ФУНКЦИЯ ЛИПОПРОТЕИНОВ ВЫСОКОЙ, НИЗКОЙ И ОЧЕНЬ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ В ФИЛОГЕНЕЗЕ. ПЕРЕНОС В МЕЖКЛЕТОЧНОЙ СРЕДЕ, ПАССИВНОЕ И АКТИВНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ КЛЕТКАМИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Характерной особенностью начала XXI в. в медицине является то, что достижения биолого-медицинских, диагностических дисциплин в значительной мере опережают успехи, которые достигнуты в клинике при лечении наиболее распространенных в популяции заболеваний. Это атеросклероз, сахарный диабет, эссенциальная (метаболическая) артериальная гипертония, ожирение и неалкогольная жировая болезнь печени; образно эти заболевания мы именуем «метаболическими пандемиями» и «болезнями цивилизации». Частота этих заболеваний в популяциях экономически развитых странах продолжает возрастать и все усилия клиницистов и фармацевтических фирм не приносят желаемого результата; при этом этиологические факторы начинают быть более понятными, чего, однако, не скажешь в отношении патогенеза.

Если большие ожидания относительно использования в клинике достижений генетики и геномики, полиморфизма генов в настоящее время еще не могут быть применимы, то возможности метаболомики, (липидомики) и протеомики столь велики, что использование их в диагностике еще не начато. Мы не готовы дать диагностическую трактовку тем биохимическим данным, которые предлагают нам современные методы физической химии, которые одновременно определяют концентрацию десятков протеинов, субстратов и метаболитов. Мы не можем использовать результаты современных физико-биохимических методов диагностики; у нас нет пока теоретической базы — современной теории общей патологии. Сформировалось большая дистанция (отставание) между возможностями использования современных методов исследований и их реальным применением в диагностике «метаболических пандемий».

Филогенетическая теория общей патологии.

Совершенствование диагностики, включая методы секвенирования и экспрессии генов, протеомики, метаболомики (липидомики) является результатом развития физической химии, биохимии и аналитического приборостроения за последние десятилетия. Теория же становления болезней, теория патологии, которую мы имеем в настоящее вермя, сформирована в 1846 г., 150 лет назад работами К. Рокитанского и Р. Вирхова. Это несомненно выдающиеся патологи, однако, они создавали теорию в то время, когда не было ни генетики, ни биохимии, ни клинической химии. Не поэтому ли в клинике столь отчужденно происходит восприятие той информации, которую позволяют получать современные диагностические методы. Совершенствование медицинской науки и практики, тенденции развития общей биологии, физической химии и диагностических дисциплин требуют формирования новой теории патологии, теории XXI в. Желательно, чтобы такая теория включала:

• а) положения гуморальной и клеточной теории патологии XIX в.;
• б) достижения патологии в XX веке;
• в) положения физической химии и
• г) новые методологические подходы общей биологии.

Важным является системное воззрение на медицину как на биологическую, «историческую» науку и анализ развития в филогенезе вида Homo sapiens. Новая теория патологии призвана более четко сформировать положения фундаментальной медицины и на ее основе, используя биологический системный подход, продолжить дальнейшее развитие медицинской науки. Мы предлагаем разобраться в общности и различии этиологии и патогенеза столь распространенных в популяциях XX и XXI веков заболеваний, которые мы именуем «метаболическими пандемиями». В филогенетической теории патологии мы предлагаем рассматривать все происходящее in vivo с позиций длительного становления биологических функций и биологических реакций.

Любое биологическое исследование оправдано лишь в том случае, если оно имеет эволюционный выход (В.Н. Тимофеев-Рессовский). Становление патофизиологии, патологии, формирование патогенеза «метаболических пандемий» происходило на ступенях филогенеза одновременно (параллельно) с физиологичным развитием каждой из биологических функций и биологических реакций. Формирование их происходило в филогенезе далеко не одновременно; между становлением в филогенезе ранних липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), далее Л П низкой плотности (ЛПНП) и самых поздних Л П очень низкой плотности (ЛПОНП) прошли многие миллионы лет. Между становлением на ступенях филогенеза биологической функции трофологии (питания) и биологической функции локомоции (движение за счет сокращения поперечнополосатых мышц) — «дистанция огромного размера», в миллионы лет. Если онтогенез это анамнез особи, то филогенез это единый анамнез последовательного становления на разных ступенях филогенеза физиологии, биохимии и патологии вида Homo sapiens.

Филогенетическая теория общей патологии и становление на

ступенях in vivo последовательно функции ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП.

В пятидесятых — шестидесятых годах прошлого века, повышенный интерес к патогенезу атеросклероза, гиперхолестеринемии и гипертриг-лицердемии, внедрение в научные исследования новых физико-химических методов (аналитическое и препаративное ультрацентрифугирование, ядерная магнитная резонансная спектроскопия, электронная микроскопия, высокоэффективная жидкостная хроматография) привели к становлению нового раздела биохимии и клинической химии — липидологии, липидомики. Это важный этап в выяснении патогенеза атеросклероза, гипертриглицеридемии дифференциальной диагностики фенотипов гиперлипопротеинемии и начало становления основ гипо-липидемической терапии. Активное участие в работе приняли биохимики, биофизики, химики и клиницисты разных специальностей.

Однако за прошедшую половину века не все гипотезы, методические разработки, диагностические приемы и теоретические положения выдержали испытание временем. Некоторые факты, как и прежде, остаются пока за пределами понимания; назрела необходимость пристально посмотреть на то, что было сделано ранее, внести коррективы, дополнить объем знаний новыми фактами и теоретическими положениями.

• 1. Не выдерживает критики предложенная структура Л П. Посути, это биофизическая модель, сформированная in vitro; к биологии отношения имеет только косвенное. Сформирована она при действии ультразвука, в условиях, которые in vivo воспроизвести невозможно. К тому же такое построение Л П не соответствует положениям общей биологии и филогенетической теории общей патологии. Все ЛП сформировались на разных ступенях филогенеза последовательно по единому биологическому принципу бислоя белок : липид. К тому же невозможно смешать ТГ и этерифицированные спиртом холестерином полиеновые жирные кислоты (ПНЖК, поли-ЭХС); в структуре ЛП они расположены рядом, но всегда изолировано. Это определено тем, что связаны они разными доменами в молекуле апоВ-100.
• 2. Все представления о ЛП высокой плотности (ЛПВП) авторы почему-то ограничивают функцией реверсивного (обратного) переноса спирта ХС от клеток к печени. В то же время сотни миллионов лет in vivo функционировали только ЛПВП — липофорины; они переносили (переносят и сейчас) к клеткам все ЖК. Основной биологической функцией ЛПВП в филогенезе является перенос в межклеточной среде к клеткам всех экзогенных (эндогенных) ЖК в полярных липидах и пассивное поглощение их клетками, а также (дополнительная функция) перенос спирта ХС от клеток к печени — реверсивный перенос.

Биологическая роль спирта ХС на аутокринном (клеточном) уровне столь велика, что ХС синтезирует каждая из клеток в реализации биологической функции адаптации, биологической реакции краткосрочного приспособления. Поэтому ни одной из клеток in vivo и in vitro для целей жизнеобеспечения экзогенный ХС не нужен. Каждая из клеток синтезирует ХС in situ de novo из ацетата, из уксусной кислоты в количестве quantum sates. Поэтому ни один из ЛП не переносит к клеткам ХС, но от каждой из клеток спирт ХС необходимо отвозить, наравне с мочевиной, креатинином и оксидом углерода (С0₂).

• 3. Не до конца понята биологическая роль апоЕ: а) формирование ими на ступенях филогенеза кооперативных рецепторов; б) перенос и активное поглощение клетками ЖК в ЛП очень низкой (ЛПОНП) и ЛПВП; в) роль апоЕ в формировании резистентности к атероматозу на модели экзогенной гиперхолестеринемии у крыс и мышей; г) биологическое взаимоотношение апоЕ и инсулина.
• 4. Мы до сих пор не смогли понять, почему на модели экзогенной гиперхолестеринемии столь быстро формируется атероматоз интимы аорты у кроликов и столь резистентны к атероматозу в этой модели крысы. Почему выбивание (knock out) апоЕ выражено активирует формирование синдрома атеросклероза и атероматоза интимы артерий эластического типа у крыс, мышей и собак?
• 5. До сих пор не понято как действуют статины, и выражение «стати-ны ингибируют синтез ХС» является в некоторой степени декларативным, но так и не понятым. В такой же неопределенной форме находится и способность препаратов ингибировать биологическую функцию эндоэкологии, биологическую реакцию воспаления, при которой чуждый для организма ксенобиотик статин проявляет биологическое, специфичное плейотропное действие. Все это мы предлагаем обсудить с позиций предложенной нами филогенетической теории общей патологии, проследив становление на ступенях филогенеза последовательно функции ЛПВП, далее ЛПНП и самых последних инсулинозависимых ЛПОНП.

Биологическое значение системы ЛП, в том числе и ранних в филогенезе ЛПВП, включает: а) перенос в межклеточной среде и б) поглощение клетками экзогенных и эндогенно синтезированных ЖК.

Они являются субстратом для: а) построения клеточных мембран; б) синтеза биологически активных, филогенетически ранних гуморальных медиаторов эйкозаноидов, включая простациклины, тромбоксаны, лей-котриены, липоксины и резольвины и в) наработки клетками энергии, синтеза АТФ.

ХС — не липид; это циклический, вторичный, одноатомный, гидрофобный спирт; роль его, как и спирта глицерина состоит в том, что, реагируя ковалентно, в реакции этерификации он превращает полярные ПНЖК в неполярную форму поли-ЭХС. Трехатомный спирт глицерин формирует глицериды (полярные моно- и диглицериды и неполярные ТГ). ТГ — это неполярные формы НЖК, мононенасыщенных ЖК (МЖК) с одной двойной связью (-С=С-) и ненасыщенных ЖК (ННЖК) с двумя и тремя двойными связями (ДС). Неполярную форму полиено-вых ЖК (ПНЖК) с четырьмя — шестью ДС в цепи атомов углерода, формирует иной спирт — ХС.

Весь ХС с апоВ-48 в хиломикронах (ХМ), апоВ-100 ЛПНП и ЛПОНП — это спирт для образования неполярных форм ЖК. ХС это также компонент полярного монослоя из фосфолипидов (ФЛ)+ХС; он покрывает всю массу ТГ, которые в ЛПОНП и ЛПНП связывает апоВ-100. В отличие от ЛПОНП, в составе ЛПНП спирт ХС упаковывает каждую полярную молекулу ПНЖК отдельно; он превращает ее в неполярные полиеновые эфиры спирта ХС (поли-ЭХС). В ЛПНП количество ПНЖК, которые они переносят к клеткам, эквимольно содержанию поли-ЭХС; сколько молекул поли-ЭХС содержат ЛПНП, столько же ПНЖК они переносят к клеткам. Для синтеза клеткой молекулы ХС необходимо более 10 мол. уксусной кислоты (ацетата) и 14 мол. АТФ. Для образования АТФ в митохондриях необходимо окислять ЖК, которые ЛП переносят к клеткам. Поэтому прежде чем обсуждать перенос спирта ХС от клеток, надо разобраться каким образом клетки получают все необходимое для синтеза ХС, оценить становление функции Л П ВП в филогенезе, в переносе и поглощении клетками ЖК. Желательно детально разобрать:

• а) в биологическом смысле термин «эфиры холестерина», понять биологическое различие моно-ЭХС и поли-ЭХС;
• б) с какими целями белок переносящий полиеновые эфиры холестерина (БППЭХ) инициирует переход поли-ЭХС по пути ЛПВП —> ЛПНП и связано ли это с оттоком от клеток ХС в форме моно-ЭХС.

Эфиры холестерина — продукты химической этерификации спирта и кислоты; различия положении физической химии и биологии.

В реакции спирт+кислота образуется ковалентная эфирная связь (-С-0-С-) и происходит освобождение молекулы воды. В химии принято считать, что при взаимодействии спирт+кислота (реакция этерификации) — спирт этерифицирует кислоту. Поэтому все продукты реакции этерификации называют эфирами по имени спирта: а) ТГ, диглицериды и моноглицериды — эфиры спирта глицерина, и ПНЖК, этерифицированные со спиртом ХС, это эфиры спирта ХС, поли-ЭХС. Так принято в химии; в биологии же эфиры ХС различают на основании их функции в биологических реакциях и физиологичных процессах. Липиды — это ЖК и все соединения, в состав которых входят ЖК. С позиций биологии, ХС — полярный спирт; олеат холестерина — это неполярная форма ХС, моно-ЭХС; в то же время холестероларахидонат — это неполярная форма арахидоновой (Арахи) ПНЖК, поли-ЭХС. Если ХС это спирт, то олеат холестерина и холестероларахидонат это уже липиды; в составе липидов всегда есть ЖК.

В филогенезе ЛПВП — самые ранние; они сотни миллионов лет реализуют in vivo одновременно два процесса: 1) перенос к клеткам ЖК (НЖК+МЖК+ННЖК+ПНЖК) в форме полярных ФЛ и ДГ и 2) отвоз к гепатоцитам спирта ХС, который синтезировала каждая из клеток. На ранних ступенях филогенеза происходит это в форме полярного ХС, а позже — в форме неполярного олеата ХС, моно-ЭХС. На более поздних ступенях филогенеза, в структуре ЛПВП, фермент лецитинхолестерин ацилтрансфераза (ЛХАТ) активирует образование из полярного ХС неполярной его формы — олеата ХС, моно-ЭХС. В форме моно-ЭХС, ХС более «удобно» упаковывать в составе ЛПВП и переносить к энтероци-там, а позже и к гепатоцитам. ХС функционирует в полярной форме неэтерифицированного стерола в монослое ФЛ в мембранах и в б) неполярной форме олеата ХС, моно-ЭХС, при переносе ХС к гепатоцитам. АпоА-1 отвозит от клеток, синтезированный ими ХС, и образованный в ЛПВП неполярный моно-ЭХС, холестерололеат в составе ЛПВП к гепатоцитам. Клетки гидролизуют моно-ЭХС и используют ХС как субстрат для синтеза желчных кислот — активных эндогенных детергентов. Они проявляют свою функцию в тонком кишечнике при эмульгировании экзогенных липидов и ЖК.

Становление в филогенезе системы переноса в липопротеинах и активного поглощения клетками ЖК.

Через полтора века после Р. Вирхова мы предложили новую, филогенетическую теорию общей патологии. Одним из трех основных положений ее является понимание последовательного, в течение сотен миллионов лет, становления на ступенях филогенеза каждой из биологических функций и биологических реакций. Согласно филогенетической теории общей патологии и нашим представлениям, система Л П — перенос в гидрофильной, межклеточной среде гидрофобных ЖК, пассивное (по градиенту концентрации) и активное (рецепторное) поглощение их клетками, претерпела в филогенезе три функционально разных, последовательных этапов. Они, однако, на более поздних ступенях филогенеза, сформировали единую функциональную систему, систему ЛП.

• 1. Синтез апоА-I, перенос всех ЖК в межклеточной среде в составе ЛПВП в форме полярных липидов (ФЛ и ДГ) и пассивное поглощение их клетками. Перенос от клеток к энтероцитам полярного спирта ХС в составе апоА-I ЛПВП, поглощение их энтероцитами и экскреция ХС с калом.
• 2. Синтез изобелков апоВ-48 и апоВ-100, позже апоЕ, образование ХМ, перенос ЖК в форме неполярных липидов (ТГ и ЭХС) и активное, рецепторное поглощение клетками ПНЖК вначале в составе ЛПНП, а позже и в составе ЛПВП. Отток от клеток спирта ХС в форме неполярных моно-ЭХС (олеата холестерина) и активированное поглощение их гепатоцитами в апоА-1+апоА-Н ЛПВП при действии кассетных транспортеров. Синтез в гепатоцитах из ХС желчных кислот — активных эндогенных детергентов.
• 3. Действие инсулина (ИНС), образование филогенетически поздних ЛПОНП и векторного, направленного, активного поглощения всеми зависимыми от инсулина клетками только НЖК+МЖК в форме ТГ в составе ЛПОНП путем апоЕ/В-100 эндоцитоза.

В филогенезе, у самых ранних одноклеточных in vivo, у Архей, в па-ракринно регулируемых сообществах клеток, перенос субстратов для наработки энергии, для синтеза АТФ в митохондриях, проходил в форме гидрофильного ацетата (цикличного диацетата). Много позже уже у бактерий к нему присоединился и второй субстрат для наработки митохондриями макроэргического АТФ — глюкоза. Для развития и совершенствования организмов на ступенях филогенеза, пассивного поглощения клетками субстратами для наработки энергии (синтеза АТФ) становилось явно недостаточно. В филогенезе для окисления в митохондриях, синтеза АТФ и депонирования (запасания) субстратов для наработки энергии, реализации биологической функции локомоции, оптимальными являются НЖК+МЖК. 80% ЖК, которые ЛПОНП переносят к клеткам в форме ТГ, составляют пальмитиновая НЖК и олеиновая МЖК; переносят их от гепатоцитов к клеткам раздельно пальмитиновые и олеиновые ЛПОНП.

ЛпоЛ-1, ЛПВП и пассивное поглощение клетками ЖК в форме

полярных липидов — глицеридов.

Формирование первого этапа становления в филогенезе функции ЛП началось с того, что первый стационарный апо, апоА-I стал связывать и переносить к клеткам ЖК. Структуру и функцию сформированных ЛПВП можно оценить при рассмотрении их в плазме крови насекомых, в липофоринах — филогенетически самых ранних ЛПВП. На всех ступенях филогенеза, при выраженном различии физико-химических свойств НЖК+МЖК, ННЖК и ПНЖК, апо переносят их к клеткам, в конечном итоге, раздельно. АпоА-I формирует ЛПВП в цитозоле энте-роцитов, связывая липидсвязующими доменами преимущественно длинноцепочечных С16 и Cl8 ННЖК и более длинные ПНЖК в форме полярных липидов — ФЛ, эфиров со спиртом глицерином.

Энтероциты формируют и секретируют в межклеточную среду ЛПВП; в силу низкой способности апоА-I связывать липиды, в ЛПВП липидов (полярных ФЛ и ДГ), по отношению к белку, всегда мало. В едином паракринном сообществе (энтероциты + жировые клетки рыхлой соединительно ткани, РСТ) происходит следующее: а) энтероциты этерифицируют НЖК+МЖК со спиртом глицерином с образованием неполярных ТГ. В рамках единого паракринного сообщества, синтезированные ТГ локально, по первичным лимфатическим протокам в рамках одного ПС, достигают жировых клеток РСТ, которые их депонируют. В межклеточное же пространство жировые клетки РСТ секретируют НЖК+МЖК только в форме полярных НЭЖК; в межклеточной среде их связывает липидпереносящий белок альбумин.

Можно полагать, что на более поздних ступенях филогенеза: а) па-ракринное сообщество энтероциты + жировые клетки РСТ раздельно явились основой формирования in vivo тонкого кишечника и сальника; б) они, как и прежде, осуществляют поглощение и депонирование экзогенных НЖК+МЖК в форме неполярных ТГ. Вместе они поочередно в биологической функции трофологии реализуют биологическую реакцию экзотрофии после приема пищи и биологическую реакцию эндо-трофии в периоды отсутствия пищи. И если депонирование НЖК+МЖК в висцеральных жировых клетках (ВЖК) сальника происходит в форме неполярных ТГ, то в межклеточной среде перенос НЖК+МЖК происходит в форме полярных НЭЖК в ассоциации с ли-пидпереносящим белком альбумином. ЛПВП и в настоящее время переносят к клеткам ННЖК, как и ПНЖК, в полярных липидах — ФЛ и ДГ. Можно полагать, что уже на первом этапе переноса к клеткам в межклеточной среде ЖК в полярных липидах, при пассивном поглощении их в форме ассоциатов НЭЖК+альбумин, в сообществе энтероциты + сальник, по внутренним лимфатическим путям, перенос и депонирование НЖК+МЖК проходило в форме ТГ, рис. 1.1.

Можно полагать, что лимфатические сосуды, которые первоначально сформировались в рамках отдельных паракринно регулируемых сообществах с целью единения функционально разных клеток, на более поздних ступенях филогенеза и при дальнейшем совершенствовании, преобразовались в лимфатическую систему. Она, задолго до системы кровообращения, объединяла функционально ассоциированные парак-ринные сообщества. В филогенезе, можно полагать, формирование лимфатических путей и потока лимфы произошло: а) на ранних ступенях филогенеза в паракринных сообществах энтроциты + жировые клетки РСТ для переноса НЖК+МЖК в форме неполярных ТГ; б) на миллионы лет ранее и раздельно от в) вначале незамкнутой и далее замкнутой системе кровообращения.

Формируя функцию в рамках паракринных сообществ, лимфатическая система позже функционально объединила ПС клеток при образовании анатомически очерченных органов и систем органов, намного раньше системы кровообращения. Можно сказать, что прообразом лимфатической системы in vivo явилось паракринное сообщество энтероциты+ВЖК сальника и первый опыт физико-химически сложного, локального переноса НЖК+МЖК в форме неполярных ТГ не в кровотоке. Вероятно, позже поток лимфы стал переносить гуморальные медиаторы и участвовать в паракринной регуляции вначале отдельных паракринно регулируемых сообществ клеток, а далее органов и систем in vivo.

Если в рамках единого ПС между энтероцитами и ВЖК сальника лимфа переносит НЖК+МЖК в форме ТГ, ВЖК сальника освобождают НЖК+МЖК в кровоток как полярные НЭЖК, которые связывает альбумин. Молекула альбумина специфично связывает две ЖК; неспецифично — еще две НЖК или МЖК с длиной цепи атомов углерода не более С18. Перенос и поглощение клетками НЖК+МЖК и ПНЖК проходит раздельно уже на самых ранних ступенях филогенеза. Более рано в филогенезе в крови начали циркулировать ННЖК+ПНЖК в форме полярных ФЛ в составе ЛПВП, а НЖК+МЖК — в форме полярных НЭЖК +альбумин.

Рис. 1.1. Перенос НЖК+МЖК в неполярных ТГ в ПС энтероциты + сальник; в межклеточной же среде в форме полярных НЭЖК+АЛБ. ННЖК+ПНЖК переносят к клеткам ЛПВП в формы полярных ФЛ

Экзогенные НЖК+МЖК в составе ТГ, которые секретируют энтероциты, запасают, в первую очередь, ВЖК сальника. Когда же возможность депонировать экзогенные ЖК в РСТ заканчивается, ТГ из лимфатических путей изливаются в кровоток. Далее они оказываются в ХМ, формирование которых отчасти происходит в крови. Депонирование экзогенных НЖК+МЖК, осуществляют, главным образом, адипоциты в подкожной клетчатке.

При низком связывании апоА-I и полярных липидов, ЛП переносят НЖК+МЖК в форме полярных ДГ, в эфирах глицерина; ЛПВП содержат лишь следовые количества неполярных ТГ. ЛПВП переносят ННЖК+ПНЖК в составе полярных ФЛ — в форме фосфатидилхолина (ФХ) и в аминофосфолипидах. Все клетки из ЛПВП поглощают ЖК только пассивно, по градиенту концентрации. Происходит это путем:

• а) переэтерификации ЖК с разным числом ДС между ФЛ в составе ЛПВП и наружным монослоем клеточной мембраны;
• б) встраивания полярных ДГ в наружный монослой ФЛ мембраны клеток при контакте ЛПВП и клеток. На первом этапе становления функции ЛП, ЛПВП переносят к клеткам НЖК+МЖК+ННЖК в форме полярных ФЛ — эфиров со спиртом глицерином. С ранних ступеней филогенеза, ЛПВП исполняют и вторую функцию, обеспечивая отток от клеток полярного ХС, который:
• а) клетки синтезировали in situ de novo из ацетата, активированного ацетил-КоА, а также
• б) поглотили в качестве «упаковочного» материала в составе ЛП, в форме моно- и поли-ЭХС.

Каждая из животных клеток, реализуя биологическую реакцию краткосрочной адаптации, синтезирует ХС in situ de novo в количестве quantum sates. По окончании активации биологической реакции адаптации клетки выводят «ненужный» ХС в межклеточную среду. Растворимость полярного ХС в гидрофильной среде не превышает = 8 нмоль/л; однако ХС может формировать гомо- и гетерогенные липосомы. Ранние в филогенезе апоА-1+ФЛ связывают в межклеточной среде, накапливают и переносят ХС в филогенетически ранних апоА-I ЛПВП. В то же время в составе Л П ВП между полярными молекулами ФЛ не столь много места для связывания и переноса полярного ХС. На более поздних ступенях филогенеза в ЛПВП стала проходить этерификация ХС с эндогенно синтезированной олеиновой МЖК с образованием неполярной формы спирта ХС — моно-ЭХС.

Происходит это в реакции этерификации с эндогенной со-9 С 18:1 олеиновой МЖК. Активирует реакцию фермент лецитинхолестерин ацилтрансфераза (ЛХАТ) и ее кофермент апоА-П; оба протеина — секреторные белки гепатоцитов, рис. 1.2. В форме олеата ХС, моно-ЭХС начал накапливать в ЛПВП и переносить вначале к энтероцитам в составе апоА-I ЛПВП, а позже в филогенезе и к гепатоцитаим в составе апоА-1+апоА-Н ЛПНП. В неполярной форме моно-ЭХС спирт ХС переносить удобнее и более эффективно. Коферментом ЛХАТ является апоА-П; белок назван так потому, что выделили его из ЛПВП после апоА-I, т.е. вторым. В структуре же и функции они имеют мало общего; апоА-I ранний в филогенезе стационарный апо, который формирует ЛПВП и никогда их не покидает. АпоА-I формирует а-спиральные структуры, которые связывают полярные ФЛ и ДГ; неполярных ТГ в ЛПВП нет.

АпоА-Н липиды связывает слабо; его структура и функция более схожа с апоС-П и апо-С-Ш — кофакторами постгепариновой Л ПЛ и печеночной глицеролгидролазы (ПГГ). Из ЛПВП клетки поглощают все ЖК (НЖК+МЖК+ННЖК+ПНЖК) пассивно. Столь же пассивно путем эндоцитоза (пиноцитоза) вначале энтероциты, а позже в филогенезе гепатоциты, поглощали из ЛПВП спирт ХС в форме моно-ЭХС, олеата ХС. Так в форме полярных липидов миллионы лет клетки поглощали все ЖК пассивно. Тем не менее, и пассивное поглощение клетками ЖК позволяло животным, к примеру муравьям, реализовать физическую активность с высокой мерой эффективности.

Рис. 1.2. Превращение полярного спирта ХС в неполярную форму

моно-ЭХС, олеата ХС в составе ЛПВП

И все-таки, на более поздних ступенях филогенеза, переноса ЖК в межклеточной среде в форме полярных липидов и пассивного поглощения их клетками стало явно недостаточно. В течение следующих лет сформировалось активное, рецепторное поглощение клетками ЖК. Однако, как и при филогенетически ранних ЛПВП, новые ЛП раздельно переносили, а клетки, как и ранее, раздельно поглощали НЖК+МЖК+ННЖК и ПНЖК; первые в форме эфира со спиртом глицерином, в составе ТГ; вторые — в форме поли-ЭХС со спиртом ХС. Синтез апоВ-48, формирование в крови ХМ из образованных в энтероцитах «липидных капель» ТГ; роль динамичного апо — апоЕ. Формирование второго этапа в переносе и поглощении клетками ЖК in vivo началось с синтеза гепатоцитами нового апоВ, двух его изоформ апоВ-48 и апоВ-100. Мол. масса апоВ-48 — это 48% от длины (массы) полипептида апоВ-100; молекула в 2 раза меньше; мол. масса самого же апоВ-100 — близка к 500 килодальтон (кД). Если при жизни в водах мирового океана отношение в пище НЖК+МЖК и ННЖК+ПНЖК составляло = 1:1, то на более поздних ступенях филогенеза количество НЖК+МЖК стало во много раз большим. Как и на более ранних ступенях филогенеза, энтероциты этерифицируют существенно большее количество НЖК+МЖК+ННЖК со спиртом глицерином, в составе ТГ. Поток лимфы переносит неполярные ТГ от энтероцитов к жировым клеткам РСТ, в состав ВЖК. Это определено тем, что энтероциты и жировые клетки РСТ сальника с ранних ступеней филогенеза являются частями одного ПС клеток — энтероциты + сальник. Вместе энтероциты + ВЖК сальника начали синтез неполярных липидов и запасание НЖК+МЖК в форме ТГ.

Число ВЖК в сальнике ограничено; в онтогенезе число их не увеличивается. ВЖК сальника и забрюшинной клетчатки не делятся, но могут подвергаться гипертрофии, увеличиваясь в размерах в несколько раз; да и сама брюшная полость ограничена в объеме. Согласно принципам биологической преемственности и единой технологии становления в филогенезе функциональных систем, все ТГ от энтероцитов оттекают с током лимфы только к сальнику. Когда перегруженные ВЖК уже не могут поглощать ТГ из лимфы, при избыточной секреции их энтероци-тами, первичные структуры (липидные капли) из ТГ фактически оказываются выведенными в кровь. При этом лимфа переносит к клеткам первичные физико-химические комплексы из ТГ, которые сформировали энтероциты в канальцах эндоплазматической сети в форме «липидных капель»; это результат активности микросомального белка переносящего триглицериды (МБПТ).

На ранних ступенях филогенеза происходила:

• а) этерификация ЖК в энтероцитах со спиртом глицерином с образованием ТГ;
• б) перенос ТГ в потоке лимфы;
• в) поглощение ТГ в сальнике висцеральными жировыми клетками. Далее следует гидролиз ТГ и секреция в кровь НЖК+МЖК в форме полярных НЭЖК. Происходило это на ранних ступенях филогенеза в рамках одного паракринно регулируемого сообщества клеток. И только миллионы лет позже в филогенезе постепенно произошло разделение единого ПС энтероциты+ВЖК на отдельные органы:
• а) тонкий кишечник и
• б) сальник, пул ВЖК, депо жировых клеток РСТ и
• в) печень, формирование ее произошло на более поздних ступенях филогенеза. На это указывает выраженное функциональное различие оседлых макрофагов Купффера и их филогенетических предшественников, которые исполняют те же функции в иных органах.

В отсутствие детергентов, лимфа переносит не эмульсию ТГ, а согласно физической химии оформленные структуры из ТГ в том виде, в котором они сформировались в эндоплазматической сети энтероцитов при действии МБПТ. На основе филогенетической теории общей патологии и того, что изложено выше, можно полагать, что:

• а) энтероциты формируют и секретируют структуры из ТГ, сформированные МБПТ — предшественники (первичные) ХМ в канальцах эндоплазматической сети;
• б) образование же вторичных ХМ, более вероятно, происходит в лимфатических сосудах или в крови во время физиологичной постпранди-альной ГЛП. Апо, который в крови формирует в крови вторичные ХМ из ранее сформированных «липидных капель» из ТГ, является филогенетически новый апоВ-48.

Апо В-48 — первый в филогенезе апо, который стал формировать в крови ЛП из секретированных энтероцитами «липидных капель» ТГ. При электронной микроскопии ХМ напоминают тутовую ягоду, ягоду малины; ХМ очень большие при сравнении со всеми иными ЛП — ли-пидпереносящими макромолекулами белка. Формируются они в цитозоле на принципах физико-химии как биологический бислой белокглипид. Столь большие размеры ХМ определены, тем, что в местах связывания ТГ с а-спиральными цепями апоВ-48, происходит ассоциация не молекул ТГ, а структур — липидных капель из ТГ, которые сформированы в эндоплазматической сети энтероцитов при действии МБПТ, рис. 1.3. Вначале, можно полагать, все клетки поглощали ХМ путем пассивного эндоцитоза со всеми переносимыми НЖК+МЖК+ННЖК в форме неполярных ТГ, включая и афизиологичные ЖК. Желательным это не было, поскольку энтероциты этерифицируют в состав ТГ и явно афизиологичные ЖК пищи. Катаболизировать (метаболизировать) же афизиологичные ЖК способны далеко не все клетки.

Афизиологичными ЖК в пище приматов и человека являются:

• 1. ЖК с нечетным числом атомов углерода.
• 2. Транс-формы МЖК.
• 3. Коньюгированные ННЖК с необычным расположением ДС по длине цепи.
• 4. Очень длинноцепочечные ЖК — С 24 и более.
• 5. ЖК с более чем шестью ДС в цепи.
• 6. ЖК с разветвленной цепью атомов С.
• 7. ЖК с циклическими кольцами (пяти и шестичленными) в цепи атомов углерода.
• 8. Дикарбоновые коротко- и длинноцепочечные ЖК.

Не исключено, что в течение определенного времени поглощение клетками афизиологичных ЖК, количество которых невелико, все-таки приводит к формированию афизиологичного липоидоза по типу адрено-липолейкодистрофии. Накопление в цитозоле ТГ, которые липазы цитозоля не могут гидролизовать (к примеру, пальмитоил-пальмитол-паль-митат, ППП), является причиной гибели клеток по типу физиологичного, запрограммированного апоптоза. На последующих ступенях филогенеза совершенствование системы ЛП произошло так, что ХМ стали поглощать только филогенетически поздние гепатоциты. При этом апоВ-48 стал формировать ХМ из неполярных ТГ; не имея в структуре домена-лиганда, апоВ-48 стал участвовать в формировании кооперативного лиганда, вместе со специфичным апоЕ. В ХМ гепатоциты впервые стали поглощать ЖК в неполярных эфирах НЖК+МЖК +ННЖК с глицерином, в ТГ путем активного, рецепторного эндоцитоза.

Динамичный апоЕ, становление активного поглощения клетками

ЖК в форме ТГ в составе хиломикронов.

АпоВ-48 — половина молекулы апо В-100; в первичной структуре ее нет домена, который может формировать лиганд. В силу этого, на сту-

пенях филогенеза в ЛП, периферические клетки начали синтезировать новый апо, динамичный апоЕ. В отличие от всех ранних апо, апоЕ в первичной структуре имеет специфичный домен, который предназначен, вероятно, для взаимодействия типа белокгбелок, точнее апогапо. Этим доменом апоЕ стал взаимодействовать с апоВ-48; вместе они сформировали кооперативный апоЕ/В-48 лиганд. Одновременно гепатоциты начали синтезировать и выставлять на плазматическую мембрану кооперативные апоЕ/В-48 рецепторы. Так, мы полагаем, произошло формирование в филогенезе активного, рецепторного поглощения гепато-цитами НЖК+МЖК+ННЖК в форме неполярных ТГ, в составе ХМ, путем апоЕ/В-48 эндоцитоза.

ЛПНП

ЛПВП

О

• ? Холестерол
• ? Триглицериды
• ? Фосфолипиды
• ? Белки
• 100 л 80 -
• 5 бо ч

о 40 Н и

20 -I

ШЁ

Рис. 1.3. Физико-химическая характеристика апов-48 ХМ, сформированных из первичных липидных капель в крови, апоВ-100 ЛП образованных в гепатоцитах из ТГ и наиболее ранних апоА-1 ЛПВП, в которых функционально раздельно формируются моно-ЭХС и поли-ЭХС

Для того чтобы апоВ-48 принял активную конформацию (пространственную, стерическую форму), сформировал и выставил на поверхность апоЕ/В-48 лиганд, в составе ХМ из связи с апоВ-48 следует убрать оптимальное количество ТГ; сделать это можно путем усиления липолиза. Для этого клетки эндотелия синтезируют постгепариновую ЛПЛ, а ге-патоциты — кофактор апоС-П. Гепарин участия в гидролизе ТГ не принимает; он только освобождает пстгепариновую ЛПЛ в кровоток; в отсутствие ХМ как субстрата липолиза, фермент связывают цепи глико-каликса — гликозаминогликаны плазматической мембраны эндотелия. При гидролизе ТГ и переходе полярных диглицеридов в состав ЛПВП апоВ-48 в ХМ принимает активную конформацию (пространственную, стерическую форму) и формирует на поверхности ХМ кооперативный апоЕ/В-48 лиганд. Далее гепатоциты поглощают лигандные ХМ путем апоЕ/В-48 эндоцитоза.

Нарушение гидролиза ТГ в составе ХМ происходит при:

• а) врожденном дефекте первичной структуры апоЕ (генотипы е2/е2 и е4/е4 вместо физиологичного еЗ/еЗ);
• б) нарушении первичной структуры постгепариновой Л ПЛ или
• в) мутации в апоС-П, рис. 1.4. В этих условиях формируется гиперхиломикронемия, ГЛП фенотипа I. При нарушении липолиза ТГ в составе ХМ, в крови накапливаются безлигандные (прелигандные) ХМ. При афизиологичных фенотипах апоЕ и низкой аффинность апоЕ/В-48 лигандгрецептор, в крови накапливаются постлигандные ХМ. И те и другие становятся в крови «биологическим мусором»; большие флого-гены (эндогенные инициаторы биологической реакции воспаления, поглощают далее оседлые макрофаги).

Хилрмикрон

Рис. 1.4. Фермент-субстратный комплекс, в котором ЛПЛ+апоС-П гидролизуют ТГ, выставляя на поверхность ХМ апоЕ/В-48 лиганд. Образуемые при липолизе полярные диглицериды переходят в состав ЛПВП; НЭЖК — связывает липидпереносящий альбумин

Алоболок С-II ДО

^?Мембрйма

эндотелиальной клетки

Располагаются оседлые макрофаги и в интиме артерий эластического и смешанного типов; среди разноообразных эндогенных флогогенов и экзогенных патогенов они призваны поглощать и утилизировать и без-лигандные ХМ — «биологический мусор», используя для этого скевен-джер — рецепторы (рецепторы-мусорщики). Накопление безлигандных ХМ и ЛПОНП в цитоплазме макрофагов инициирует образование эруптивных ксантом на коже в разных частях тела.

После поглощения гепатоцитами ХМ, липазы гидролизуют ТГ в цитозоле до НЭЖК и 2-моноацилглицерина; далее клетки оптимизируют экзогенных ЖК. Реализуют этот процесс органеллы цитозоля — перок-сисомы. Используя реакции а-, р- и со-окисление, органеллы утилизируют все афизиологичные ЖК пищи. Происходит это путем:

• а) укорочения цепей ЖК;
• б) насыщения ДС и
• в) превращения очень длинноцепочечных ЖК в более короткие и менее ненасыщенные ЖК с меньшим числом ДС. Если при оптимизации образуются ЖК, которые могут быть использованы как субстрат для окисления, члены семейства белков связывающих ЖК в цитозоле, переносят их в митохондрии, которые окислют их в цикле Кребса и в дыхательной цепи окислительного фосфорилирования с образованием макроэргических АТФ.

После оптимизации ЖК, гепатоциты реэтерифицируют экзогенные и эндогенные ЖК со спиртом глицерином и формируют пальмитиновые, олеиновые, линолевые и линоленовые ТГ. Связывая ТГ, апоВ-100 в канальцах эндоплазматической сети, гепатоциты формируют новый класс ЛП — ЛПОНП. Предназначены они для переноса к клеткам в межклеточной среде больших количеств НЖК+НЖК в форме ТГ. Поскольку стерическая, пространственная форма ТГ является выражено разной, апоВ-100 раздельно связывает пальмитиновые, олеиновые, линолевые и линоленовые ТГ, формируя четыре наиболее большие, одноименные субкласса ЛПОНП. На самом деле классов ЛПОНП, вероятно, больше, включая стеариновые ЛПОНП, но в количественном отношении они невелики. Все ЛПОНП апоВ-100 формирует как бислой белокглипид. Иных в биологии возможностей формировать Л П — ли-пидпереносящие макромолекулы белка нет. На ранних ступенях филогенеза, при жизни в водах третьего мирового океана при температуре +4...+6° С и невысоком уровне физической активности, отношение се-кретированных пальмитиновые+олеиновые ЛПОНП и линолевые+ линоленовые ЛПОНП соотносились как 1:1.

Все ЛПОНП, которые гепатоциты секретируют в кровоток, не имеют «активного положения» апо/В-100 домена-лиганда; перекрывает его физиологично избыточное количество ТГ. В крови, при действии постгепариновой ЛПЛ+кофактор апоС-П происходит гидролиз части ТГ. Когда количество ТГ в ассоциации с апоВ-100 становится оптимальным, апо принимает функциональную, активную конформацию и на поверхности ЛПОНП формируется апоВ-100 лиганд. Клетки, связывая его апоВ-100 рецепторами, активно поглощают ЛПОНП; поглотив один ЛПОНП, клетка получает = 3 000 мол. ТГ или = 9 000 НЖК+МЖК. Это во много раз больше того количества ЖК, которое на более ранних ступенях филогенеза клетки поглощали из ЛПВП путем пассивной диффузии в форме полярных ФЛ и ДГ. Так постепенно, на ступенях филогенеза сформировалось активное, рецепторное поглощение клетками НЖК+ МЖК как субстрата для:

• а) окисления в митохондриях (синтеза АТФ) и
• б) ННЖК для синтеза полярных ФЛ и построения клеточных мембран, рис. 1.5. Поглощение же клетками ПНЖК из состава ЛПВП еще длительное время оставалось пассивным.

Рис. 1.5. Абиологичная модель апоВ-100 ЛП в форме сферы из неполярных и полярных липидов 1. Структура Л ПОН П с неактивным лигандом и большим количеством ТГ. 2. ЛП промежуточной плотности. 3. и строение ЛПНП. 4. Штриховка — апоВ-100, мелкие точки — ТГ, крупные — поли-

ЭХС. Черный — домен-лиганд

Структура ЛПВП, синтез эфиров ХС, рецепторное поглощение клетками ПНЖК. Роль белка переносящего полиеновые эфиры холестерина.

На последующих ступенях филогенеза, по мере развитии новых видов животных, пассивного поглощения клетками П НЖК стало недостаточно. ПНЖК in vivo облигатно необходимы всем клеткам для:

• а) синтеза аминоФЛ и построения клеточных мембран — аминофос-фолипидов и
• б) синтеза филогенетически ранних, биологически активных, гуморальных, медиаторов — эйкозаноидов. В позиции sn-2 аминоФЛ со спиртом глицерином могут быть этерифицированы ш-6 С20:4 ара-хидоновая (Арахи), со-3 С20:5 эйкозапентаеновая (Эйкоза) или со-3 С22:6 докозагексаеновая (Докоза). Молекулы аминоФЛ — фосфати-дилэтаноламин и фосфатидилсерин имеют заряд; в плазматической мембране они располагаются локально вокруг каждого из интегральных белков (рецептор, транспортер, ионный насос). Они формируют менее гидрофобное окружение в выраженно гидрофобном бислое плазматической мембраны, который состоит преимущественно из фосфати-дилхлинов (ФХ). В окружении аминоФЛ и большего количества воды, интегральные белки, имеют возможность более свободно изменять функциональную, стерическую, форму молекул при исполнении ими функциональной роли. Оптимальное количество аминоФЛ вокруг интегрального белка повышает эффективность рецепторного взаимодействия, производительность (активность) интегральных белков мембраны, функцию транспортеров, а в сумме — функциональную активность клеток.

При жизни в водах мировых океанов, при низкой температуре окружающей среды, биологически активные эйкозаноиды регулируют биологическую функцию адаптации, гомеостаза, биологическую функцию трофологии и эндоэкологии на протяжении миллионов лет. Субстратом для синтеза эйкозаноидов является Эйкоза; Докоза же — это форма для депонирования ПНЖК во внутриклеточных мембранах. При жизни в океане все клетки используют Эйкоза для синтеза простацик-линов, простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов, резольвинов и липоксинов. Биологические реакции в ПС клеток с ранних ступеней филогенеза регулируют наиболее активные эйкозаноиды группы 3. Синтезируют их клетки РСТ в ПС, используя в качестве субстратов со-3 С20:5 Эйкоза; молекула эйкозаноидов третьей группы имеет три ДС, рис. 1.6.

Серия 1

8Л 1,14-эйкозотриеновая кислота

С20 : А

8.11.14

А рахидомовая кислота

соон

Серия 2

=л=///

д5,8.11.14

Эйкозопентаеновая кислота

СООН

Серия 3

Рис. 1.6. Предшественники синтеза биологически активных эйкозаноидов (афизиологичная мидовая ННЖК, Арахи и Эйкоза ПНЖК) и структура эйкозаноидов — простагландинов первой второй и третьей групп

Ни одна животная клетка не в силах синтезировать ПНЖК; все морские животные получают их с пищей, поедая красные, бурые водоросли или используя животные «пищевые цепи». После выхода на сушу, где растения не синтезируют со-3 Эйкоза и Докоза, предшественником синтеза эйкозаноидов и аминоФЛ становится со-6 С20:4 Арахи; эйкозанои-ды второй группы имеют в молекуле 2 ДС. По функциональной активности со-6 эйкозаноиды группы 2 уступают со-3 эйкозаноидам группы 3. При выходе на сушу животные стали синтезировать эйкозаноды, количество ДС в которых стало меньше — две ДС в молекуле, вместо трех.

Это привело к снижению функциональной активности эйкозаноидов; это стало биологической платой за «возможность» акклиматизации (адаптации) морских животных к жизни на суше. Эйкозаноиды сохранили длину углеродной цепи, но она стала на треть менее ненасыщенными. Однако если клетка имеет возможность поглощать со-3 Эйкоза, синтезировать эйкозаноиды группы три, то, несмотря на, наличие в цитозоле со-6 Арахи, синтез эйкозаноидов происходит только группы 3 из Эйкоза, а не группы 2, не из Арахи. Со временем, на ступенях филогенеза при становлении новых биологических функций, совершенствовании организмов, пассивного поглощения ПНЖКизЛПВП для клеток стало явно недостаточно.

Согласно методологическим подходам общей биологии, преемственности и единой технологии становления в филогенезе функциональных систем, активное поглощение клетками ПНЖК стало формироваться «по образу и подобию» того, что было сделано ранее. Поскольку в филогенезе уже произошло формирование активного поглощения клетками НЖК+МЖК+ННЖК в форме ТГ в составе ЛПНП путем апоВ-100 эндоцитоза, наиболее реальный путь — сделать то же и в отношении ПНЖК. Однако для этого требуется перенести ПНЖК в форме поли-ЭХС из ЛПВП в состав ЛПНП. Физико-химически такой переход возможен, если в ЛПВП осуществить переэтерификацию ПНЖК из полярных ФЛ (эфиров со спиртом глицерином) в состав неполярных липидов — поли-ЭХС. Эта реакция переэтерификации послужила началом формирования на ступенях филогенеза первого, активного поглощения клетками ПНЖК в составе ЛПНП, в форме поли-ЭХС, путем отработанного в филогенезе ранее апоВ-100 эндоцитоза НЖК+МЖК+ННЖК.

Преставления о структуре ЛПВП мы сформировали не только на основе физико-химических параметров, но и с учетом их многогранной функциональной роли, рис. 1.7. В первую очередь, мы приняли во внимание биологический принцип единения структуры и функции, а также специфичную, роль ЛПВП в переносе и поглощении клетками какЖК, так и ХС. ЛПВП длительно на ступенях филогенеза, прежде чем они начали осуществлять реакцию переэтерификации ПНЖК из глицеридов в поли-ЭХС, реализовали две функции. Одна из них:

• а) перенос к клеткам экзогенных ЖК (НЖК+МЖК+ ННЖК+ ПНЖК) в форме полярных липидов и вторая
• б) отвоз от всех клеток синтезированнного ими спирта ХС. Миллионы лет они переносили ХС в форме полярного спирта к энтероцитам для экскреции, а позже — в форме неполярного олеата ХС (моно-ЭХС) к гепатоцитам для превращения в желчные кислоты. Гепатоциты же стали использовать ХС для синтеза желчных кислот — высокоактивных эндогенных детергентов.

Рис. 1.7. Строение Л ПВП; а- мицеллярная модель; б- бислой ФЛ в кружении апоА-I и превращение диска в псевдосферу; в — бислой, диск — белок:липид и иное превращение г) дискообразного Л ПВП в гетерогенную псевдосферу. 1 - локализация в Л ПВП отвозимого от клеток ХС в форме моно-ЭХС и 2- расположение ПНЖК в форме поли-ЭХС

Апо — глобулярный белок со специфичной первичной и вторичной структурой. В гидрофильной среде, в контакте с гидрофобными липидами, он принимает форму диска, одна сторона которого становится гидрофобной и связывает липиды, а вторая гидрофильной; на гидрофильной стороне позже происходит формирование домена-лиганда. Как и все Л П, Л П В П — это бислой белокглипид; в структуре апоА-1Л П В П, полярные ФЛ располагаются, мы полагаем, на обеих сторонах диска; домена лиганда в структуре апоА-I нет. На гидрофобной стороне формируется монослой ФХ, а на гидрофильной — бислой из аминоФЛ.

Сформированные и секретированные энтероцитами в кровь ЛПВП, имеют форму диска. ЛПВП в форме полярного монослоя могут переносить только небольшое количество полярного ХС (конденсация ХС в монослое полярных ФЛ). В силу этого, на гидрофобной стороне ЛПВП, при действии ЛХАТ, происходит этерификация ХС с эндогенной со-9 С 18:1 олеиновой МЖК с образованием неполярной формы моно-ЭХС, олеата ХС. Перенос от клеток ХС происходит в составе ЛПВП в форме неполярных моно-ЭХС; в ЛПВП они локализуются между гидрофобной стороной апоА-1 и цепями ЖК фосфатидилхолинов.

Накопление неполярного липида — ХС олеата (моно-ЭХС) изменяет формуЛПВП; из дисковидных ЛПВП становятся цилиндрическими. В гидрофильной среде, в стремлении иметь наименьшую площадь поверхности, цилиндрические ЛПВП приобретают форму псевдосфер. Если энтероциты включают в состав ЛПВП мало аминоФЛ, то на обеих сторонах апоА-1 диска располагаются только ФХ, которые не имеют заряда. Такие «не заряженные» ЛПВП в крови слипаются между собой, образуя «монетные столбики».

Структуру ЛП (ЛПВП,ЛПНП иЛПОНП) приходится познавать, главным образом, с помощью интеллекта; все физико-химические методы анализа ЛП позволяют получить лишь ограниченную информацию. Поскольку плотность липидов для пучка электронов и у-лучей равна плотности воды, изображение нативных Л П при электронной микроскопии является сугубо ориентировочным; структуру Л П приходится «додумывать» и каждый автор делает это по-своему, субъективно. Трактовка же метода негативного контрастирования Л П в электронном микроскопе при использовании солей фосфорновольфрамовой кислоты приводит к серьезным ошибкам, от которых не удается избавиться на протяжении десятков лет.

Активное поглощение клетками ПНЖК начинается с переэтерифи-кации их в составе ЛПВП из полярных эфиров с глицерином (из аминоФЛ) в эфиры со спиртом ХС, в поли-ЭХС. Активирует реакцию, мы полагаем, аминоФЛ-холестерин ацилтрансфераза; более вероятно, она является изоформой ЛХАТ. Проходит реакция переэтерификации на гидрофильной стороне аминоФЛ; при этом выражено гидрофобные эфиры ХС (поли-ЭХС) скапливаются между цепями ЖК двух слоев аминоФЛ. Таким образом, в ЛПВП при реализации двух разных биологических реакций происходит образование двух структурно и функционально разных ЭХС: олеат ХС, моно-ЭХС — функционально неполярная форма ХС и поли-ЭХС — функционально неполярная форма Арахи, Эйкоза и Докоза ПНЖК.

Исходя из этого, выстраивать все функционально разные формы ЛПВП в одну последовательность превращения дисковидных по форме ЛПВП в цилиндрические (псевдосферические), как это делают многие авторы, оснований нет. Оценку функции ЛПВП в переносе моно-ЭХС и поли-ЭХС рационально рассматривать раздельно Перенос в ЛПВП моно-ЭХС и поли-ЭХС — параллельно образуемые, филогенетически и функционально разные процессы, поэтому функцию и поглощение их клетками следует рассматривать раздельно и параллельно. Моно-ЭХС — субстрат обратного (реверсивного) переноса ХС от всех клеток к гепа-тоцитам в составе апоА-1+апоА-П ЛПВП; поли-ЭХС — субстрат переноса ко всем клеткам ПНЖК из ЛПВП в линолевые и линоленовые ЛПОНП с целью последующего поглощения ПНЖК всеми клетками в лигандных, одноименных ЛПНП путем апоВ-100 эндоцитоза.

Заметим, что ни одно из растений на суше не синтезирует ни со-3 Эйкоза, ни Докоза, но не синтезируют растения и со-6 Арахи ПНЖК.

Поэтому источником Арахи ПНЖК на суше для человека является только животная пища. Это главным образом яйца птиц и подкожное свиное сало. Растительные масла, в том числе и арахисовое, содержат небольшое количество С20:0 арахиновой НЖК, но никак не С20:4 Арахи ПНЖК. Поэтому запрещать употреблять в пищу куриные яйца, это, по меньшей мере, ятрогенное недоразумение.

При рассмотрении ЛПВП, в которых происходит синтез и накопление моно-ЭХС (олеата ХС) и поли-ЭХС, ясно, что структура и физикохимические свойства моно- и поли-ЭХС являются разными. Синтезированные in situ моно-ЭХС локализованы между гидрофобной поверхностью апоА-I и цепями ЖК монослоя ФХ; они формируют гидрофобную, неполярную фазу в менее гидрофобном окружении из полярных ФХ. Поли-ЭХС (ПНЖК этерифицированные спиртом ХС) располагаются на противоположной стороне апоА-I диска в окружении цепей ЖК бислоя аминоФЛ. Безусловно, количество отвозимого от клеток ХС и стерола как «упаковочного материала» для ЖК в ЛПНП и ЛПОНП является существенно больше, чем количество переносимым из ЛПВП в ЛПНП полиеновых ЖК в форме поли-ЭХС. Более того, ЛПВП, которые гепатоциты поглощают при действии «АТФ-зависимых касетных транспортеров», синтезированы гепатоцитами на более поздних ступенях филогенеза.

Мы полагаем, что на ступенях филогенеза секреция и функция ЛПВП сформировалась в два этапа. На первом — энтероциты формировали дисковидные апоА-I ЛПВП; они последовательно исполняли две функции: а) первая — перенос к клеткам всех экзогенных ЖК в форме полярных липидов (ФЛ и Д Г) и обратная б) перенос от клеток синтезированного ХС в форме полярного ХС к энтероцитам. Это ранний этап оттока (реверсивного переноса) спирта ХС, оставил после себя физиологичную экскрецию с калом полярного, неэтерифицированного стерола. ЛПВП почти без ПНЖК, но нагруженные спиртом ХС, поглощали ранее не энтероциты, а клетки РСТ в ПС энтероциты +сальник. Используя скевенджер-рецепторы (рецепторы-«мусорщики»), макрофаги извлекают из апоА-I ЛПВП полярный ХС и удаляют (экскретиру-ют) его с калом. Так, вероятно, функционирует ранняя популяция апоА-I ЛПВП, сформированная энтероцитами; происходило это на ранних ступенях филогенеза, когда печени как орган еще не было. На определенных ступенях филогенеза, такого варианта отвоза от всех клеток ХС, который они синтезируют, стало явно недостаточно.

По завершении специализации клеток в ПС гепатоцитов, при образовании печени как органа, функционально измененные ЛПВП стали отвозить от клеток ХС к печени. Согласно единой технологии становления в филогенезе функциональных систем, преемственности на ступенях филогенеза биологических функций и биологических реакций, гепатоциты при формировании специализированного, высокопроизводительного переноса от клеток ХС, начали синтез функционально более совершенных ЛПВП. Гепатоциты, усложнили функциональные свойства апоА-1+апоА-П ЛПВП в переносе ХС от клеток. После совершенствования структуры и функции ЛПВП стали реализовать: а) более эффективный перенос ХС от клеток в форме неполярного моно-ЭХС и б) реакцию этерификации спирта ХС с со-9 С 18:1 олеиновой МЖК. Происходит эта реакция в составе ЛПВП при действии лецитинхолестерин ацилтрансферазы + апоА-П как кофактор (оба — секретируемые белки гепатоцитов). При этом олеиновую МЖК для этерификации ЛПВП освобождают из sn-2 ФХ; образованный гидрофобный олеат ХС располагается на гидрофобной стороне апоА-I диска и со всех сторон окружен цепями ЖК фосфатидилхолинов. Менее гидрофобный лизофосфати-дилхолин остается в составе апоА-1+апоА-ІІ ЛПВП; связывать и отвозить его к клеткам может и альбумин.

И если энтероциты формируют апоА-1 ЛПВП, то гепатоциты стали секретировать апоА-1+апоА-ІІ ЛПВП. В филогенетически ранних эн-тероцитах полярный ХС из ЛПВП удаляли клетки РСТ путем экскреции с калом. Гепатоциты же поглощают апоА-1+апоА-ІІ ЛПВП с моно-ЭХС через скевенджер-рецепторы, через АТФ-зависимые «касетные траспор-теры», рис. 1.8.

Рис. 1.8. Перенос в ЛПВП к клеткам ПНЖКв форме поли-ЭХС; реверсивный перенос ХС в моно-ЭХС и функция «кассетных» транспортеров. Поглощение клетками НЖК+МЖК через апоЕ/А-1 рецепторы в поли-ЭХС, ННЖК+ПНЖК через апоВ-100 и ПНЖК через апоЕ/А-1 рецепторы при низкой активности БППЭХ. ЭЦ — энтероциты

Гепатоциты поглощают Л ПВП, освобождают их от олеата-ХС, от мо-но-ЭХС, после чего «касетные транспортеры» возвращая в межклеточную среду «опустошенные» апоА-1+апоА-П ЛПВП. Гепатоциты, моно-ЭХС, которые они поглотили, подвергают гидролизу и используют для синтеза желчных кислот — активных эндогенных детергентов.

Как же конкретно проходит отток ХС от клеток? Известно, по крайней мере, несколько вариантов. Первый — (филогенетически ранний); ЛПВП связывают из межклеточной среды ХС, который выходит с мембран в межклеточную среду путем диффузии или становится компонентом гомогенных, смешанных, прямых мицелл. Будучи полярным, ХС, хотя и минимальной концентрации (8 нмоль/л), но растворим в гидрофильной среде; становится он и компонентом смешанных, прямых мицелл; это показано нами много лет назад.

На более поздних ступенях филогенеза, гепатоциты стали поглощать ЛПВП через «АТФ зависимые кассетные транспортеры». Они обеспечивают поглощение гепатоцитами ЛПВП с переносимым ими моно-ЭХС в реверсивном (обратном) отвозе ХС от клеток. Функционально это прообразы рецепторов — «мусорщиков», но располагаются они не на мембране макрофагов, а на плазматической мембране гепатоцитов. Скевенджер- рецептор на мембране гепатоцитов:

• а) захватывает и поглощает ЛПВП целиком;
• б) «извлекает» из апоА-1+апоА-П ЛПВП все моно-ЭХС, гидролизует их в лизосомах и
• в) возвращает пустой ЛПВП (апоА-1 + ФХ) в межклеточную среду.

АпоА-1 ЛПВП секретируют энтероциты, а апоА-1+апоА-П ЛПВП

формируют и секретируют гепатоциты. На ступенях филогенеза — это два варианта (более ранний и более поздний) переноса ХС от клеток с целью оптимального использования ХС in vivo. Пул спирта, который ЛПВП отвозят от клеток, складывается из ХС, который:

• а) синтезируют клетки in situ de novo;
• б) этерифицирует ПНЖК в поли-ЭХС;
• в) поглощают клетки в форме поли-ЭХС в ЛПВП;
• г) поглощают инсулинозависимые клетки с ЛПОНП в монослое ФХ + полярный ХС.

У приматов и человека функционируют как:

• а) филогенетически ранние ЛПВП энтероцитов, которые, в первую очередь, переносят к клеткам экзогенные ЖК — апоА-1 ЛПВП и реализуют обратный перенос ХС, так и
• б) филогенетически поздние, синтезированные гепатоцитами апоА-I+апоА-П ЛПВП, в которых и происходит анатомически и функционально (раздельно) синтез моно-ЭХС и поли-ЭХС. Они задействованы в активном поглощении клетками ПНЖК, участвуя одновременно: а) в активном поглощении клетками ПНЖК и б) реверсивном переносе ХС от клеток. Филогенетически ранние ЛПВП последовательно формируют несколько биологических функции. Это и определяет выраженную функциональную гетерогенность филогенетически ранних ЛПВП.

После поглощения и гидролиза поли-ЭХС из ЛПНП, клетки депонируют ПНЖК, а ХС выводят в межклеточную среду. И хотя раствори-

мость ХС в гидрофильной среде (~ 8 нмоль/л) низка, при большом числе клеток-доноров и апоА-1+апоА-П ЛПВП акцепторов, ее достаточно для оттока стерола из клеток. ХС-ЛПНП, ХС-ЛПОНП и ХС ЛПВП — это один и тот же ХС, только первый — до поглощения ЛП клетками, а второй после. Следовательно, ХС-ЛПВП становится выше, чем больше клетки поглощают ЛПНП и ЛПОНП и освобождают ХС в межклеточную среду. Отношение ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП+ХС-ЛПОНП определяет активность рецепторного поглощения апоВ-100 ЛП всеми клетками.

Поглощение клетками ПНЖК в форме поли-ЭХС в составе ЛПНП.

Белок переносящий полиеновые эфиры холестерина; виды животных

и модель экзогенной гиперхолестеринемии

Первым этапом активного поглощения клетками ПНЖК является переэтерификация их из полярных эфиров с глицерином (из ФЛ) в неполярные поли-ЭХС. Происходит это в составе Л П ВП; в результате образуются цилиндрические (в водной среде — псевдосферические) ЛПВП, которые содержат ПНЖК в форме поли-ЭХС. Они из ЛПВП при действии БППЭХ переходят в состав апоВ-100 линолевых и лино-леновых ЛПОНП. Переход поли-ЭХС, в принципе, происходит спонтанно при сталкивании ЛПВП и ЛПНП в кровотоке; инициирует его, в первую очередь, градиент гидрофобности между полярными липидами ЛПВП и неполярными ТГ в ЛПОНП; активирует переход БППЭХ. Первичная структура БППЭХ такова, что, несмотря на наличие гидрофобного домена, связывать и переносить поли-ЭХС он не может. В крови белок формирует тройственный ассоциат ЛПВП+БППЭХ+ЛПОНП. В рамках его поли-ЭХС спонтанно (по градиенту гидрофобности) переходят из ЛПВП в линолевые и линоленовые ЛПОНП. Каталитические параметры перехода поли-ЭХС из ЛПВП в линолевые и линоленовые ЛПОНП, в ассоциате ЛПВП+БППЭХ +ЛПОНП во много раз выше, чем перехода моно-ЭХС. Моно-ЭХС в тройственном ассоциате из ЛПВП в ЛПОНП практически не переходят.

В обратном направлении, из ЛПНП в ЛПВП, также спонтанно и с высокой активностью переходят диглицериды, образованные при липо-лизе в составе апоВ-100 ЛП. В филогенезе перенос полярных ДГ в ЛПВП есть более ранняя функция БППЭХ; белок может реально связать и переносить полярные диглицериды и не может переносить поли-ЭХС. В результате обмена дглицериды<->поли-ЭХС, плотность линолевых и линоленовых ЛПОНП становится выше, а размеры меньше. Гидрофобные, более малые поли-ЭХС в линолевых и линоленовых ЛПОНП вытесняют ТГ из связи с апоВ-100, ускоряя, таким образом, их гидролиз. При активном действии БППЭХ, линолевые и линоленовые ЛПОНП превращаются в ЛПНП. Переход Т Г из ЛПОНП вЛПВП маловероятен, хотя об этом можно прочитать: с позиций физической химии, переход неполярных ТГ из ЛПОНП в состав ЛПВП, в структуру сформированную из полярных липидов невозможен. Переходят только полярные диглицериды; происходит это при действии БППЭХ в сформированном им тройственном ассоциате.

Полярные по структуре Л П ВП не могут связать ни ТГ, ни моно-, ни поли-ЭХС. ЛПВП может поглотить только диглицериды, а моно-ЭХС и поли-ЭХС они не поглощали; они синтезированы в составе ЛПВП in situ de novo из полярных ФЛ. В ЛПВП моно-ЭХС и поли-ЭХС располагаются на разных сторонах апоА-I диска в окружении полярных ФЛ. Напомним, что в современных лабораториях клинической биохимии ТГ не определяют. Внося в бланки результаты определения ТГ, мы, на самом деле, измеряем в плазме крови содержание спирта глицерина. Основную массу глицерина действительно содержат ТГ; однако в составе ЛПВП это, более вероятно, могут быть ДГ, МГ и даже спирт глицерин; концентрация его в плазме крови, правда, низкая. Когда же пишут о ТГ в составе ЛПВП; это не критичное использование информации лаборатории, которая определяет содержание не ТГ, а спирта глицерина.

АпоВ-100 в линолевых и линоленовых ЛПОНП, когда количество связанных ими ТГ становится оптимальным, принимает активную конформацию и выставляет на поверхность Л ПНП апоВ-100 лиганд. Далее клетки активно поглощают ПНЖК в форме поли-ЭХС путем апо В-100 эндоцитоза. Активное поглощение клетками ПНЖК происходит по пути: энтероциты —> аминоФЛ в ЛПВП—> поли-ЭХС в ЛПВП—> переход поли-ЭХС в ЛПОНП при действии БППЭХ^ превращение линолевых и линоленовых ЛПОНП в ЛПНП —> формирование лиганда и—> поглощение ПНЖК в форме поли-ЭХС путем апоВ-100 эндоцитоза. Таким образом, БППЭХ — это облигатный (обязательный) участник активного, физиологичного поглощения клетками ПНЖК. БППЭХ присутствует в крови всех видов животных, однако далеко не в равной концентрации и с неодинаковой функцией. В плазме крови крыс БППЭХ тройственные ассоциаты не формирует и не активирует переход поли-ЭХС из ЛПВП в линолевые и линоленовые ЛПОНП. По этой причине клетки крыс, в отличие от кроликов, не поглощают ПНЖК в форме поли-ЭХС путем апоВ-100 эндоцитоза.

Многоэтапный путь активного поглощения клетками ПНЖК путем апоВ-100 эндоцитоза мы назвали последовательным; вначале ПНЖК как поли-ЭХС переносят апоА-I ЛПВП, а далее, после действия БППЭХ, все ПНЖК переходят в апоВ-100 линолевые и линоленовые ЛПОНП—» ЛПНП. Если в пище и в гепатоцитах повышено содержание Пальм НЖК и гепатоциты секретировали в кровь много пальмитиновых ЛПОНП, это выражено нарушает формирование апоВ-100 лигандов в линолевых, линоленовых Л ПОНП—> ЛПНП и блокирует поглощения их клетками путем апоВ-100 эндоцитоза. Эти негативные стороны в филогенезе сформировались после третьего этапа становления системы ЛП при нарушении биологической функции трофологии, биологической реакции экзотрофии.

Так, мы полагаем, проходило активное поглощение клетками ПНЖК в течение миллионов лет, пока на одной из ступеней филогенеза не произошла спонтанная мутация БППЭХ-нуль или эпигенетически обусловленное снижение экспрессии БППЭХ. Мутации БППЭХ затронули многие виды животных, включая собак, мышей, крыс. Это привело к нарушению биодоступности ЖК для клеток, блокаде поглощения ими in vivo ПНЖК и гибели части популяции. Однако «стараниями» биологической функции адаптации и единой технологии становления в филогенезе функциональных систем, на более поздних ступенях филогенеза сформировался короткий, филогенетически поздний, не последовательный, а прямой вариант активного поглощения клетками ПНЖК. При этом клетки, как и прежде, поглощали ПНЖК в форме поли-ЭХС, но не в составе ЛПНП, а в ЛПВП.

В ЛПВП, происходит синтез двух ЭХС: а) со-9 олеат ХС — моно-ЭХС и б) поли-ЭХС — ПНЖК этерифицированные спиртом ХС. При реализации разных биологических функций, мы полагаем, накопление моно-ЭХС и поли-ЭХС происходит в разных ЛПВП. Сформировались они на разных ступенях филогенеза; синтез в ЛПВП моно-ЭХС филогенетически является более ранним. ЛПВП «наполненные» моно-ЭХС поглощают гепатоциты, используя функцию «кассетных транспортеров». Из ЛПВП, все поли-ЭХС, при действии БППЭХ, переходят в линолевые и линоленовых ЛПОНП, превращая их в одноименные ЛПНП. Далее клетки поглощают ЛПНП путем апоВ-100 эндоцитоза с Н НЖК в форме ТГ и ПНЖК в поли-ЭХС, рис. 1.9.

ПНЖК

Рис. 1.9. При активной функции БППЭХ + (слева) клетки поглощают ПНЖК в ЛПНП путем апоВ-100 эндоцитоза. При отсутствии активного

БППЭХ — (справа), при повышении содержания его в плазме крови, клетки поглощают ПНЖК в составе Л ПВП путем апоЕ/A-I эндоцитоза

Мы полагаем, в условиях спонтанной мутации БП ПЭХ-нуль, синтеза биологически неактивного БППЭХ, когда поглощение клетками ПНЖК оказалось практически блокировано, биологическая функция адаптации in vivo во второй раз в филогенезе использовала апоЕ и его способность инициировать взаимодействие апогапо. Первый раз апоЕ использован in vivo на ранних ступенях филогенеза при формировании в ХМ специфичного апоЕ/В-48 лиганда; связывая его одноименными рецепторами, гепатоциты стали поглощать ХМ путем эндоцитоза.

Во второй раз в филогенезе, апоА-I вместе с апоЕ, мы полагаем, сформировали кооперативный апоЕ/A-I лиганд. Связывая его рецепторами, клетки стали активно поглощать ПНЖК в форме поли-ЭХС, но путем апоЕ/A-I эндоцитоза. Это привело к тому, что у разных видов животных клетки активно поглощают ПНЖК двумя разными путями:

• а) путем филогенетически раннего апоВ-100 эндоцитоза в составе ЛПНП и
• б) путем более позднего активного апоЕ/A-I эндоцитоза в Л ПВП. Схематично филогенетически раннее последовательное (ЛПВП—> ЛПНП—> клетка) поглощение ПНЖК и более позднее в филогенезе, прямое поглощение ПНЖК (ЛПВП—> клетка), представлено на рис. 1.9. Какие эпигенетические факторы стали причиной низкой активности БППЭХ, каковы медиаторы физиологично активируют синтез БППЭХ, остается пока неясно. Можно говорить только вероятно об активации экспрессии БППЭХ в условиях индукции субстратом.

Различие между последовательным и прямым поглощением клетками ПНЖК выявляют эксперименты с экзогенной гиперхолестеринемией; провели их в начале прошлого века. Добавление в пищу животным ХС в течение 4 недель приводило к формированию синдрома атеросклероза и симптома атероматоза интимы артерий эластического типа у животных с высоким уровнем БППЭХ. Животные же иных видов, с низким содержанием БППЭХ, оставались резистентными к повышению в пище ХС.

Атероматоз аорты не столь сложно воспроизвести у кроликов, морских свинок при высоком содержании в плазме крови БППЭХ. Выраженное ингибирование БППЭХ наглядно показано у крыс, мышей и собак. Если для второй группы животных ХС является обычным компонентом пищи, то травоядные кролики, морские свинки с содержанием ХС в пище не сталкивались. В чем же причина столь наглядного различия атероматоза интимы артерий эластического типа? Мы не сможем разобраться в различии атероматоза в зависимости от содержания в крови БППЭХ, пока не рассмотрим третий в филогенезе этап переноса ЖК в составе ЛП и поглощения их клетками.

Третий этап переноса в составе неполярных ТГ и рецепторного

поглощения клетками НЖК+МЖК путем апоЕ/В-100 эндоцитоза

На филогенетически раннем первом этапе становления ЛП, сформирован перенос всех ЖК в составе Л П ВП в форме полярных липидов (ФЛ и ДГ); клетки поглощают все ЖК пассивно.

На втором этапе становления системы Л П осуществлен перенос всех ЖК в составе апоВ-100 в форме неполярных липидов (ТГ и ЭХС) и активное, рецепторное поглощение клетками только ПНЖК и ННЖК в линолевых и линоленовых ЛПОНП—> ЛПНП путем апоВ-100 эндоци-тоза.

На третьем этапе в филогенезе сформировался перенос и поглощение клетками ЖК, в рамках становления биологической функции локомоции (движение за счет сокращения поперечнополосатых, электровозбу-димых миоцитов) и гуморальной системы инсулина. При действии гормона произошло:

• а) формирование переноса НЖК+МЖК в форме ТГ в составе пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП и
• б) активное поглощение ЛП клетками путем нового, апоЕ/В-100 эн-доцитоза. Если на ранних ступенях филогенеза клетки поглощали ЖК только пассивно. Позже сформировалось активное поглощение клетками ПНЖК+ННЖК и, в последнюю очередь, на третьем этапе клетки стали активно поглощать НЖК+МЖК в форме ТГ в составе ЛПОНП.

При жизни в водах мирового океана, низкой температуре (+4 — 6° С), при умеренной физической активности, отношение в крови НЖК+ МЖК:ННЖК+ ПНЖК составляло « 1:1. В иных условиях:

• а) при выходе на сушу;
• б) при необходимости постоянно поддерживать температуру тела, добывать пищу;
• в) обеспечивать субстратами для наработки энергии все поперечнополосатые, скелетные миоциты и
• г) при реализации новой биологической функции локомоции (перелеты и миграции), отношение НЖК+МЖК:ННЖК+ПНЖК существенно изменилось. После завершения оптимизации экзогенных ЖК, утилизации афизиологичных ЖК, в гепатоцитах МБПТ и апоВ-100 синтезируют пальмитиновые, олеиновые, линолевые и линоленовые ТГ, которые клетки структурируют в состав одноименных ЛПОНП.

При постпрандиальной ГЛП (после еды) гепатоциты формируют ЛПОНП, в которых в составе триглицеридов ЖК содержатся в отношении:

пальмитиновая НЖК + олеиновая МЖК— 100;

линолевая + линоленовая ННЖК— 10;

со-6 и (0-3 ПНЖК - 1.

Физиологично отношение со-6/со-З составляет 3:1, 5:1. Для переноса к клеткам столь большого количества НЖК+МЖК понадобились высокопроизводительные ЛП, рис. 1.10. Все клетки, которые реализуют биологическую функцию локомоции, являются инсулинозависимыми; это: а) скелетные, поперечнополосатые миоциты; б) симпласт кардиомиоцитов; перипортальные гепатоциты; в) адипоциты подкожной клетчатки и г) макрофаги Купффера. На третьем этапе становления в филогенезе функции ЛП произошло формирование ЛПОНП; они предназначены для векторного переноса и активного поглощения только инсулинозависимыми клетками и только НЖК+МЖК — субстратов для наработки энергии, наработки митохондриями АТФ.

Рис. 1.10. Третий в филогенезе этап переноса НЖК+МЖК в форме неполярных ТГ в ЛПОНП и поглощение их скелетными миоцитами путем

апоЕ/В-100 рецепторного эндоцитоза

К началу активного поглощения клетками НЖК+МЖК, миллионы лет уже проходило: а) активное поглощение гепатоцитами НЖК+МЖК в составе ХМ в форме ТГ путем апоЕ/В-48 эндоцитоза; б) активное поглощение клетками П НЖК в составе Л П Н П путем апоВ-100 эндоцитоза и в) компенсаторное, активное поглощение ПНЖК в ЛПВП путем апоЕ/A-I эндоцитоза. Согласно единой технологии становления в филогенезе функциональных систем (биологических функций и биологических реакций), обеспечение субстратами энергии функции локомоции реализовано путем образования: а) нового класса ЛП — ЛПОНП; б) нового варианта поглощения ЛПОНП только инсулинозависимыми клетками и в) путем нового апоЕ/В-100 эндоцитоза. На ступенях филогенеза in vivo в третий раз использована способность апоЕ формировать кооперативные лиганды с разными апо; произошло формирование нового, кооперативного апоЕ/В-100 лиганда и синтез одноименных рецепторов в инсулинозависимых клетках.

После оптимизации пула экзогенных ЖК, гепатоциты реализуют: а) синтез пальмитиновых, олеиновых, линолевых и линоленовых ТГ; б) формирование одноименные ЛПОНП и в) секрецию в кровоток пальмитиновых, олеиновых, линолевых и линоленовых ЛПОНП. При физиологичном содержании и соотношении ЖК в пище, количественно ЛПОНП соотносятся как:

пальмитиновые ЛПОНИ + олеиновые ЛПОНИ — 90, ли нолевые ЛПОНП — 9 линоленовые ЛПОНП — 1.

Все ЛПОНП «выходят» в кровоток физиологично перегруженные ТГ и активного положения лиганда они не имеют; они являются безлиган-дными (прелигандными); лиганд вних еще заслонен физиологично избыточным количеством ТГ. В крови при действии постепариновой ЛПЛ + апоС-П, в пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП просходит гидролиз ТГ.

Когда в связи с апоВ-100 остается оптимальное количество ТГ, апоВ-100 меняет свою форму, принимает активную конформацию (пространственную, стерическую форму) и в ассоциации с апоЕ формирует кооперативный апоЕ/В-100 лиганд, выставляя его на поверхность ЛПОНП. В крови происходит формирование лигандных, пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП. Зависимые от инсулина клетки физиологично поглощают все пальмитиновые и олеиновые лигандные ЛПОНП путем апоЕ/В-100 эндоцитоза. Ни первые, ни вторые, физиологично Л П Н П не становятся; клетки поглощают их в форме лигандных ЛПОНП. В кровотоке остаются только линолевые и линоленовые ЛПОНП в количестве в 10 раз меньше, чем ЛПОНП, которые физиологично поглотили инсулинозависимые клетки

При физиологичном содержании в пище и гепатоцитах пальмитиновой НЖК (не более 15% всего количества ЖК), через 4-5 часов после еды в плазме крови уже нет пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП; все их поглотили зависимые от инсулина клетки путем апоЕ/В-100 эндоцитоза. Количество ТГ (спирта ГЛ) в плазме крови уменьшается почти на порядок; в крови физиологично остаются только линолевые и линоленовые ЛПОНП. В это же сроки после еды энтероциты этерифицируют ПНЖК в аминоФЛ, которые апоА-1 структурирует в состав Л ПВП, сек-ретируя их в кровь. В ЛПВП, как это изложено выше, проходит реакция переэтерификации ПНЖК из полярных аминоФЛ в неполярные поли-ЭХС. Происходит это не быстро и, вероятно, накопление в ЛПВП поли-ЭХС соответствует окончанию поглощения инсулинозависимыми клетками пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП. В крови физиологично остаются линолевые и линоленовые Л ПОН П.

Линолевые и линоленовые ЛПОНП при секреции их в кровь тоже физиологично перегружены ТГ; это безлигандные (прелигандные) ЛПОНП. При действии печеночной глицеролгидролазы (ПГГ)+апоС-Ш происходит гидролиз части ТГ в ЛПОНП. Одновременно с активацией липолиза при действии липазы, ТГ из связи с апоВ-100 активно вытесняют более вражено гидрофобные, меньшие по размерам поли-ЭХС, активируя липолиз. Они из ЛПВП переходят в линолевые и линоленовые ЛПОНП при действии БППЭХ. Образованные при гидролизе полярные диглицериды, при действии БППЭХ переходят в состав Л ПВП. По сравнению с ТГ, молекулы поли-ЭХС меньше, более гидрофобные и гидратированная плотность их выше. В ходе физико-химических и биохимических реакций, ЛПОНП превращаются в линолевые и линоленовые ЛПНП. По завершении столь специфичного, физико-химически активированного гидролиза ТГ в линолевых и линоленовых ЛПОНП, апоВ-100 принимает активную конформацию и образует ли-гандные ЛПНП; клетки поглощают их путем апоВ-100 эндоцитоза со всеми ПНЖК в форме поли-ЭХС, которые они переносят.

Содержание в пище линолевых и линоленовых ЛПОНП не бывает высоким, и тех поли-ЭХС, которые переходят из ЛПВП в ЛПОНП, физиологично достаточно для образования лигандных ЛПНП и поглощения их клетками. Однако в течение нескольких часов после еды, пока инсулинозависимые клетки не поглотили пальмитиновые и олеиновые ЛПОНП путем апоЕ/В-100 эндоцитоза, в крови пальмитиновых и олеиновых ЛПОНП во много раз больше, чем линолевых и линоленовых.

Эволюционные сложности поглощения клетками ПНЖК путем апоВ-

100 эндоцитоза, биодоступность ПНЖК и роль БППЭХ

Отработанное не ранних ступенях филогенеза, последовательное (ЛПВП—> ЛПНП—> клетка) поглощение клетками ПНЖК в составе ЛПНП функционирует сотни миллионов лет. Так было в третьем мировом океане и при выходе животных на сушу, когда содержание в пище НЖК, главным образом, С 16:0 пальмитиновой НЖК, не превышал 15% всех ЖК. Линолевые и линоленовые ЛПНП физиологично переносят (0-3 Эйкоза и Докоза ко всем клеткам при жизни в мировом океане; они же переност к клеткам и со-6 Арахи на суше. Если же содержание в пище пальмитиновой НЖК превышает 15%, количество пальмитиновых ЛПОНП, которые секретируют в кровь гепатоциты, становится намного большим. Напомним, что кинетические параметры гидролиза пальмитиновых ТГ в одноименных ЛПОНП при действии постгепариновой ЛПЛ+апоС-П являются самыми низкими. Пальмитиновые ЛПОНП могут длительно не формировать апоЕ/В-100 лиганд; при длительной циркуляции в крови, они обретают афизиологичую гидратированную плотность самых малых, атерогенных пальмитиновых ЛПНП.

Если переход поли-ЭХС из ЛПВП при действии БППЭХ происходит в крови одновременно в линолевые, линоленовые и пальмитиновые ЛПОНП (количество которых в крови может доминировать), только малая часть ПНЖК оказывается в составе физиологичных линолевых и линоленовых ЛПНП. Гидролиз ТГ в них при действии ПГГ+апоС-Ш оказывается не оптимальным; при этом не происходит формирование апоВ-100 лиганда ни в линолевых, ни линоленовых ЛПНП, тем более в пальмитиновых ЛПОНП. Однако гидратированная плотность ЛПОНП увеличивается, размеры их уменьшаются и все они, приобретают гидратированную плотность ЛПНП. Не имея лиганда все ЛПНП, со всеми переносимыми ими ПНЖК, становятся в крови эндогенными флогогенами.

Складывается впечатление, что экспрессия синтеза БППЭХ в филогенезе явилась предпоследним аккордом формирования in vivo активного, рецепторного поглощения клетками ПНЖК путем апоВ-100 эндоцитоза по пути ЛПВП—> ЛПНП—> клетка. Вероятно «понимание» in vivo того, что этот вариант не является оптимальным, пришло в филогенезе много позже; возможны и иные биологические ситуации. Возможна и мутация (выбивание) БППЭХ-нуль; она вынудила биологическую функцию адаптации длительно формировать иной путь активного поглощения клетками ПНЖК путем апоЕ/А-1 эндоцитоза. Можно полагать, что прямой путь поглощения ПНЖК (ЛПВП—> клетка) сформировался у всех видов животных; экспрессия же синтез БППЭХ осталась высокой только у части видов.

В этих условиях сосуществования двух (последовательного и прямого) вариантов рецепторного поглощения клетками ПНЖК через апоВ-100 и апоЕ/А-1 рецепторы, соотношение их стала определять экспрессия синтеза БППЭХ и его содержание в плазме крови, рис. 1.11.

се

ллвп-з лпвл-г

ллвл-з ллвп-г

Рис. 1.11. Схемы переноса и поглощения клетками ПНЖК в форме поли-ЭХС у кроликов (а) путем опосредованного апоВ-100 эндоцитоза, а также поглощения ПНЖК у крыс (б) путем апоЕ/А-1 прямого эндоцитоза вне ЛПОНП и ЛПНП. ЛПВП-1 — фракция ЛПВП с преобладанием ПНЖК в форме поли-ЭХС. Различие изображено пунктирными линиями

Можно полагать, что количество получаемых с пищей со-3 и со-6 ЭС П НЖК также оказывает влияние на становление активного поглощения их клетками. Возможно, поэтому эпигенетическое снижение экспрессии БППЭХ возникло и распространено в популяции Японии; примерно 10% японцев имеют в плазме крови низкое содержание БППЭХ, сниженный ХС-ЛПНП и физиологичную гиперальфалипопротеинемию за счет высокого образования в составе ЛПВП поли-ЭХС. Афизиологичная же гипер-а-липопротеинемия развивается при интоксикации алкоголем; повышение ХС-ЛПВП при этом происходит при накоплении в ЛПВП, главным образом, полярного, неэтерифицированного спирта ХС, а не физиологичного моно-ЭХС — олеата ХС. Вероятно, поэтому клиницисты стали пробовать ингибиторы БППЭХ для лечения ГЛП, атеросклероза и атероматоза.

Для того чтобы патогенез атеросклероза — дефицита в клетках ПНЖК стал более ясным в форме нарушения in vivo биодоступности их для клеток, желательно принять во внимание наши представления, которые обоснованы положениями филогенетической теории общей патологии. Кроме того, важно понять, что структура ЛП не сформирована in vivo при действии ультразвука, как это сделали in vitro биофизики в отношении апоА-1 иапоВ-ЮОЛП. Все ЛП являются обычными для биологии вариантами бислойной структуры белокглипид, которые будучи гидрофобными, деформированы в гидрофильной, водной межклеточной среде и плазме крови в форме псевдосферических структур.

В соответствии с филогенетической теорией общей патологии: все ЛП по структуре это бислой белок:липид. Основная функция ЛПВП, как и всех ЛП, перенос к клеткам ЖК и только позже отвоз ХС от клеток. На ступенях филогенеза последовательно стали функционировать ЛПВП, ЛПНП иЛПОНП. ЛПВП переносили ЖК в полярных липидах при пассивном поглощении клетками. Позже ЛП переносят ЖК в неполярных эфирах со спиртами глицерином и ХС, а клетки поглощают их путем рецепторного эндоцитоза.

Гепатоциты секретируют в кровь пальмитиновые, олеиновые, лино-левые и линоленовые ЛПОНП; первые и вторые ЛПОНП физиологично поглощают инсулинозависимые клетки путем апоЕ/В-100 эндоцитоза, линолевые и линоленовые ЛПОНП, после перехода поли-ЭХС из ЛПВП, превращаются в ЛПНП; клетки поглощают их путем апоВ-100 эндоцитоза.

Формирование ХМ происходит в крови и гепатоциты поглощают их путем апоЕ/В-48 эндоцитоза. Поглощение клетками ПНЖК путем апоВ-100 эндоцитоза формирует чувствительность животных на модели экзогенной гиперХС, поглощение ПНЖК через апоЕ/A-I рецепторы — резистентность к экзогенной гиперхолестеринемии и атероматозу. АпоЕ в системе ЛП формирует кооперативные лиганды — апоЕ/В-48 для ХМ, апоЕ/В-100 для поглощания ЛПОНП и апоЕ/A-I для рецепторного эндоцитоза ЛПВП. ХМ в крови формирует апоВ-48 из комплексов ТГ сек-ретированных энтероцитами при действии микросомального белка переносящего триглицериды.