Lipid là chất béo được hấp thu từ thực phẩm hoặc được tổng hợp bởi gan. Triglyceride và cholesterol là những tác nhân gây bệnh nhiều nhất, mặc dù tất cả các lipid đều quan trọng về mặt sinh lý.
cholesterol là thành phần phổ biến của màng tế bào, steroid, axit mật, và các phân tử tín hiệu.
Triglyceride chủ yếu lưu trữ năng lượng trong tế bào mỡ và tế bào cơ.
Lipoprotein là các cấu trúc hình cầu, ưa nước có các protein bề mặt (apoprotein, hoặc apolipoprotein) là các cofactors và các phối tử cho các enzyme xử lý lipid (xem bảng Các Apoprotein chính và Enzyme quan trọng đối với sự chuyển hóa lipid).
Tất cả các lipid là kỵ nước và hầu hết không tan trong máu, vì vậy chúng đòi hỏi vận chuyển trong lipoprotein. Lipoprotein được phân loại theo kích cỡ và tỷ trọng (được định nghĩa là tỷ lệ lipid chia protein) và quan trọng bởi vì các lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) với nồng độ cao và lipoprotein tỷ trọng cao (HDL) với nồng độ thấp là những yếu tố nguy cơ chính cho bệnh tim mạch do xơ vữa.
Rối loạn mỡ máu là tình trạng tăng cholesterol và/hoặc triglycerid trong huyết tương, hoặc nồng độ HDL-C thấp góp phần vào quá trình phát triển xơ vữa động mạch.
Các Apoprotein và Enzyme chính quan trọng trong sự chuyển hóa Lipid
Thành phần | Vị trí | Chức năng |
|---|---|---|
Apoprotein | ||
Apo A-I | HDL | Thành phần chính của hạt HDL |
Apo A-II | HDL | Thành phần của phân tử HDL |
Apo A-V | HDL (chủ yếu), VLDL, chylomicron | Đồng yếu tố LPL để phân giải mỡ của TG |
Apo B-100 | VLDL, IDL, LDL, Lp (a) | Phối tử thụ thể LDL |
Apo B-48 | Chylomicrons | Thành phần chính của chylomicron |
Apo C-II | Chylomicrons, VLDL, HDL | Đồng phân LPL |
Apo C-III | Chylomicrons, VLDL, HDL | Ức chế LPL |
Apo E | Chylomicrons, tàn dư, VLDL, HDL | Phối tử thụ thể LDL |
Apo (a) | Lp (a) | Thành phần của Lp (a) và liên kết với hạt LDL |
Enzyme | ||
ABCA1 | Trong tế bào | Góp phần vận chuyển cholesterol nội bào đến màng tế bào |
CETP | HDL | Trung gian vận chuyển cholesteryl este từ HDL sang VLDL |
LPL | Nội mạc | Thủy phân triglycerides của chylomicrons và VLDL để giải phóng axit béo tự do |
LCAT | HDL | Ester hóa cholesterol tự do để vận chuyển trong HDL |
ABCA1 =chất vận chuyển cassette gắn adenosine triphosphate (ATP) A1; apo = apoprotein; CETP = protein vận chuyển cholesteryl ester; HDL = lipoprotein tỷ trọng cao; IDL = lipoprotein tỷ trọng trung bình; LCAT = lecithin-cholesterol acyltransferase; LDL = lipoprotein tỷ trọng thấp; LPL = lipoprotein lipase; Lp(a) = lipoprotein (a); TG = triglycerides; VLDL = lipoprotein tỷ trọng rất thấp. | ||
Sinh lý học chuyển hóa lipid
Các khiếm khuyết về đường dẫn trong tổng hợp, thoái hoá và đào thải lipoprotein có thể dẫn đến sự tích tụ lipid trong huyết tương và nội mạc.
Chuyển hóa lipid từ bên ngoài (thức ăn)
Trên 95% chất béo là
Triglycerides (TGs)
Khoảng 5% còn lại của lipid trong chế độ ăn uống là
Cholesterol (có trong thực phẩm dưới dạng cholesterol ester hóa)
Vitamin tan trong chất béo
Axit béo tự do (FFA)
Phospholipid
Quá trình chuyển hóa triglyceride trong chế độ ăn uống bắt đầu ở dạ dày và tá tràng, ở đây triglyceride bị phân hủy thành monoglyceride (MG) và axit béo tự do bởi lipase dạ dày, nhũ tương hóa do nhu động dạ dày mạnh và lipase tuyến tụy. Các cholesterol ester trong thức ăn được khử este thành cholesterol tự do bằng những cơ chế tương tự.
Sau đó, monoglyceride, axit béo tự do và cholesterol tự do được hòa tan trong ruột bởi các micelle axit mật, đưa các chất này đến các nhung mao ruột để hấp thụ.
Sau khi được hấp thụ vào ruột non, các chất này được lắp ráp lại thành triglyceride và được đóng gói cùng với cholesterol vào chylomicron, loại lipoprotein lớn nhất.
Chylomicron vận chuyển triglyceride và cholesterol trong chế độ ăn uống từ bên trong tế bào ruột qua hệ bạch huyết vào hệ tuần hoàn. Trong các mao mạch của mô mỡ và mô cơ, apoprotein C-II (apo C-II) trên chylomicron kích hoạt lipase lipoprotein nội mạc (LPL) để chuyển 90% chylomicron triglyceride sang axit béo và glycerol, chúng được hấp thu bởi tế bào mỡ và cơ để sử dụng năng lượng hoặc lưu trữ.
Chylomicron giàu cholesterol còn lại sẽ qua vòng tuần hoàn trở lại cho gan, nơi chúng được thanh thải trong một quá trình trung gian bởi apoprotein E (apo E).
Chuyển hóa lipid nội sinh
Lipoprotein được tổng hợp bởi gan vận chuyển triglyceride và cholesterol nội sinh. Lipoprotein liên tục lưu thông trong máu cho đến khi các triglyceride có trong chất này được các mô ngoại vi hấp thụ hoặc bản thân lipoprotein đó được gan loại bỏ. Các yếu tố kích thích tổng hợp lipoprotein ở gan thường dẫn đến tăng nồng độ cholesterol và triglyceride trong huyết tương.
Lipoprotein tỷ trọng rất thấp (VLDL) chứa apoprotein B-100 (apo B), được tổng hợp ở gan và vận chuyển triglyceride và cholesterol đến các mô ngoại vi. VLDL là con đường gan đào thải lượng triglyceride dư thừa có nguồn gốc từ axit béo tự do trong huyết tương và các chất còn sót lại của chylomicron. Quá trình tổng hợp VLDL tăng lên khi lượng axit béo tự do trong gan tăng lên, chẳng hạn như khi ăn nhiều chất béo và khi mô mỡ dư thừa giải phóng axit béo tự do trực tiếp vào tuần hoàn (ví dụ như trong bệnh béo phì, bệnh tiểu đường không kiểm soát được). Apo C-II trên bề mặt VLDL kích hoạt lipoprotein lipase nội mô (LPL) để phân hủy triglyceride thành axit béo tự do và glycerol, sau đó được tế bào hấp thụ.
Lipoprotein tỷ trọng trung bình (IDL) là sản phẩm chế biến LPL của VLDL và chylomicrons. IDL là VLDL giàu cholesterol và chylomicron còn sót lại được làm sạch bởi gan hoặc chuyển hóa bởi lipase gan thành LDL, chúng mang apo B-100.
Lipoprotein mật độ thấp (LDL), các sản phẩm chuyển hóa VLDL và IDL là những chất giàu cholesterol nhất trong tất cả các lipoprotein. Khoảng 40% đến 60% LDL được gan đào thải thông qua quá trình trung gian bởi apo B và thụ thể LDL ở gan. Phần còn lại được hấp thụ bởi các thụ thể LDL ở gan hoặc những thụ thể không LDL không ở gan. Các thụ thể LDL ở gan được giáng hóa bằng chuyển cholesterol vào gan bằng chylomicron và chất béo bão hòa trong thức ăn tăng lên; chúng có thể được điều chỉnh tăng lên do giảm chất béo và cholesterol trong thức ăn. Các thụ thể scavenger không ở gan, đáng chú ý nhất là trên các đại thực bào, tiếp nhận lượng LDL dư thừa mà các thụ thể scavenger ở gan không xử lý được. Các bạch cầu mono giàu oxy hóa LDL di chuyển vào khoảng dưới nội mạc và trở thành đại thực bào; những đại thực bào này sẽ tiêu thụ nhiều LDL bị ôxi hóa và hình thành các tế bào bọt trong các mảng xơ vữa động mạch.
Kích thước của các hạt LDL thay đổi từ lớn và đến nhỏ và dày đặc. LDL nhỏ và dày đặc là đặc biệt giàu este cholesterol, có liên quan đến rối loạn chuyển hóa như tăng triglycerid máu và kháng insulin.
Lipoprotein mật độ cao (HDL) là các lipoprotein cholesterol tự do đầu tiên được tổng hợp ở cả tế bào ruột và gan. Chuyển hóa HDL rất phức tạp, nhưng một trong những vai trò của HDL là mang cholesterol từ các mô ngoại vi và các lipoprotein khác và vận chuyển nó đến nơi cần nhất - các tế bào khác, các lipoprotein khác (sử dụng cholesteryl ester transfer protein [CETP]), và gan (để thanh thải). Hiệu quả chung của nó là chống bệnh xơ vữa động mạch.
Đào thải cholesterol tự do ra khỏi tế bào qua trung gian chất vận chuyển gắn adenosine triphosphate (ATP) A1 (ABCA1), chất này kết hợp với apoprotein A-I (apo A-I) để tạo ra HDL mới hình thành. Cholesterol tự do trong HDL non sau đó được ester hóa bởi enzyme lecithin-cholesterol acyl transferase (LCAT), tạo ra HDL trưởng thành. Nồng độ HDL huyết tương có thể không hoàn toàn đại diện cho sự vận chuyển cholesterol ngược, và tác dụng bảo vệ của nồng độ HDL cao hơn cũng có thể là do các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm.
Lipoprotein (a) [Lp(a)] là một hạt giống LDL chứa apoprotein (a), đặc trưng bởi các vùng giàu cysteine gọi là kringle. Một trong những vùng này tương đồng với plasminogen và được cho là ức chế cạnh tranh quá trình tiêu sợi huyết và do đó dẫn đến hình thành huyết khối. Dữ liệu, bao gồm phân tích ngẫu nhiên Mendel, nghiên cứu liên kết toàn bộ hệ gen và phân tích tổng hợp lớn, hỗ trợ mối quan hệ nhân quả giữa mức Lp(a) tăng cao và nguy cơ tim mạch tăng cao (1, 2, 3). Mặc dù vẫn chưa hiểu rõ cơ chế chính xác của tác động gây xơ vữa động mạch của Lp(a), nhưng người ta cho rằng nó thúc đẩy tình trạng viêm và huyết khối (4, 5). Các con đường chuyển hóa của quá trình sản sinh và thanh thải Lp(a) chưa được mô tả rõ ràng, nhưng nồng độ tăng lên ở những bệnh nhân mắc bệnh thận mạn tính, đặc biệt là ở những bệnh nhân đang chạy thận nhân tạo (6, 7).
Tài liệu tham khảo
1. Clarke R, Peden JF, Hopewell JC, et al. Genetic variants associated with Lp(a) lipoprotein level and coronary disease. N Engl J Med 2009;361(26):2518-2528. doi:10.1056/NEJMoa0902604
2. Kamstrup PR, Tybjaerg-Hansen A, Steffensen R, Nordestgaard BG. Genetically elevated lipoprotein(a) and increased risk of myocardial infarction. JAMA 2009;301(22):2331-2339. doi:10.1001/jama.2009.801
3. Larsson SC, Gill D, Mason AM, et al. Lipoprotein(a) in Alzheimer, Atherosclerotic, Cerebrovascular, Thrombotic, and Valvular Disease: Mendelian Randomization Investigation. Circulation 2020;141(22):1826-1828. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.045826
4. Tsimikas S. A Test in Context: Lipoprotein(a): Diagnosis, Prognosis, Controversies, and Emerging Therapies. J Am Coll Cardiol 2017;69(6):692-711. doi:10.1016/j.jacc.2016.11.042
5. Tsimikas S, Fazio S, Ferdinand KC, et al. NHLBI Working Group Recommendations to Reduce Lipoprotein(a)-Mediated Risk of Cardiovascular Disease and Aortic Stenosis. J Am Coll Cardiol 2018;71(2):177-192. doi:10.1016/j.jacc.2017.11.014
6. Hopewell JC, Haynes R, Baigent C. The role of lipoprotein (a) in chronic kidney disease. J Lipid Res 2018;59(4):577-585. doi:10.1194/jlr.R083626
7. Kronenberg F. Causes and consequences of lipoprotein(a) abnormalities in kidney disease. Clin Exp Nephrol 2014;18(2):234-237. doi:10.1007/s10157-013-0875-8
