Metabolismul grăsimilor

Metabolismul grăsimilor include metabolismul grăsimilor neutre, fosfatidelor, glicolipidelor, colesterolului și steroizilor. Un număr atât de mare de componente incluse în conceptul de grăsimi face extrem de dificilă descrierea caracteristicilor metabolismului lor. Cu toate acestea, proprietatea lor fizico-chimică generală - solubilitate scăzută în apă și solubilitate bună în solvenți organici - ne permite să subliniem imediat că transportul acestor substanțe în soluții apoase este posibil numai sub formă de complexe cu săruri proteice sau de acizi biliari sau sub formă de săpunuri.

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

Importanța grăsimilor pentru organism

În ultimii ani, perspectiva asupra importanței grăsimilor în viața umană s-a schimbat semnificativ. S-a constatat că grăsimile din corpul uman se reînnoiesc rapid. Astfel, jumătate din totalul grăsimilor unui adult se reînnoiește în 5-9 zile, grăsimile din țesutul adipos - în 6 zile, iar în ficat - la fiecare 3 zile. După ce s-a stabilit o rată ridicată de reînnoire a depozitelor de grăsime din organism, grăsimilor li se atribuie un rol important în metabolismul energetic. Importanța grăsimilor în construirea celor mai importante structuri ale corpului (de exemplu, membrana celulelor țesutului nervos), în sinteza hormonilor suprarenali, în protejarea organismului de pierderile excesive de căldură, în transportul vitaminelor liposolubile este de mult timp bine cunoscută.

Grăsimea corporală corespunde două categorii chimice și histologice.

A - grăsime „esențială”, care include lipidele care fac parte din celule. Acestea au un anumit spectru lipidic, iar cantitatea lor este de 2-5% din greutatea corporală fără grăsime. Grăsimea „esențială” este reținută în organism chiar și în timpul înfometării prelungite.

B - grăsime „neesențială” (rezervă, exces), situată în țesutul subcutanat, în măduva osoasă galbenă și cavitatea abdominală - în țesutul adipos situat în apropierea rinichilor, ovarelor, în mezenter și oment. Cantitatea de grăsime „neesențială” nu este constantă: aceasta fie se acumulează, fie se utilizează în funcție de consumul energetic și de natura nutriției. Studiile privind compoziția corporală a fetușilor de diferite vârste au arătat că acumularea de grăsime în corpul lor are loc în principal în ultimele luni de sarcină - după 25 de săptămâni de gestație și în primul-al doilea an de viață. Acumularea de grăsime în această perioadă este mai intensă decât acumularea de proteine.

Dinamica conținutului de proteine și grăsimi în structura greutății corporale a fătului și copilului

Greutatea corporală a fătului sau a copilului, g	Proteine, %	Grăsime, %	Proteine, g	Grăsime, 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

O astfel de intensitate a acumulării de țesut adipos în perioada de creștere și diferențiere cea mai critică demonstrează utilizarea predominantă a grăsimii ca material plastic, dar nu și ca rezervă de energie. Acest lucru poate fi ilustrat prin datele privind acumularea celei mai esențiale componente plastice a grăsimilor - acizii grași polinesaturați cu lanț lung din clasele ω3 și ω6, care sunt incluși în structurile creierului și determină proprietățile funcționale ale creierului și ale aparatului vizual.

Acumularea de acizi grași omega în țesutul cerebral fetal și infantil

Acizi grași	Înainte de naștere, mg/săptămână	După naștere, mg/săptămână
ω6 total	31 de ani	78
18:2	1	2
20:4	19	45 de ani
ω3 total	15	4
18:3	181	149

Cea mai mică cantitate de grăsime se observă la copii în perioada prepubertală (6-9 ani). Odată cu apariția pubertății, se observă din nou o creștere a rezervelor de grăsime, iar în acest moment există deja diferențe pronunțate în funcție de sex.

Odată cu creșterea rezervelor de grăsime, crește și conținutul de glicogen. Astfel, se acumulează rezerve de energie pentru utilizare în perioada inițială a dezvoltării postnatale.

Deși trecerea glucozei prin placentă și acumularea acesteia sub formă de glicogen sunt bine cunoscute, majoritatea cercetătorilor consideră că grăsimile sunt sintetizate doar la făt. Doar cele mai simple molecule de acetat, care pot fi produșii de pornire pentru sinteza grăsimilor, trec prin placentă. Acest lucru este evidențiat de conținutul diferit de grăsimi din sângele mamei și al copilului la momentul nașterii. De exemplu, conținutul de colesterol din sângele mamei este în medie de 7,93 mmol/l (3050 mg/l), în sângele retroplacentar - 6,89 (2650 mg/l), în sângele cordonului ombilical - 6,76 (2600 mg/l), iar în sângele copilului - doar 2,86 mmol/l (1100 mg/l), adică de aproape 3 ori mai mic decât în sângele mamei. Sistemele de digestie și absorbție intestinală a grăsimilor se formează relativ devreme. Acestea își găsesc prima aplicare deja la începutul ingerării lichidului amniotic - adică nutriția amniotrofică.

Momentul dezvoltării funcțiilor tractului gastrointestinal (momentul detectării și severitatea ca procent din aceeași funcție la adulți)

Digestia grăsimilor	Prima identificare a unei enzime sau a unei funcții, săptămână	Expresia funcțională ca procent dintr-un adult
Lipază sublinguală	30	Peste 100
Lipază pancreatică	20	5-10
Colipaza pancreatică	Necunoscut	12
Acizi biliari	22	50
Absorbția trigliceridelor cu lanț mediu	Necunoscut	100
Absorbția trigliceridelor cu lanț lung	Necunoscut	90

Caracteristicile metabolismului grăsimilor în funcție de vârstă

Sinteza grăsimilor are loc în principal în citoplasma celulelor, de-a lungul căii inverse a ciclului de descompunere a grăsimilor Knoop-Linen. Sinteza acizilor grași necesită prezența enzimelor nicotinamidice hidrogenate (HAOP), în special a HAOP H2. Deoarece principala sursă de HAOP H2 este ciclul pentozelor de descompunere a carbohidraților, intensitatea formării acizilor grași va depinde de intensitatea ciclului pentozelor de descompunere a carbohidraților. Aceasta subliniază legătura strânsă dintre metabolismul grăsimilor și cel al carbohidraților. Există o expresie figurativă: „grăsimile ard în flacăra carbohidraților”.

Cantitatea de grăsimi „neesențiale” este influențată de natura hrănirii copiilor în primul an de viață și de nutriția lor în anii următori. În cazul alăptării, greutatea corporală a copiilor și conținutul lor de grăsimi sunt oarecum mai mici decât în cazul hrănirii artificiale. În același timp, laptele matern provoacă o creștere tranzitorie a conținutului de colesterol în prima lună de viață, ceea ce servește drept stimul pentru sinteza mai timpurie a lipoproteinlipazei. Se crede că acesta este unul dintre factorii care inhibă dezvoltarea ateromatozei în anii următori. Nutriția excesivă a copiilor mici stimulează formarea de celule în țesutul adipos, care ulterior se manifestă ca o tendință la obezitate.

Există, de asemenea, diferențe în compoziția chimică a trigliceridelor din țesutul adipos al copiilor și al adulților. Astfel, grăsimea nou-născuților conține relativ mai puțin acid oleic (69%) comparativ cu adulții (90%) și, dimpotrivă, mai mult acid palmitic (la copii - 29%, la adulți - 8%), ceea ce explică punctul de topire mai ridicat al grăsimilor (la copii - 43°C, la adulți - 17,5°C). Acest lucru trebuie luat în considerare la organizarea îngrijirii copiilor în primul an de viață și la prescrierea medicamentelor pentru administrare parenterală.

După naștere, nevoia de energie pentru asigurarea tuturor funcțiilor vitale crește brusc. În același timp, aportul de nutrienți din organismul mamei încetează, iar aportul de energie prin alimente în primele ore și zile de viață este insuficient, neacoperind nici măcar nevoile metabolismului de bază. Întrucât organismul copilului are suficiente rezerve de carbohidrați pentru o perioadă relativ scurtă, nou-născutul este obligat să utilizeze imediat rezervele de grăsime, ceea ce se manifestă clar printr-o creștere a concentrației de acizi grași neesterificați (NEFA) în sânge, cu o scădere simultană a concentrației de glucoză. NEFA sunt o formă de transport a grăsimilor.

Simultan cu creșterea conținutului de NEFA în sângele nou-născuților, concentrația de cetone începe să crească după 12-24 de ore. Există o dependență directă a nivelului de NEFA, glicerol, cetone de valoarea energetică a alimentelor. Dacă unui copil i se administrează o cantitate suficientă de glucoză imediat după naștere, conținutul de NEFA, glicerol, cetone va fi foarte scăzut. Astfel, nou-născutul își acoperă costurile energetice în principal prin metabolismul carbohidraților. Pe măsură ce cantitatea de lapte pe care o primește copilul crește, valoarea sa energetică crește până la 467,4 kJ (40 kcal/kg), ceea ce acoperă cel puțin metabolismul de bază, concentrația de NEFA scade. Studiile au arătat că creșterea conținutului de NEFA, glicerol și apariția cetonelor sunt asociate cu mobilizarea acestor substanțe din țesutul adipos și nu reprezintă o simplă creștere datorată aportului de alimente. În ceea ce privește alte componente ale grăsimilor - lipide, colesterol, fosfolipide, lipoproteine - s-a stabilit că concentrația lor în sângele vaselor ombilicale ale nou-născuților este foarte scăzută, dar după 1-2 săptămâni crește. Această creștere a concentrației fracțiunilor de grăsime care nu sunt de transport este strâns legată de aportul lor cu alimente. Acest lucru se datorează faptului că alimentele unui nou-născut - laptele matern - au un conținut ridicat de grăsimi. Studiile efectuate pe bebelușii prematuri au dat rezultate similare. Se pare că, după nașterea unui copil prematur, durata dezvoltării intrauterine este mai puțin importantă decât timpul scurs după naștere. După începerea alăptării, grăsimile administrate cu alimente sunt supuse descompunerii și resorbției sub influența enzimelor lipolitice ale tractului gastrointestinal și a acizilor biliari din intestinul subțire. Acizii grași, săpunurile, glicerolul, mono-, di- și chiar trigliceridele sunt resorbite în membrana mucoasă a secțiunilor medii și inferioare ale intestinului subțire. Resorbția poate avea loc atât prin pinocitoza picăturilor mici de grăsime de către celulele mucoasei intestinale (dimensiunea chilomicronilor mai mică de 0,5 μm), cât și sub forma formării de complexe solubile în apă cu săruri biliare și acizi, esteri ai colesterolului. În prezent, s-a dovedit că grăsimile cu un lanț scurt de carbon de acizi grași (C 12) sunt absorbite direct în sângele sistemului veinei portae. Grăsimile cu un lanț mai lung de carbon de acizi grași pătrund în limfă și prin canalul toracic comun curg în sângele circulant. Datorită insolubilității grăsimilor în sânge, transportul lor în organism necesită anumite forme. În primul rând, se formează lipoproteinele. Transformarea chilomicronilor în lipoproteine are loc sub influența enzimei lipoproteinlipază („factor de clarificare”), al cărei cofactor este heparina. Sub influența lipoproteinlipazei, acizii grași liberi sunt separați de trigliceride, care sunt legate de albumine și astfel sunt ușor absorbite. Se știe că α-lipoproteinele conțin 2/3 din fosfolipide și aproximativ 1/4 din colesterolul plasmatic.β-lipoproteine - 3/4 din colesterol și 1/3 din fosfolipide. La nou-născuți, cantitatea de α-lipoproteine este semnificativ mai mare, în timp ce β-lipoproteinele sunt puține. Abia la 4 luni raportul dintre fracțiile α și β ale lipoproteinelor se apropie de valorile normale pentru un adult (fracțiuni α ale lipoproteinelor - 20-25%, fracții p ale lipoproteinelor - 75-80%). Acest lucru are o anumită semnificație pentru transportul fracțiunilor de grăsime.

Schimbul de grăsimi are loc constant între depozitele de grăsime, ficat și țesuturi. În primele zile de viață ale unui nou-născut, conținutul de acizi grași esterificați (AGE) nu crește, în timp ce concentrația de NEFA crește semnificativ. În consecință, în primele ore și zile de viață, reesterificarea acizilor grași din peretele intestinal este redusă, ceea ce este confirmat și de încărcătura de acizi grași liberi.

Steatoreea este adesea observată la copiii din primele zile și săptămâni de viață. Astfel, excreția lipidelor totale prin fecale la copiii sub 3 luni este în medie de aproximativ 3 g/zi, apoi la vârsta de 3-12 luni scade la 1 g/zi. În același timp, cantitatea de acizi grași liberi din fecale scade, ceea ce reflectă o mai bună absorbție a grăsimilor în intestin. Astfel, digestia și absorbția grăsimilor în tractul gastrointestinal în acest moment sunt încă imperfecte, deoarece mucoasa intestinală și pancreasul trec printr-un proces de maturare funcțională după naștere. La sugarii prematuri, activitatea lipazei reprezintă doar 60-70% din activitatea întâlnită la copiii peste 1 an, în timp ce la nou-născuții la termen este mai mare - aproximativ 85%. La sugari, activitatea lipazei este de aproape 90%.

Totuși, activitatea lipazei în sine nu determină absorbția grăsimilor. O altă componentă importantă care promovează absorbția grăsimilor sunt acizii biliari, care nu numai că activează enzimele lipolitice, dar afectează și direct absorbția grăsimilor. Secreția de acizi biliari are caracteristici legate de vârstă. De exemplu, la sugarii prematuri, secreția de acizi biliari de către ficat reprezintă doar 15% din cantitatea care se formează în perioada de dezvoltare completă a funcției sale la copiii cu vârsta de 2 ani. La sugarii născuți la termen, această valoare crește la 40%, iar la copiii din primul an de viață este de 70%. Această circumstanță este foarte importantă din punct de vedere al nutriției, deoarece jumătate din nevoile energetice ale copiilor sunt acoperite de grăsimi. Deoarece vorbim despre laptele matern, digestia și absorbția sunt destul de complete. La sugarii născuți la termen, absorbția grăsimilor din laptele matern are loc în proporție de 90-95%, la sugarii prematuri este puțin mai mică - la 85%. Cu hrănirea artificială, aceste valori scad cu 15-20%. S-a stabilit că acizii grași nesaturați sunt absorbiți mai bine decât cei saturați.

Țesuturile umane pot descompune trigliceridele în glicerol și acizi grași și le pot sintetiza înapoi. Descompunerea trigliceridelor are loc sub influența lipazelor tisulare, trecând prin etape intermediare de di- și monogliceride. Glicerolul este fosforilat și inclus în lanțul glicolitic. Acizii grași suferă procese oxidative localizate în mitocondriile celulelor și sunt schimbați în ciclul Knoop-Lin, a cărui esență constă în faptul că, la fiecare rundă a ciclului, se formează o moleculă de acetil coenzimă A, iar lanțul de acizi grași este redus cu doi atomi de carbon. Cu toate acestea, în ciuda creșterii mari a energiei în timpul descompunerii grăsimilor, organismul preferă să utilizeze carbohidrații ca sursă de energie, deoarece posibilitățile de reglare autocatalitică a creșterii energiei în ciclul Krebs din partea căilor metabolice ale carbohidraților sunt mai mari decât în metabolismul grăsimilor.

În timpul catabolismului acizilor grași se formează produse intermediare - cetone (acid β-hidroxibutiric, acid acetoacetic și acetonă). Cantitatea acestora are o anumită valoare, deoarece carbohidrații din alimente și unii aminoacizi au proprietăți anticetonice. În termeni simplificați, cetogenitatea dietei poate fi exprimată prin următoarea formulă: (Grăsimi + 40% proteine) / (Carbohidrați + 60% proteine).

Dacă acest raport este mai mare de 2, atunci dieta are proprietăți cetonice.

Trebuie avut în vedere faptul că, indiferent de tipul de hrană, există caracteristici legate de vârstă care determină tendința la cetoză. Copiii cu vârsta cuprinsă între 2 și 10 ani sunt predispuși în mod special la aceasta. Dimpotrivă, nou-născuții și copiii din primul an de viață sunt mai rezistenți la cetoză. Este posibil ca „maturarea” fiziologică a activității enzimelor implicate în ketogeneză să aibă loc lent. Cetonele se formează în principal în ficat. Când se acumulează cetone, apare sindromul de vărsături acetonemice. Vărsăturile apar brusc și pot continua timp de câteva zile și chiar săptămâni. La examinarea pacienților, se detectează un miros de măr din gură (acetonă), iar acetonă este detectată în urină. În același timp, conținutul de zahăr din sânge este în limite normale. Cetoacidoza este caracteristică și diabetului zaharat, în care se detectează hiperglicemie și glucozurie.

Spre deosebire de adulți, copiii au caracteristici ale profilului lipidic din sânge legate de vârstă.

Caracteristici legate de vârstă ale conținutului de grăsimi și ale fracțiilor acestora la copii

Indicator	Nou-născut			Sugar G 1-12 luni	Copii de la 2 ani
	1 oră	24 de ore	6-10 zile		Până la 14 ani
Lipide totale, g/l	2.0	2.21	4.7	5.0	6.2
Trigliceride, mmol/l	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Colesterol total, mmol/l	1.3	-	2.6	3.38	5.12
Colesterolul legat efectiv, % din total	35,0	50,0	60,0	65,0	70,0
NEFA, mmol/l	2,2	2.0	1,2	0,8	0,45
Fosfolipide, mmol/l	0,65	0,65	1,04	1.6	2.26
Lecitină, g/l	0,54	-	0,80	1,25	1,5
Kefalină, g/l	0,08	-	-	0,08	0,085

După cum se poate observa din tabel, conținutul de lipide totale din sânge crește odată cu vârsta: numai în primul an de viață, acesta crește de aproape 3 ori. Nou-născuții au un conținut relativ ridicat (ca procent din grăsimea totală) de lipide neutre. În primul an de viață, conținutul de lecitină crește semnificativ odată cu stabilitatea relativă a cefalinei și lisolecitinei.

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

Tulburare a metabolismului grăsimilor

Tulburări ale metabolismului grăsimilor pot apărea în diferite etape ale metabolismului acestuia. Deși rar, se observă sindromul Sheldon-Reye - malabsorbție a grăsimilor cauzată de absența lipazei pancreatice. Clinic, acesta se manifestă printr-un sindrom asemănător bolii celiace cu steatoree semnificativă. Drept urmare, greutatea corporală a pacienților crește lent.

Modificările eritrocitelor sunt detectate și din cauza perturbării structurii membranei și stromei acestora. O afecțiune similară apare după intervențiile chirurgicale asupra intestinului, în care se rezecă secțiuni semnificative ale acestuia.

De asemenea, se observă digestie și absorbție deficitară a grăsimilor cu hipersecreție de acid clorhidric, care inactivează lipaza pancreatică (sindromul Zollinger-Ellison).

Printre bolile bazate pe tulburarea transportului grăsimilor, este cunoscută abetalipoproteinemia - absența β-lipoproteinelor. Tabloul clinic al acestei boli este similar cu cel al bolii celiace (diaree, hipotrofie etc.). În sânge - conținut scăzut de grăsimi (serul este transparent). Cu toate acestea, mai des se observă diverse hiperlipoproteinemii. Conform clasificării OMS, se disting cinci tipuri: I - hiperchilomicronemie; II - hiper-β-lipoproteinemie; III - hiper-β-hiper-β-lipoproteinemie; IV - hiperpre-β-lipoproteinemie; V - hiperpre-β-lipoproteinemie și chilomicronemie.

Principalele tipuri de hiperlipidemie

Indicatori	Tipul de hiperlipidemie
	Eu	IIA	IIv	Al III-lea	IV.	V.
Trigliceride	Crescut		Crescut		Crescut	↑
Chilomicroni						↑
Colesterol total		Crescut	Crescut
Lipoproteinlipază	Redus
Lipoproteine		Crescut	Crescut	Crescut
Lipoproteine cu densitate foarte mică			Crescut		Crescut	↑

În funcție de modificările serului sanguin în hiperlipidemie și de conținutul fracțiunilor de grăsime, acestea pot fi distinse prin transparență.

Tipul I se bazează pe un deficit de lipoproteinlipază, serul sanguin conține un număr mare de chilomicroni, drept urmare devine tulbure. Se găsesc adesea xantoame. Pacienții suferă adesea de pancreatită, însoțită de atacuri de durere abdominală acută, și se observă și retinopatie.

Tipul II se caracterizează printr-o creștere a conținutului sanguin de β-lipoproteine cu densitate mică, cu o creștere bruscă a nivelului de colesterol și un conținut normal sau ușor crescut de trigliceride. Clinic, se detectează adesea xantoame pe palme, fese, periorbital etc. Arterioscleroza se dezvoltă precoce. Unii autori disting două subtipuri: IIA și IIB.

Tipul III - o creștere a așa-numitelor β-lipoproteine flotante, colesterol ridicat, creștere moderată a concentrației de trigliceride. Se găsesc adesea xantoame.

Tipul IV - niveluri crescute de pre-β-lipoproteine cu trigliceride crescute, niveluri normale sau ușor crescute de colesterol; chilomicronemia este absentă.

Tipul V este caracterizat printr-o creștere a lipoproteinelor cu densitate mică, cu o scădere a clearance-ului plasmatic din grăsimile alimentare. Boala se manifestă clinic prin dureri abdominale, pancreatită cronică recurentă și hepatomegalie. Acest tip este rar la copii.

Hiperlipoproteinemiile sunt mai des boli determinate genetic. Sunt clasificate drept tulburări de transport al lipidelor, iar lista acestor boli devine din ce în ce mai completă.

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

Boli ale sistemului de transport al lipidelor

• Familial:
  • hipercolesterolemie;
  • tulburări de sinteză a apo-B-100;
  • hiperlipidemie combinată;
  • hiperapolipo-β-lipoproteinemie;
  • dis-β-lipoproteinemie;
  • fitosterolemie;
  • hipertrigliceridemie;
  • hiperchilomicronemie;
  • hiperlipoproteinemie de tip 5;
  • hiper-α-lipoproteinemie de tip boala Tangier;
  • deficit de lecitină/colesterol aciltransferază;
  • an-α-lipoproteinemie.
• Abetalipoproteinemie.
• Hipobetalipoproteinemie.

Totuși, aceste afecțiuni se dezvoltă adesea secundar diferitelor boli (lupus eritematos, pancreatită, diabet zaharat, hipotiroidism, nefrită, icter colestatic etc.). Ele duc la leziuni vasculare precoce - arterioscleroză, formarea precoce a cardiopatiei ischemice, riscul de a dezvolta hemoragii cerebrale. În ultimele decenii, atenția a crescut constant asupra originilor copilăriei ale bolilor cardiovasculare cronice la vârsta adultă. S-a descris că, chiar și la tineri, prezența tulburărilor de transport al lipidelor poate duce la formarea modificărilor aterosclerotice în vase. Printre primii cercetători ai acestei probleme în Rusia s-au numărat V. D. Tsinzerling și M. S. Maslov.

Alături de acestea, sunt cunoscute și lipoidozele intracelulare, dintre care boala Niemann-Pick și boala Gaucher sunt cele mai frecvente la copii. În boala Niemann-Pick, sfingomielina se depune în celulele sistemului reticuloendotelial și în măduva osoasă, iar în boala Gaucher, hexosecerebrozide. Una dintre principalele manifestări clinice ale acestor boli este splenomegalia.

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