Tiểu luận Hóa sinh đại cương: Trình bày hiểu biết của em về Lipoprotein

Đề tài nghiên cứu tìm hiểu về cấu tạo và thành phần của lipoprotein, phân loại protein trong cơ thể, cơ chế hoạt động và chuyển hóa các loại lipoprotein và những bệnh lý thường gặp liên quan đến lipoprotein trong cơ thể.

Vi n K  thu t Hóa h c ệ ỹ ậ ọ

***

Ti u lu n hóa sinh đ i c ể ậ ạ ươ ng

Đ  tài: “Trình bày hi u bi t c a em v  Lipoprotein.” ề ể ế ủ ề

Hà N i, tháng 5 năm 2020ộ

I. M  đ u ở ầ

1. Tính c p thi t c a đ  tài ấ ế ủ ề

Lipid đóng vai trò quan tr ng v i c  th  s ng, trong đó bao g m c  con ngọ ớ ơ ể ố ồ ả ườ  i:cung c p năng lấ ượng, tham gia c u trúc t  bào, tham gia các ho t đ ng ch c năng.ấ ế ạ ộ ứ  Trong c  th  s ng, lipid t n t i dơ ể ố ồ ạ ưới các d ng nh  cholesterol, triglyceride, acid béo tạ ư ự 

do và phospholipid. Ngu n cung c p lipid cho c  th  chúng ta ch  y u l y t  th c ăn.ồ ấ ơ ể ủ ế ấ ừ ứ  Lipid cung c p m t lấ ộ ượng calories kho ng g p đôi glucid và protid v i cùng kh iả ấ ớ ố  

lượng. T i ru t, chúng đạ ộ ược nhũ hóa nh  acid m t, th y phân r i sau đó đờ ậ ủ ồ ược h p thuấ  

và v n chuy n v  gan theo đậ ể ề ường tĩnh m ch c a.ạ ử

Tuy nhiên, b n ch t c a lipid là k  nả ấ ủ ị ước(không tan trong nước) vì v y chúngậ  

được v n chuy n trong máu nh  các lipoprotein.ậ ể ờ

Lipoprotein đóng vai trò quan tr ng trong quá trình v n chuy n Lipid trong cọ ậ ể ơ 

th  Lipoprotein để ược mô t  vào năm 1929 b i Machebocuf v i d ng hình c u. Lipidả ở ớ ạ ầ  liên k t v i protein b ng liên k t Van der Waals. Đế ớ ằ ế ường kinh c u hình c u vào kho ngả ầ ả  100­500A. 

c  th , mang cholesterol đ n các mô trong c  th  và ngơ ể ế ơ ể ượ ạc l i.

Theo   mô   hình   c a   Shen   (1977),   phân   t   lipoprotein   g m:   apoprotein   vàủ ử ồ  phospholipid chi m ph n v  bên ngoài, ph n trung tâm g m triglycerid và cholesterolế ầ ỏ ầ ồ  este, gi a 2 ph n là cholesterol t  do. Ph n v  có chi u dày kho ng 1 nm, phân c c vàữ ầ ự ầ ỏ ề ả ự  

đ m b o tính hoà tan c a  phân t  lipoprotein trong huy t tả ả ủ ử ế ương

Hình 1: c u trúc c a lipoprotein ấ ủ

Phospholipid là m t lo i lipid và là thành ph n chính c a t t c  các màng t  bào.ộ ạ ầ ủ ấ ả ế  Chúng có th  t o thành l p kép lipid vì đ c tính lể ạ ớ ặ ưỡng ph n c a chúng. C u trúc c aầ ủ ấ ủ  phân t  phospholipid thử ường bao g m hai axit béo, còn g i là "đuôi k  nồ ọ ỵ ước", và m tộ  

"đ u  a nầ ư ước" c u t o t  m t nhóm phosphate. Hai thành ph n đấ ạ ừ ộ ầ ược n i v i nhau b iố ớ ở  

m t phân t  glycerol. Các nhóm phosphate có th  độ ử ể ượ ửc s a đ i v i các phân t  h u cổ ớ ử ữ ơ 

đ n gi n nh  choline, ethanolamin ho c serine.ơ ả ư ặ

Hình 2: c u t o c a phospholipid ấ ạ ủ

Cholesterol và triglycerid máu là các thành ph n ch t béo   trong máu. Chúngầ ấ ở  

thường được g i là các thành ph n m  c a máu hay chính xác h n là Lipide máu.ọ ầ ỡ ủ ơ

Cholesterol  là ch t gi ng nh  m  có   màng t  bào m i b  ph n c a c  th  tấ ố ư ỡ ở ế ọ ộ ậ ủ ơ ể ừ 

h  th n kinh đ n gan, tim. C  th  s  d ng Cholesterol đ  t o các hocmon, axit  m t,ệ ầ ế ơ ể ử ụ ể ạ ậ  vitamin D và nhi u ch t khác. Kho ng 30% lề ấ ả ượng cholesterol c a c  th  là t  th c ănủ ơ ể ừ ứ  chúng ta ăn vào cung c p, 70% còn l i là do c  th  s n xu t ra. C  th  s n xu t m iấ ạ ơ ể ả ấ ơ ể ả ấ ọ  

lo i cholesterol c n thi t cho c  th ạ ầ ế ơ ể Cholesterol tu n hoàn trong máu, nh ng t  b nầ ư ự ả  thân không th  di chuy n để ể ựợc trong máu vìCholesterol và máu không th  k t h p v iể ế ợ ớ  nhau được do đó mà chúng ph i nh  đ n các lipoprotein v n chuy n trong máu.ả ờ ế ậ ể

Hình 2: công th c c u t o c a cholesterol ứ ấ ạ ủ

Triglyceride là d ng khác c a m  đạ ủ ỡ ược tìm th y trong máu và trong th c ăn. Cácấ ứ  

y u t  làm tăng Triglyceride là th a cân béo phì, hút thu c lá, u ng nhi u rế ố ứ ố ố ề ượu bia, ít 

ho t đ ng th  l c, ăn quá nhi u ch t b t (chi m > 60% năng lạ ộ ể ự ề ấ ộ ế ượng ăn vào). Tăng Triglyceride gi i h n (150 ­199 mg/dl) hay   m c cao (200 ­ 499 mmg/dl) làm tăng nguyớ ạ ở ứ  

c  tim m ch, khi Triglyceride tăng r t cao > 500 mg/dl thì có nguy c  cao b  viêm t y.ơ ạ ấ ơ ị ụ

Hình 3: công th c c a triglycerid ứ ủ

Các protein khác nhau do c u trúc c a chu i peptid quy t đ nh, ít nh t đã có 9ấ ủ ỗ ế ị ấ  

lo i protein khác nhau đạ ược tìm th y trong các lipoprotein huy t tấ ế ương người. Ph nầ  

protein c a lipoprotein gi  vai trò quy t đ nh ch t nh n di n chúng   màng t  bàoủ ữ ế ị ấ ậ ệ ở ế  

ho c ho t hóa các enzym c a chúng. Ngặ ạ ủ ười ta đ t tên cho các thành ph n protein trongặ ầ  lipoprotein là apolipoprotein (ApoLp). 

Người ta đ t tên các ch  cái A, B, C cho các ApoLp chi m t  l  cao trênặ ữ ế ỉ ệ  lipoprotein, D, E cho các ApoLp chi m t  l  ít h n. ApoLp A, C l i có các nhóm ph  A­ế ỉ ệ ơ ạ ụ

I, A­II và C­I, C­II, C­III. ApoLp B có 2 d ng phân t  khác nhau B­48, B­100. ApoLp Eạ ử  cũng có các d ng phân t  là E­2, E­3, E­4.ạ ử

2 Phân lo i các lipoprotein ạ

Lipoprotein được phân lo i theo m t s  đ c tính lý hóa: t  tr ng, phân tách b ngạ ộ ố ặ ỷ ọ ằ  

đi n di v i các giá khác nhau, ho c phân lo i b ng m t s  polyanion (heparin, sulfatệ ớ ặ ạ ằ ộ ố  dextran) ho c theo tính đ c hi u v  mi n d ch.ặ ặ ệ ề ễ ị

Hình 4: Phân lo i lipoprotein theo đ ạ ườ ng kính và t  tr ng ỷ ọ

*H  th ng phân lo i hay đệ ố ạ ượ ử ục s  d ng nh t là phân lo i theo t  tr ng, ấ ạ ỷ ọ

lipoprotein được phân thành 5 lo i sau:ạ

­ Chylomiron (CM)

­ HDL (high density lipoprotein – lipoprotein t  tr ng cao)ỷ ọ

­ LDL (low density lipoprotein – lipoprotein t  tr ng th p)ỷ ọ ấ

­ IDL (intermediate density lipoprotein – lipoprotein t  tr ng trung gian)ỷ ọ

­ VLDL (very low density lipoprotein – lipoprotein t  tr ng r t th p)ỷ ọ ấ ấ

Chylomicron (CM): Đây là lo i lipoprotein v i hàm lạ ớ ượng lipid cao nh t, vì v yấ ậ  

t  tr ng c a nó là nh  nh t. ApoB­48, apoE và apoC­II là các apoprotein ch  y u c aỷ ọ ủ ỏ ấ ủ ế ủ  

lo i lipoprotein này. CM ch  có m t trong huy t tạ ỉ ặ ế ương m t th i gian ng n (kho ng vàiộ ờ ắ ả  

gi ) sau b a ăn giàu lipid, nhi m v  v n chuy n triglycerid trong th c ăn t  ru t t iờ ữ ệ ụ ậ ể ứ ừ ộ ớ  gan. Lo i này do th i gian t n t i ít nên không gây nên các r i lo n trong c  th  dùạ ờ ồ ạ ố ạ ơ ể  nhi u hay ít.ề

Lipoprtein t  tr ng cao (HDL): HDL đỷ ọ ượ ạc t o thành   gan và ru t non, nó giàuở ộ  protein, hàm lượng lipid th p. HDL có vai trò v n chuy n cholesterol   các mô ngo i viấ ậ ể ở ạ  

v  gan đ  thoái hóa thành acid m t. Cholesterol c a HDL đề ể ậ ủ ược xem là cholesterol t t vìố  chúng giúp b o v  thành m ch, gi m nguy c  x  v a. M t s  nghiên c u cho r ng,ả ệ ạ ả ơ ơ ữ ộ ố ứ ằ  HDL giúp lo i tr  các m ng x  v a, h n ch  các m ng x  v a này phát tri n. HDL ­ạ ừ ả ơ ữ ạ ế ả ơ ữ ể  (cholesterol có ích), khi nó cao gi m nguy c  m c các b nh lý v  tim m ch, ngả ơ ắ ệ ề ạ ượ ạ  c l i,khi HDL th p thì kh  năng m c b nh tăng lên.ấ ả ắ ệ

Lipoprotein t  tr ng th p (LDL): Là s n ph m thoái hóa c a VLDL trong máu,ỷ ọ ấ ả ẩ ủ  giàu cholesterol và cholesterol ester. Apoprotein c a LDL là apoB­100. LDL có vai tròủ  

v n chuy n cholesterol đ n các mô. Cholesterol trong LDL đậ ể ế ược coi là cholesterol x uấ  

vì nó tham gia vào s  hình thành và phát tri n các m ng x  v a đ ng m ch, gây nênự ể ả ơ ữ ộ ạ  các b nh tim m ch nguy hi m.ệ ạ ể

Lipoprotein t  tr ng trung gian (IDL): IDL chính là d ng chuy n hóa trung gianỷ ọ ạ ể  

gi a LDL và VLDL. VLDL sau khi gi i phóng trigycerid, nh n thâm cholesterol ester vàữ ả ậ  

m t đi apoC s  chuy n thành IDL.IDL nhanh chóng b  thoái hóa thành LDL.ấ ẽ ể ị

Lipoprotein t  tr ng th p (LDL): Là s n ph m thoái hóa c a VLDL trong máu,ỷ ọ ấ ả ẩ ủ  giàu cholesterol và cholesterol ester. Apoprotein c a LDL là apoB­100. LDL có vai tròủ  

v n chuy n cholesterol đ n các mô. Cholesterol trong LDL đậ ể ế ược coi là cholesterol x uấ  

vì nó tham gia vào s  hình thành và phát tri n các m ng x  v a đ ng m ch, gây nênự ể ả ơ ữ ộ ạ  các b nh tim m ch nguy hi m.ệ ạ ể

Ngoài ra, trong c  th  còn có m t lơ ể ộ ượng nh  lipoprotein (a): là lo i LDL có thêmỏ ạ  

lo i apolipoprotein a đạ ược g i là Apo(a)ọ

Hình 5: thành ph n c u trúc c a các lo i lipoprotein ầ ấ ủ ạ

B ng 1: Đ c đi m v  t  tr ng, kích th ả ặ ể ề ỷ ọ ướ c và thành th n t ng lo i lipoprotein ầ ừ ạ

B ng 2: T  l  các thành ph n trong lipoprotein ả ỷ ệ ầ  

B ng 3:Ngu n g c ch c năng c a t ng apolipoprotein chính ả ồ ố ứ ủ ừ

3 Chuy n hóa c a Lipoprotein ể ủ

Quá trình chuy n hóa c a lipoprotein trong c  th  có liên quan ch t ch  đ n quáể ủ ơ ể ặ ẽ ế  trình v n chuy n lipid. Chuy n hóa c a lipoprotein bao g m: con đậ ể ể ủ ồ ường n i sinh, conộ  

đường ngo i sinh và chu trình v n chuy n ngạ ậ ể ược Cholesterol

3.1. Con đ   ườ ng ngo i sinh ạ  

B ướ c 1: s  hình thành Chylomicron ự

Con đường ngo i sinh giúp v n chuy n hi u qu  ngu n lipid có t  th c ăn.ạ ậ ể ệ ả ồ ừ ứ  Triglycerid trong th c ăn b  phân h y b i lipase có trong d ch ru t và đứ ị ủ ở ị ộ ược nhũ tươ  nghóa b i acid m t t o thành th  micelle.ở ậ ạ ể

Cholesterol, acid béo, vitamin tan trong d u đầ ược h p thu   ph n đ u ru t non.ấ ở ầ ầ ộ  Cholesterol và retinol được ester hóa   trong t  bào bi u mô ru t t o ra cholesteryl esterở ế ể ộ ạ  

và retinyl ester. Ch  các acid béo t  12C tr  lên khi k t h p v i triglycerid và ApoB­48ỉ ừ ở ế ợ ớ  

 ru t non, cholesterryl ester, retinyl ester, cholesterol m i hình thành chylomicron

B ướ c 2: S  hình thành Chylomicron t n d ự ồ ư

Các chylomicron được bài ti t vào h  lympho ru t và đế ệ ộ ược đ a tr c ti p vàoư ự ế  vòng tu n hoàn. Chúng đ n mô ngo i vi trầ ế ạ ước khi đ n gan. Khi di chuy n trong maoế ể  

m ch, chylomicron tạ ương tác v i lipoprotein lipase. Đây là enzym g n trên proteoglycanớ ắ  

 b  m t các t  bào ngo i vi mô m , tim, c  S  t ng tác này là triglycerid c a

chylomicron b  phân h y và gi i phóng acid béo t  do. ApoC­II trên chylomicron l y tị ủ ả ự ấ ừ HDL khi l u thông trong máu có vai trò ho t hóa cho lipoprotein lipase th c hi n quáư ạ ự ệ  trình trên. Các acid béo gi i phóng ra đả ược h p thu b i các t  bào m  và c , sau đóấ ở ế ỡ ơ  

ho c đặ ược cung c p năng lấ ượng cho mô đó, ho c đặ ược ester hóa t o thành triglycerid.ạ  

M t s  acid béo t  do gi i phóng ra có th  k t h p v i albumin trộ ố ự ả ể ế ợ ớ ước khi b  h p thuị ấ  vào t  bào và đế ược v n chuy n đ n mô khác. Trong quá trình này, chylomicron b  gi mậ ể ế ị ả  kích thước do ph n lõi s  nầ ơ ước b  th y phân, còn ph n thân nị ủ ầ ước (phospholipid, cholesterol)   và   Apolipoprotein     b   m t   đở ề ặ ược   chuy n   t i   HDL   Ngể ớ ười   ta   g iọ  chylomicron này là chylomicron t n d ồ ư

B ướ c 3: S  thoái hóa c a Chylomicron t n d ự ủ ồ ư

Chylomicron t n d  nhanh chóng tách kh i vòng tu n hoàn do b  gi  l i   ganồ ư ỏ ầ ị ữ ạ ở  thông   qua   tương   tác   gi a   ApoE   và   receptor   đ c   hi u   Do   v y,   chylomicron   vàữ ặ ệ ậ  chylomicron t n d  có r t ít trong máu sau 12 gi , tr  trồ ư ấ ờ ừ ường h p b nh nhân b  r i lo iợ ệ ị ố ạ  chuy n hóa chylomicron.ể

Hình 6: quá trình chuy n hóa b ng con đ ể ằ ườ ng ngo i sinh ạ

3.2. Con đ   ườ ng n i sinh ộ  

Con đường n i sinh trong chuy n hóa c a lipoprotein có liên quan đ n lo iộ ể ủ ế ạ  lipoprotein có ApoB đượ ạc t o ra t  gan và chuy n hóa c a lipoprotein này.ừ ể ủ

B ướ c 1: S  hình thành VLDL m i sinh ự ớ

VLDL cũng tương t  v i chylomicron v  thành ph n protein nh ng ch a ApoB­ự ớ ề ầ ư ứ

100 nhi u h n ApoB­48 và có t  l  cholesterol/triglycerid cao h n. Triglycerid c aề ơ ỷ ệ ơ ủ  VLDL đượ ạc t o ra t  quá trình ester hóa acid béo chu i dài   gan. Triglycerid này đừ ỗ ở ượ  c

g n v i các thành ph n khác là ApoB­100, cholesteryl ester, phospholipid, vitamin Eắ ớ ầ  

nh  microsomal triglycerid transfer protein (MTTP)   gan và hình thành nên VLDL m iờ ở ớ  sinh. MTTP có vai trò r t quan tr ng trong quá trình này, đây là m t lo i protein   ganấ ọ ộ ạ ở  

được mã hóa b i gen MTTP. Hi n nay, ngở ệ ười ta đã xác đ nh đị ượ ấc r t nhi u nh ng đ tề ữ ộ  

bi n trên gen này là nguyên nhân gây nên các b nh r i lo n chuy n hóa lipoprotein.ế ệ ố ạ ể

B ướ c 2: S  hình thành IDL ự

VLDL  m i sinh đớ ược bài ti t vào huy t tế ế ương, được nh n thêm ApoE và cácậ  

lo i ApoC t  HDL tr  thành VLDL trạ ừ ở ưởng thành. Triglycerid c a VLDL cũng bủ ị lipoprotein lipase   ngo i biên th y phân gi ng triglycerid c a chylomicron. Do đóở ạ ủ ố ủ  VLDL trưởng thành tr  thành VLDL t n d , hay còn g i là IDL v i kích thở ồ ư ọ ớ ước nhỏ 

h n VLDL trơ ưởng thành

B ướ c 3: S  thoái hóa c a IDL và s  t o thành LDL ự ủ ự ạ

40­60% IDL được gan thâu tóm nh  vi c g n ApoE trên IDL v i receptor LDL ờ ệ ắ ớ ở gan. Ph n còn l i c a IDL bi n đ i thành LDL nh  lipoprotein lipase   ngo i vi. Trongầ ạ ủ ế ổ ờ ở ạ  quá trình này, triglycerid b  th y phân g n h t còn các apolipoprotein tr  ApoB­100ị ủ ầ ế ừ  

được v n chuy n đ n các lipoprotein khác. Lậ ể ế ượng cholesterol trong LDL chi m h nế ơ  

m t n a lộ ử ượng cholesterol trong huy t tế ương. Kho ng 70% LDL g n v i receptor LDLả ắ ớ   gan và đ c tách kh i huy t t ng

Hình 7: quá trình chuy n hóa băng con đ ể ườ ng n i sinh ộ

3.3. Quá trình v n chuy n ng   ậ ể ượ c Cholesterol  

T t c  các t  bào trong c  th  đ u có th  t ng h p cholesterol. Trong đó, ch  cóấ ả ế ơ ể ề ể ổ ợ ỉ  

t  bào gan và t  bào bi u mô ru t là có kh  năng bài ti t cholesterol vào m t ho c d chế ế ể ộ ả ế ậ ặ ị  

ru t. Trong gan, cholesterol có th  độ ể ược bài ti t tr c ti p vào m t, ho c bi n đ i thànhế ự ế ậ ặ ế ổ  acid m t.ậ

Cholesterol   các t  bào ngo i vi đở ế ạ ược v n chuy n v  gan thông qua chu trìnhậ ể ề  

v n chuy n cholesterol ngậ ể ược (reverse cholesterol transport) nh  vai trò c a HDL. Quáờ ủ  trình chuy n hoá này có tên g i nh  v y là do b n ch t c a quá trình là v n chuy nể ọ ư ậ ả ấ ủ ậ ể  cholesterol t  ngo i vi v  gan, trong khi con đừ ạ ề ường chuy n hoá ngo i sinh, n i sinhể ạ ộ  

đ u là quá trình v n chuy n cholesterol ngo i sinh (t  th c ăn) và n i sinh (t  gan) đ nề ậ ể ạ ừ ứ ộ ừ ế  các mô ngo i vi.ạ

B ướ c 1: S  t o thành HDL m i sinh ­ hình đĩa ự ạ ớ

HDL m i sinh đớ ượ ổc t ng h p   gan và ru t. Kh i đ u c a quá trình là ApoA­Iợ ở ộ ở ầ ủ  

được gan và ru t bài ti t dộ ế ướ ại d ng phân t  ApoA­I nghèo lipid. Sau đó phân t  nàyử ử  

k t h p v i cholesterol và phospholipid l y t  các t  bào ngo i v  ho c đ i th c bào.ế ợ ớ ấ ừ ế ạ ị ặ ạ ự  Quá trình l y cholesterol và phospholipid là nh  vai trò c a lo i protein màng là ATPấ ờ ủ ạ  binding cassette protein Al(ABCA1). Đây là protein có   thành ph n mang các t  bàoở ầ ế  ngo i  vi   và  đ i  th c  b o   Ngoài  ra,  phân  t  ApoA­I  nghèo  lipid  trên  có  th   l yạ ạ ự ả ử ể ấ  cholesterol t  các lipoprotein khác. Quá trình này d n đ n hình thành lo i HDL hình đĩa.ừ ẫ ế ạ

t  hình đĩa chuy n thành hình c u. Quá trình trên x y ra r t nhanh vì v y gi i thích t iừ ể ầ ả ấ ậ ả ạ  sao h u h t các HDL tìm th y trong huy t tầ ế ấ ế ương có hình c u nhi u h n là hình đĩa.ầ ề ơ  Quá trình t o ra các HDL có ch a ApoA­I và ApoA­II cũng tạ ử ương t  v i quá trình t oự ớ ạ  

ra HDL ch  có ApoA­I nh  trên.ỉ ư

B ướ c 3: Quá trình v n chuy n cholesterol t  HDL tr ậ ể ừ ưở ng thành đ n gan ế

Trong   quá   trình   l u   thông   trong   huy t   tư ế ương,   HDL   có   th   nh n   thêm   cácể ậ  apolipoprotein và lipid t  b  m t c a chylomicron và VLDL theo quá trình chuy n hoáừ ề ặ ủ ể  

n i sinh và ngo i sinh đã trình bày   ph n trên.ộ ạ ở ầ

Cholesterol trong HDL có th  để ược v n chuy n đ n gan b ng con đậ ể ế ằ ường tr cự  

ti p ho c gián ti p.ế ặ ế

Gián ti p thông qua CETP (cholesteryl ester transfer protein), khi đó cholesterylế  ester được chuy n t  HDL đ n các lipoprotein có ch a ApoB và ngể ừ ế ứ ượ ạc l i triglycerid 

được chuy n đ n HDL. Sau đó lipoprotein ch a ApoB v n chuy n cholesteryl esterể ế ứ ậ ể  

đ n g n vào receptor LDL   gan.ể ắ ở

Con đường tr c ti p là: HDI đ n g n vào receptor SR­BI (Scavenger receptorự ế ế ắ  class BI) hay còn g i là receptor HDL. Đây là receptor   trên b  m t t  bào gan. Khi đóọ ở ề ặ ế  cholesterol được h p thu tr c ti p vào t  bào.ấ ự ế ế