Физиология и патология обмена липидов

Липиды - биологически важные органические вещества, имеющие довольно разнообразное химические строение. Характерным свойством липидов является нерастворимость их в воде и хорошая растворимость в органических растворителях (эфир, спирт, хлороформ). В организме человека липиды являются обязательными структурными компонентами клеток и клеточных мембран, служат формой, в которой депонируются запасы метаболического топлива. Липиды выполняют защитную роль, обволакивая органы, сосуды и нервы, что предохраняет их от механических повреждений. Так, например, сурфактанты (комплекс веществ, состоящий из жирных кислот и аминокислот) образуют надмембранный слой и предохраняют желудок от самопереваривания. В лёгких они обволакивают чужеродные частицы и препятствуют спадению альвеол. Липиды являются предшественниками многих биологически активных веществ: гормонов, витаминов, простагландинов и т. д.

Поступающие с пищей липиды в двенадцатиперстной кишке эмульгируются желчными кислотами, содержащимися в желчи. Затем эмульгированные жиры расщепляются в верхних отделах тонкой кишки с помощью панкреатической липазы и, в меньшей степени, кишечной липазы. Продукты гидролиза жиров всасываются в клетки кишечного эпителия, где из них синтезируются липиды, свойственные данному организму. Таким образом, клетки кишечника содержат все разновидности липидов: жирные кислоты, триглицериды (эфиры жирных кислот и глицерина), фосфолипиды (сложные липиды, напоминающие триглицериды, но содержащие остаток фосфорной кислоты), а также холестерин (высокомолекулярный циклический спирт). Эти нерастворимые в воде липиды в эпителии тонкой кишки взаимодействуют с белками и образуют липопротеидные комплексы. Часть липопротеидов образуется в печени. В таком виде они поступают в кровь. Липопротеиды (липопротеины) - это форма существования липидов в плазме крови.

Различают четыре класса липопротеидов:

1. Хиломикроны - транспортная форма экзогенных (пищевых) липидов на пути из эпителия кишечника в лимфатическую систему, а оттуда - в кровяное русло. В составе хиломикронов липиды поступают в ткани организма (мышцы, жировую ткань, печень и т.д.), где под влиянием липопротеидлипаз происходит их расщепление. Высвободившиеся липиды утилизируются тканями.

2. Липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) образуются в клетках печени и представляют собой транспортную форму эндогенных липидов из печени в кровь и другие ткани.

3. Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) образуются в печени из эндогенных липидов. Главное значение ЛПВП заключается в том, что они способны отнимать от биологических структур избытки холестерина, связывать их и доставлять в печень. Из печени холестерин в виде желчных кислот выводится из организма.

4. Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) образуются в плазме крови из ЛПОНП. ЛПНП содержат большое количество (до 45%) холестерина и являются основной его транспортной формой в ткани организма.

Таким образом, ЛПОНП и ЛПНП стимулируют поступление холестерина в ткани и называются атерогенными, а ЛПВП обеспечивают обратный процесс - выведение избытка холестерина из тканей (антиатерогенное действие). Снижение содержания ЛПВП повышает усвоение клетками ЛПНП.

Передвижение липидов в составе липопротеидов из печени в ткани, в жировое депо и обратно осуществляется под контролем ЦНС, гормонов и липотропных факторов. Кора головного мозга оказывает влияние на обмен липидов через симпатическую и парасимпатическую нервную систему. Активация симпато-адреналовой системы (физическая и умственная деятельность, стрессы) вызывает усиление липолиза в жировой ткани, в результате чего в кровь мобилизуется большое количество жирных кислот. Жирные кислоты поступают в мышечную систему (сердце, гладкие и поперечно-полосатые мышцы), где используются в энергетических целях. Парасимпатическая нервная система, напротив, стимулирует липогенез в жировой ткани и уменьшает содержание жирных кислот в крови.

При гипофункции половых желез компенсаторно повышается функция коры надпочечников. В свою очередь это усиливает секрецию инсулина и способствует развитию ожирения. Перемещение липидов из печени в жировое депо происходит также под влиянием липотропных факторов - липокаина (образуется в поджелудочной железе), холина (поступает с пищей) и некоторых аминокислот (метионина, серина).

Патологические изменения в обмене жиров могут развиваться ещё на этапе их всасывания в тонком кишечнике. Недостаточное количество желчных кислот, эмульгирующих жиры и низкая активность панкреатической липазы, переваривающей их, вызывают существенное снижение поступления липидов в клетки организма. Так, при закупорке протока поджелудочной железы общее количество всасывающихся жиров снижается более, чем на 50%. При этом резко возрастает содержание жира в кале (стеаторея). Стеаторея, как правило, сопровождается тяжелой диареей, при которой организм теряет воду и электролиты. Развиваются водно-электролитные нарушения. Нарушение всасывания липидов приводит к снижению всасывания жирорастворимых витаминов. Развиваются гиповитаминозы. Длительное нарушение всасывания жиров может привести к развитию истощения (кахексии). Аналогичные явления возникают при желчнокаменной болезни (обтурационной желтухе), застое желчи в желчных ходах при остром гепатите. Подобные состояния развиваются также при патологических процессах в тонкой кишке (туберкулезе), действии веществ, блокирующих всасывание жиров (флоридзина, монойодуксусной кислоты), при нерациональном применении лекарственных веществ, нарушающих процесс всасывания в тонкой кишке (антибиотиков - неомицина, ауреомицина). Коррекция указанных нарушений жирового обмена должна базироваться на лечении основного заболевания.

Одной из наиболее распространенных форм патологии жирового обмена является жировая инфильтрация печени, переходящая в её жировую дистрофию. Вначале жир в виде капель накапливается в клетках печени. Это происходит вследствие того, что жир не успевает окисляться и выводиться из гепатоцитов. В дальнейшем переполненные жиром клетки разрушаются и образуют полости, наполненные жиром - жировые кисты. Вокруг кист разрастается соединительная ткань.

Жировая инфильтрация печени вызывается следующими причинами:

1. Избыточное поступление жиров с пищей (алиментарная жировая инфильтрация).

2. Избыточное поступление в печень триглицеридов или жирных кислот, мобилизованных из депо. К этому могут привести стресс, повышенная секреция соматотропина, диабет, выраженный тиреотоксикоз, заболевания, истощающие запасы гликогена в печени - туберкулез, хронические энтериты и колиты, отравление ядами - этанолом, хлороформом.

3. Торможение удаления жира из печени (недостаток липотропных факторов, обеспечивающих образование фосфолипидов, в составе которых жирные кислоты удаляются из печени).

Во всех случаях жировая инфильтрация печени сопровождается усилением окисления липидов, в результате чего повышается образование кетоновых тел. Накопление кетокислот обусловливает развитие метаболического ацидоза и может привести к коме.

Так как жировая инфильтрация печени является результатом ряда заболеваний и интоксикаций, то лечение должно быть направлено на устранение этих патологических состояний.

Одним из видов нарушения обмена липидов является ожирение (накопление жира). Различают первичное (алиментарное) и вторичное (при эндокринных заболеваниях) ожирение. Риск алиментарного ожирения увеличивается с возрастом. Это обусловлено, главным образом, тем, что начиная с 25 лет через каждые 10 лет основной обмен снижается на 7,5%, в то время как возбудимость пищевого центра не меняется. Ожирение возрастает при переходе от жизни с повышенной физической активностью к гиподинамии, т.к. возбудимость пищевого центра остается такой же при меньших затратах энергии.

Жиры откладываются в адипозоцитах (жировых клетках) жировой ткани, вызывая их гипертрофию. При крайней степени ожирения масса жировой ткани может возрасти в 10 раз по сравнению с нормой. В этой ситуации вместе с гипертрофией развивается и гиперплазия адипозоцитов. Гиперпластическое ожирение имеет неблагоприятный прогноз в отношении восстановления массы тела. Гиперплазированные адипозоциты имеют мало рецепторов для инсулина и глюкагона. Вследствие этого снижается толерантность жировой ткани к глюкозе, возрастает продукция инсулина, развивается гипергликемия. Длительная гипергликемия может привести к развитию сахарного диабета.

Коррекция алиментарного ожирения заключается в восстановлении энергетического равновесия. Следует, во-первых, уменьшить калорийность пищи и, во-вторых, - повысить расход энергии (увеличить физическую нагрузку). В ряде случаев уменьшить приток энергии удается лишь снижая активность пищевого центра препаратами, подавляющими аппетит.

Самым распространенным заболеванием, связанным с расстройством липидного обмена, и которого в той или иной степени не удаётся избежать никому, является атеросклероз. Атеросклеротическим процессом поражаются сосуды крупного и среднего калибра. Большую часть жизни больные атеросклерозом не испытывают никаких болезненных ощущений. Неприятности начинаются тогда, когда в результате сужения просвета сосудов развиваются болезни: ишемическая болезнь сердца, способная привести к острому инфаркту миокарда, почечная форма гипертензии, гангрена нижних конечностей или другие сосудистые болезни. По меньшей мере 75% всех сердечно-сосудистых заболеваний прямо или косвенно связано с атеросклерозом.

Атеросклероз возникает в результате сочетания различных факторов риска, т.е. является заболеванием полиэтиологическим. Начальные стадии атеросклероза характеризуются отложением липидов (особенно холестерина и его эфиров) в стенках сосудов. Для реализации этого процесса необходимо наличие двух условий: 1 - повышенное содержание в плазме крови атерогенных липопротеидов (ЛПНП); 2 - наличие функциональных и структурных изменений в сосудистой стенке, способствующих проникновению в неё атерогенных липопротеидов.

Повышенное содержание ЛПНП является результатом отягощенной наследственности, длительного перенапряжения нервной системы, гипертонии, нерационального питания и гиподинамии. Под влиянием этих факторов, часто сочетающихся друг с другом, нарушаются не только механизмы, регулирующие обмен липидов в организме, но и происходит повреждение сосудистой стенки.

У больных атеросклерозом в сосудистой стенке снижена активность липопротеидлипазы и повышен уровень простагландинов, усиливающих проницаемость сосудов. Увеличивает проницаемость сосудистой стенки для ЛПНП гипернатриплазмия, способствующая к тому же повышению артериального давления. С возрастом прогрессирует гипоксия тканей, в том числе и тканей сосудистой стенки. Гиподинамия этому способствует. В этих условиях основная масса ацетилкофермента A направляется на путь синтеза холестерина, а не на энергетический путь. Психоэмоциональное перенапряжение сопровождается выбросом в кровь катехоламинов, которые повышают артериальное давление крови, мобилизуют в кровь из жирового депо жирные кислоты, ЛПНП, триглицериды. Одновременно адреналин активирует процесс свободнорадикального (перекисного) окисления липидов клеточных мембран, что вызывает их повреждение. Всё это существенно способствует развитию атеросклероза. Существует точка зрения (А.Н. Климов), что в крови человека могут образовываться ЛПОНП (или ЛПНП), обладающие аутоиммунными свойствами. Против них образуются аутоантитела и формируется иммунный комплекс, который нарушает целостность сосудистой стенки и откладывается в ней.

При атеросклерозе в первую стадию поражается внутренняя оболочка сосуда-интима, а затем и средняя - медиа. Атерогенные липопротеиды проникают в сосудистую стенку через увеличенные под воздействием повреждающих факторов межэндотелиальные щели или в результате пиноцитоза («активного захвата») ЛПНП эндотелиальными клетками или макрофагами, которые располагаются субэндотелиально.

Начальные изменения в сосудах макроскопически проявляются в виде полос, пятен и бляшек. Гистологически эти образования представляют собой скопления клеток, заполненных липидами («пенистые» клетки).

Вторая стадия атеросклероза характеризуется гибелью части клеток и пролиферацией на их месте соединительной ткани с образованием фиброзных бляшек. В третью стадию атеросклероза происходит окончательная гибель клеточных элементов стенки сосудов, они замещаются соединительной тканью, просвет сосудов зарастает (облитерация сосудов). На рис. 12.1 и 12.2. показаны этапы развития атеросклеротического процесса.

Регрессия атеросклеротического процесса возможна лишь в 1 стадии болезни. К сожалению, больные обращаются к врачу с жалобами по поводу сосудистых расстройств обычно в конце второй или в третьей стадиях атеросклероза.

Принципы лечения атеросклероза заключаются в следующем:

1. Устранение или сведение к минимуму факторов риска.

2. Применение гиполипидемических препаратов, снижающих уровень в крови холестерина и ЛПНП.

3. Лечение возникших сосудистых заболеваний.

Для уменьшения влияния факторов риска необходимо прежде всего нормализовать режим труда и отдыха и ограничить калорийность пищи. По многочисленным данным правильно подобранная диета снижает содержание атерогенных липопротеидов на 10-15%.