під впливом іонізуючого опромінення, а також під час старіння. Зниження вмісту МДА спостерігається при хронічній серцевій недостатності, онкологічних захворюваннях, тощо.