Metabolizam masti

Metabolizam masti uključuje metabolizam neutralnih masti, fosfatida, glikolipida, kolesterola i steroida. Takav velik broj komponenti uključenih u pojam masti izuzetno otežava opisivanje značajki njihovog metabolizma. Međutim, njihovo opće fizikalno-kemijsko svojstvo - niska topljivost u vodi i dobra topljivost u organskim otapalima - omogućuje nam da odmah naglasimo da je transport tih tvari u vodenim otopinama moguć samo u obliku kompleksa s proteinima ili solima žučne kiseline ili u obliku sapuna.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Važnost masti za tijelo

Posljednjih godina značajno se promijenio pogled na važnost masti u ljudskom životu. Pokazalo se da se masti u ljudskom tijelu brzo obnavljaju. Tako se polovica svih masti kod odrasle osobe obnavlja unutar 5-9 dana, masti u masnom tkivu - 6 dana, a u jetri - svaka 3 dana. Nakon što je utvrđena visoka stopa obnavljanja masnih depoa u tijelu, mastima se pripisuje velika uloga u energetskom metabolizmu. Važnost masti u izgradnji najvažnijih struktura tijela (na primjer, membrane stanica živčanog tkiva), u sintezi hormona nadbubrežne žlijezde, u zaštiti tijela od prekomjernog gubitka topline, u transportu vitamina topivih u mastima odavno je dobro poznata.

Tjelesna masnoća odgovara dvjema kemijskim i histološkim kategorijama.

A - "esencijalna" mast, koja uključuje lipide koji su dio stanica. Imaju određeni lipidni spektar, a njihova količina je 2-5% tjelesne težine bez masti. "Esencijalna" mast se zadržava u tijelu čak i tijekom duljeg gladovanja.

B - "neesencijalna" mast (rezerva, višak), nalazi se u potkožnom tkivu, u žutoj koštanoj srži i trbušnoj šupljini - u masnom tkivu koje se nalazi u blizini bubrega, jajnika, u mezenteriju i omentumu. Količina "neesencijalne" masti nije konstantna: ona se ili akumulira ili koristi ovisno o potrošnji energije i prirodi prehrane. Studije tjelesnog sastava fetusa različite dobi pokazale su da se nakupljanje masti u njihovim tijelima događa uglavnom u posljednjim mjesecima trudnoće - nakon 25 tjedana gestacije i tijekom prve-druge godine života. Nakupljanje masti u tom razdoblju je intenzivnije od nakupljanja proteina.

Dinamika sadržaja proteina i masti u strukturi tjelesne težine fetusa i djeteta

Tjelesna težina fetusa ili djeteta, g	Proteini, %	Masti, %	Proteini, g	Masti, g
1500	11.6	3,5	174	52,5
2500	12.4	7.6	310	190
3500	12,0	16.2	420	567
7000	11,8	26,0	826	1820.

Takav intenzitet nakupljanja masnog tkiva u razdoblju najkritičnijeg rasta i diferencijacije svjedoči o vodećoj upotrebi masti kao plastičnog materijala, ali ne i kao rezerve energije. To se može ilustrirati podacima o nakupljanja najvažnije plastične komponente masti - polinezasićenih dugolančanih masnih kiselina klase ω3 i ω6, koje su uključene u moždane strukture i određuju funkcionalna svojstva mozga i vidnog aparata.

Nakupljanje ω-masnih kiselina u moždanom tkivu fetusa i djeteta

Masne kiseline	Prije rođenja, mg/tjedno	Nakon rođenja, mg/tjedno
Ukupno ω6	31	78
18:2	1	2
20:4	19	45
Ukupno ω3	15	4
18:3	181	149

Najmanja količina masti opaža se kod djece u predpubertetu (6-9 godina). S početkom puberteta ponovno se opaža povećanje rezervi masti, a u to vrijeme već postoje izražene razlike ovisno o spolu.

Uz povećanje rezervi masti, povećava se i sadržaj glikogena. Tako se akumuliraju energetske rezerve za korištenje u početnom razdoblju postnatalnog razvoja.

Iako je prolazak glukoze kroz placentu i njezino nakupljanje kao glikogena dobro poznato, većina istraživača smatra da se masti sintetiziraju samo u fetusu. Kroz placentu prolaze samo najjednostavnije molekule acetata, koje mogu biti početni produkti za sintezu masti. To dokazuje različit sadržaj masti u krvi majke i djeteta u trenutku rođenja. Na primjer, sadržaj kolesterola u majčinoj krvi u prosjeku iznosi 7,93 mmol/l (3050 mg/l), u retroplacentalnoj krvi - 6,89 (2650 mg/l), u krvi iz pupkovine - 6,76 (2600 mg/l), a u krvi djeteta - samo 2,86 mmol/l (1100 mg/l), tj. gotovo 3 puta niže nego u majčinoj krvi. Crijevni sustavi probave i apsorpcije masti formiraju se relativno rano. Svoju prvu primjenu pronalaze već na početku uzimanja amnionske tekućine - tj. amniotrofične prehrane.

Vrijeme razvoja funkcija gastrointestinalnog trakta (vrijeme otkrivanja i težina kao postotak iste funkcije kod odraslih)

Probava masti	Prva identifikacija enzima ili funkcije, tjedan	Funkcionalna ekspresija kao postotak odrasle osobe
Sublingvalna lipaza	30	Više od 100
Pankreasna lipaza	20	5-10
Pankreasna kolipaza	Nepoznato	12
Žučne kiseline	22	50
Apsorpcija srednjelančanih triglicerida	Nepoznato	100
Apsorpcija dugolančanih triglicerida	Nepoznato	90

Značajke metabolizma masti ovisno o dobi

Sinteza masti odvija se uglavnom u citoplazmi stanica duž puta koji je suprotan Knoop-Linenovom ciklusu razgradnje masti. Sinteza masnih kiselina zahtijeva prisutnost hidrogeniranih nikotinamidnih enzima (HAOP), posebno HAOP H2. Budući da je glavni izvor HAOP H2 pentozni ciklus razgradnje ugljikohidrata, intenzitet stvaranja masnih kiselina ovisit će o intenzitetu pentoznog ciklusa razgradnje ugljikohidrata. To naglašava blisku vezu između metabolizma masti i ugljikohidrata. Postoji figurativni izraz: "masti izgaraju u plamenu ugljikohidrata".

Na količinu "neesencijalnih" masti utječe priroda hranjenja djece u prvoj godini života i njihova prehrana u sljedećim godinama. Dojenjem je tjelesna težina djece i njihov sadržaj masti nešto manji nego kod umjetnog hranjenja. Istodobno, majčino mlijeko uzrokuje prolazno povećanje sadržaja kolesterola u prvom mjesecu života, što služi kao poticaj za raniju sintezu lipoproteinske lipaze. Smatra se da je to jedan od čimbenika koji inhibiraju razvoj ateromatoze u sljedećim godinama. Prekomjerna prehrana male djece potiče stvaranje stanica u masnom tkivu, što se kasnije manifestira kao sklonost pretilosti.

Također postoje razlike u kemijskom sastavu triglicerida u masnom tkivu djece i odraslih. Dakle, mast novorođenčadi sadrži relativno manje oleinske kiseline (69%) u usporedbi s odraslima (90%) i, obrnuto, više palmitinske kiseline (kod djece - 29%, kod odraslih - 8%), što objašnjava višu točku taljenja masti (kod djece - 43 °C, kod odraslih - 17,5 °C). To treba uzeti u obzir pri organiziranju skrbi za djecu u prvoj godini života i pri propisivanju lijekova za parenteralnu primjenu.

Nakon rođenja, potreba za energijom za osiguranje svih vitalnih funkcija naglo raste. Istodobno prestaje opskrba hranjivim tvarima iz majčinog tijela, a opskrba energijom hranom u prvim satima i danima života je nedovoljna, ne pokriva ni potrebe osnovnog metabolizma. Budući da djetetov organizam ima dovoljno rezervi ugljikohidrata za relativno kratko razdoblje, novorođenče je prisiljeno odmah koristiti rezerve masti, što se jasno očituje povećanjem koncentracije neesterificiranih masnih kiselina (NEFA) u krvi uz istodobno smanjenje koncentracije glukoze. NEFA su transportni oblik masti.

Istodobno s porastom sadržaja NEFA u krvi novorođenčadi, koncentracija ketona počinje rasti nakon 12-24 sata. Postoji izravna ovisnost razine NEFA, glicerola, ketona o energetskoj vrijednosti hrane. Ako se djetetu odmah nakon rođenja da dovoljna količina glukoze, sadržaj NEFA, glicerola, ketona bit će vrlo nizak. Dakle, novorođenče pokriva svoje energetske troškove prvenstveno metabolizmom ugljikohidrata. Kako se količina mlijeka koju dijete prima povećava, njegova energetska vrijednost raste na 467,4 kJ (40 kcal/kg), što pokriva barem osnovni metabolizam, koncentracija NEFA pada. Studije su pokazale da je porast sadržaja NEFA, glicerola i pojava ketona povezan s mobilizacijom tih tvari iz masnog tkiva, a ne predstavlja jednostavno povećanje zbog unosa hrane. Što se tiče ostalih komponenti masti - lipida, kolesterola, fosfolipida, lipoproteina - utvrđeno je da je njihova koncentracija u krvi pupčanih žila novorođenčadi vrlo niska, ali nakon 1-2 tjedna raste. Ovo povećanje koncentracije netransportnih frakcija masti usko je povezano s njihovim unosom hranom. To je zbog činjenice da hrana novorođenčeta - majčino mlijeko - ima visok udio masti. Studije provedene na prijevremeno rođenoj djeci dale su slične rezultate. Čini se da je nakon rođenja prijevremeno rođene bebe trajanje intrauterinog razvoja manje važno od vremena proteklog nakon rođenja. Nakon početka dojenja, masti unesene hranom podložne su razgradnji i resorpciji pod utjecajem lipolitičkih enzima gastrointestinalnog trakta i žučnih kiselina u tankom crijevu. Masne kiseline, sapuni, glicerol, mono-, di-, pa čak i trigliceridi resorbira se u sluznici srednjeg i donjeg dijela tankog crijeva. Resorpcija se može dogoditi i pinocitozom malih kapljica masti stanicama crijevne sluznice (veličina hilomikrona manja od 0,5 μm) i u obliku stvaranja vodotopivih kompleksa sa žučnim solima i kiselinama, kolesterolskim esterima. Trenutno je dokazano da se masti s kratkim ugljikovim lancem masnih kiselina (C12) apsorbiraju izravno u krv kroz sustav v. portae. Masti s duljim ugljikovim lancem masnih kiselina ulaze u limfu i kroz zajednički torakalni kanal teku u cirkulirajuću krv. Zbog netopljivosti masti u krvi, njihov transport u tijelu zahtijeva određene oblike. Prije svega, nastaju lipoproteini. Transformacija hilomikrona u lipoproteine događa se pod utjecajem enzima lipoprotein lipaze ("faktor bistrenja"), čiji je kofaktor heparin. Pod utjecajem lipoprotein lipaze, slobodne masne kiseline se cijepaju od triglicerida, koji se vežu za albumine i tako se lako apsorbiraju. Poznato je da α-lipoproteini sadrže 2/3 fosfolipida i oko 1/4 kolesterola u krvnoj plazmi,β-lipoproteini - 3/4 kolesterola i 1/3 fosfolipida. Kod novorođenčadi je količina α-lipoproteina znatno veća, dok je β-lipoproteina malo. Tek do 4. mjeseca omjer α- i β-frakcija lipoproteina približava se normalnim vrijednostima za odraslu osobu (α-frakcije lipoproteina - 20-25%, p-frakcije lipoproteina - 75-80%). To ima određeno značenje za transport masnih frakcija.

Izmjena masti se stalno odvija između masnih depoa, jetre i tkiva. U prvim danima života novorođenčeta sadržaj esterificiranih masnih kiselina (EFA) se ne povećava, dok se koncentracija NEFA značajno povećava. Posljedično, u prvim satima i danima života, reesterifikacija masnih kiselina u crijevnoj stijenci je smanjena, što potvrđuje i opterećenje slobodnim masnim kiselinama.

Steatoreja se često opaža kod djece prvih dana i tjedana života. Dakle, izlučivanje ukupnih lipida stolicom kod djece mlađe od 3 mjeseca u prosjeku iznosi oko 3 g/dan, zatim u dobi od 3-12 mjeseci smanjuje se na 1 g/dan. Istodobno se smanjuje i količina slobodnih masnih kiselina u stolici, što odražava bolju apsorpciju masti u crijevima. Dakle, probava i apsorpcija masti u gastrointestinalnom traktu u ovom trenutku još uvijek je nesavršena, budući da crijevna sluznica i gušterača nakon rođenja prolaze proces funkcionalnog sazrijevanja. Kod nedonoščadi aktivnost lipaze iznosi samo 60-70% aktivnosti pronađene kod djece starije od 1 godine, dok je kod donošene novorođenčadi veća - oko 85%. Kod dojenčadi aktivnost lipaze iznosi gotovo 90%.

Međutim, sama aktivnost lipaze ne određuje apsorpciju masti. Druga važna komponenta koja potiče apsorpciju masti su žučne kiseline, koje ne samo da aktiviraju lipolitičke enzime, već i izravno utječu na apsorpciju masti. Lučenje žučnih kiselina ima karakteristike povezane sa starenjem. Na primjer, kod nedonoščadi, lučenje žučnih kiselina jetrom iznosi samo 15% količine koja se formira tijekom razdoblja punog razvoja njezine funkcije kod djece u dobi od 2 godine. Kod dojenčadi rođene u terminu ta se vrijednost povećava na 40%, a kod djece prve godine života iznosi 70%. Ova je okolnost vrlo važna s gledišta prehrane, budući da je polovica energetskih potreba djece pokrivena mastima. Budući da govorimo o majčinom mlijeku, probava i apsorpcija su prilično potpune. Kod dojenčadi rođene u terminu apsorpcija masti iz majčinog mlijeka događa se na 90-95%, kod nedonoščadi je nešto manja - na 85%. Kod umjetnog hranjenja te se vrijednosti smanjuju za 15-20%. Utvrđeno je da se nezasićene masne kiseline bolje apsorbiraju od zasićenih.

Ljudska tkiva mogu razgraditi trigliceride na glicerol i masne kiseline te ih ponovno sintetizirati. Razgradnja triglicerida događa se pod utjecajem tkivnih lipaza, prolazeći kroz međufaze di- i monoglicerida. Glicerol se fosforilira i uključuje u glikolitički lanac. Masne kiseline prolaze kroz oksidativne procese lokalizirane u mitohondrijima stanica i izmjenjuju se u Knoop-Linenovom ciklusu, čija je bit da se sa svakim okretom ciklusa formira jedna molekula acetil koenzima A, a lanac masnih kiselina se smanjuje za dva atoma ugljika. Međutim, unatoč velikom povećanju energije tijekom razgradnje masti, tijelo preferira koristiti ugljikohidrate kao izvor energije, budući da su mogućnosti autokatalitičke regulacije rasta energije u Krebsovom ciklusu sa strane putova metabolizma ugljikohidrata veće nego u metabolizmu masti.

Tijekom katabolizma masnih kiselina nastaju međuprodukti - ketoni (β-hidroksimaslačna kiselina, acetooctena kiselina i aceton). Njihova količina ima određenu vrijednost, budući da ugljikohidrati u hrani i neke aminokiseline imaju antiketonska svojstva. Pojednostavljeno rečeno, ketogenost prehrane može se izraziti sljedećom formulom: (Masti + 40% proteina) / (Ugljikohidrati + 60% proteina).

Ako je ovaj omjer veći od 2, tada dijeta ima ketonska svojstva.

Treba imati na umu da bez obzira na vrstu hrane postoje značajke povezane sa starenjem koje određuju sklonost ketozi. Djeca u dobi od 2 do 10 godina posebno su predisponirana za nju. Naprotiv, novorođenčad i djeca prve godine života otpornija su na ketozu. Moguće je da se fiziološko "sazrijevanje" aktivnosti enzima uključenih u ketogenezu događa sporo. Ketoni se uglavnom stvaraju u jetri. Kada se ketoni nakupljaju, javlja se sindrom acetonemijskog povraćanja. Povraćanje se javlja naglo i može trajati nekoliko dana, pa čak i tjedana. Prilikom pregleda pacijenata otkriva se miris jabuke iz usta (aceton), a aceton se otkriva u mokraći. Istodobno, sadržaj šećera u krvi je unutar normalnih granica. Ketoacidoza je također karakteristična za dijabetes melitus, kod kojeg se otkriva hiperglikemija i glukozurija.

Za razliku od odraslih, djeca imaju karakteristike profila lipida u krvi povezane s dobi.

Značajke sadržaja masti i njegovih udjela kod djece povezane s dobi

Indikator	Novorođenče			G dojenče 1-12 mjeseci	Djeca od 2 godine
	1 sat	24 sata	6-10 dana		Do 14 godina
Ukupni lipidi, g/l	2.0	2.21	4.7	5.0	6.2
Trigliceridi, mmol/l	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Ukupni kolesterol, mmol/l	1.3	-	2.6	3.38	5.12
Učinkovito vezani kolesterol, % od ukupnog	35,0	50,0	60,0	65,0	70,0
NEFA, mmol/l	2,2	2.0	1,2	0,8	0,45
Fosfolipidi, mmol/l	0,65	0,65	1,04	1.6	2.26
Lecitin, g/l	0,54	-	0,80	1,25	1,5
Kefalin, g/l	0,08	-	-	0,08	0,085

Kao što se vidi iz tablice, sadržaj ukupnih lipida u krvi povećava se s dobi: samo tijekom prve godine života povećava se gotovo 3 puta. Novorođenčad ima relativno visok sadržaj (kao postotak ukupne masti) neutralnih lipida. Tijekom prve godine života sadržaj lecitina značajno se povećava uz relativnu stabilnost cefalina i lizolecitina.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Poremećaj metabolizma masti

Poremećaji u metabolizmu masti mogu se pojaviti u različitim fazama njegovog metabolizma. Iako rijetko, opaža se Sheldon-Reyeov sindrom - malapsorpcija masti uzrokovana nedostatkom pankreasne lipaze. Klinički se to manifestira celijakijskim sindromom sa značajnom steatorrheom. Kao rezultat toga, tjelesna težina pacijenata se sporo povećava.

Promjene u eritrocitima također se otkrivaju zbog poremećaja strukture njihove membrane i strome. Slično stanje javlja se nakon kirurških zahvata na crijevu, u kojima se reseciraju značajni dijelovi.

Poremećaj probave i apsorpcije masti opaža se i kod hipersekrecije klorovodične kiseline, koja inaktivira pankreasnu lipazu (Zollinger-Ellisonov sindrom).

Među bolestima koje se temelje na poremećaju transporta masti poznata je abetalipoproteinemija - odsutnost β-lipoproteina. Klinička slika ove bolesti slična je onoj kod celijakije (proljev, hipotrofija itd.). U krvi - nizak sadržaj masti (serum je proziran). Međutim, češće se opažaju različite hiperlipoproteinemije. Prema klasifikaciji WHO-a razlikuje se pet tipova: I - hiperhilomikronemija; II - hiper-β-lipoproteinemija; III - hiper-β-hiperpre-β-lipoproteinemija; IV - hiperpre-β-lipoproteinemija; V - hiperpre-β-lipoproteinemija i hilomikronemija.

Glavne vrste hiperlipidemije

Pokazatelji	Vrsta hiperlipidemije
	Ja	IIA	IIv	III.	IV.	V
Trigliceridi	Povećano		Povećano		Povećano	↑
Hilomikroni						↑
Ukupni kolesterol		Povećano	Povećano
Lipoproteinska lipaza	Smanjeno
Lipoproteini		Povećano	Povećano	Povećano
Lipoproteini vrlo niske gustoće			Povećano		Povećano	↑

Ovisno o promjenama u krvnom serumu kod hiperlipidemije i sadržaju masnih frakcija, mogu se razlikovati po prozirnosti.

Tip I temelji se na nedostatku lipoproteinske lipaze, krvni serum sadrži veliki broj hilomikrona, zbog čega je mutan. Često se nalaze ksantomi. Pacijenti često pate od pankreatitisa, praćenog napadima akutne boli u trbuhu, a nalazi se i retinopatija.

Tip II karakterizira povećanje sadržaja β-lipoproteina niske gustoće u krvi s naglim porastom razine kolesterola i normalnim ili blago povećanim sadržajem triglicerida. Klinički se često otkrivaju ksantomi na dlanovima, stražnjici, periorbitalno itd. Arterioskleroza se razvija rano. Neki autori razlikuju dva podtipa: IIA i IIB.

Tip III - porast tzv. plutajućih β-lipoproteina, visok kolesterol, umjeren porast koncentracije triglicerida. Često se nalaze ksantomi.

Tip IV - povišene razine pre-β-lipoproteina s povišenim trigliceridima, normalne ili blago povišene razine kolesterola; hilomikronemija je odsutna.

Tip V karakterizira povećanje lipoproteina niske gustoće sa smanjenjem klirensa plazme od prehrambenih masti. Bolest se klinički manifestira bolovima u trbuhu, kroničnim rekurentnim pankreatitisom i hepatomegalijom. Ovaj tip je rijedak kod djece.

Hiperlipoproteinemije su češće genetski uvjetovane bolesti. Klasificiraju se kao poremećaji transporta lipida, a popis tih bolesti postaje sve potpuniji.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Bolesti sustava transporta lipida

• Obitelj:
  • hiperkolesterolemija;
  • poremećaji sinteze apo-B-100;
  • kombinirana hiperlipidemija;
  • hiperapolipo-β-lipoproteinemija;
  • dis-β-lipoproteinemija;
  • fitosterolemija;
  • hipertrigliceridemija;
  • hiperhilomikronemija;
  • hiperlipoproteinemija tipa 5;
  • hiper-α-lipoproteinemija tipa Tangierove bolesti;
  • nedostatak lecitina/kolesterol aciltransferaze;
  • an-α-lipoproteinemija.
• Abetalipoproteinemija.
• Hipobetalipoproteinemija.

Međutim, ova stanja se često razvijaju sekundarno uz razne bolesti (lupus eritematosus, pankreatitis, dijabetes melitus, hipotireoza, nefritis, kolestatska žutica itd.). Dovode do ranog oštećenja krvnih žila - arterioskleroze, ranog nastanka ishemijske bolesti srca, rizika od razvoja krvarenja u mozgu. Tijekom posljednjih desetljeća stalno raste pozornost na dječje podrijetlo kroničnih kardiovaskularnih bolesti u odrasloj dobi. Opisano je da čak i kod mladih ljudi prisutnost poremećaja transporta lipida može dovesti do nastanka aterosklerotskih promjena u krvnim žilama. Među prvim istraživačima ovog problema u Rusiji bili su V. D. Tsinzerling i M. S. Maslov.

Uz to, poznate su i unutarstanične lipoidoze, među kojima su Niemann-Pickova bolest i Gaucherova bolest najčešće kod djece. Kod Niemann-Pickove bolesti sfingomijelin se taloži u stanicama retikuloendotelnog sustava i u koštanoj srži, a kod Gaucherove bolesti heksosecerebrozidi. Jedna od glavnih kliničkih manifestacija ovih bolesti je splenomegalija.

[ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]