Lipid Metabolizması Nedir
Lipidler vücutta enerji dengesi, üreme ve organ fizyolojisi ve hücresel biyolojinin devamı için mutlak gereklidir. Ancak bu esansiyel molekül çok hassas dengeler üzerinde olup bu dengenin bozulması obezite, kalp hastalığı, enflamasyon ve diyabet gibi birçok patoloji ile de ilişkilidir.
Kolesterol steroid ve alkolün birleşiminden oluşan bir moleküldür, hücre membranının önemli bir bileşenidir ve kanda taşınır. Hücre membran bileşeni olmasından başka kolesterol; steroid hormon, Vitamin D ve safra tuzlarının sentezinde öncül moleküldür. Diyetle alındığı gibi (eksojen) vücutta da sentezlenir (endojen). İnsanlarda normal bir diyet 200-500 mg/gün kolesterol içerir. Kolesterol bağırsağa safra asitleri (800-1200mg/gün) ve dökülen bağırsak epitel hücreleri halinde (300 mg/gün) girer. Bu kolesterolün %30-60’ı emilir. Kolesterol biyosentezinin asıl merkezi karaciğer ve santral sinir sistemidir. Dokulardan emilmeyen kolesterol safra tuzları olarak, bağırsaktan ve deriden atılır. Günlük fekal atılım 550 mg, safra tuzları olarak 250 mg, deriden 100 mg civarındadır. Bu yüzden toplam günlük 900 mg kolesterolün endojen olarak sentezi ve eksojen olarak alınması gereklidir
Yemek sonrası, kan yağ asitleri değeri yükselir ve başlıca karaciğer, yağ dokusu ve çizgili kaslar tarafından olmak üzere vücüt hücreleri tarafından alınır. Bu alım pankreastan salınan insülin tarafından uyarılır. Sonuç olarak yemekten bir süre sonra kan yağ asid konsantrasyonu tekrar normale döner. Kolesterol hidrofobik olup kanda serbest olarak taşınamadığı için hidrofilik lipoproteinler tarafından taşınır. Kanda taşınan kolesterolün akibeti büyük oranda lipoproteinlere bağlıdır. Kolesterol hem dokulara hem de atılım için karaciğer üzerinden bağırsaklara taşınır. Çok merkezli bir çalışma olan ATP III kriterlerine (2001) göre yetişkinlerde total kolesterolün kan değeri <200>240 mg/dl üzerinde ise yüksek kabul edilir.
Kolesterol esterleşerek veya trigliserideler halinde adipoz dokuda depolanır. Adipoz doku hem kolesterol sentezi hem de depolanmasında görev alan dinamik bir yapıdır.
Plazma Lipoproteinleri
Plazma lipidleri, başta kolesterol olmak üzere trigliseridler, fosfolipidler ve düşük miktarda Vitamin E, hidrofobik olduklarından kanda hidrofilik (suda çözünen) makromoleküller olan lipoproteinlerle taşınırlar. Lipoproteinler plazmada hem lipidleri çözünür durumda tutarlar hem de kendi lipid içeriklerini dokulara verirler. Lipoproteinler ultrasantrifüjde yoğunluklarına göre değişik sınıflara ayrılırlar. Daha ileri sınıflama partikül büyüklüğü, elektroforetik hareket, veya affinite kromatografisi sayesinde yapılır. Bu sınıfların her birinin özgün metabolik fonksiyonları vardır
Bu sınıflar Şilomikronlar, VLDL (Çok düşük yoğunluklu lipoprotein pre-b bandı), LDL (düşük yoğunluklu lipoprotein-b bandı), ve HDL (yüksek yoğunluklu lipoprotein-a bandı) olarak ayılırlar.
Lipoproteinlerin sentez yeri ince bağırsaklar ve karaciğerdir. Lipoproteinlerin dış zarı ve merkez kısmı vardır. Lipoproteinlerin merkezindeki nötral lipidler, triaçilgliserol ve kolesteril esterlerini içerirken dış zarı anesterifiye kolesterol ve fosfolipidleri içerir. Lipoproteinlerin protein içeriği aplipoprotein olarak adlandırılır
Apolipoproteinler lipoproteinlerin yapısal bileşenidirler, hücre yüzey reseptörleri için tanıma bölgeleri oluşturular ayrıca lipoprotein metabolizmasında yer alan enzimlerin aktivatörü veya koenzimi olarak görev yaparlar. Bugüne kadar 15 apolipoprotein izole edilmiş ve tanımlanmıştır: Bunlar apolipoprotein (apo) A-1, A-II, A-IV, (a), C-I, C-II, C-III, C-IV, D, E, F, G, H, I ve J (19,20,21, Center for Medical Genetics John Hopkins University, National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). 1998 World Wide Web: http://www3ncbi.nlm.nih.gov/omim/ Güncelleme tarihi Kasım 2007)’dir.
Endojen ve eksojen kolesterol sentezi ve taşınması sırasında da apolipoproteinler lipoproteinlerin kofaktörü olarak görev yaparlar Eksojen yolda diyetle alınan lipidler bağırsak mukoza hücrelerde paketlenir ve büyük, trigliseritten zengin bu partiküller şilomikron adını alarak lenf dokusuna sentezlenir. Şilomikronların içeriği başlıca trigliserid olsa da aynı zamanda apolipoprotein B-48, A-1 ve A-IV ve eser miktarda diğer apolipoproteinleri de içerir. Şilomikronlar genel dolaşıma girdiklerinde endotelyal lipoprotein lipaz (kofaktörü apo C-II) tarafından hızla yıkılırlar ve yağ asitleri depo için yağ dokusuna ve oksidasyon için kas dokusuna girer. Bu olay sırasında merkezdeki kalıntılar Apoplipoprotein E gibi başka apolipoproteinleri de kazanırlar ve yüzeydeki kalıntılar da HDL’ye aktarılırlar. Merkezdeki kalıntılar da apo E için özgül hepatik reseptörler tarafından karaciğere alınırlar.
Kolesterol ve trigliseridlerin endojen sentez yeri başlıca karaciğerdir. Burada lipidler çok düşük yoğunluklu lipoproteinler (VLDL) olarak paketlenip sentezlenir. VLDL parçacıkları da şilomikromikronlar gibi trigliserid içeriği açısından zengindir. Ancak VLDL’de ayrıca apoB-100, apolipoprotein C-I, C-II, C-III ve apo E de bulunur. VLDL dolaşımda yıkılır ve orta yoğunluklu lipoprotein (IDL) oluşur. IDL’nin önemli bir kısmı karaciğer tarafından alınır. Geri kalan kısımdan serbest yağ asitleri ayrılır ve düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) oluşur. VLDL’deki lipolizde hepatik lipaz (HL) ve lipoprotein lipaz (LPL) enzimleri rol oynarlar. LDL insanlarda kolesteril esterlerinden zengindir ve açlık serumundaki kolesterolün çoğunu içerir. Belirgin tek protein bileşeni apoB-100’dür. LDL membran ve steroid hormon sentezi için karaciğer ve çevre dokulara kolesterol aktarımı yapar. Hücresel alım birçok hücede bulunan LDL (veya apoB, E) reseptörü tarafından yapılır
HDL dolaşımda karaciğer tarafından salgılanan apo A-1 ve şilomikron yüzey kalıntılarından sentezlenir. İlk sentezlendiği anda diskoid yapıda olan HDL, sonradan fosfolipaz transfer protein (PLTP) ve LCAT yardımıyla kolesterol esterlerini kendine katarak sferoid yapıya dönüşür. Üeriki bölümlerde anlatılacak olan bu mekanizma HDL’nin dolaşımdan kolesterolü temizlemesi, çeşitli enzimlerle LDL-K ve karaciğerle kolesterol alışverişi, dengede ilerleyen bir mekanizmayı göstermektedir.
Olgun HDL’nin başlıca proteinleri apoA-1 ve apoA-II’dir. Merkezinde kolesterol esteri içeren olgun HDL, serbest kolesterolün lesitin kolesterol açiltransferaz (LCAT) tarafından esterifikasyonuyla oluşmuştur. HDL hücrelerden kolesterolün alımını kolaylaştırır. Bu kolesterol ya HDL katabolizmasının esas merkezi olan karaciğere taşınır veya kolesteril ester transfer proteini (CETP) yoluyla IDL’ye aktarılır. Böylece HDL fazla kolesterolün çevre dokulardan kolesterolü hem salgılayan hem de katabolize eden tek organa; karaciğere taşınmasını sağlayan kolesterolün geri taşınımında görev alır.