Fettmetabolism

Fettmetabolismen omfattar metabolismen av neutrala fetter, fosfatider, glykolipider, kolesterol och steroider. Ett så stort antal komponenter som ingår i begreppet fetter gör det extremt svårt att beskriva egenskaperna hos deras metabolism. Emellertid gör deras allmänna fysikalisk-kemiska egenskap - låg löslighet i vatten och god löslighet i organiska lösningsmedel - det möjligt att omedelbart betona att transport av dessa ämnen i vattenlösningar endast är möjlig i form av komplex med protein- eller gallsyrasalter eller i form av tvålar.

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

Fettets betydelse för kroppen

Under senare år har synen på fetters betydelse i människors liv förändrats avsevärt. Det har visat sig att fetter i människokroppen förnyas snabbt. Således förnyas hälften av allt fett hos en vuxen inom 5–9 dagar, fett i fettvävnaden – 6 dagar och i levern – var tredje dag. Efter att den höga förnyelsetakten av fettdepåer i kroppen etablerades, ges fetter en stor roll i energimetabolismen. Fetters betydelse för uppbyggnaden av kroppens viktigaste strukturer (till exempel membranet i nervvävnadsceller), för syntesen av binjurehormoner, för att skydda kroppen från överdriven värmeförlust och för transporten av fettlösliga vitaminer har länge varit välkänd.

Kroppsfett motsvarar två kemiska och histologiska kategorier.

A - "essentiellt" fett, vilket inkluderar lipider som ingår i cellerna. De har ett visst lipidspektrum, och deras mängd är 2-5% av kroppsvikten utan fett. "Essentiellt" fett behålls i kroppen även under långvarig svält.

B - "icke-essentiellt" fett (reserv, överskott), beläget i subkutan vävnad, i den gula benmärgen och bukhålan - i fettvävnaden belägen nära njurarna, äggstockarna, i mesenteriet och omentum. Mängden "icke-essentiellt" fett är inte konstant: det antingen ackumuleras eller används beroende på energiförbrukning och näringens art. Studier av kroppssammansättningen hos foster i olika åldrar har visat att fettansamling i deras kroppar sker huvudsakligen under de sista månaderna av graviditeten - efter 25 veckors graviditet och under det första-andra levnadsåret. Fettansamlingen under denna period är mer intensiv än proteinansamlingen.

Dynamiken hos protein- och fettinnehåll i fostrets och barnets kroppsviktstruktur

Fostrets eller barnets kroppsvikt, g	Protein, %	Fett, %	Protein, g	Fett, 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

En sådan intensitet av ansamling av fettvävnad under den mest kritiska tillväxt- och differentieringsperioden vittnar om den ledande användningen av fett som ett plastiskt material, men inte som en energireserv. Detta kan illustreras av data om ansamlingen av den viktigaste plastiska komponenten i fett - fleromättade långkedjiga fettsyror av klasserna ω3 och ω6, vilka ingår i hjärnstrukturer och bestämmer hjärnans och den visuella apparatens funktionella egenskaper.

Ackumulering av ω-fettsyror i hjärnvävnad hos foster och barn

Fettsyror	Före födseln, mg/vecka	Efter födseln, mg/vecka
Totalt ω6	31	78
18:2	1	2
20:4	19	45
Totalt ω3	15	4
18:3	181	149

Den lägsta mängden fett observeras hos barn under prepubertetsperioden (6-9 år). Med pubertetens början observeras återigen en ökning av fettreserverna, och vid denna tidpunkt finns det redan uttalade skillnader beroende på kön.

I takt med att fettreserverna ökar, ökar glykogenhalten. Därmed ackumuleras energireserver som kan användas under den inledande perioden av postnatal utveckling.

Medan passagen av glukos genom moderkakan och dess ackumulering som glykogen är välkänt, tror de flesta forskare att fetter syntetiseras endast hos fostret. Endast de enklaste acetatmolekylerna, som kan vara utgångsprodukter för fettsyntes, passerar genom moderkakan. Detta bevisas av den olika fetthalten i moderns och barnets blod vid födseln. Till exempel är kolesterolhalten i moderns blod i genomsnitt 7,93 mmol/l (3050 mg/l), i retroplacentablod - 6,89 (2650 mg/l), i navelsträngsblod - 6,76 (2600 mg/l), och i barnets blod - endast 2,86 mmol/l (1100 mg/l), dvs. nästan 3 gånger lägre än i moderns blod. Tarmarna för matsmältning och absorption av fetter bildas jämförelsevis tidigt. De finner sin första användning redan i början av intaget av fostervätska - dvs. fostervattennäring.

Tidpunkt för utveckling av mag-tarmfunktioner (tidpunkt för upptäckt och svårighetsgrad som en procentandel av samma funktion hos vuxna)

Matsmältning av fett	Första identifieringen av ett enzym eller en funktion, vecka	Funktionellt uttryck som en procentandel av en vuxen
Sublingual lipas	30	Mer än 100
Pankreaslipas	20	5-10
Pankreatisk kolipas	Okänd	12
Gallsyror	22	50
Absorption av triglycerider med medellånga kedjor	Okänd	100
Absorption av långkedjiga triglycerider	Okänd	90

Funktioner hos fettmetabolism beroende på ålder

Fettsyntes sker huvudsakligen i cellernas cytoplasma längs den väg som är den motsatta av Knoop-Linens fettnedbrytningscykel. Fettsyrasyntes kräver närvaron av hydrerade nikotinamidenzymer (HAOP), särskilt HAOP H2. Eftersom den huvudsakliga källan till HAOP H2 är pentoscykeln för kolhydratnedbrytning, beror intensiteten av fettsyrabildningen på intensiteten i pentoscykeln för kolhydratnedbrytning. Detta betonar det nära sambandet mellan fett- och kolhydratmetabolism. Det finns ett bildligt uttryck: "fett brinner i kolhydraternas låga".

Mängden "icke-essentiellt" fett påverkas av hur barn matas under det första levnadsåret och deras näring under de följande åren. Vid amning är barns kroppsvikt och fettinnehåll något lägre än vid artificiell matning. Samtidigt orsakar bröstmjölk en övergående ökning av kolesterolhalten under den första levnadsmånaden, vilket stimulerar tidigare syntes av lipoproteinlipas. Man tror att detta är en av faktorerna som hämmar utvecklingen av ateromatos under de följande åren. Överdriven näring hos små barn stimulerar bildandet av celler i fettvävnaden, vilket senare manifesterar sig som en tendens till fetma.

Det finns också skillnader i den kemiska sammansättningen av triglycerider i fettvävnaden hos barn och vuxna. Således innehåller nyföddas fett relativt mindre oljesyra (69 %) jämfört med vuxna (90 %) och omvänt mer palmitinsyra (hos barn - 29 %, hos vuxna - 8 %), vilket förklarar fetternas högre smältpunkt (hos barn - 43 °C, hos vuxna - 17,5 °C). Detta bör beaktas vid organisering av vård för barn under det första levnadsåret och vid förskrivning av läkemedel för parenteral användning.

Efter födseln ökar behovet av energi för att säkerställa alla vitala funktioner kraftigt. Samtidigt upphör näringstillförseln från moderns kropp, och energitillförseln med mat under de första timmarna och dagarna av livet är otillräcklig och täcker inte ens behoven för den grundläggande ämnesomsättningen. Eftersom barnets kropp har tillräckligt med kolhydratreserver under en relativt kort period, tvingas den nyfödda att omedelbart använda fettreserver, vilket tydligt manifesteras av en ökning av koncentrationen av icke-förestrade fettsyror (NEFA) i blodet samtidigt som glukoskoncentrationen minskar. NEFA är en transportform av fett.

Samtidigt med ökningen av halten av NEFA i nyföddas blod börjar koncentrationen av ketoner öka efter 12–24 timmar. Nivån av NEFA, glycerol och ketoner är direkt beroende av matens energivärde. Om ett barn får en tillräcklig mängd glukos omedelbart efter födseln kommer halten av NEFA, glycerol och ketoner att vara mycket låg. Således täcker den nyfödda sina energikostnader främst genom kolhydratmetabolism. När mängden mjölk som barnet får ökar ökar dess energivärde till 467,4 kJ (40 kcal/kg), vilket täcker åtminstone den grundläggande metabolismen, och koncentrationen av NEFA minskar. Studier har visat att ökningen av halten av NEFA och glycerol och uppkomsten av ketoner är förknippad med mobiliseringen av dessa ämnen från fettvävnad och inte representerar en enkel ökning på grund av inkommande mat. När det gäller andra fettkomponenter - lipider, kolesterol, fosfolipider, lipoproteiner - har det fastställts att deras koncentration i blodet i navelkärlen hos nyfödda är mycket låg, men efter 1-2 veckor ökar den. Denna ökning av koncentrationen av icke-transporterande fettfraktioner är nära relaterad till deras intag med mat. Detta beror på att en nyfödds mat - bröstmjölk - har en hög fetthalt. Studier utförda på för tidigt födda barn har gett liknande resultat. Det verkar som att efter ett för tidigt född barns födelse är varaktigheten av den intrauterina utvecklingen mindre viktig än tiden som förflyter efter födseln. Efter amningens början bryts fett som intas med mat ner och bryts ner under påverkan av lipolytiska enzymer i mag-tarmkanalen och gallsyror i tunntarmen. Fettsyror, tvålar, glycerol, mono-, di- och till och med triglycerider resorberas i slemhinnan i mellersta och nedre delen av tunntarmen. Resorption kan ske både genom pinocytos av små fettdroppar av tarmslemhinnans celler (kylomikronstorlek mindre än 0,5 μm) och i form av bildandet av vattenlösliga komplex med gallsalter och syror, kolesterolestrar. För närvarande har det bevisats att fetter med en kort kolkedja av fettsyror (C12) absorberas direkt i blodet i v. portae-systemet. Fetter med en längre kolkedja av fettsyror kommer in i lymfan och strömmar genom den gemensamma thorakala kanalen in i det cirkulerande blodet. På grund av fetternas olöslighet i blodet kräver deras transport i kroppen vissa former. Först och främst bildas lipoproteiner. Omvandlingen av kylomikroner till lipoproteiner sker under inverkan av enzymet lipoproteinlipas ("klargörande faktor"), vars kofaktor är heparin. Under inverkan av lipoproteinlipas avskiljs fria fettsyror från triglycerider, som binds av albuminer och därmed lätt absorberas. Det är känt att α-lipoproteiner innehåller 2/3 av fosfolipiderna och cirka 1/4 av kolesterolet i blodplasma,β-lipoproteiner - 3/4 av kolesterolet och 1/3 av fosfolipiderna. Hos nyfödda är mängden α-lipoproteiner betydligt högre, medan β-lipoproteiner är få. Först vid 4 månader närmar sig förhållandet mellan α- och β-fraktioner av lipoproteiner normalvärdena för en vuxen (α-fraktioner av lipoproteiner - 20-25%, p-fraktioner av lipoproteiner - 75-80%). Detta har en viss betydelse för transporten av fettfraktioner.

Fettutbyte sker ständigt mellan fettdepåer, lever och vävnader. Under de första dagarna av en nyfödds liv ökar inte innehållet av förestrade fettsyror (EFA), medan koncentrationen av NEFA ökar avsevärt. Följaktligen minskar återförestringen av fettsyror i tarmväggen under de första timmarna och dagarna i livet, vilket också bekräftas av den fria fettsyramängden.

Steatorré observeras ofta hos barn under de första dagarna och veckorna i livet. Således är utsöndringen av totala lipider med avföring hos barn under 3 månader i genomsnitt cirka 3 g/dag, sedan minskar den vid 3-12 månaders ålder till 1 g/dag. Samtidigt minskar även mängden fria fettsyror i avföringen, vilket återspeglar en bättre absorption av fett i tarmen. Således är matsmältningen och absorptionen av fett i mag-tarmkanalen vid denna tidpunkt fortfarande ofullständig, eftersom tarmslemhinnan och bukspottkörteln genomgår en process av funktionell mognad efter födseln. Hos för tidigt födda barn är lipasaktiviteten endast 60-70 % av den aktivitet som finns hos barn över 1 år, medan den hos fullgångna nyfödda är högre - cirka 85 %. Hos spädbarn är lipasaktiviteten nästan 90 %.

Lipasaktiviteten ensam avgör dock inte fettupptaget. En annan viktig komponent som främjar fettupptaget är gallsyror, som inte bara aktiverar lipolytiska enzymer, utan också direkt påverkar fettupptaget. Gallsyrasekretion har åldersrelaterade egenskaper. Till exempel, hos för tidigt födda barn är utsöndringen av gallsyror från levern endast 15 % av den mängd som bildas under perioden med full utveckling av dess funktion hos barn i åldern 2 år. Hos fullgångna barn ökar detta värde till 40 %, och hos barn under det första levnadsåret är det 70 %. Denna omständighet är mycket viktig ur näringssynpunkt, eftersom hälften av barnens energibehov täcks av fett. Eftersom vi talar om bröstmjölk är matsmältningen och absorptionen ganska fullständig. Hos fullgångna barn sker fettupptaget från bröstmjölk till 90-95 %, hos för tidigt födda barn är det något mindre - till 85 %. Vid artificiell matning minskar dessa värden med 15-20 %. Det har fastställts att omättade fettsyror absorberas bättre än mättade.

Mänskliga vävnader kan bryta ner triglycerider till glycerol och fettsyror och syntetisera dem igen. Triglyceridnedbrytning sker under påverkan av vävnadslipaser och passerar genom mellanliggande stadier av di- och monoglycerider. Glycerol fosforyleras och ingår i den glykolytiska kedjan. Fettsyror genomgår oxidativa processer lokaliserade i cellernas mitokondrier och utbyts i Knoop-Linen-cykeln, vars kärna är att med varje varv i cykeln bildas en molekyl acetylkoenzym A och fettsyrakedjan reduceras med två kolatomer. Trots den stora energiökningen under nedbrytningen av fetter föredrar kroppen att använda kolhydrater som energikälla, eftersom möjligheterna till autokatalytisk reglering av energitillväxten i Krebs-cykeln från sidan av kolhydratmetabolismvägarna är större än i fettmetabolismen.

Under fettsyrakatabolism bildas mellanprodukter - ketoner (β-hydroxismörsyra, acetättiksyra och aceton). Deras mängd har ett visst värde, eftersom kolhydrater i livsmedel och vissa aminosyror har antiketonegenskaper. Förenklat kan kostens ketogenicitet uttryckas med följande formel: (Fett + 40% proteiner) / (Kolhydrater + 60% proteiner).

Om detta förhållande är större än 2, har kosten ketoniska egenskaper.

Man bör komma ihåg att oavsett typ av mat finns det åldersrelaterade egenskaper som avgör tendensen till ketos. Barn i åldrarna 2 till 10 år är särskilt predisponerade för det. Tvärtom är nyfödda och barn under det första levnadsåret mer motståndskraftiga mot ketos. Det är möjligt att den fysiologiska "mognaden" av aktiviteten hos enzymer involverade i ketogenes sker långsamt. Ketoner bildas huvudsakligen i levern. När ketoner ackumuleras uppstår acetonemiskt kräkningssyndrom. Kräkningar uppstår plötsligt och kan fortsätta i flera dagar och till och med veckor. Vid undersökning av patienter upptäcks en äppeldoft från munnen (aceton) och aceton upptäcks i urinen. Samtidigt är sockerhalten i blodet inom normala gränser. Ketoacidos är också karakteristiskt för diabetes mellitus, där hyperglykemi och glukosuri upptäcks.

Till skillnad från vuxna har barn åldersrelaterade egenskaper hos sin blodfettprofil.

Åldersrelaterade egenskaper hos fettinnehåll och dess andelar hos barn

Indikator	Nyfödd			G spädbarn 1-12 månader	Barn från 2
	1 timme	24 timmar	6–10 dagar		Upp till 14 år
Totala lipider, g/l	2.0	2.21	4.7	5.0	6.2
Triglycerider, mmol/l	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Totalt kolesterol, mmol/l	1.3	-	2.6	3,38	5.12
Effektivt bundet kolesterol, % av totalt	35,0	50,0	60,0	65,0	70,0
NEFA, mmol/l	2,2	2.0	1,2	0,8	0,45
Fosfolipider, 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

Som framgår av tabellen ökar halten av totala lipider i blodet med åldern: enbart under det första levnadsåret ökar den nästan tre gånger. Nyfödda har en relativt hög halt (som andel av det totala fettet) av neutrala lipider. Under det första levnadsåret ökar halten av lecitin avsevärt med relativ stabilitet av cefalin och lysolecitin.

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

Fettmetabolismstörning

Störningar i fettmetabolismen kan uppstå i olika stadier av dess metabolism. Även om det är sällsynt observeras Sheldon-Reyes syndrom - fettmalabsorption orsakad av avsaknad av pankreaslipas. Kliniskt manifesteras detta av ett celiakiliknande syndrom med betydande steatorré. Som ett resultat ökar patienternas kroppsvikt långsamt.

Förändringar i erytrocyter detekteras också på grund av störningar i strukturen hos deras membran och stroma. Ett liknande tillstånd uppstår efter kirurgiska ingrepp i tarmen, där betydande delar av den resekteras.

Nedsatt matsmältning och absorption av fett observeras också vid hypersekretion av saltsyra, vilket inaktiverar pankreaslipas (Zollinger-Ellisons syndrom).

Bland sjukdomar baserade på rubbningar i fetttransporten är abetalipoproteinemi känd - avsaknaden av β-lipoproteiner. Den kliniska bilden av denna sjukdom liknar den vid celiaki (diarré, hypotrofi, etc.). I blodet - låg fetthalt (serumet är transparent). Emellertid observeras olika hyperlipoproteinemier oftare. Enligt WHO-klassificeringen urskiljs fem typer: I - hyperkylomikronemi; II - hyper-β-lipoproteinemi; III - hyper-β-hyperpre-β-lipoproteinemi; IV - hyperpre-β-lipoproteinemi; V - hyperpre-β-lipoproteinemi och kylomikronemi.

Huvudtyper av hyperlipidemi

Indikatorer	Typ av hyperlipidemi
	Jag	IIA	IIv	III	IV	V
Triglycerider	Ökad		Ökad		Ökad	↑
Kylomikroner						↑
Totalt kolesterol		Ökad	Ökad
Lipoproteinlipas	Nedsatt
Lipoproteiner		Ökad	Ökad	Ökad
Lipoproteiner med mycket låg densitet			Ökad		Ökad	↑

Beroende på förändringarna i blodserum vid hyperlipidemi och innehållet av fettfraktioner kan de särskiljas genom transparens.

Typ I beror på brist på lipoproteinlipas, blodserumet innehåller ett stort antal kylomikroner, vilket gör det grumligt. Xantom förekommer ofta. Patienter lider ofta av pankreatit, åtföljt av attacker av akut buksmärta, och retinopati förekommer också.

Typ II kännetecknas av en ökning av blodets innehåll av β-lipoproteiner med låg densitet med en kraftig ökning av kolesterolnivån och normal eller något förhöjd halt av triglycerider. Kliniskt upptäcks ofta xantom på handflator, skinkor, periorbitalområdet etc. Åderförkalkning utvecklas tidigt. Vissa författare skiljer mellan två subtyper: IIA och IIB.

Typ III - en ökning av så kallade flytande β-lipoproteiner, högt kolesterol, måttlig ökning av triglyceridkoncentrationen. Xantom förekommer ofta.

Typ IV - förhöjda pre-β-lipoproteinnivåer med förhöjda triglycerider, normala eller något förhöjda kolesterolnivåer; kylomikronemi saknas.

Typ V kännetecknas av en ökning av lågdensitetslipoproteiner med en minskning av plasmaclearance från kostfetter. Sjukdomen manifesteras kliniskt av buksmärtor, kronisk återkommande pankreatit och hepatomegali. Denna typ är sällsynt hos barn.

Hyperlipoproteinemier är oftare genetiskt betingade sjukdomar. De klassificeras som lipidtransportstörningar, och listan över dessa sjukdomar blir alltmer komplett.

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

Sjukdomar i lipidtransportsystemet

• Familj:
  • hyperkolesterolemi;
  • störningar i apo-B-100-syntesen;
  • kombinerad hyperlipidemi;
  • hyperapolipo-β-lipoproteinemi;
  • dys-β-lipoproteinemi;
  • fytosterolemi;
  • hypertriglyceridemi;
  • hyperkylomikronemi;
  • typ 5 hyperlipoproteinemi;
  • hyper-α-lipoproteinemi av typen Tangersjukdom;
  • lecitin/kolesterolacyltransferasbrist;
  • an-α-lipoproteinemi.
• Abetalipoproteinemi.
• Hypobetalipoproteinemi.

Dessa tillstånd utvecklas dock ofta sekundärt till olika sjukdomar (lupus erythematosus, pankreatit, diabetes mellitus, hypotyreos, nefrit, kolestatisk gulsot, etc.). De leder till tidig kärlskada - åderförkalkning, tidig bildning av ischemisk hjärtsjukdom, risk för att utveckla blödningar i hjärnan. Under de senaste decennierna har uppmärksamheten ständigt ökat mot barndomens ursprung till kroniska hjärt-kärlsjukdomar i vuxen ålder. Det har beskrivits att även hos unga människor kan förekomsten av lipidtransportstörningar leda till bildandet av aterosklerotiska förändringar i kärlen. Bland de första forskarna inom detta problem i Ryssland var VD Tsinzerling och MS Maslov.

Utöver detta är intracellulära lipoidoser också kända, bland vilka Niemann-Picks sjukdom och Gauchers sjukdom är vanligast hos barn. Vid Niemann-Picks sjukdom deponeras sfingomyelin i cellerna i det retikuloendoteliala systemet och i benmärgen, och vid Gauchers sjukdom hexosecerebrosider. En av de viktigaste kliniska manifestationerna av dessa sjukdomar är splenomegali.

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