Биологическая химия - часть 142

Рис. 17.3. Изменения электрофореграммы белков сыворотки крови при некоторых

заболеваниях (по Эммриху).

ке крови остается в пределах нормы. Такое состояние носит название

«диспротеинемия». На рис. 17.3 схематично представлен характер измене-

ния белковых фракций сыворотки крови при ряде заболеваний без учета

формы и стадии болезни.

В течении многих болезней, связанных с общим воспалением (инфек-

ционные заболевания, ревматизм и т.д.), отмечается несколько стадий, что,

несомненно, сказывается и на белковом спектре крови.

Как отмечалось, α- и β-глобулиновые фракции белков сыворотки крови

содержат липопротеины и гликопротеины. В состав углеводной части

гликопротеинов крови входят в основном следующие моносахариды и их

производные: галактоза, манноза, рамноза, глюкозамин, галактозамин,

нейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты). Соотношение

этих углеводных компонентов в отдельных гликопротеинах сыворотки

крови различно. Чаще всего в осуществлении связи между белковой

и углеводной частями молекулы гликопротеинов принимают участие аспа-

рагиновая кислота (ее карбоксил) и глюкозамин. Несколько реже встреча-

ется связь между гидроксилом треонина или серина и гексозаминами или

гексозами.

Нейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты) – наиболее

лабильные и активные компоненты гликопротеинов. Они занимают конеч-

ное положение в углеводной цепочке молекулы гликопротеинов и во

многом определяют свойства данного гликопротеина.

Гликопротеины имеются почти во всех белковых фракциях сыворотки

крови. При электрофорезе на бумаге гликопротеины в большом количестве

выявляются в α

1

- и α

2

-фракциях глобулинов. Гликопротеины, связанные

с α-глобулиновыми фракциями, содержат небольшое количество фруктозы,

а гликопротеины, выявляемые в составе β- и особенно γ-глобулиновых

фракций, содержат фруктозу в значительном количестве.

Повышенное содержание гликопротеинов в плазме или сыворотке крови

наблюдается при туберкулезе, плевритах, пневмониях, остром ревматизме,

гломерулонефритах, нефротическом синдроме, диабете, инфаркте миокар-

573

Острые инфекции

Острые некрозы

Острый ревматизм

Экссудативный туберкулез

Нефроз

Карцинома

Застойная

желтуха

Гепатит

Нефроз

β-Миеломы

Хронические воспаления

Хронический полиартрит

Болезнь Бека—Шауманна
Ретикулезы, циррозы печени

γ-Миеломы

Альбумин α

1

- α

2

- β- γ-Глобулин

Повышение

Характерный

признак

Понижение

Недостаток белков

Кахексия, нефроз

Воспаления

Инфекции, цирроз печени

Редко анальбуминемия

Приобретенные

Конституциональные

γ- Гипоглобулинемии

да, подагре, а также при остром и хроническом лейкозах, миеломе,

лимфосаркоме и некоторых других болезнях. У больного ревматизмом

увеличение содержания гликопротеинов в сыворотке соответствует тяжести

заболевания. Это объясняется, по мнению ряда исследователей, деполиме-

ризацией основного вещества соединительной ткани, что приводит к по-

ступлению гликопротеинов в кровь.

Липопротеины плазмы крови

Липопротеины – это высокомолекулярные водорастворимые частицы, пред-

ставляющие собой комплекс белков и липидов. В этом комплексе белки

вместе с полярными липидами формируют поверхностный гидрофильный

слой, окружающий и защищающий внутреннюю гидрофобную липидную

сферу от водной среды и обеспечивающий транспорт липидов в кровяном

русле и их доставку в органы и ткани.

Плазменные липопротеины (ЛП) – это сложные комплексные соедине-

ния, имеющие характерное строение: внутри липопротеиновой частицы

находится жировая капля (ядро), содержащая неполярные липиды (три-

глицериды, эстерифицированный холестерин); жировая капля окружена

оболочкой, в состав которой входят фосфолипиды, белок и свободный

холестерин. Толщина наружной оболочки липопротеиновой частицы (ЛП-

частица) составляет 2,1–2,2 нм, что соответствует половине толщины ли-

пидного бислоя клеточных мембран. Это позволило сделать заключение,

что в плазменных липопротеинах наружная оболочка в отличие от клеточ-

ных мембран содержит липидный монослой. Фосфолипиды, а также неэсте-

рифицированный холестерин (НЭХС) расположены в наружной оболочке

таким образом, что полярные группы фиксированы наружу, а гидрофобные

жирно-кислотные «хвосты» – внутрь частицы, причем какая-то часть этих

«хвостов» даже погружена в липидное ядро. По всей вероятности, наружная

оболочка липопротеинов представляет собой не гомогенный слой, а мо-

заичную поверхность с выступающими участками белка. Существует много

различных схем строения ЛП-частицы. Предполагают, что входящие в ее

состав белки занимают только часть наружной оболочки. Допускается, что

часть белковой молекулы погружена в ЛП-частицу глубже, чем толщина ее

наружной оболочки (рис. 17.4). Итак, плазменные ЛП представляют собой

сложные надмолекулярные комплексы, в которых химические связи между

компонентами комплекса носят нековалентный характер. Поэтому при-

менительно к ним вместо слова «молекула» употребляют выражение «час-

тица».

Классификация липопротеинов. Существует несколько классификаций

ЛП, основанных на различиях в их свойствах: гидратированной плотности,

скорости флотации, электрофоретической подвижности, а также на разли-

чиях в апопротеиновом составе частиц.

Наибольшее распространение получила классификация, основанная на

поведении отдельных ЛП в гравитационном поле в процессе ультрацентри-

фугирования. Применяя набор солевых плотностей, можно изолировать

отдельные фракции ЛП: хиломикроны (ХМ) – самые легкие частицы, затем

липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой

плотности (ЛПНП) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Различная электрофоретическая подвижность по отношению к глобули-

нам плазмы крови положена в основу другой классификации ЛП, согласно

которой различают ХМ (остаются на старте подобно γ-глобулинам), β-ЛП,

пре-β-ЛП и α-ЛП, занимающие положение β-, α

1

- и α

2

-глобулинов соответ-

574

Рис. 17.4. Строение ЛП-частицы (схема). Имеется сходство со структурой плазма-

тической мембраны. Некоторое количество эстерифицированного холестерина и

триглицеридов (не показано) содержится в поверхностном слое, а в ядре частицы -

небольшое количество неэстерифицированного холестерина (по А.Н. Климову и

Н.Г. Никульчевой). Объяснение в тексте.

ственно. Электрофоретическая подвижность фракций ЛП, выделенных пу-

тем ультрацентрифугирования, соответствует подвижности отдельных гло-

булинов, поэтому иногда используют двойное их обозначение: ЛПОНП

и пре-β-ЛП, ЛПНП и β-ЛП, ЛПВП и α-ЛП (рис. 17.5). Следует помнить,

что изолированные различными методами ЛП не являются полностью

идентичными, поэтому рекомендуется использовать терминологию, соот-

ветствующую методу выделения.

Аполипопротеины (апобелки, апо) входят в состав липопротеинов. Это

один белок либо несколько белков, или полипептидов, которые называют

апобелками (сокращенно апо). Эти белки обозначают буквами латинского

алфавита (А, В, С). Так, два главных апобелка ЛПВП обозначаются A-I

и А-II. Основным апобелком ЛПНП является апобелок В, он входит также

в состав ЛПОНП и хиломикронов. Апобелки C-I, С-II и C-III представляют

собой небольшие полипептиды, которые могут свободно переходить от

одного липопротеина к другому. Помимо апобелков А, В и С, в липопро-

теинах плазмы крови идентифицировано еще несколько апобелков. Одним

из них является выделенный из ЛПОНП апобелок Е, на его долю приходит-

ся 5–10% от общего количества апобелков ЛПОНП.

Рис. 17.5. Шлирен-профиль липопротеинов плазмы крови человека при аналитиче-

ском ультрацентрифугировании (по А.Н. Климову и Н.Г. Никульчевой, 1995).

575

Периферический апобелок (например, апо С)

НЭХС

ФЛ

ЭХС

ТГ

Ядро, состоящее главным

образом из неполярных

липидов

НЭХС

Интегральный апобелок
(например, апо В)

ХМ

ЛПОНП

ЛПНП

ЛПВП

Апобелки выполняют не только структурную функцию, но и обеспечи-

вают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови

от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный

транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превра-

щений. Апобелки выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со

специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем

самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее

значение имеет также регуляция апобелками активности ряда основных

ферментов липидного обмена: лецитин-холестеролацилтрансферазы,

липопротеинлипазы, печеночной триглицеридлипазы. Структура и концент-

рация в плазме крови каждого апобелка находится под генетическим

контролем, в то время как содержание липидов в большей степени подвер-

жено влиянию диетических и других факторов.

Дислипопротеинемией (ДЛП) называют изменения в содержании липо-

протеинов в плазме (сыворотке) крови: повышение, снижение или практи-

чески полное отсутствие. Сюда же относят случаи появления в крови

необычных или патологических ЛП. Таким образом, понятие «дислипопро-

теинемия» охватывает все разновидности изменения уровня ЛП в крови.

Более узким является термин «гиперлипопротеинемия» (ГЛП), отражаю-

щий увеличение какого-то класса или классов ЛП в крови. Первой и весьма

успешной попыткой систематизации отклонений от нормы в липопротеид-

ном спектре крови явилась классификация типов ГЛП, разработанная

D. Fredrickson и соавт. и одобренная экспертами ВОЗ. Согласно варианту

ВОЗ, различают следующие типы ГЛП.

Тип I – г и п е р х и л о м и к р о н е м и я . Основные изменения в липопротеи-

нограмме следующие: высокое содержание ХМ, нормальное или слегка

повышенное содержание ЛПОНП; резко повышенный уровень триглицери-

дов в сыворотке крови. Клинически это состояние проявляется ксантома-

тозом.

Тип II делят на два подтипа: тип IIа – гипер-β-липопротеинемия с ха-

рактерным высоким содержанием в крови ЛПНП и тип IIб – гипер-β-липо-

протеинемия с высоким содержанием одновременно двух классов липопро-

теинов (ЛПНП, ЛПОНП). При типе II отмечается высокое, а в некоторых

случаях очень высокое содержание холестерина в плазме крови. Уровень

триглицеридов в крови может быть либо нормальным (типа IIа), либо

повышенным (тип IIб). Клинически проявляется атеросклеротическими

нарушениями, нередко развивается ишемическая болезнь сердца (ИБС).

Тип III –  д и с - β - л и п о п р о т е и н е м и я . В сыворотке крови появляются

липопротеины с необычно высоким содержанием холестерина и высокой

электрофоретической подвижностью («флотирующие» β-липопротеины).

Они накапливаются в крови вследствие нарушения превращения ЛПОНП

в ЛПНП. Этот тип ГЛП часто сочетается с различными проявлениями

атеросклероза, в том числе с ИБС и поражением сосудов ног.

Тип IV –  г и п е р п р е - β - л и п о п р о т е и н е м и я . Характерны повышение

уровня ЛПОНП, нормальное содержание ЛПНП, отсутствие ХМ; увеличе-

ние уровня триглицеридов при нормальном или слегка повышенном уровне

холестерина. Клинически этот тип сочетается с диабетом, ожирением, ИБС.

Тип V –  г и п е р п р е - β - л и п о п р о т е и н е м и я и  г и п е р х и л о м и к р о н е -

мия. Наблюдаются повышение уровня ЛПОНП, наличие ХМ. Клинически

проявляется ксантоматозом, иногда сочетается со скрытым диабетом.

Ишемической болезни сердца при данном типе ГЛП не наблюдается.

Несомненным достоинством данной классификации является то, что она

выделила связь нарушений обмена ЛП с развитием атеросклероза, благо-

576