Lipidy

Lipidy představují skupinu různorodých organických sloučenin rozpustných v organických
rozpouštědlech (např. chloroform) a málo či vůbec nerozpustných ve vodě. Slovo lipidy pochází
z řeckého „lipos“ – tuk. Lipidy mohou plnit rozličné funkce, podle toho, o které lipidy se jedná –
zdroj energie, součást biologických membrán, emulgátor tuků, …

Mezi lipidy řadíme:

1)      Mastné kyseliny

2)      Triacylglyceroly

3)      Vosky – estery vyšších MK a vyššího jednosytného alkoholu (pro fyziologii člověka
nepodstatné)

4)      Izoprenoidní lipidy

a.       Cholesterol

b.      Cholesterolestery

c.       Žlučové kyseliny

d.      Steroidní hormony

e.       Vitamin D

5)      Složené lipidy

a.       Lipoproteiny

b.      Fosfolipidy

c.       Glykolipidy


Mastné kyseliny (MK)

Mastné kyseliny jsou karboxylové kyseliny s delším uhlovodíkovým řetězcem – v organismech se
obvykle vyskytují lineární kyseliny se sudým počtem uhlíků, což je dáno způsobem jejich syntézy, s
počtem mezi 14-24C, nejčastěji MK s 16 a 18 uhlíky.


Podle toho, jestli obsahují ve své molekule násobné vazby, rozlišují se:

a)      Nasycené MK (neobsahují násobné vazby, jen vazby jednoduché

b)      Nenasycené MK (obsahují jak jednoduché, tak násobné vazby – nejčastěji dvojné)

Nasycené MK (SFA: saturatedfattyacids) – mastné kyseliny pouze s jednoduchými vazbami

Nenasycené MK – mastné kyseliny obsahující ve své molekule minimálně jednu násobnou vazbu (v
organismu konkrétně dvojnou). V organismech je přirozené cis-uspořádání na dvojných vazbách, je-li
dvojných vazeb víc, bývají umístěny na každém třetím uhlíku – nikdy nejsou konjugované. Maximálně
může MK obsahovat 6 dvojných vazeb. Podle počtu násobných vazeb se rozlišují:

a.       Mononenasycené MK (MUFA: monounsaturatedfattyacids) – ve své molekule mají pouze jednu
násobnou dvojnou vazbu

b.      Polynenasycené MK (PUFA:polyunsaturatedfattyacids) – ve své molekule mají 2 a více
násobných vazeb

Dále je zásadní určení pozice násobných vazeb v molekule – je několik možností, jak se označují
pozice násobných vazeb:

        I.            Pomocí čísel uhlíků, ze kterých násobné vazby vycházejí (číslo jedna má vždy
uhlík nesoucí karboxylovou skupinu tedy ^1COOH, další uhlíky jsou číslovány podle pořadí v řetězci)

     II.            Pomocí symbolu Δ a čísla uhlíku, na kterém je dvojná vazba, počítáno od COOH
skupiny (např. Δ^9... dvojná vazba je mezi 9. a 10. uhlíkem)

  III.            Pomocí písmenného označení, které určuje pozici nejvzdálenější dvojné vazby od
COOH a to z CH[3]-konce. Jsou dvě možnosti buďto písmeno „n“ nebo „w“

Na základě tohoto označení se rozlišují rodiny nenasycených MK:

w3 (n-3) – MK: dvojná vazba je na třetím uhlíku od konce

w6 (n-6) – MK: dvojná vazba je na šestém uhlíku od konce

w9 (n-9) – MK: dvojná vazba je na devátém uhlíku od konce

Výskyt v organismu: hlavně vázané s alkoholy (glycerol, cholesterol, vyšší alkoholy) v podobě
esterů, v menší míře se nacházejí jako volné - neesterifikované (NEMK, NEFA:
nonesterifiedfattyacids) a to v krevní plazmě (přenašečem je albumin)

Funkce: zdroj energie (odbourávají se v Lynenévě spirále = β-oxidace postupně vždy po 2 uhlících za
uvolnění acetylCoA, který je pak přenášen do Krebsova cyklu), komponenty membránových lipidů, kotvy
pro membránové proteiny, regulátory genové exprese, prekursory pro eikosanoidy (leukotrieny a
prostanoidy)

Zdroje v potravě:

SFA: vepřové sádlo, hovězí lůj (16:0, 18:0)

MUFA: řepkový, rybí, olivový olej (16:1n-7, 18:1)

n-6 PUFA: slunečnicový, řepkový, sojový, kukuřičný olej

n-3 PUFA: rybí, řepkový, sojový olej, řasy

Triacylglyceroly (TAG, v lékařské literatuře občas označovány jako TG: triglyceridy) = estery
mastných kyselin a glycerolu

Glycerol    +    3 MK   →   TAG    +   3H[2]O

 +  3CH[3](CH[2])[14]COOH   →




                                           tripalmitoylglycerol

Rozdělení TAG dle druhů MK:

1.      jednoduché TAG – všechny 3 MK jsou stejné

2.      složené TAG – 2-3 různé MK (dost často jsou na 1. a 3. uhlíku stejné MK a uprostřed na 2.
uhlíku jiná MK)

Na první uhlík se preferenčně váže kyselina palmitová, na druhý uhlík kyselina linolová a na třetí
uhlík kyselina olejová.

Rozdělení TAG dle původu:

1.      Exogenní – přijaté potravou (denně přijímáme cca 80-170 mmol/den)

2.      Endogenní – syntetizované v játrech

Rozdělení TAG dle skupenství:

1.      Tuky = pevné (nasycené MK)

2.      Oleje = kapalné (nenasycené MK)


Výskyt: TAG představují 95% lipidů obsažených v těle; dospělý neobézní člověk má asi 15 kg TAG, což
představuje zásobu energie na téměř 3 měsíce hladovění.

V krvi se nacházejí jako součást lipoproteinů (nejvíce chylomikrony a VLDL), které zajišťují jejich
transport.

Referenční hodnota: 0,45 – 1,7mmol/l

Zvýšené hodnoty:

·         jsou markerem zvýšeného rizika aterosklerózy a kardiovaskulárních onemocnění

·         jejich velmi častou příčinou je nadměrná konzumace alkoholu a vysokoenergetická dieta

·         další příčinou může být hyperinzulinémie (např. u nemocných s DM 2, u obezních) – neboť
insulin inhibuje hormon-senzitivní lipázu v tukové tkáni a znemožňuje tak odbourávání TAG.

Cholesterol

Charakteristika:

·         steroidní jednosytný alkohol (ke steroidům se krom cholesterolu řadí steroidní hormony,
vitamin D, žlučové kyseliny)

·         má hydrofobní charakter

·         fyziologicky se vyskytuje ze 2/3 vázaný ve formě cholesterolesterů a z 1/3 jako volný
cholesterol

Funkce:

·         důležitá složka buněčných membrán (mění jejich fluiditu)

·         prekurzor pro syntézu žlučových kyselin, vitaminu D a steroidních hormonů

·         v játrech se z 80% přeměňuje na žlučové kyseliny

Syntéza:

·         syntéza probíhá ve většině orgánů – hlavně však v játrech, střevu, reprodukčních
orgánech; a je lokalizována do cytoplazmy a vychází z molekul acetyl-CoA

Referenční hodnoty celkový cholesterol: 2,9 – 5,2 mmol/l


Lipoproteiny

V krevní plasmě jsou lipidy transportovány ve vazbě na bílkoviny - tedy ve formě makromolekulárních
komplexů lipoproteinových částic.

Na povrchu komplexů lipoproteinových částic se nacházejí bílkoviny (apoproteiny, =
apolipoproteiny), volný cholesterol a polární lipidy - převážně fosfolipidy. Lipofilní konec jejich
molekuly je orientovaný dovnitř částice, hydrofilní konec vně částice. Fosfolipidy tak zajišťují
rozpustnost lipoproteinů ve vodném prostředí. Jádro těchto částic tvoří nepolární TAG a
esterifikovaný cholesterol. Jednotlivé lipoproteinové částice se navzájem liší svým složením a
biologickou funkcí  - rozlišuje se 5 hlavních tříd, které se dále liší hustotou a elektroforetickou
pohyblivostí:

·         Chylomikra

·         VLDL = very low density lipoprotein (lipoprotein o velmi nízké hustotě)

·         LDL = low density lipoprotein (lipoprotein o nízké hustotě)

·         IDL = intermediate density lipoprotein (lipoprotein o střední hustotě)

·         HDL = high density lipoprotein (lipoprotein o vysoké hustotě)


Chylomikra

·         nejnižší hustota

·         syntetizována jsou v tenkém střevu a u zdravých osob se na lačno v plazmě neobjevují

·         mají nízký obsah bílkovinné složky, hlavním apoproteinem je apoB48

·         mají vysoký obsah exogenních TAG, které transportují ze střeva do periferních tkání


Lipoproteiny o velmi nízké hustotě (VLDL, very low density lipoproteins)

·         syntetizovány jsou v játrech

·         hlavním apoproteinem je apoB100,

·         na apoB100 se v hladkém endoplazmatickém retikulu nabalují endogenní TAG a malé množství
esterů cholesterolu – vytváří se tzv. nascentní VLDL

·         do krve jsou částice VLDL secernovány ve vezikulách

·         transportují TAG z jater do periferních tkání

·         v plazmě se tato „nascentní“ forma VLDL obohacuje o estery cholesterolu (přebírá je
z HDL) a vznikají tzv. zralé VLDL

·          zralé VLDL podléhají přeměně, kdy ztrácejí TAG (působením lipoproteinlipázy), z HDL
částic přijímají další estery cholesterolu a přeměňují se tak na lipoproteiny o střední hustotě
(IDL, Intermediate-density lipoproteins)


Lipoproteiny o střední hustotě (IDL, Intermediate-density lipoproteins)

·         degradačním produktem VLDL, oproti VLDL obsahují značně větší podíl cholesterolu

·         hlavním apoproteinem zůstává apoB100

·         za fyziologických podmínek mají velmi krátký biologický poločas

Jsou metabolizovány dvojí cestou:

ü    jsou vychytávány játry a metabolizovány (60-70%)

ü    část IDL je vystavena účinku jaterní lipázy, která z nich odštěpuje (hydrolysuje) další část
TAG, vznikají z nich LDL (30-40%).

Pokud je biologický poločas IDL prodloužen a koncentrace v krvi zvýšená, jsou významným rizikovým
faktorem pro kardiovaskulární onemocnění. Mezi příčiny zvýšené koncentrace patří vrozená
hyperlipoproteinémie, hypertyreosa, zvýšená syntéza a zpomalený katabolismus VLDL.

Lipoproteiny o nízké hustotě (LDL, low density lipoproteins)

·         na svém povrchu nesou jediný apoprotein - Apo B100[, ]volný cholesterol a fosfolipidy[,
]ve svém jádře obsahuje téměř výlučně estery cholesterolu

·         [ ]funkcí LDL je dodávat cholesterol periferním tkáním

·          periferní tkáně nejsou na dodávce cholesterolu prostřednictvím LDL závislé, protože ho
umí syntetizovat

·         cholesterol přijatý z LDL do buňky se může stát součástí buněčných membrán, může být
uložen jako zásobní cholesterol v podobě esterů, v jaterních buňkách se může přeměnit na žlučové
kyseliny nebo může být vyloučen do žluči jako takový

·         LDL mají dlouhý biologický poločas a část z nich podléhá chemické modifikaci, např.
glykaci nebo oxidaci.

·         LDL jsou vysoce atherogenní – pro cholesterol vázaný na LDL se vžilo označení „zlý
cholesterol“

·         fyziologická koncentrace LDL-cholesterolu u člověka je cca do 3 mmol/l

·         riziko ischemické choroby srdeční (ICHS) vzrůstá s koncentrací LDL-C v krvi a s klesající
velikostí LDL částic – nejvíce nebezpečné jsou tzv. malé denzní LDL

·         u osob, které mají převahu malých denzních LDL, můžeme nalézt normální koncentraci LDL
cholesterolu, přesto je u nich zvýšené riziko kardiovaskulárních komplikací


Lipoproteiny o vysoké hustotě (HDL, high density lipoproteins)

·         jsou ze všech lipoproteinových částic nejmenší a mají nejvyšší hustotu

·         vznikají ve formě tzv. nascentních částic v játrech nebo v enterocytech tenkého střeva,
jsou tvořeny dvojvrstvou fosfolipidů a apoproteiny apo-A1, apo-A2, apoC a apoE

·         nascentní HDL jsou obohacovány volným cholesterolem, který odebírají z periferních buněk,
cévní stěny i ostatních lipoproteinů, esterifikují ho (prostřednictvím LCAT:
lecitincholesterolacyltransferáza) a přesunují ho do nitra HDL

·         částice HDL předává estery cholesterolu zpět do VLDL výměnou za TAG, čímž zajišťuje
návrat cholesterolu zpět do jater

·         HDL částice tedy zajišťují tzv. reverzní transport cholesterolu (přenos cholesterolu
z periferních tkání zpět k játrům) – HDL-cholesterol označován jako „hodný cholesterol“, má několik
funkcí:

ü    odebírají cholesterol z povrchu buněk všech tkání vč. cévní stěny,

ü    odebírají volný cholesterol z ostatních lipoproteinů,

ü    transportují cholesterol do jater jednak přímo (vazbou HDL na jaterní receptory), jednak
nepřímo předáním esterifikovaného cholesterolu ostatním LP (VLDL, IDL, remnanta CL), které většinou
končí v játrech.

·         sérové koncentrace HDL cholesterolu jsou metabolicky spjaty s metabolismem TAG (inverzní
závislost: čím vyšší je koncentrace TAG, tím nižší je koncentrace HDL cholesterolu)

·         snížení HDL cholesterolu pod 1 mmol/l je rizikovým faktorem kardiovaskulárního
onemocnění, zvýšení HDL cholesterolu nad 1,6 mmol/l je naopak snižuje kardiovaskulární riziko.

Příčiny zvýšení HDL cholesterolu: genetická determinace, pravidelná fyzická aktivita, strava bohatá
na polynenasycené MK, malé dávky alkoholu (cca 2dl červeného vína) či estrogeny.

Příčiny snížení HDL cholesterolu: genetická determinace, fyzická inaktivita, strava bohatá na
nasycené MK, kouření, androgeny i hypertriglyceridemie.


Atheroskleróza

·           vede k postupnému zužování průsvitu cév a ke ztrátě nesmáčivého povrchu endotelové
výstelky

·           vytvoření trombu v takovýchto cévách pak vede k rychlému uzávěru cévy

·           rizikové faktory rozvoje atherosklerózy:

o   ovlivnitelné – kouření, hypertenze, laboratorní parametry (celk. cholesterol, TAG,
LDL-cholesterol)

o   neovlivnitelné – věk, pohlaví (muži mají vyšší riziko), pozitivní rodinná anamnéza

·         atherogenní index = AI = (celkový cholesterol – HDL-cholesterol)/HDL-cholesterol, udává
míru rizika rozvoje atherosklerózy, čím vyšší AI, tím vyšší je riziko atherosklerózy (Pozor! –
existuje více variant jak počítat AI)

·         na počátku atherosklerózy a v její progresi hraje hlavní roli zánět v cévní stěně –
dysfunkce endotelových buněk vede k produkci adhezních molekul, které umožňují zánětlivým buňkám
proniknout do cévní stěny – dochází k hromadění lipidů, makrofágy uvolňují prozánětlivé cytokiny a
růstové faktory, které působí aktivaci a proliferaci buněk hladkého svalstva a progresi
sklerotických změn – vytváří se atherosklerotické pláty

·         dysfunkce endotelových buněk může být vyvolána:

o   mechanickým poškozením cévní výstelky při hypertenzi

o   zvýšená koncentrace cholesterolu a TAG, lipoproteinu a

o   infekcí

o   jinými onemocněními: DM, metabolický syndrom