Chuyển hóa lipid

Tổng quan

Chuyển hóa lipid là sản xuất và thoái hóa lipid trong tế bào, bao gồm phân hủy hoặc lưu trữ chất béo để lấy năng lượng cũng như tạo ra lipid cấu trúc và chức năng, chẳng hạn như những chất liên quan đến xây dựng màng tế bào. Những chất béo này có được từ chế độ ăn uống hoặc được sản xuất bởi gan ở động vật. Tổng hợp lipid là quá trình thông qua đó các chất béo này được tổng hợp.

Hầu hết các lipid được tìm thấy trong cơ thể con người là kết quả của việc tiêu thụ thực phẩm là triglyceride và cholesterol. Axit béo và lipid màng là hai dạng lipid khác có trong cơ thể. Chuyển hóa lipid thường được coi là tiêu hóa và hấp thụ chất béo trong chế độ ăn uống; tuy nhiên, các sinh vật có thể nhận được năng lượng từ hai nguồn chất béo: chất béo ăn vào chế độ ăn uống và chất béo dự trữ.

Cả hai loại chất béo đều được động vật có xương sống (bao gồm cả con người) sử dụng để tạo ra năng lượng cho các cơ quan như tim hoạt động. Bởi vì lipid là chất kỵ nước, chúng phải được hòa tan trước khi chúng có thể được chuyển hóa. Thủy phân, xảy ra với sự trợ giúp của nhiều enzyme trong hệ thống tiêu hóa, là điểm khởi đầu phổ biến cho quá trình chuyển hóa lipid.

 Thực vật cũng có chuyển hóa lipid, mặc dù các cơ chế hơi khác so với cơ chế được thấy ở động vật có vú. Sau khi thủy phân, các axit béo được hấp thụ vào các tế bào biểu mô của thành ruột. Các axit béo được đóng gói và phân phối đến phần còn lại của cơ thể thông qua các tế bào biểu mô.

Con đường chuyển hóa lipid

1. Tiêu hóa lipid:

Giai đoạn đầu tiên trong chuyển hóa lipid là tiêu hóa, đó là hành động phá vỡ triglyceride thành các đơn vị monoglyceride nhỏ hơn với sự hỗ trợ của các enzyme lipase. Sự phân hủy hóa học của lipid bằng lipase ngôn ngữ bắt đầu trong miệng. Lipase không phá vỡ cholesterol ăn vào, do đó nó vẫn còn nguyên vẹn cho đến khi nó xâm nhập vào các tế bào biểu mô của ruột non.

Lipid sau đó được vận chuyển đến dạ dày, nơi quá trình tiêu hóa hóa học được thực hiện bởi lipase dạ dày và quá trình tiêu hóa cơ học bắt đầu (nhu động). Tuy nhiên, phần lớn quá trình tiêu hóa và hấp thụ lipid diễn ra sau khi chất béo xâm nhập vào ruột non.

Các hóa chất từ tuyến tụy (họ lipase tuyến tụy và lipase phụ thuộc muối mật) được tiết vào ruột non để hỗ trợ phân hủy triglyceride, cùng với quá trình tiêu hóa cơ học hơn nữa, cho đến khi chúng là các đơn vị axit béo riêng lẻ có khả năng được hấp thụ vào các tế bào biểu mô của ruột non. Enzyme lipase tuyến tụy chịu trách nhiệm báo hiệu sự phân hủy triglyceride thành các axit béo tự do và các đơn vị glycerol.

2. Hấp thụ lipid:

Hấp thụ chất béo là giai đoạn thứ hai trong chuyển hóa lipid. Các axit béo chuỗi ngắn có thể được hấp thụ trong dạ dày, tuy nhiên phần lớn sự hấp thụ chất béo xảy ra chủ yếu ở ruột non. Triglyceride, cùng với cholesterol, tổng hợp hình thành micelles sau khi được phân hủy thành các axit béo riêng lẻ và glycerol.

Các axit béo và monoglyceride thoát ra khỏi các micelle và lan rộng trên màng, nơi chúng xâm nhập vào các tế bào biểu mô ruột. Các axit béo và monoglyceride được tái tổ hợp thành triglyceride trong tế bào chất của các tế bào biểu mô. Triglyceride và cholesterol được gói vào các hạt lớn hơn được gọi là chylomicrons trong tế bào chất của các tế bào biểu mô, là cấu trúc lưỡng tính vận chuyển lipid tiêu hóa. Chylomicrons sẽ di chuyển qua tuần hoàn và vào mỡ của cơ thể và các mô khác.

3. Vận chuyển lipid:

Bởi vì lipid màng, triglyceride và cholesterol là kỵ nước, chúng đòi hỏi các protein vận chuyển đặc biệt được gọi là lipoprotein. Hình dạng lưỡng tính của Lipoprotein cho phép chất béo trung tính và cholesterol được đưa qua máu.

Chylomicrons là một loại lipoprotein vận chuyển lipid tiêu hóa từ ruột non đến phần còn lại của cơ thể. Trọng lượng khác nhau của lipoprotein là do các loại lipid khác nhau mà chúng mang theo.

Lipoprotein trọng lượng rất thấp (VLDL) vận chuyển triglyceride do cơ thể chúng ta tạo ra, trong khi lipoprotein trọng lượng thấp (LDL) vận chuyển cholesterol đến các cơ quan ngoại vi của chúng ta. Mặc dù gan sản xuất một số lipoprotein này, nhưng nó không sản xuất tất cả chúng.

4. Dị hóa lipid:

Sau khi đi qua các mô, chylomicron (hoặc các lipoprotein khác) bị phá vỡ bởi lipoprotein lipase trên bề mặt luminal của các tế bào nội mô trong mao mạch, giải phóng triglyceride. Trước khi xâm nhập vào tế bào, triglyceride được phân hủy thành axit béo và glycerol, và cholesterol còn sót lại được vận chuyển qua máu đến gan. 

Các loại lipid

Các loại lipid liên quan đến chuyển hóa lipid bao gồm:

1. Phospholipids:

   Phospholipids là một thành phần chính của lớp lipid kép của màng tế bào và được tìm thấy ở nhiều bộ phận của cơ thể.

2. Sphingolipids:

   Sphingolipids chủ yếu được tìm thấy trong màng tế bào của mô thần kinh.

3. Glycolipids:

   Vai trò chính của glycolipids là duy trì sự ổn định của lớp lipid hai lớp và tạo điều kiện nhận biết tế bào.

4. Glycerophospholipids:

   Mô thần kinh (bao gồm cả não) chứa một lượng lớn glycerophospholipids.

5. Cholesterol:

   Cholesterol là tiền chất chính của một số hormone trong cơ thể chúng ta, bao gồm progesterone và testosterone. Vai trò chính của cholesterol là điều chỉnh tính lưu động của màng tế bào.

6. Steroid:

     Steroid là một trong những phân tử tín hiệu tế bào quan trọng.

7. Triacylglycerols (chất béo):

   Triacylglyceride là hình thức lưu trữ năng lượng chính trong cơ thể con người.

8. Axit béo:

   Axit béo là một trong những tiền chất được sử dụng cho quá trình sinh tổng hợp màng lipid và cholesterol. Chúng cũng được sử dụng cho năng lượng.

9. Muối mật:

   Muối mật được tiết ra từ gan và chúng tạo điều kiện cho quá trình tiêu hóa lipid trong ruột non.

10. Eicosanoids:

    Eicosanoids được tạo ra từ các axit béo trong cơ thể và chúng được sử dụng để truyền tín hiệu tế bào.

11. Thể ketone:

    Thể ketone được tạo ra từ các axit béo trong gan. Chức năng của chúng là sản xuất năng lượng trong thời kỳ đói hoặc lượng thức ăn thấp.

Tại sao bạn nên tránh lipid xấu?

Hầu hết mọi người có lượng cholesterol LDL “xấu” lớn hơn khi họ tiêu thụ chất béo bão hòa. Chất béo bão hòa dường như làm tăng sản xuất cholesterol LDL trong cơ thể bạn đồng thời giảm số lượng thụ thể loại bỏ cholesterol LDL khỏi máu của bạn.

Chất béo chuyển hóa là cực kỳ phổ biến trong tự nhiên. Phần lớn chất béo chuyển hóa được tạo ra bằng cách chuyển đổi dầu không bão hòa thành chất béo bão hòa. Những chất béo tổng hợp này dường như không chỉ làm tăng mức cholesterol LDL mà còn làm giảm mức cholesterol HDL “tốt” trong cơ thể bạn. Do đó, FDA đã nỗ lực loại bỏ chất béo chuyển hóa nhân tạo khỏi thực phẩm.

Xơ vữa động mạch có thể được gây ra bởi lượng cholesterol cao trong hệ thống của bạn (sự xơ cứng và thu hẹp của động mạch). Khi bạn có mức LDL cao trong hệ thống của mình, các hạt mỡ liên kết với thành động mạch của bạn và cuối cùng tạo thành các mảng bám hạn chế lưu lượng máu. Điều này có thể dẫn đến bệnh tim mạch vành, có thể dẫn đến đau tim và đột quỵ.

Thực phẩm nào chứa số lượng lipid cao?

Lipid được tìm thấy trong nhiều bữa ăn khác nhau, mặc dù một số tồi tệ hơn những người khác. Tránh chất béo bão hòa là một bước quan trọng trong việc duy trì sức khỏe của bạn.

• Mỡ bò:

Mỡ bò, thường được gọi là mỡ bò, chủ yếu bao gồm chất béo bão hòa. Chất béo bão hòa chiếm khoảng một nửa lượng lipid trong mỡ bò. Trên thực tế, một muỗng canh (12 gram) chứa hơn 6 gram chất béo bão hòa.

• Kem nặng:

Khi sữa tươi được tiệt trùng, một lượng đáng kể chất béo được loại bỏ và trộn với kem nặng. Do đó, kem nặng là một chất lỏng giàu chất béo. Mặc dù nó là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, kem nặng bao gồm một lượng đáng kể chất béo bão hòa.

• Da gia cầm:

Thịt gà và gà tây đều giàu protein và ít chất béo. Mặt khác, da của họ thì không. Da gia cầm có rất nhiều lipid. Lên đến 2.26 gram chất béo bão hòa có thể được tìm thấy trong một ounce da gà.

• Bơ:

Ngưng tụ chất béo bão hòa từ kem thành một khối duy nhất là cách bơ được sản xuất. Kết quả là, bơ chứa hơn một nửa lượng calo của nó dưới dạng chất béo bão hòa. Chất béo bão hòa có thể được tìm thấy trong tối đa 7 gram mỗi muỗng bơ.

• Phô mai mềm:

Các dạng phô mai khác nhau được làm từ sữa có lượng chất béo khác nhau. Nói chung, chất béo làm mềm phô mai, do đó phô mai mềm như brie có nhiều lipid hơn. 

Rối loạn chuyển hóa lipid

Rối loạn chuyển hóa lipid (bao gồm cả lỗi bẩm sinh của quá trình chuyển hóa lipid) là những bệnh gây ra vấn đề với sự phân hủy hoặc tổng hợp chất béo (hoặc các chất giống như chất béo). Các vấn đề chuyển hóa lipid có liên quan đến sự gia tăng nồng độ lipid huyết tương trong máu, chẳng hạn như cholesterol LDL, cholesterol VLDL và triglyceride, thường góp phần vào bệnh tim mạch. Rất nhiều thời gian, những vấn đề này là do di truyền, có nghĩa là chúng được truyền từ cha mẹ sang con cái thông qua DNA của chúng.

 Bệnh Gaucher (loại I, II và III), bệnh Niemann–Pick, bệnh Tay–Sachs và bệnh Fabry đều là những rối loạn trong đó quá trình chuyển hóa lipid của cơ thể bị gián đoạn.

1. Bệnh Gaucher:

Bệnh Gaucher được gây ra bởi sự tích tụ các hợp chất béo cụ thể trong các cơ quan khác nhau, đáng chú ý nhất là lá lách và gan của bạn. Điều này làm cho các cơ quan này mở rộng và có khả năng làm suy giảm chức năng của chúng. Các phân tử chất béo cũng có thể tích tụ trong mô xương, làm suy yếu nó và làm tăng nguy cơ gãy xương. Nếu tủy xương của bạn bị tổn hại, nó có thể làm giảm khả năng đông máu của bạn.

Ở những người mắc bệnh Gaucher, một loại enzyme phá vỡ các hợp chất béo này không hoạt động chính xác. Liệu pháp thay thế enzyme thường được sử dụng trong điều trị. Bệnh Gaucher là một bệnh di truyền đặc biệt thường gặp ở những người Do Thái gốc Đông và Trung Âu (Ashkenazi). Các triệu chứng có thể tự biểu hiện ở mọi lứa tuổi.

Bệnh Gaucher được phân thành nhiều dạng, và các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh rất khác nhau ngay cả trong cùng một loại. Loại 1 cho đến nay là phổ biến nhất. Anh chị em ruột, thậm chí là cặp song sinh giống hệt nhau, với tình trạng này có thể có mức độ nghiêm trọng khác nhau. Một số người mắc bệnh Gaucher biểu hiện tương đối ít hoặc không có triệu chứng.

Các vấn đề sau đây ảnh hưởng đến phần lớn bệnh nhân bệnh Gaucher ở các mức độ khác nhau:

• Khó chịu ở bụng:

  Bởi vì gan và đặc biệt là lá lách có thể mở rộng đáng kể, bụng có thể bị căng ra một cách đau đớn.

• Bất thường về xương:

  Bệnh Gaucher có thể gây yếu xương, làm tăng khả năng gãy xương đau đớn. Nó cũng có thể làm gián đoạn lưu thông máu đến xương của bạn, khiến các phần của xương bị chết.

• Rối loạn máu:

  Thiếu máu (giảm các tế bào hồng cầu khỏe mạnh) có thể gây mệt mỏi cực độ. Bệnh Gaucher cũng làm hỏng các tế bào đông máu, dẫn đến dễ bị bầm tím và chảy máu cam.

Bệnh Gaucher, ảnh hưởng đến não hiếm gặp hơn, có thể tạo ra các cử động mắt không đều, cứng cơ, khó nuốt và co giật. Một biến thể hiếm gặp của bệnh Gaucher phát triển ở trẻ sơ sinh và thường giết chết đứa trẻ trước hai tuổi.

2. Bệnh Niemann–Pick:

Bệnh Niemann-Pick là một tình trạng di truyền hiếm gặp, làm suy yếu khả năng tiêu hóa chất béo (cholesterol và lipid) của cơ thể trong các tế bào. Những tế bào này trục trặc và cuối cùng chết. Não, dây thần kinh, gan, lá lách, tủy xương và trong những trường hợp cực đoan, phổi đều có thể bị ảnh hưởng bởi bệnh Niemann-Pick.

Rối loạn này gây ra các triệu chứng do mất dần chức năng của dây thần kinh, não và các cơ quan khác. Bệnh Niemann-Pick có thể tấn công ở mọi lứa tuổi, mặc dù nó chủ yếu ảnh hưởng đến những người trẻ tuổi. Tình trạng này không có cách điều trị nào được biết đến và có thể gây chết người. Điều trị tập trung vào việc hỗ trợ bệnh nhân đối phó với các triệu chứng của họ.

Các dấu hiệu và triệu chứng của Niemann-Pick có thể bao gồm:

• Vụng về và khó đi lại.

• Co thắt cơ bắp quá mức (loạn trương lực) hoặc chuyển động mắt.

• Rối loạn giấc ngủ.

• Khó nuốt và ăn.

• Viêm phổi tái phát.

Loại A, B và C là ba loại chính của Niemann-Pick. Các dấu hiệu và triệu chứng sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại và mức độ nghiêm trọng của bệnh của bạn. Một số trẻ sơ sinh loại A sẽ biểu hiện các dấu hiệu và triệu chứng trong vài tháng đầu đời. Bệnh nhân loại B có thể không biểu hiện các triệu chứng trong nhiều năm và có cơ hội sống đến khi trưởng thành cao hơn. Những người có loại C có thể không biểu hiện bất kỳ triệu chứng nào cho đến khi họ đạt đến độ chín. 

3. Bệnh Tay – Sachs:

Bệnh Tay-Sachs là một căn bệnh di truyền hiếm gặp được truyền từ cha sang con trai. Nó được gây ra bởi việc thiếu một loại enzyme hỗ trợ phân hủy các hợp chất béo. Những phân tử chất béo này, được gọi là gangliosides, tích tụ thành một lượng nguy hiểm trong não và tủy sống, làm suy yếu hoạt động của tế bào thần kinh.

Các dấu hiệu và triệu chứng của dạng bệnh Tay-Sachs thường gặp và nghiêm trọng nhất xuất hiện trong độ tuổi từ 3 đến 6 tháng. Khi tình trạng tiến triển, sự tăng trưởng chậm lại và cơ bắp yếu đi. Động kinh, mất thị lực và thính giác, tê liệt và các vấn đề nghiêm trọng khác phát triển do hậu quả của việc này. Trẻ em mắc loại bệnh Tay-Sachs này có tuổi thọ ngắn.

Một số trẻ em có dạng bệnh Tay-Sachs vị thành niên và có thể sống ở tuổi thiếu niên. Một số người có thể có một biến thể khởi phát muộn của bệnh Tay-Sachs, thường nhẹ hơn so với các phiên bản bắt đầu từ thời thơ ấu.

Ở loại thường xuyên và nghiêm trọng nhất, được gọi là dạng trẻ sơ sinh, trẻ sơ sinh thường bắt đầu phát triển các dấu hiệu và triệu chứng trong độ tuổi từ 3 đến 6 tháng. Sự sống sót thường được giới hạn trong một vài năm. Trong số các dấu hiệu và triệu chứng là:

• Phản ứng giật mình phóng đại khi bé nghe thấy tiếng động lớn.

• Những đốm “đỏ anh đào” trong mắt.

• Mất các kỹ năng vận động, bao gồm lật người, bò và ngồi dậy.

• Yếu cơ, tiến triển đến tê liệt.

• Vấn đề di chuyển.

• Co giật.

• Mất thị lực và mù lòa.

• Mất thính lực và điếc.

• Vấn đề nuốt.

• Mất chức năng tinh thần và thiếu phản ứng với môi trường xung quanh.

• Tăng trưởng kích thước đầu (to đầu tiến triển).

4. Bệnh Fabry:

Đây là một tình trạng di truyền gây ra bởi sự tích tụ của một dạng chất béo cụ thể được gọi là globotriaosylceramide trong các tế bào của cơ thể. Sự tích lũy này, bắt đầu từ thời thơ ấu, tạo ra các dấu hiệu và triệu chứng ảnh hưởng đến nhiều vùng của cơ thể.

Bệnh Fabry được phân biệt bởi các cơn đau, đặc biệt là ở bàn tay và bàn chân (gây mê); cụm các đốm nhỏ, màu đỏ sẫm trên da được gọi là angiokeratomas; giảm khả năng đổ mồ hôi (hypohidrosis); mây hoặc vệt ở phần trước của mắt (độ mờ giác mạc hoặc đỉnh giác mạc); vấn đề về đường tiêu hóa; ù tai (ù tai); và mất thính lực.

Bệnh Fabry cũng có thể dẫn đến những hậu quả có thể gây tử vong như tăng suy thận, đau tim hoặc đột quỵ. Một số người bị ảnh hưởng bởi các phiên bản nhẹ hơn của tình trạng phát sinh sau này trong cuộc sống và chỉ tác động đến tim hoặc thận.

Kết luận

Chuyển hóa lipid bao gồm tổng hợp lipid cấu trúc và chức năng (chẳng hạn như phospholipids, glycolipids, sphingolipids, cholesterol, prostaglandin, v.v.) cụ thể cho các mô khác nhau, cũng như sự phân hủy lipid để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của cơ thể (ví dụ: sản xuất năng lượng).

Chuyển hóa lipid luôn ở trạng thái cân bằng động. Điều này có nghĩa là một số lipid liên tục bị oxy hóa để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của sinh vật, trong khi những lipid khác được sản xuất và lưu trữ.

Lipid có liên quan đến các bệnh chuyển hóa lipid như bệnh Gaucher và bệnh Tay-Sachs. Chất béo hoặc các hợp chất giống như chất béo được gọi là lipid. Dầu, axit béo, sáp và cholesterol nằm trong số đó. Bạn có thể không có đủ enzyme để phân hủy lipid nếu bạn mắc một trong những bệnh này. Ngoài ra, các enzyme có thể không hoạt động hiệu quả, ngăn cản cơ thể bạn chuyển đổi chất béo thành năng lượng. 

Chúng gây ra sự tích tụ lipid không lành mạnh trong cơ thể bạn. Điều này có thể gây hại cho các tế bào và mô của bạn theo thời gian, đặc biệt là trong não, hệ thần kinh ngoại biên, gan, lá lách và tủy xương. Nhiều căn bệnh trong số này có thể đe dọa tính mạng hoặc thậm chí gây tử vong.

Những điều kiện này được di truyền. Xét nghiệm máu được sử dụng để kiểm tra trẻ sơ sinh cho một số trong số này. Nếu một trong những vấn đề này xảy ra trong gia đình, cha mẹ có thể làm xét nghiệm di truyền để khám phá xem họ có mang gen hay không. Xét nghiệm di truyền khác có thể xác định xem thai nhi có tình trạng này hay có gen của rối loạn.