Начало >> Статьи >> Архивы >> Основы патологической физиологии

Ожирение - Основы патологической физиологии

Оглавление
Основы патологической физиологии
Основы учения о здоровье, предболезни и болезни
Внутренние причинные факторы
Роль условий в происхождении болезни
Патогенез
Общие механизмы патологических процессов
Формирование симптоматики болезни
Методы патологической физиологии
Барьерные механизмы
Гематоэпителиальные барьеры
Гематолимфатический барьер
Гистогематические барьеры
Циркуляторно-органные барьеры
Параиммунитет
Неспецифическая клеточная защита
Специфическая иммунная защита
Метаболизм антигенов
Антитела
Регуляция антителообразования
Реакции антиген-антитело
Иммунодефициты
Специфическая клеточная защита
Типовые клеточные патологические процессы
Типовые нарушения клеточной защиты
Повреждение клетки
Патохимические проявления повреждения клетки
Повреждение цитоплазматической мембраны
Нарушение трансмембранного транспорта
Нарушение рецепторной функции мембран
Функции органелл в поврежденной клетке
Цитозоль поврежденной клетки
Ядро поврежденной клетки, типовые нарушения
Патологические процессы при общих нарушениях обмена веществ
Типовые нарушения механизма компенсации недостаточности тканевого дыхания
Виды гипоксии
Патофизиологическое обоснование методов повышения устойчивости к гипоксии
Патология углеводного обмена
Дефекты энергетического использования углеводов
Нарушение утилизации моносахаридов
Врожденные нарушения утилизации моносахаридов
Мукополисахаридозы
Типы недостаточности инсулина
Патология жирового обмена
Внутриклеточное метаболизирование транспортных форм липопротеидов
Гиперлипопротеидемии
Ожирение
Патология белкового обмена
Белково-энергетическая недостаточность
Частичное голодание
Недостаточность растепления и всасывания белков в кишечнике
Типовые нарушения синтеза сывороточных белков
Диспротеинемии
Типовые нарушения внутриклеточного обмена белков
Пуриновый обмен
Патология обмена витаминов
Патология обмена витамина C
Патология обмена витамина A
Патология обмена коферментной группа витаминов
Патология обмена гормоноподобной группы витаминов
Патология обмена незаменимых микроэлементов
Марганец, медь
Магний
Молибден, селен, хром, фтор
Типовые нарушения водно-электролитного обмена
Нарушения объемного гомеостаза
Нарушения внеклеточного осмотического гомеостаза
Нарушения внутриклеточного осмотического гомеостаза
Местные нарушения объемного и осмотического гомеостаза
Типовые нарушения обмена кальция
Типовые нарушения обмена фосфора
Типовые нарушения кислотно-основного состояния
Дисфункция буферных систем - нарушения кислотно-основного состояния
Неспецифическое острое воспаление
Соединительная ткань в процессе воспаления
Противовоспалительная защита
Медиаторы воспаления
Системные проявления острого воспаления
Динамика местного острого воспаления
Хроническое воспаление
Лихорадка
Типовые нарушения регенерации
Неспецифическая над клеточная регуляция клеточной регенерации
Специфические регуляторы клеточной регенерации
Малигнизации клеток
Химический канцерогенез
Физический канцерогенез
Вирусный канцерогенез
Особенности малигнизированных клеток
Самозащита малигнизированных клеток
Противоопухолевая защита организма
Опухолевая болезнь
Боль
Рецепторы болевой чувствительности
Проводящие пути боли
Антиноцицептивная система
Специфическая рецепция опиоидных пептидов
Механизмы действия опиоидных пептидов в ЦНС
Опосредованное действие опиоидных пептидов
Острая боль
Хроническая боль
Стресс
Острый физиологический стресс
Хронический физиологический стресс
Патологический стресс
Типовые нарушения иммунитета
Атопия
Тестирование гиперчувствительности немедленного типа, иммунная аутоагрессия
Болезни иммунных комплексов
Гиперчувствительность замедленного типа
Трансплантационная иммунопатология
Инфекционный процесс
Радиационное повреждение
Повреждающее действие высоких и низких температур
Температурный анализатор
Эфферентные звенья терморегуляции
Типовые нарушения теплового баланса в организме
Ожоговая болезнь
Система крови
Энзимопатические гемолитические анемии
Органические повреждения клеток эритроидного ряда
Экстракорпускулярные гемолитические анемии
Кровопотеря
Возрастные и функциональные изменения эритропоэза
Белая кровь
Нейтрофилы
Эозинофилы
Базофилы
Пул агранулоцитов
Пул лимфоидных клеток
Пул тромбоцитов
Лейкозы
Гемостаз
Противосвертывающая система крови
Фибринолитическая система крови
Нарушения гемостаза
Сердечно-сосудистая система
Нарушения автоматизма сердца
Номотопные аритмии
Гетеротопные аритмии
Сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам неповрежденного сердца - сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам поврежденного сердца - сердечная недостаточность
Миокардит
Тампонада сердца
Венечное кровообращение
Механизмы повреждения венечных сосудов
Постинфарктные осложнения
Механизмы повреждения сосудистой системы
Механизмы быстрой регуляции артериального давления
Механизмы долгосрочной регуляции артериального давления
Система микроциркуляции
Комбинированные повреждения артериальных сосудов
Алиментарные факторы в патогенезе артериальной гипертензии
Атеросклероз
Нарушения регуляции обмена липопротеидов - атеросклероз
Патология лимфатической системы
Патология венозной системы
Дыхательная система
Нарушения нервной регуляции внешнего дыхания
Дыхательная недостаточность
Бронхиальная астма
Асфиксический синдром
Рестриктивная недостаточность дыхания
Отек легких
Патология плевры
Пищеварение в ротовой полости
Механизмы повреждений слизистой оболочки полости рта
Слюнные железы
Регуляция секреции слюнных желез
Нарушения деятельности слюнных желез
Жевание
Глотание
Пищеварительный транспортный конвейер
Нейроэндокринная регуляция моторной и секреторной функции желудка
Механизмы нарушения пищеварения в желудке
Гастрит
Механизмы язвообразования в желудке
Оперированный желудок
Пищеварение в кишечнике
Иммунная система тонкой кишки
Моторика тонкой кишки
Механизмы нарушения функций тонкой кишки
Острый перитонит
Пищеварение в толстой кишке
Типовые нарушения функции толстой кишки
Поджелудочная железа
Типовые нарушения внешнесекреторной функции поджелудочной железы
Панкреатит
Печень
Защита гепатоцитов
Типовые нарушения функций гепатоцитов
Гепатит
Печеночная недостаточность
Генетические дефекты функций печени, регенерация
Желтуха
Желчевыводящие пути
Структура и функции почек
Типовые повреждения нефрона
Типовые нарушения функций почек
Почечная недостаточность
Мочевыводящие пути
Костная ткань скелета
Регуляция активности остеогенных клеток
Типовые нарушения опорно-двигательного аппарата
Компенсационная перестройка кости
Искусственная активация репаративного остеогенеза
Остеопатии
Артропатии
Типовые нарушения суставов
Артрит
Скелетные мышцы
Адаптация скелетных мышц к режиму работы
Типовые нарушения скелетных мышц
Нарушения нервно-мышечной передачи возбуждения и нейротрофических влияний
Общая характеристика гормонов
Типовые нарушения функций эндокринных клеток
Гипофиз
Эпифиз
Паращитовидные железы
Корковое вещество надпочечников
Щитовидная железа
Женская репродуктивная система
Гормональная дисфункция у женщин
Мужская репродуктивная система
Типовые нарушения функций яичек и придатков
Дисфункция гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы у мужчин
Типовые нарушения функций предстательной железы
Врожденная дисфункция гормональной регуляции репродуктивной функции у мужчин

У здоровых взрослых мужчин масса жировой ткани составляет 12—35 % от общей массы тела, у женщин — 25—35 %. Превышение массы тела более чем на 20 % от должной за счет жировой ткани является признаком ожирения (табл. 16).
Таблица 16. Отклонения массы тела у человека при ожирении (по Schulz, Stoble, 1989)


Масса тела

Отклонение
от нормальной массы, %

Нормальная масса

-10 до +10

Легкий избыток массы

+10 до +19

Легкая степень ожирения

+20 до +29

Средняя степень ожирения

+30 до +39

Тяжелая степень ожирения

+40 до +49

Чрезмерное ожирение

+50 и более

В происхождении ожирения важную роль играют генетическая и конституциональная предрасположенность, перекармливание в первые 3 мес жизни ребенка, а также пониженная двигательная активность, церебральные и психические нарушения, связанные с повреждением гипоталамуса, эндокринопатии при аденоме островков поджелудочной железы, в постменопаузе, при гипогонадизме, гипотиреозе. Генез ожирения сложен — он включает ряд звеньев нарушения функции жировой ткани в организме. Незрелые жировые клетки — адипобласты происходят из стволовых клеток, как и многие популяции клеток других органов и тканей. Адипобласты не содержат ферментов, участвующих в синтезе триглицеридов. Они превращаются в преадипоциты при экспрессии генов дифференцировки, что контролируется соматотропином на уровне транскрипции. Преадипоциты представляют собой более дифференцированные клетки с многочисленными липидными гранулами, содержащими набор ферментов для обеспечения синтеза, накопления и распада триглицеридов. Преадипоциты сравнительно быстро трансформируются в адипоциты — высокодифференцированные клетки с одной большой липидной вакуолью. Адипоциты содержат высокоактивные ферменты, участвующие в синтезе, накоплении и расщеплении триглицеридов. В цитоплазматической мембране этих клеток сосредоточена эффективно действующая глюкозотранспортная система. При взаимосвязи инсулина со специфическими рецепторами адипоцитов стимулируется липогенез.
При этом инсулин способствует усиленному вхождению глюкозы в жировые клетки, где она превращается в глицерофосфат, необходимый для реэстерификации жирных кислот, образования триацилглицеролов и липопротеидов. Одновременно в адипоцитах стимулируется синтез рецепторных белков, что способствует возрастанию плотности рецепторов для липопротеидов. Инсулин повышает в эндотелиоцитах активность ЛПЛ, что ускоряет отщепление жирных кислот от ЛПОНП, облегчает их поступление в жировые клетки и индуцирует развитие адаптационного процесса. При усиленном поступлении жирных кислот в начальной стадии адаптации происходит увеличение размеров адипоцита за счет возрастания объема жировой вакуоли. Позднее в жировой ткани увеличивается число клеток с интенсивным синтезом ДНК (адипобласты и др.). Превращение пролиферирующих адипобластов в преадипоциты и затем в адипоциты может значительно увеличивать массу жировой ткани и ее способность к накоплению жира. При этом часть клеток с интенсивным синтезом ДНК трансформируется в клетки обеспечения трофики вновь образованных адипоцитов (эндотелиальные и другие клетки). Процесс гипертрофии адипоцитов сочетается со снижением плотности инсулиновых рецепторов на мембране и возрастанием плотности специфических рецепторов к КТА и другим липолитическим веществам. Поэтому гипертрофированные адипоциты отвечают слабой реакцией на инсулин и сильной — на липолитические стимуляторы. При липолизе активируется триглицеридлипаза, депонированные триглицериды усиленно расщепляются до жирных кислот и глицерина, которые высвобождаются в общий кровоток и приводят к развитию выраженной гиперлипемии. По мере расходования липолитических медиаторов и гормонов, увеличения секреции инсулина активность триглицеридлипазы снижается из-за увеличения эффективности действия фосфопротеинфосфатазы с последующей инактивацией триглицеридлипазы и изменением внутриклеточной концентрации Са2+. Мобилизация триглицеридов уменьшает размеры адипоцита, но не настолько, чтобы исчезла гипертрофия клетки.
У человека, помимо желтой, имеется бурая жировая ткань, составляющая приблизительно 1 % от общей массы тела. Она располагается в межлопаточной области, вокруг перикарда, вдоль аорты, вокруг надпочечников и симпатической цепочки в брюшной полости. Функция бурой жировой ткани состоит в основном в участии в термогенезе, так как использование энергетических материалов в ее клетках не сопряжено с синтезом АТФ и других макроэргов. Термогенез активируется катехоламинами через посредство бета-адренорецепторов. Гипертрофия бурой жировой ткани позволяет организму непроизводительно расходовать избыток жира, в то время как гипотрофия способствует развитию ожирения. При ожирении бурая жировая ткань утрачивает чувствительность к КТА, что связано с дефицитом бета-адренорецепции. Активация липолиза в гипертрофированных адипоцитах создает высокий уровень гиперлипемии, что значительно стимулирует кетогенез. Усиленное поступление жирных кислот в клетки печени и других органов активирует бета-окисление и превращение их в производные ацетил-КоА, которые при участии карнитинового челночного механизма поступают в митохондрии и частично в виде недоокисленных продуктов — кетоновых тел — высвобождаются в жидкие среды организма. Другая часть ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом и вступает в цикл Кребса. Циркулирующие в кровеносной системе кетоновые тела утилизируются клетками многих тканей путем окисления в митохондриях. Однако длительная гиперкетонемия ведет к развитию дистрофических процессов и угнетению образования специфических рецепторов, экспрессируемых на цитоплазматическую мембрану. В связи с этим возникают выраженные нарушения метаболизма многих продуктов, проникающих в клетки при участии специфических рецепторов, особенно для липопротеидов. Снижение плотности специфических рецепторов ограничивает связывание ЛПНП и поступление их в клетки — фибробласты, гладкомышечные клетки сосудов, клетки крови и др. В свою очередь уменьшение использования холестерина для синтеза компонентов мембран стимулирует пролиферативные процессы, что провоцирует развитие атеросклероза сосудов.
Общее ожирение представляет собой особую форму патологии жировой ткани. Оно является результатом хронического избытка потребления энергии над ее расходом. Развитию общего ожирения способствует систематическое употребление пищи с отличными вкусовыми качествами, но содержащей мало полноценных белков, растительных волокон и много легкоусвояемых углеводов (сладости, печенье, колбасы, сладкие алкогольные напитки и др.). Недостаточность растительных волокон является важным фактором развития ожирения. Растительные волокна задерживают всасывание питательных веществ в тонкой кишке. Они перевариваются главным образом микрофлорой толстой кишки (пектины полностью, гемицеллюлоза на 56—87 %, целлюлоза — на 40 %) с образованием метана, углекислого газа, воды, летучих жирных кислот с короткой углеродной цепью (ацетат, бутират, пропионат). Чрезмерный систематический прием высококалорийной пищи вызывает частые сильные подъемы концентрации инсулина в крови, ведущих к развитию адаптивной толерантности клеток к инсулину, стимуляции секреции бета-эндорфина, потенцирующего секрецию бета-клеток поджелудочной железы. Гиперинсулинизм повышает утилизацию в клетках органов и тканей незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевая, линоленовая) и через возрастание активности простагландинсинтетазы усиливает во всех клетках синтез простагландинов. Накопление простагландинов в жировой ткани ингибирует липолиз и вызывает гипертрофию адипоцитов как главного фактора ожирения. Кроме того, избыток простагландинов способствует пролиферации клеток жировой ткани и увеличению ее массы.
Другой причиной ожирения является ослабление чувства насыщения при приеме пищи, которое возникает при повреждениях и/или разрушении вентромедиальных ядер (центр насыщения) заднего гипоталамуса. Гипоталамические расстройства нередко сочетаются с булимией, нарушениями нервной регуляции секреции инсулина, повышением продукции бета-эндорфина и простагландинов. В этих случаях избыточный прием пищи в сочетании с чрезмерной секрецией инсулина (под воздействием парасимпатических нервов) и бета-эндорфинов вызывает развитие общего ожирения. Этому способствует также угнетение активности гормонзависимой липазы в адипоцитах под воздействием простагландинов. Помимо погрешностей в диете, развитию ожирения способствует длительный избыток в крови глюкокортикоидов. При высокой концентрации этих гормонов в печени активируется фермент 1-альфа-фосфатидатфосфогидролаза, что ведет к возрастанию синтеза и экскреции из гепатоцитов триглицеридов и ЛПОНП. Вторично увеличиваются образование и концентрация в крови ЛПНП. При избытке глюкокортикоидов в связи с относительным дефицитом инсулина снижается удаление триглицеридов, что служит причиной возникновения гипертриглицеридемии. В то же время под воздействием избытка глюкокортикоидов заметно повышается активность липопротеидлипазы, особенно в эндотелии венечных сосудов сердца, что увеличивает поглощение жирных кислот в сосудах и ускоряет развитие их атеросклероза. У больных ожирением снижается толерантность к экзогенным липидам, а жировая нагрузка вызывает у них высокую и длительную гиперлипидемию. Это объясняется замедлением расщепления хиломикронов в крови в связи с более поздним повышением липолитической активности и более медленной утилизацией ЛПНП тканью печени и другими тканями. При ожирении в ЛПОНП увеличивается содержание основного структурного белка — апо-В и замедляется их удаление из кровотока. Наряду с этим возрастает синтез холестерина и создается значительная атерогенная дислипопротеидемия, ведущая к развитию системных нарушений.

Типы ожирения

У женщин возникает периферический тип ожирения в виде избыточного накопления жира в ягодичной и бедренной области. Это обусловлено, как правило, гиперэстрогенией. При высокой концентрации эстрогенов снижается возможность развития гипертрофии в адипоцитах плечевой области и резко увеличивается в адипоцитах, локализованных в области ягодиц и бедер. В физиологических дозах эстрогены мало влияют на число и объем жировых клеток в организме женщины. При гиперэстрогении гипертрофированные адипоциты ягодиц и бедер обладают очень высокой чувствительностью к липолитическим гормонам и меньшей — к антилиполитическим.
У мужчин индуцируется брюшной тип ожирения в виде отложения жира в избытке, в основном в адипоцитах сальника. В области бедер число жировых клеток снижается, а в плечевой области незначительно увеличивается. Провоцируют такой тип ожирения не только погрешности в питании, но и высокий уровень в крови тестостерона, который снижает число адипоцитов в области бедер и ягодиц. В меньшей степени этот гормон влияет на объем жировых клеток. В плечевой области под влиянием тестостерона число адипоцитов увеличивается незначительно. В то же время действие тестостерона почти не проявляется в отношении жировых клеток сальника. Гиперлипемия и дислипопротеидемия легко приводят к их гипертрофии, тогда их ответы на воздействие катехоламинов становятся чрезмерными, а на инсулин — ослабленными. У больных возникает стойкая склонность к развитию тяжелых нарушений липидного и углеводного обмена с ярко выраженными липолитическими ответами, резистентностью к инсулину.
Печень. Перегрузка пищевыми жирами и углеводами, увеличение всасывания и поступления углеводов и жиров в печень вызывают прогрессирующее повреждение гепатоцитов. Это приводит к недостаточности синтеза ЛХАТ и нарушению обмена свободного холестерина клеток с липопротеидами плазмы крови. Повышение концентрации ЛПНП и ЛПОНП в плазме крови способствует накоплению свободного холестерина на цитоплазматической мембране, увеличению ее жесткости и уменьшению проницаемости. Перегрузка гепатоцитов жиром является причиной значительных нарушений деятельности печени и желчевыводящих путей (стеатоз, образование желчных камней).
Система крови. В плазме крови отмечается повышение уровня ЛПНП, ЛПОНП, жирных кислот. При этом содержание липидных фракций, кроме фракции ЛПНП, не зависит от степени общего ожирения. Увеличение массы жировой ткани сочетается с возрастанием оцк. в эритроцитах и лейкоцитах снижается активность Na — К+-АТФазы и возникают дефекты обменной, транспортной и других функций.
Сердце. Насосная функция сердца при общем ожирении снижается из-за изменения его положения в грудной клетке и возрастания нагрузки. Изменение конфигурации и положения сердца в грудной полости возникает в результате накопления жировой ткани в эпикарде, жировой инфильтрации его клеток и высокого стояния диафрагмы. Возрастание нагрузки на сердце связано с увеличением объема плазмы, повышением венозного возврата и сердечного выброса. Это ведет к развитию гипертрофии левого желудочка со снижением его способности к адаптации при увеличении работы. Однако возрастание сердечного выброса и объемного кровотока на фоне снижения сопротивления почечных сосудов является причиной задержки развития нефросклероза у больных с общим ожирением, несмотря на сохранение у них фактора риска возникновения ишемической болезни сердца и гипертензии.
Сосудистая система. Биосинтез эндогенного холестерина в клетках большинства органов (кроме гепатоцитов) обычно подавлен, и клетки используют экзогенный холестерин, извлекая его из ЛПНП. Если в норме поступление и удаление холестерина в клетках уравновешено, то при нарушениях жирового обмена, в том числе при общем ожирении, угнетается единственный механизм выведения холестерина из цитолеммы при участии ЛПВП. В клетках стенок сосудов происходит избыточное отложение холестерина на цитолемме, что вызывает увеличение микровязкости, нарушение активности встроенных в цитоплазматическую мембрану ферментных и рецепторных систем, деятельность которых связана с молекулярной подвижностью в липидном бислое (снижение активности Na+—К+-АТФазы, аденилатциклазы, угнетение синтеза цАМФ). Нарушение жидкостных структур мембраны стимулирует пролиферацию гладкомышечных клеток сосудистой стенки, существенно изменяет их физико-химические свойства. Это активирует миграцию гладкомышечных клеток из медии в интиму. Одновременное повреждение эндотелиальных клеток сосудов сочетается с усиленным проникновением белков плазмы крови, в том числе липопротеидов, в сосудистую стенку. В совокупности эти факторы стимулируют синтез коллагена фибробластами сосудистой стенки. Накопление коллагена индуцирует образование атероматозных бляшек, в которых количество коллагена может достигать 60—80 % от общей массы бляшки.
Нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы усугубляются ограничением подвижности грудной клетки из-за скопления жировой ткани в брюшной и грудной полости.
Внешнее дыхание. Накопление жировой ткани в грудной и брюшной полости при общем ожирении значительно повышает нагрузку на дыхательные мышцы, так как во время актов вдоха и выдоха не обеспечиваются адекватные движения грудной клетки. Снижение жизненной емкости легких, мозаичность воздухонаполнения в виде лучше и хуже аэрируемых альвеол неизбежно ведут к развитию гипоксической гипоксии и к ателектазам.
При общем ожирении повреждается опорно-двигательный аппарат (деформирующие спондилезы, артрозы, деформация стоп), возникает гипергидроз, что оказывает сильное отрицательное воздействие на состояние психики.
Ожирение при инсулиннезависимой сахарном диабете («диабет тучных») развивается при переедании (положительный энергетический баланс), ведущем к возникновению длительной гипергликемии, гиперлипидемии и стимуляции секреции инсулина. Длительное повышение концентрации инсулина в крови отмечается лишь в начале заболевания (адаптивный гиперинсулинизм), но уже в этот период начинается снижение плотности инсулиновых рецепторов на цитоплазматической мембране в клетках инсулинзависимых органов и тканей (печень, скелетные мышцы, жировая ткань). Степень инсулинорезистентности организма постоянно возрастает, а гиперактивность бета-клеток поджелудочной железы осложняется истощением их инкреторной функции, что приводит к прогрессирующему возрастанию толерантности к глюкозе. Это создает условия для возникновения гиперлипемии и гиперлипопротеидемии в связи с возрастанием роли в энергетике жировых источников. В свою очередь атерогенная ситуация способствует не только развитию атеросклероза венечных и других сосудов, но и усилению синтеза печени ЛПОНП из свободных жирных кислот. Снижение скорости расщепления ЛПОНП и ЛПНП поддерживает уровень их содержания в крови и облегчает тем самым развитие патологической гипертрофии жировых клеток. Поэтому общее ожирение при инсулиннезависимой сахарном диабете ускоряет развитие типичных осложнений — артериальной гипертензии, гипертрофии миокарда, ишемической болезни сердца.
Возрастные изменения жирового обмена
проявляются главным образом в пожилом и старческом возрасте повышением общего количества липидов, холестерина, НЭЖК, ЛПНП и снижением активности ЛПЛ, ферментов липогенеза. Это ведет к уменьшению скорости биосинтеза НЭЖК, триглицеридов, фосфолипидов и холестерина. Торможение процессов катаболизма липопротеидов обусловлено снижением плотности специфических рецепторов для ЛПНП на цитолемме гепатоцитов и других видов клеток. В таких условиях в крови увеличивается концентрация ЛПОНП, ЛПНП, а содержание ЛПВП снижается, что предрасполагает к развитию атеросклероза.

Метаболическая функция жира

Метаболическая (синтетическая) функция жира заключается в синтезе простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов, желчных кислот, стероидных гормонов, полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов и холестерина. Полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты (линолевая, линоленовая) не синтезируются в организме, а поступают в него исключительно с пищей. Суточная потребность взрослого человека в незаменимых полиненасыщенных жирных кислотах составляет 6,8—11,3 г/сут. В организме этот вид жирных кислот выполняет ряд важных функций. Ненасыщенные жирные кислоты входят в состав цитоплазматической мембраны. Благодаря высокой степени ненасыщенности незаменимых жирных кислот, входящих в состав фосфолипидов, цитоплазматические мембраны обладают подвижностью (текучестью) углеводородных цепей гидрофобного слоя, что определяет их проницаемость. Полиненасыщенные жирные кислоты содержат изолированные двойные связи, легко окисляемые в результате липопероксидации. Они являются исходным продуктом для образования нескольких групп биологически активных соединений, так как многие виды клеток содержат энзимы для их превращений. При ферментативных воздействиях незаменимые жирные кислоты с 3, 4 и 5 двойными связями превращаются в гидроксилированные жирные кислоты, простагландины, тромбоксаны и лейкотриены.
Эти биологически активные вещества выполняют роль местных мощных регуляторов кровоснабжения, обменных процессов, функциональной активности клеток органов и тканей (схема 17).
Недостаточное поступление с пищей растительных жиров, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты, вызывает у человека функциональные нарушения на клеточном, органном и системном уровнях. В основе нарушений лежит выпадение модуляции свойств всех типов клеточных мембран и ослабление синтеза предшественников простагландинов, тромбоксанов. При дефиците незаменимых жирных кислот в печени быстро снижается содержание арахидоновой кислоты и угнетается синтез фосфолипидов, в состав которых входит до 80 % арахидоновой кислоты, образуемой из линолевой кислоты. Это приводит к дефектному синтезу фосфолипидных компонентов клеточных мембран, в том числе митохондрий, которые набухают. В них возрастает содержание олеиновой кислоты и снижается уровень линолевой и арахидоновой кислот.
Схема 17. Биосинтез и эффекты простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов

Такие изменения ведут к ограничению использования энергетических материалов, угнетению окислительного фосфорилирования, метаболизирования холестерина и другим обменным нарушениям. Возникают атерогенная дислипопротеидемия и снижение активности ферментных систем эндотелиоцитов. Это создает предрасположенность к развитию различных форм атеросклероза, гипертензии и тромбоэмболической болезни. Угнетение продукции лейкотриенов В4 сопровождается снижением его концентрации в микро- и макрофагах, что является причиной подавления чувствительности этих клеток к хемотаксическим стимулам. Снижается их фагоцитарная активность и участие в иммуногенезе. Ослабление иммуногенеза значительно повышает предрасположенность организма к инъекциям и в то же время подавляет развитие аллергических процессов. Комбинированное нарушение метаболизма фосфолипидов и арахидоновой кислоты ведет к задержке роста, способствует развитию дерматита, шелушения кожи, выпадению волос, нарушениям функции почек, снижению репродуктивной функции.
Чрезмерное потребление с пищей незаменимых жирных кислот, особенно при болезнях, может вызывать инактивацию цитохрома С в клетках, угнетать использование в обменных процессах
витаминов А, С и Е, что служит причиной развития тяжелых нарушений метаболизма и повреждения отдельных структур и целых систем организма.

Структурная функция жира

Структурную функцию выполняют фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Они образуют интегральные компоненты клеточных мембран, которые действуют как барьеры либо как донаторы веществ, необходимых для обмена веществ. Большая часть высокополяризованных глицерофосфолипидов задействована в формировании асимметричных бислойных структур — бимолекулярного слоя клеточной мембраны с цепочками жирных кислот на внутренней поверхности бислоя.
Мембранные белки располагаются между внутренней и внешней поверхностью мембраны. При этом может быть биполярное взаимодействие между головками фосфолипидов и ионными группами белков, а также гидрофобное взаимодействие между цепочками жирных кислот и гидрофобными цепочками аминокислот. Подвижность жирных кислот в пределах мембраны ограничивается молекулами холестерина и взаимодействием белков с липидами. Бислой, содержащий холестерин, действует как барьер для проникновения малых полярных молекул и обеспечивает включение мембранных белков в жидкое липидное содержимое цитолеммы. Такие белки могут быть энзимами, транспортными белками, рецепторами гормонов, факторов роста и др. Бислойная мембрана участвует в трансмембранном обмене веществ, в процессах тканевого дыхания с переносом электронов через цитохромные системы. В функции бислойной мембраны весьма важную роль играют фосфолипиды, которые обладают не только способностью образовывать бислой в гидрофильной среде, но и влиять на активность мембраносвязанных ферментов.
В клеточных мембранах фосфолипиды постоянно синтезируются и расщепляются под воздействием специфических фосфолипаз. Обмен фосфолипидов обеспечивается транспортными белками цитозоля, которые переносят мономерные фосфолипидные молекулы между компонентами мембраны.
В мембранах клеток находятся также липазы, которые способны высвобождать жирные кислоты из различных участков молекул фосфолипидов. В результате совместного действия липаз и ацилтрансфераз (энзимы, катализирующие эстерификацию) может осуществляться длительный обмен или замещение всех частей фосфолипидной молекулы в клетках. Особенно важную роль играют мембранные фосфолипазы, которые высвобождают эссенциальные жирные кислоты для синтеза простагландинов. При повреждении клеток в связи с активацией фосфолипазы А2 усиленно расщепляется лецитин с образованием лизоформ фосфолипидов — лизофосфатидилхолина и др. Все лизоформы фосфолипидов являются сильными детергентами, повреждающими клеточные мембраны. Нарушения функции многих тканей и органов связаны с образованием в них лизоформ фосфолипидов.
Гликолипиды синтезируются многими типами клеток. Гликолипиды в максимальной концентрации сосредоточены в нервной ткани, значительно меньше их в других структурах. В образовании гликолипидов участвуют эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи. Синтезированные гликолипиды экспрессируются на наружную поверхность цитоплазматической мембраны, где быстро расщепляются и пополняются новыми порциями.
Сфинголипиды — цереброзиды и ганглиозиды, содержащие полярный участок в виде сахара, находятся в наибольшем количестве в мозговой ткани, где они входят в состав цитоплазматической мембраны нейронов и участвуют в обеспечении их функциональной активности. В мозге взрослого человека миелиновые оболочки аксонов содержат до 90 % цереброзидов от общего количества жиров в мозговой ткани. Ганглиозиды в отличие от цереброзидов сосредоточены преимущественно в области расположения синаптосом, где имеется высокая активность сиалилтрансфераз, катализирующих перенос сиаловой кислоты на гликолипиды и гликопротеиды. Нарушения деградации сфинголипидов чаще всего возникают при генетических болезнях (сфинголипидозы), многие виды которых обусловлены аутосомными рецессивными дефектами. Мутации генов, кодирующих синтез лизосомальных энзимов, могут вызывать снижение скорости синтеза энзима или полное прекращение его синтеза. Может нарушаться синтез каталитически активного энзима, синтез прекурсора, неспособного поступать в лизосомы от аппарата Гольджи, синтез энзима с повышенной скоростью деградации и снижением синтеза белка — активатора энзима. Эти нарушения лежат в основе заболеваний сфинголипидозом. При генетических дефектах энзимов лизосом возникает накопление сфинголипидов в клетках, особенно в клетках нервной ткани, что вызывает их повреждение и даже гибель (табл. 17).
Таблица 17. Болезни накопления липидов



 
« Основы иммунологии (Ярилин)   Основы педиатрии »