CHYLOMIKRONEN: STRUKTUR, BILDUNG, TYPEN, FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Die Chylomikronen, die typischerweise als Lipoproteine ​​mit extrem niedriger Dichte bekannt sind, Lipoproteinpartikel sind klein, die mit dem Weg der Lipidaufnahme verbunden sind, und fettlösliche Vitamine in Säugetieren und bestehen auch aus Triglyceriden, Phospholipiden und Cholesterin.

Chylomikronen werden als Lipoproteine ​​betrachtet, die aus einem bestimmten Protein bestehen: Apolipoprotein B 48, an das Fettsäuren gebunden sind, die zu einem Glycerinmolekül (Triacylglycerine oder Triglyceride) verestert sind, und andere Lipide oder lipidähnliche Substanzen.

Grafische Darstellung eines Chylomikrons (Quelle: OpenStax College über Wikimedia Commons)

Sie sind sehr wichtig, da sie für die korrekte Aufnahme von essentiellen Fettsäuren wie Omega 6 und Omega 3 benötigt werden, die, da sie nicht vom Körper synthetisiert werden, über die Nahrung aufgenommen werden müssen.

Es gibt einige Krankheiten, die mit Chylomikronen zusammenhängen, insbesondere mit ihrer Anreicherung im Körper, die als Chylomikronämien bekannt sind und durch genetische Defekte in den Enzymen gekennzeichnet sind, die für die "Verdauung" der in diesen Partikeln transportierten Fette verantwortlich sind.

Für das Jahr 2008 ergab eine Prävalenzstudie, dass 1,79 von 10.000 Personen, dh etwas mehr als 0,02%, unter den Auswirkungen einer hohen Konzentration von Triglyceriden im Blut (Hypertriglyceridämie) leiden, die die Hauptursache für die Chylomikronämien bei erwachsenen Menschen.

Struktur und Zusammensetzung

Chylomikronen sind kleine Lipoproteinpartikel, die aus Lipoproteinen, Phospholipiden, die eine Monoschicht in Form einer „Membran“ bilden, anderen Lipiden in Form von gesättigten Triacylglycerinen und Cholesterin bestehen, die mit anderen Lipoproteinen auf der Oberfläche assoziieren, die verschiedene Funktionen erfüllen.

Die Hauptproteinkomponenten von Chylomikronen sind die Proteine ​​der Apolipoprotein B-Familie, insbesondere Apolipoprotein B48 (apoB48).

Die assoziierten Lipide in Form von Triglyceriden bestehen im Allgemeinen aus langkettigen Fettsäuren, die typisch für die in den häufigsten Lipidnahrungsquellen vorkommenden sind.

Schema der Struktur eines Chylomicron (Quelle: Posible2006 via Wikimedia Commons)

Prozentual gesehen wurde festgestellt, dass Chylomikronen hauptsächlich aus Triglyceriden bestehen, jedoch etwa 9% Phospholipide, 3% Cholesterin und 1% ApoB48 aufweisen.

Diese Lipoproteinkomplexe haben eine Größe im Bereich zwischen 0,08 und 0,6 Mikrometer Durchmesser und die Proteinmoleküle werden in die sie umgebende wässrige Flüssigkeit projiziert, wodurch die Partikel stabilisiert und ihre Adhäsion an den Wänden der Lymphgefäße verhindert werden, durch die sie anfänglich zirkulieren. .

Ausbildung

Um die Bildung oder Biogenese von Chylomikronen zu verstehen, ist es notwendig, den Kontext zu verstehen, in dem dieser Prozess stattfindet, der während der intestinalen Absorption von Fettsäuren stattfindet.

Während der Fettaufnahme, wenn Magenenzyme die Nahrung "verdauen", die wir essen, erhalten die Enterozyten (die Zellen des Darms) mehrere Arten von Molekülen, darunter kleine Partikel emulgierter Fettsäuren.

Diese Fettsäuren werden, wenn sie das Cytosol erreichen, durch verschiedene Fettsäurebindungsproteine ​​(FABPs) "sequestriert", die die toxischen Wirkungen verhindern, die freie Fettsäuren auf die Zellintegrität haben können.

Die so gebundenen Fettsäuren werden normalerweise transportiert und zum endoplasmatischen Retikulum "abgegeben", wo sie zu einem Glycerinmolekül verestert werden, um Triacylglycerine zu bilden, die anschließend in Chylomikronen enthalten sind.

Biogenese von Prächylomikronen oder "primären" Chylomikronen

Während der Bildung von Chylomikronen wird als erster Teil das Prächylomikron oder das Urchylomikron gebildet, das aus Phospholipiden, Cholesterin, kleinen Mengen Triglyceriden und einem speziellen Lipoprotein besteht, das als Apolipoprotein B48 (apoB48) bekannt ist.

Dieses Lipoprotein ist ein Fragment des Proteinprodukts der Transkription und Translation der APOB-Gene, die für die Produktion der Apolipoproteine ​​Apo B100 und Apo B48 verantwortlich sind, die beim Transport von Gaze im Blutkreislauf fungieren.

ApoB48 wird in einen Translokator übersetzt, der in der Membran des endoplasmatischen Retikulums vorhanden ist, und wenn dieser Prozess abgeschlossen ist, wird das ursprüngliche Chylomikron von der Retikulummembran abgelöst; und einmal im Lumen fusioniert es mit einem proteinarmen, lipidreichen Partikel, das hauptsächlich aus Triglyceriden und Cholesterin besteht, aber nicht aus ApoB48.

Pre-Chylomicron-Freisetzung

Prächylomikronen, die wie oben erläutert gebildet wurden, werden vom endoplasmatischen Retikulumlumen in den Sekretionsweg des Golgi-Komplexes durch eine komplexe Sequenz von Ereignissen transportiert, an denen wahrscheinlich spezifische Rezeptoren und Vesikel beteiligt sind, die als Prä-Chylomikron-Transportvesikel bekannt sind. .

Solche Vesikel fusionieren mit der cis-Gesichtsmembran des Golgi-Komplexes, wo sie dank der Anwesenheit von Liganden auf ihrer Oberfläche transportiert werden, die von Rezeptorproteinen auf der Organellenmembran erkannt werden.

Umwandlung von Prächylomikronen zu Chylomikronen

Sobald sie das Lumen des Golgi-Komplexes erreichen, treten zwei Ereignisse auf, die das Prächylomikron in ein Chylomikron verwandeln:

- Assoziation von Apolipoprotein AI (Apo AI) mit dem Prächylomikron, das in den Golgi eintritt.

- Änderung des Glykosylierungsmusters von ApoB48, was die Änderung einiger Mannosereste für andere Zucker impliziert.

Die "vollen" oder "reifen" Chylomikronen werden durch die basolaterale Membran der Enterozyte (gegenüber der apikalen Membran, die dem Darmraum zugewandt ist) durch Fusion ihrer Transportervesikel mit dieser Membran freigesetzt.

Sobald dies geschieht, werden die Chylomikronen durch einen als „umgekehrte Exozytose“ bekannten Prozess in die Lamina propria freigesetzt und von dort in den Lymphstrom der Darmzotten ausgeschieden, die für den Transport zum Blut verantwortlich sind.

Schicksal der Chylomikronen

Im Blutkreislauf werden die in Chylomikronen enthaltenen Triglyceride durch ein Enzym namens Lipoproteinlipase abgebaut, das sowohl Fettsäuren als auch Glycerinmoleküle für das Recycling in Zellen freisetzt.

Cholesterin, das nicht abgebaut wird, ist Teil der sogenannten Chylomikron- "Restpartikel" oder "sekundären" Chylomikronen, die zur Verarbeitung in die Leber transportiert werden.

Eigenschaften

Der menschliche Körper sowie der der meisten Säugetiere nutzen die komplexe Struktur von Chylomikronen, um Lipide und Fette zu transportieren, die absorbiert werden müssen, wenn sie mit anderen Nahrungsmitteln verzehrt werden.

Die Hauptfunktion von Chylomikronen besteht darin, Lipide durch ihre Assoziation mit bestimmten Proteinen zu "solubilisieren" oder "unlöslich zu machen", um die Wechselwirkung dieser stark hydrophoben Moleküle mit der intrazellulären Umgebung zu steuern, die größtenteils wässrig ist.

Relativ neuere Studien legen nahe, dass die Bildung von Chylomikronen zwischen den Membransystemen des endoplasmatischen Retikulums und dem Golgi-Komplex in gewisser Weise die gleichzeitige Absorption von Lipopolysacchariden (Lipiden, die mit Kohlenhydratanteilen assoziiert sind) und deren Transport zur Lymphe und zum Blutgewebe fördert .

Mit ihren Funktionen verbundene Krankheiten

Es gibt seltene genetische Störungen, die durch übermäßige Fettaufnahme (Hyperlipidämie) hervorgerufen werden und hauptsächlich auf Defizite im Lipoprotein-Lipase-Protein zurückzuführen sind, das für den Abbau oder die Hydrolyse von Triglyceriden verantwortlich ist, die von Chylomikronen transportiert werden.

Defekte in diesem Enzym werden in eine Reihe von Zuständen übersetzt, die als "Hyperchylomikronämie" bekannt sind und mit einer übertriebenen Konzentration von Chylomikronen im Blutserum zu tun haben, die durch ihre verzögerte Elimination verursacht wird.

Behandlungen

Der am meisten empfohlene Weg, um einen Zustand mit hohen Triglyceridkonzentrationen zu vermeiden oder umzukehren, besteht darin, die regelmäßigen Essgewohnheiten zu ändern, dh die Fettaufnahme zu verringern und die körperliche Aktivität zu steigern.

Körperliche Bewegung kann dazu beitragen, den Fettgehalt im Körper zu senken und damit den Gehalt an Gesamttriglyceriden zu senken.

Die Pharmaindustrie hat jedoch einige zugelassene Medikamente entwickelt, um den Triglyceridgehalt im Blut zu senken. Die behandelnden Ärzte müssen jedoch Kontraindikationen für jeden einzelnen Patienten und seine Krankengeschichte ausschließen.

Normalwerte

Die Konzentration von Chylomikronen im Blutplasma ist aus klinischer Sicht relevant, um Fettleibigkeit beim Menschen zu verstehen und zu "verhindern" sowie um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Pathologien wie Chylomikronämien zu bestimmen.

Die „normalen“ Werte von Chylomikronen stehen in direktem Zusammenhang mit der Konzentration von Triglyceriden im Serum, die bei weniger als 500 mg / dl gehalten werden sollte, wobei 150 mg / dl oder weniger die ideale Bedingung sind, um pathologische Zustände zu vermeiden.

Ein Patient befindet sich in einem pathologischen Zustand einer Chylomikronämie, wenn seine Triglyceridspiegel über 1.000 mg / dl liegen.

Die direkteste Beobachtung, die gemacht werden kann, um festzustellen, ob ein Patient an einer Pathologie leidet, die mit dem Lipidstoffwechsel und damit mit Chylomikronen und Triglyceriden zusammenhängt, ist der Hinweis auf ein trübes, gelbliches Blutplasma. bekannt als "lipidämisches Plasma".

Zu den Hauptursachen für eine hohe Triglyceridkonzentration zählen die oben genannten in Bezug auf Lipoproteinlipase oder eine Erhöhung der Produktion von Triglyceriden.

Es gibt jedoch einige sekundäre Ursachen, die zu Chylomikronämie führen können, darunter Hypothyreose, übermäßiger Alkoholkonsum, Lipodystrophien, Infektion mit dem HIV-Virus, Nierenerkrankungen, Cushing-Syndrom, Myelome, Medikamente usw.

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