Tiểu luận hóa sinh đại cương trình bày hiểu biết của em về lipoprotein

Lipoprotein đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận chuyển Lipid trong cơ thể.Lipoprotein được mô tả vào năm 1929 bởi Machebocuf với dạng hình cầu.. - Phân loại lipoprotein- Chuyển h

Viện Kỹ thuật Hóa học

***

Tiểu luận hóa sinh đại cương

Đề tài: “Trình bày hiểu biết của em về Lipoprotein.”

Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Mã số sinh viên

Lớp

: Ts Giang Thị Phương Ly : Vũ Thị Thủy

: 20175247 : HH.01 – K62

Hà Nội, tháng 5 năm 2020

I Mở đầu 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài: 1

3 Phạm vi nghiên cứu: 1

4 Bố cục của đề tài: 1

II Nội dung 2

1 Cấu trúc của lipoprotein 2

2 Phân loại các lipoprotein 5

3 Chuyển hóa của Lipoprotein 9

3.1 Con đường ngoại sinh 9

3.2 Con đường nội sinh 10

3.3 Quá trình vận chuyển ngược Cholesterol 12

4 Những bệnh lý liên quan đến Lipoprotein 14

4.1 Nguyên nhân gây rối loại lipoprotein 15

4.2 Chẩn đoán 16

4.3 Biện pháp hạn chế rối loạn chuyển hóa lipoprotein máu 18

III Kết luận 19

Tài liệu tham khảo: 20

II Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lipid đóng vai trò quan trọng với cơ thể sống, trong đó bao gồm cả con người:cung cấp năng lượng, tham gia cấu trúc tế bào, tham gia các hoạt động chức năng Trong

cơ thể sống, lipid tồn tại dưới các dạng như cholesterol, triglyceride, acid béo tự do vàphospholipid Nguồn cung cấp lipid cho cơ thể chúng ta chủ yếu lấy từ thức ăn Lipidcung cấp một lượng calories khoảng gấp đôi glucid và protid với cùng khối lượng Tạiruột, chúng được nhũ hóa nhờ acid mật, thủy phân rồi sau đó được hấp thu và vận chuyển

về gan theo đường tĩnh mạch cửa

Tuy nhiên, bản chất của lipid là kị nước(không tan trong nước) vì vậy chúng đượcvận chuyển trong máu nhờ các lipoprotein

Lipoprotein đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận chuyển Lipid trong cơ thể.Lipoprotein được mô tả vào năm 1929 bởi Machebocuf với dạng hình cầu Lipid liên kếtvới protein bằng liên kết Van der Waals Đường kinh cảu hình cầu vào khoảng 100-500A

4 Bố cục của đề tài:

Bố cục đề tài gồm các phần:

- Cấu trúc của lipoprotein

- Phân loại lipoprotein

- Chuyển hóa lipoprotein trong cơ thể

- Các bệnh lý liên quan đến lipoprotein

III Nội dung

1 Cấu trúc của lipoprotein

Lipoprotein là gì?

Lipoprotein là một chất được cấu tạo từ lipid và protetin Lipid là phần không tantrong nước, tuy nhiên khi nó kết hợp với protein, nó có thể được vận chuyển trong cơ thể,mang cholesterol đến các mô trong cơ thể và ngược lại

Theo mô hình của Shen (1977), phân tử lipoprotein gồm: apoprotein vàphospholipid chiếm phần vỏ bên ngoài, phần trung tâm gồm triglycerid và cholesteroleste, giữa 2 phần là cholesterol tự do Phần vỏ có chiều dày khoảng 1 nm, phân cực vàđảm bảo tính hoà tan của phân tử lipoprotein trong huyết tương

Hình 1: cấu trúc của lipoprotein

Phospholipid là một loại lipid và là thành phần chính của tất cả các màng tế bào.Chúng có thể tạo thành lớp kép lipid vì đặc tính lưỡng phần của chúng Cấu trúc của phân

tử phospholipid thường bao gồm hai axit béo, còn gọi là "đuôi kỵ nước", và một "đầu ưanước" cấu tạo từ một nhóm phosphate Hai thành phần được nối với nhau bởi một phân tửglycerol Các nhóm phosphate có thể được sửa đổi với các phân tử hữu cơ đơn giản nhưcholine, ethanolamin hoặc serine

Hình 2: cấu tạo của phospholipid

Cholesterol và triglycerid máu là các thành phần chất béo ở trong máu Chúngthường được gọi là các thành phần mỡ của máu hay chính xác hơn là Lipide máu

Cholesterol là chất giống như mỡ có ở màng tế bào mọi bộ phận của cơ thể từ hệthần kinh đến gan, tim Cơ thể sử dụng Cholesterol để tạo các hocmon, axit mật, vitamin

D và nhiều chất khác Khoảng 30% lượng cholesterol của cơ thể là từ thức ăn chúng ta ănvào cung cấp, 70% còn lại là do cơ thể sản xuất ra Cơ thể sản xuất mọi loại cholesterolcần thiết cho cơ thể Cholesterol tuần hoàn trong máu, nhưng tự bản thân không thể dichuyển đựợc trong máu vìCholesterol và máu không thể kết hợp với nhau được do đó màchúng phải nhờ đến các lipoprotein vận chuyển trong máu

3 2 1

4 5

6 7 8

14 15 16 17

2 3

6 7

1

13

12 11

9 10

HO

H

H

H

Hình 2: công thức cấu tạo của cholesterol

Triglyceride là dạng khác của mỡ được tìm thấy trong máu và trong thức ăn Cácyếu tố làm tăng Triglyceride là thứa cân béo phì, hút thuốc lá, uống nhiều rượu bia, ít hoạtđộng thể lực, ăn quá nhiều chất bột (chiếm > 60% năng lượng ăn vào) Tăng Triglyceridegiới hạn (150 -199 mg/dl) hay ở mức cao (200 - 499 mmg/dl) làm tăng nguy cơ tim mạch,khi Triglyceride tăng rất cao > 500 mg/dl thì có nguy cơ cao bị viêm tụy

Hình 3: công thức của triglycerid

Các protein khác nhau do cấu trúc của chuỗi peptid quyết định, ít nhất đã có 9 loạiprotein khác nhau được tìm thấy trong các lipoprotein huyết tương người Phần proteincủa lipoprotein giữ vai trò quyết định chất nhận diện chúng ở màng tế bào hoặc hoạt hóacác enzym của chúng Người ta đặt tên cho các thành phần protein trong lipoprotein làapolipoprotein (ApoLp)

Người ta đặt tên các chữ cái A, B, C cho các ApoLp chiếm tỉ lệ cao trênlipoprotein, D, E cho các ApoLp chiếm tỉ lệ ít hơn ApoLp A, C lại có các nhóm phụ A-I,A-II và C-I, C-II, C-III ApoLp B có 2 dạng phân tử khác nhau B-48, B-100 ApoLp Ecũng có các dạng phân tử là E-2, E-3, E-4.

2 Phân loại các lipoprotein

Lipoprotein được phân loại theo một số đặc tính lý hóa: tỷ trọng, phân tách bằngđiện di với các giá khác nhau, hoặc phân loại bằng một số polyanion (heparin, sulfatdextran) hoặc theo tính đặc hiệu về miễn dịch

Hình 4: Phân loại lipoprotein theo đường kính và tỷ trọng

*Hệ thống phân loại hay được sử dụng nhất là phân loại theo tỷ trọng, lipoprotein được phân thành 5 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 rất thấp)

Chylomicron (CM): Đây là loại lipoprotein với hàm lượng lipid cao nhất, vì vậy tỷtrọng của nó là nhỏ nhất ApoB-48, apoE và apoC-II là các apoprotein chủ yếu của loạilipoprotein này CM chỉ có mặt trong huyết tương một thời gian ngắn (khoảng vài giờ)sau bữa ăn giàu lipid, nhiệm vụ vận chuyển triglycerid trong thức ăn từ ruột tới gan Loạinày do thời gian tồn tại ít nên không gây nên các rối loạn trong cơ thể dù nhiều hay ít.

Lipoprtein tỷ trọng cao (HDL): HDL được tạo thành ở gan và ruột non, nó giàuprotein, hàm lượng lipid thấp HDL có vai trò vận chuyển cholesterol ở các mô ngoại vi

về gan để thoái hóa thành acid mật Cholesterol của HDL được xem là cholesterol tốt vìchúng giúp bảo vệ thành mạch, giảm nguy cơ xơ vữa Một số nghiên cứu cho rằng, HDLgiúp loại trừ các mảng xơ vữa, hạn chế các mảng xơ vữa này phát triển HDL -(cholesterol có ích), khi nó cao giảm nguy cơ mắc các bệnh lý về tim mạch, ngược lại, khiHDL thấp thì khả năng mắc bệnh tăng lên

Lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL): Là sản phẩm thoái hóa của VLDL trong máu,giàu cholesterol và cholesterol ester Apoprotein của LDL là apoB-100 LDL có vai tròvận chuyển cholesterol đến các mô Cholesterol trong LDL được coi là cholesterol xấu vì

nó tham gia vào sự hình thành và phát triển các mảng xơ vữa động mạch, gây nên cácbệnh tim mạch nguy hiểm

Lipoprotein tỷ trọng trung gian (IDL): IDL chính là dạng chuyển hóa trung giangiữa LDL và VLDL VLDL sau khi giải phóng trigycerid, nhận thâm cholesterol ester vàmất đi apoC sẽ chuyển thành IDL.IDL nhanh chóng bị thoái hóa thành LDL

Lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL): Là sản phẩm thoái hóa của VLDL trong máu,giàu cholesterol và cholesterol ester Apoprotein của LDL là apoB-100 LDL có vai tròvận chuyển cholesterol đến các mô Cholesterol trong LDL được coi là cholesterol xấu vì

nó tham gia vào sự hình thành và phát triển các mảng xơ vữa động mạch, gây nên cácbệnh tim mạch nguy hiểm

Ngoài ra, trong cơ thể còn có một lượng nhỏ lipoprotein (a): là loại LDL có thêmloại apolipoprotein a được gọi là Apo(a)

Hình 5: thành phần cấu trúc của các loại lipoprotein

Bảng 1: Đặc điểm về tỷ trọng, kích thước và thành thần từng loại lipoprotein

Bảng 2: Tỷ lệ các thành phần trong lipoprotein

Bảng 3:Nguồn gốc chức năng của từng apolipoprotein chính

3 Chuyển hóa của Lipoprotein

Quá trình chuyển hóa của lipoprotein trong cơ thể có liên quan chặt chẽ đến quátrình vận chuyển lipid Chuyển hóa của lipoprotein bao gồm: con đường nội sinh, conđường ngoại sinh và chu trình vận chuyển ngược Cholesterol

3.1 Con đường ngoại sinh

Bước 1: sự hình thành Chylomicron

Con đường ngoại sinh giúp vận chuyển hiệu quả nguồn lipid có từ thức ăn.Triglycerid trong thức ăn bị phân hủy bởi lipase có trong dịch ruột và được nhũ tương hóabởi acid mật tạo thành thể micelle

Cholesterol, acid béo, vitamin tan trong dầu được hấp thu ở phần đầu ruột non.Cholesterol và retinol được ester hóa ở trong tế bào biểu mô ruột tạo ra cholesteryl ester

và retinyl ester Chỉ các acid béo từ 12C trở lên khi kết hợp với triglycerid và ApoB-48 ởruột non, cholesterryl ester, retinyl ester, cholesterol mới hình thành chylomicron.

Bước 2: Sự hình thành Chylomicron tồn dư.

Các chylomicron được bài tiết vào hệ lympho ruột và được đưa trực tiếp vào vòngtuần hoàn Chúng đến mô ngoại vi trước khi đến gan Khi di chuyển trong mao mạch,chylomicron tương tác với lipoprotein lipase Đây là enzym gắn trên proteoglycan ở bềmặt các tế bào ngoại vi mô mỡ, tim, cơ Sự tương tác này là triglycerid của chylomicron

bị phân hủy và giải phóng acid béo tự do ApoC-II trên chylomicron lấy từ HDL khi lưuthông trong máu có vai trò hoạt hóa cho lipoprotein lipase thực hiện quá trình trên Cácacid béo giải phóng ra được hấp thu bởi các tế bào mỡ và cơ, sau đó hoặc được cung cấpnăng lượng cho mô đó, hoặc được ester hóa tạo thành triglycerid Một số acid béo tự dogiải phóng ra có thể kết hợp với albumin trước khi bị hấp thu vào tế bào và được vậnchuyển đến mô khác Trong quá trình này, chylomicron bị giảm kích thước do phần lõi sơnước bị thủy phân, còn phần thân nước (phospholipid, cholesterol) và Apolipoprotein ở

bề mặt được chuyển tới HDL Người ta gọi chylomicron này là chylomicron tồn dư

Bước 3: Sự thoái hóa của Chylomicron tồn dư.

Chylomicron tồn dư nhanh chóng tách khỏi vòng tuần hoàn do bị giữ lại ở ganthông qua tương tác giữa ApoE và receptor đặc hiệu Do vậy, chylomicron vàchylomicron tồn dư có rất ít trong máu sau 12 giờ, trừ trường hợp bệnh nhân bị rối loạichuyển hóa chylomicron

Hình 6: quá trình chuyển hóa bằng con đường ngoại sinh

3.2. Con đường nội sinh

Con đường nội sinh trong chuyển hóa của lipoprotein có liên quan đến loạilipoprotein có ApoB được tạo ra từ gan và chuyển hóa của lipoprotein này

Bước 1: Sự hình thành VLDL mới sinh.

VLDL cũng tương tự với chylomicron về thành phần protein nhưng chứa

ApoB-100 nhiều hơn ApoB-48 và có tỷ lệ cholesterol/triglycerid cao hơn Triglycerid của VLDLđược tạo ra từ quá trình ester hóa acid béo chuỗi dài ở gan Triglycerid này được gắn vớicác thành phần khác là ApoB-100, cholesteryl ester, phospholipid, vitamin E nhờmicrosomal triglycerid transfer protein (MTTP) ở gan và hình thành nên VLDL mới sinh.MTTP có vai trò rất quan trọng trong quá trình này, đây là một loại protein ở gan được

mã hóa bởi gen MTTP Hiện nay, người ta đã xác định được rất nhiều những đột biến trêngen này là nguyên nhân gây nên các bệnh rối loạn chuyển hóa lipoprotein

Bước 2: Sự hình thành IDL.

VLDL mới sinh được bài tiết vào huyết tương, được nhận thêm ApoE và các loạiApoC từ HDL trở thành VLDL trưởng thành Triglycerid của VLDL cũng bị lipoproteinlipase ở ngoại biên thủy phân giống triglycerid của chylomicron Do đó VLDL trưởngthành trở thành VLDL tồn dư, hay còn gọi là IDL với kích thước nhỏ hơn VLDL trưởngthành.

Bước 3: Sự thoái hóa của IDL và sự tạo thành LDL.

40-60% IDL được gan thâu tóm nhờ việc gắn ApoE trên IDL với receptor LDL ởgan Phần còn lại của IDL biến đổi thành LDL nhờ lipoprotein lipase ở ngoại vi Trongquá trình này, triglycerid bị thủy phân gần hết còn các apolipoprotein trừ ApoB-100 đượcvận chuyển đến các lipoprotein khác Lượng cholesterol trong LDL chiếm hơn một nửalượng cholesterol trong huyết tương Khoảng 70% LDL gắn với receptor LDL ở gan vàđược tách khỏi huyết tương

Hình 7: quá trình chuyển hóa băng con đường nội sinh

3.3 Quá trình vận chuyển ngược Cholesterol

Tất cả các tế bào trong cơ thể đều có thể tổng hợp cholesterol Trong đó, chỉ có tếbào gan và tế bào biểu mô ruột là có khả năng bài tiết cholesterol vào mật hoặc dịch ruột.Trong gan, cholesterol có thể được bài tiết trực tiếp vào mật, hoặc biến đổi thành acidmật

Cholesterol ở các tế bào ngoại vi được vận chuyển về gan thông qua chu trình vậnchuyển cholesterol ngược (reverse cholesterol transport) nhờ vai trò của HDL Quá trìnhchuyển hoá này có tên gọi như vậy là do bản chất của quá trình là vận chuyển cholesterol

từ ngoại vi về gan, trong khi con đường chuyển hoá ngoại sinh, nội sinh đều là quá trìnhvận chuyển cholesterol ngoại sinh (từ thức ăn) và nội sinh (từ gan) đến các mô ngoại vi

Bước 1: Sự tạo thành HDL mới sinh - hình đĩa.

HDL mới sinh được tổng hợp ở gan và ruột Khởi đầu của quá trình là ApoA-Iđược gan và ruột bài tiết dưới dạng phân tử ApoA-I nghèo lipid Sau đó phân tử này kếthợp với cholesterol và phospholipid lấy từ các tế bào ngoại vị hoặc đại thực bào Quátrình lấy cholesterol và phospholipid là nhờ vai trò của loại protein màng là ATP bindingcassette protein Al(ABCA1) Đây là protein có ở thành phần mang các tế bào ngoại vi vàđại thực bảo Ngoài ra, phân tử ApoA-I nghèo lipid trên có thể lấy cholesterol từ cáclipoprotein khác Quá trình này dẫn đến hình thành loại HDL hình đĩa

Bước 2: Sự hình thành HDL trưởng thành - hình cầu.

Cholesterol tự do trên HDL hình đĩa được chuyển thành cholesteryl ester nhờLCAT (lecithin cholesterol acyl transferase), một loại enzym trong huyết tương được gắnvào HDL Cholesteryl ester này di chuyển vào phần lõi của HDL, kết quả là HDL từ hìnhđĩa chuyển thành hình cầu Quá trình trên xảy ra rất nhanh vì vậy giải thích tại sao hầu hếtcác HDL tìm thấy trong huyết tương có hình cầu nhiều hơn là hình đĩa Quá trình tạo ra

các HDL có chửa ApoA-I và ApoA-II cũng tương tự với quá trình tạo ra HDL chỉ cóApoA-I như trên.

Bước 3: Quá trình vận chuyển cholesterol từ HDL trưởng thành đến gan.

Trong quá trình lưu thông trong huyết tương, HDL có thể nhận thêm cácapolipoprotein và lipid từ bề mặt của chylomicron và VLDL theo quá trình chuyển hoánội sinh và ngoại sinh đã trình bày ở phần trên

Cholesterol trong HDL có thể được vận chuyển đến gan bằng con đường trực tiếphoặc gián tiếp

Gián tiếp thông qua CETP (cholesteryl ester transfer protein), khi đó cholesterylester được chuyển từ HDL đến các lipoprotein có chứa ApoB và ngược lại triglyceridđược chuyển đến HDL Sau đó lipoprotein chứa ApoB vận chuyển cholesteryl ester đểngắn vào receptor LDL ở gan

Con đường trực tiếp là: HDI đến gắn vào receptor SR-BI (Scavenger receptor classBI) hay còn gọi là receptor HDL Đây là receptor ở trên bề mặt tế bào gan Khi đócholesterol được hấp thu trực tiếp vào tế bào

Hình 8: quá trình chuyển hóa bằng quá trình vận chuyển ngược cholesterol

4. Những bệnh lý liên quan đến Lipoprotein

Hiện nay khi càng ngày xuất hiện càng nhiều thức ăn nhanh chứa đầy dầu mỡ thìbên cạnh đó tỷ lệ người dân Việt Nam mắc các bệnh liên quan đến tim mạch ngày càng

tăng cao Một trong những nguyên nhân gây ra các bệnh tim mạch đó là rối loạn Lipoprotein – căn bệnh gây ra bởi sự tích tụ các hợp chất bản chất là lipid Các bệnh lý về

lipoprotein hầu như đều 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