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Biologia cellulare - sintesi delle lipoproteine Appunti scolastici Premium

Appunti di Biologia cellulare del professor Tarone. Gli argomenti trattati sono i seguenti: le lipoproteine, la digestione dei lipidi e la formazione di acidi grassi e glicerolo, la sintesi delle lipoproteine, le lipoproteine a bassissima densità.

Esame di Biologia cellulare docente Prof. G. Tarone

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LE LIPOPROTEINE

I lipidi della dieta sono digeriti a livello intestinale fino a formare acidi grassi e glicerolo oppure

monoacilgliceroli. Dopo passaggio nelle cellule intestinali (enterociti) per un meccanismo mediato

da proteine di trasporto che in parte funzionano in un simporto con sodio ioni, gli acidi grassi liberi,

se con un numero di carboni superiore ad 8-10, e monoacilgliceroli vengono ritrasformati in

-monogliceride

triacilgliceroli negli enterociti stessi. La sintesi del trigliceride a partire dal avviene

1 2

per trasferimento alle posizioni ed del monogliceride di due molecole di acjdo grasso come

acil-CoA; questa modalità di sintesi è tipica ed esclusive delle cellule intestinale e va di pari passo

-glicerolofosfato

con la sintesi ex-novo del trigliceride a partire da ed acil-CoA, modalità comune

a tutti i tessuti. Gli acidi grassi con meno di 10 atomi di carbonio vengono invece trasferiti

immediatamente al circolo e con il circolo portale portati al fegato. I triacilgliceroli, in rapporto alla

loro elevata idrofobicità, non potrebbero essere trasportati in circolo essendo il plasma una

soluzione di acqua e sali. Divengono tuttavia trasportabili previa associazione a livello delle cellule

intestinali con molecole anfipatiche (fosfolipidi e colesterolo) e con proteine in particolare la Apo

B48, associazione che porta alla costituzione di lipoproteine note come chilomicroni. Questa sintesi

si esplica nel reticolo endoplasmico e nell’apparato di Golgi della cellula intestinale; dal Golgi la

lipoproteina viene rilasciata ed in primis riversata dalle cellule intestinali nel circolo linfatico, e

quindi in quello sanguigno a livello della vena succlavia e distribuita ai diversi tessuti o

eventualmente captata dal fegato e definitivamente catabolizzata.

La sintesi di lipoproteine è attiva anche a livello epatico; in questo caso i trigliceridi si costituiscono

a partire da acidi grassi a loro volta derivanti dalla dieta, e portati dall’intestino al fegato con il

circolo, laddove siano a breve catena (massimo 8-10 carboni), o dai chilomicroni parzialmente

degradati e catturati dal fegato, o di nuova sintesi, essendo il tessuto epatico attivamente coinvolto

nella sintesi di acidi grassi.

Le lipoproteine formate a livello epatico sono definite lipoproteine a bassissima densità (VLDL).

Gli acidi grassi possono essere trasportati in circolo anche in forma non esterificata (free fatty acids

o non esterified free fatty acids, FFA o NEFA) e legati per la loro solubilizzazione ad albumina

serica. Questa frazione constituisce normalmente non più del 5% degli acidi grassi totali in circolo

(il rimanente essendo costituito per il 45% da trigliceridi, 35% da fosfolipidi ed il 15% da

colesteridi); essa origina dalla mobilizzazione dei trigliceridi del tessuto adiposo ad opera della

lipasi tessutale, oppure dalla mobilizzazione degli acidi grassi legati ai trigliceridi presenti nelle

lipoproteine circolanti e liberati su intervento della lipoproteina lipasi presente sull’endotelio dei

vasi ed in parte libera in circolo particolarmente a livello del circolo periferico.

Sia a livello intestinale possono essere sintetizzate ex novo piccole quantità di HDL definitite HDL

nascenti che immesse in circolo per interazione con VLDL ed LDL vengono convertite in HDL

marure; inoltre a livello intestinale possono del apri edere formate piccole quantità di VLDL

identificabili per la presenza della Apo B-100.

Importante, gli acidi grassi costituenti la componente lipidica della lipoproteina sono

frequentemente insaturi e poliinsaturi (ac. oleico, linolico e linolenico) caratteristica che rende la

lipoproteina suscettibile di ossidazione da agenti ossidanti (radicali liberi dell’ossigeno,

perossidazione lipidica) con profonde alterazioni nelle proprietà della lipoproteina stessa.

Anomalie del metabolismo delle lipoproteine si verificano a livello dei siti di sintesi, oppure a

livello dei siti di utilizzo e danno origine a dislipidemie (ipo od iper-lipoprotinemie) di cui

l’esempio più frequente è il diabete mellito, in cui il difetto di insulina o la resistenza alla stimolo

ormonale causa mobilizzazione dei trigliceridi tessutali (aumento degli FFA) e ridotto utilizzo dei

trigliceridi delle lipoproteine (ipertriacilglicerolemia). Nella maggior parte degli altri casi di ipo od

iperlipoprotinemia i difetti sono di tipo ereditario e riguardano la sintesi della componente proteica

della lipoproteina (abetalipoprotinemia, malattia ereditaria a carico dei chilomicroni per assenza

della Apo B-48), degli enzimi chiave che regolano il divenire della lipoproteina in circolo o dei

recettori a livello tessutale in grado di riconoscere e legare la lipoproteina, od infine il divenire della

lipoproteina una volta traslata all’interno degli epatociti per il suo catabolismo.

Nelle lipoproteine gli acidi grassi non sono mai liberi ma esterificati con glicerolo a formare

triacilgliceroli cioè trigliceridi, fosfolipidi, sopratutto fosfatidilcoline, o con colesterolo a formare

colesteridi; una parte del colesterolo è inoltre presente come tale. Il rapporto

lipidi/colesterolo/proteine varia nelle differenti lipoproteine e conseguentemente varia la densità

della lipoproteina, essendo tanto più bassa quanto più elevata è la componente lipidica e tanto più

elevata quanto più elevata è la componente protidica.

Sulla base della densità le lipoproteine possono essere separate per ultracentrifugazione e distinte

in: chilomicroni ed VLDL (VLDL note anche come pre- lipoproteine) a densità bassissima;

lipoproteine a bassa densità o LDL (o lipoproteine) che rappresentano la tappa finale del divenire

in circolo delle VLDL, lipoproteine a densità intermedia o IDL, derivanti in circolo dal

rimaneggiamento delle LDL, e lipoproteine ad alta densità o HDL (o lipoproteine) coinvolte nel

divenire dei chilomicroni, delle VLDL e delle LDL e devolute particolarmente al trasporto del

colesterolo non utilizzato a livello tessutale al fegato per la sua conversione definitiva ed

irreversibile in acidi biliari.

I trigliceridi sono i lipidi predominanti nei chilomicroni e nelle VLDL, mentre il colesterolo ed i

fosfolipi predominano rispettivamente nelle LDL ed HDL.

Oltre alla separazione per ultracentrifugazione, le lipoproteine possono essere separate per la loro

velocità di migrazione in un campo elettrico, cioè in base alla loro mobilità elettroforetica, ed

accuratamente identificate con anticorpi specifici diretti alla componente proteica

(immunoelettroforesi). Secondo questa procedura, le proteine a minore mobilità saranno i

chilomicroni, seguono le LDL, quindi la VLDL, probabilmente in rapporto ad una maggiore

quantità di fosfolipidi e proteine cariche presenti in queste ultime ed esposte alla superficie della

proteina; da cui la definizione di pre- lipoproteine data alle VLDL, e da ultimo le HDL, che

muovono con velocità maggiore rispetto ad ogni altra lipoproteina in rapporto alla elevata presenza

in esse dii proteine e ridotta quantità di trigliceridi.

Nella lipoproteina i triacilgliceroli e i colesteridi stanno all’interno della particella e ne

costituiscono la parte centrale o cuore della lipoproteina fortemente idrofobico; questo nucleo è

circondato da un singolo strato formato da lipidi anfipatici (fosfolipidi) e da colesterolo; di

entrambi, i gruppi polari sono rivolti all’esterno verso la fase acquosa. In questo strato si ripartisce

del pari la componente protidica, che della lipoproteina rappresenta soltanto l’1% nei chilomocroni

e circa il 70% nelle HDL.

Le proteine presenti come componenti nelle lipoproteine sono dette apolipoproteine o apoproteine o

Apo, e sono normalmente indicate con il suffisso apo seguito da una lettera dell’alfabeto: es. Apo

A, Apo B, Apo C ecc. A sua volta la lettera può essere seguita da un numero arabo oppure romano

(Apo B-48, Apo B-100, Apo C-I, Apo C-II, Apo C-III ecc). Alcune delle apoproteine possono

essere scambiate in circolo passando da una lipoproteina ad un’altra, altre sono integrali e non

possono essere rimosse dalla lipoproteina di origine, per es. Apo B-48 dei chilimicroni .

Frequentemente esse hanno il carattere di glicoproteine, in cui l’oligosaccaride gruppo prostetico

include differenti monosaccaridi, fra cui mannoso, galattoso, N-acetil glucosamina e N-acetil

galattosoamina, fucoso, ed inoltre acido sialico e si unisce alla proteina frequentemente con legame

N- glucosidico che si stabilisce fra un residuo di Asn della proteina e GlcNAc che dà inizio

all’oligosaccaride. Caratteristica è la Apo-B dei chilomicroni che ha massa molecolare circa metà

rispetto alla Apo-B delle VLVL; entrambe sono codificate dalla stesso DNA genomico, e trascritte

dallo stesso mRNA, con la differenza che l’mRNA della Apo B intestinale porta un codone di stop a

metà della sua lunghezza, non presente nel DNA, forse generato da una operazione di editing per

cui si origina una Apo B tronca. La massa molecolare della Apo B-100 è la più elevata fra quelle

delle apolipoproteine ed è pari a circa 450 kDa. Le Apo C hanno massa molecolare fra le più basse

riscontrate nelle apoproteine (intorno a 5-20 kDa); inoltre esse possono passare da una lipoproteina


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie (Facoltà di Agraria, di Farmacia, di Medicina e Chirurgia, di Medicina Veterinaria e di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali)
SSD:
Università: Torino - Unito
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher cecilialll di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia cellulare e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Torino - Unito o del prof Tarone Guido.

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