Lipide – Verdauung und Transport PDF

Lipide – Verdauung und Transport PB EuD24 Dr. Steffen Theobald ▶ Bachelorstudiengang Berner Fachhochschule | Ernährung Haute écoleund t Diätetik bernoise | Bern University of Applied Sciences...

Lipide – Verdauung und Transport PB EuD24 Dr. Steffen Theobald ▶ Bachelorstudiengang Berner Fachhochschule | Ernährung Haute écoleund t Diätetik bernoise | Bern University of Applied Sciences spécialisée Lernziele ▶ Die Studierenden ▶ kennen die in die intestinale Lipidaufnahme involvierten Substanzen und können die Bedingungen für die Verdauung und Resorption von Nahrungslipiden beschreiben ▶ kennen die (wichtigsten) Arten von Lipoproteinen und können ihre Zusammensetzung und ihre Funktionen beschreiben ▶ können den dreiteiligen Transport der Lipide im Körper beschreiben ▶ Hinweis: Schlüsselenzyme und wichtige Moleküle in Stoffwechselwegen werden beim ersten Auftreten mit einem gelben «P» markiert, danach jedoch nicht zwingend wiederholt gekennzeichnet. Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 2 Verdauung von Nahrungslipiden Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 3 Da gibt‘s ein Problem… ▶ Triacylglycerine (=TAG, =Triglyceride) sind überwiegend lipophil ▶ Das Transportmedium Blut ist hydrophil ▶ (Lipidabbauende) Enzyme sind Proteine – und damit hydrophil ▶ → Wie lassen sich lipophile Substanzen in einem wässrigen Medium (Blut) transportieren? ▶ → Wie gelangen die Enzyme an die TAG, um sie abzubauen? Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 4 Lösung 1: Emulgieren mit Gallenflüssigkeit Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 5 Gallenflüssigkeit ▶ besteht aus ▶ Wasser (ca. 80 %) ▶ Gallensäuren = Gallensalze (ca. 12 %) ▶ Phosphatidylcholin (Lecithin) u.a. Phospholipide (ca. 4 %) ▶ Cholesterinester (0.7 %) ▶ anorganische Ionen (Na+, K+, Cl- , HCO3-) ▶ Gallenfarbstoffe (z.B. Bilirubin) ▶ produziert werden in der Leber 500-1000 ml/d (!) Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 6 Lösung 2: Verpacken zum Transport und Abbau ▶ Gallensäuren und Cholesterin bilden zusammen mit den Triacylglycerinen Micellen ▶ Enzyme können Lipide nur in Micellenform abbauen, an der Grenzfläche zwischen Lipid und Wasser Berner Fachhochschule Bildquelle: | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences https://de.wikipedia.org/wiki/Mizellen#/media/File:Phospholipide_in_Wasser.svg 7 Gallensäure-Synthese ▶ Welche gibt’s? ▶ Primäre Gallensäuren ▶ Cholsäure  ▶ Chenodesoxycholsäure  ▶ Sekundäre Gallensäuren ▶ Desoxycholsäure  ▶ Lithocholsäure  ▶ Wie werden die primären Gallensäuren gebildet? ▶ aus Cholesterin im endopl. Retikulum ▶ Enzym: Cholesterin-7-hydroxylase ▶ werden zwecks besserer Hydrophilie mit Taurin resp. Glycin konjugiert Cholsäure resp. Cholat ▶ liegen dissoziiert als Champe et al. Gallensäureanionen vor (deshalb Lippincott‘s Illustrated Reviews Biochemistry. 4th ed. 2008 auch der Berner Fachhochschule Name | Haute Gallensalze) école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 8 Primäre Gallensalze Konjugierte Formen mit Glycin bzw. Taurin   Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 9 Sekundäre Gallensäuren ▶ Desoxycholsäure und Lithocholsäure ▶ entstehen bakteriogen aus prim. Gallensäuren ▶ sind Endotoxine, Colon-Ca-Risiko OH-Gruppe fehlt Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 10 Verdauung von Triacylglycerinen (TAG) ▶ Was wird benötigt? ▶ Co-Lipase aus dem Pankreas, wird durch Trypsin aktiviert ▶ Ca2+-Ionen ▶ Gallensalze (Cholat, Chenodesoxycholat) ▶ Pankreaslipase  aus dem Pankreas, wird aktiviert durch Co-Lipase, Ca2+ und Gallensalze Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 11  TAG= Triacylglycerin MAG= Berner Monoacylglycerin Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 12 Micellenbildung bei der Spaltung der Lipide Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 13 Absorption und Re-Veresterung der Lipide ▶ Geschieht im Jenunum (oberer Dünndarm) ▶ Gemischte Micellen zerfallen am Enterocyten (= Dünndarmschleimhautzelle) ▶ Diffusion aller Bestandteile in den Enterocyten (ausser den Gallensalzen) ▶ Im Enterocyten Reveresterung zum TAG resp. Cholesterinester ▶ Abtransport über das Lymphsystem unter Umgehen der Leber ins Blut ▶ Ausnahme: kurzkettige Fettsäuren (werden direkt via Pfortader zur Leber transportiert Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 14 Was passiert mit den Gallensalzen? ▸ Recycling im „Enterohepatischen Kreislauf“ Basic Medical Biochemistry 2009 Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 15 Wie entstehen Gallensteine? ▶ Emulgieren der Gallenflüssigkeit funktioniert nicht mehr ▶ abhängig von der Konzentration der beteiligten Stoffe Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 16 Mögliche Folgen einer gestörten Fettabsorption ▶ Fettstühle ▶ mögliche Ursachen ▶ gestörte Micellenbildung ▶ Mangel an Pankreaslipase, -colipase (Pankreasinsuffizienz) ▶ Mangel an Gallensalzen (Leberzirrhose) ▶ Blähungen, Durchfall ▶ Nicht absorbierte Lipide werden im Dickdarm bakteriell zu kurzkettigen Säuren (Lactat, Acetat, Butyrat) abgebaut, die osmotisch bedingt Durchfälle verursachen können ▶ Beim Abbau entstehen Gase (CO2, H2, CH4) ▶ Vitaminmangelerkrankungen bei Alkoholabusus ▶ fettlösliche Vitamine können aufgrund unzureichender Micellenbildung (Mangel an Gallensalzen) nicht aufgenommen werden| Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Berner Fachhochschule 17 Transport der Lipide im Körper – der Lipoproteinstoffwechsel Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 18  Was sind Lipoproteine? ▶ Aggregate („Zusammenschlüsse“) aus verschiedenen Molekülen ▶ Transportmöglichkeit für Lipide im (hydrophilen) Blut ▶ Bestehen aus einem lipophilen Kern und einer amphiphilen Hülle, in die Apo(lipo)proteine (= Proteinanteil des Lipoproteins) eingelagert sind Berner Fachhochschule Bildquelle: | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences https://de.wikipedia.org/wiki/Lipoproteine#/media/File:Aufbau_eines_Lipoproteins.png 19 Welche Lipoproteine gibt es? ▶ Je nach prozentualem Anteil an Triglyceriden und verschiedenen Proteinen unterscheidet man: ▶ Chylomikronen ▶ Chylomikronen-Remnants* ▶ VLDL (very low density lipoproteins) ▶ IDL (intermediate density lipoproteins)  ▶ LDL (low density lipoproteins) ▶ HDL (high density lipoproteins) ▶ Weitere Lipoproteine ▶ folgen in der Lehre zu Fettstoffwechselstörungen (Dyslipidämien) im Modul Adipositas und Endokrinologie (AE) (3. Semester) *Chylos (griech.)= milchiger Saft; Remnant (engl.)= Überbleibsel, Rest Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 20 Durchmesser und Dichte der Lipoproteine 100 Å= 10 nm Champe et al.:Lippincott‘s Illustrated Reviews Biochemistry. 4th ed. 2008 Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 21 Grössenvergleich zwischen versch. Lipoproteinen Nelson DL 2005: Lehninger - Biochemie, S. 871, Spektrum Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 22 Eigenschaften der Lipoproteine Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 23 Was sind Apo(lipo)proteine? ▶ Verschiedene Proteine, die in Lipoproteinen eingebaut sind ▶ lagern sich zwischen den Phospholipiden der äussersten Schicht des Lipoproteins ein ▶ dienen der besseren Wasserlöslichkeit des Komplexes ▶ dienen als Andockstellen für Rezeptoren (z.B. den LDL- Rezeptor) oder als Enzymaktivatoren Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 24 Welche (wichtigsten) Apo(lipo)proteine gibt es? ▶ Apoprotein A ▶ Apoprotein B48 ▶ Apoprotein B100 ▶ Apoprotein C ▶ Apoprotein E ▶ wird vertieft im Modul AE Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 25 Wie werden Lipide im Körper aufgenommen und verteilt? Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 26 Der Lipidtransport in drei Teilen - Übersicht 1. Exogener Lipidabbauweg - Transport der Nahrungslipide (via Lymphe, Ductus thoracicus) vom Darm (als Chylomikronen) zu den Körpergeweben und von dort zur Leber (als Chylomikronen-Remnants) 2. Endogener Lipidabbauweg - Transport von Lipiden von der Leber zu den Zielgeweben in Form von Lipoproteinen (VLDL→ IDL→ LDL) 3. Cholesterinrücktransportsystem - Transport von Cholesterin aus den Zielgeweben zurück zur Leber (HDL) Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 1. Transport von Lipiden vom Darm in die Peripherie als Chylomikronen und zurück zur Leber (als Chylomikronen-Remnants) Legende: TAG= Triacylglycerine CE= Cholesterinester C= Cholesterin CM= Chylomikronen Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 28 Champe et al. Lippincott‘s Illustrated Reviews Biochemistry., 4th ed. 2008 Funktion der Chylomikronen ▶ Abtransport der grossen Mengen an TAG und Cholesterin nach einer Mahlzeit unter Umgehung der Pfortader und via Lymphsystem, um ▶ rasch die TAG in periphere Gewebe (v.a. Muskel, Fettgewebe) zu befördern ▶ die Leber von den grossen Mengen an TAG zu entlasten ▶ Nach Abladen des Grossteils der Lipide in der Peripherie Rücktransport des Rests in Form von Chylomikronen- Remnants zur Leber ▶ Erst in der Grösse der Remnants passen sie durch die Poren der Leberzellen (