Đề 8 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Hóa sinh lipid

Lipoprotein lipase (LPL) là enzyme gắn trên thành mạch máu, đặc biệt ở mô mỡ và cơ. LPL thủy phân triacylglycerol có trong lipoprotein VLDL và chylomicron thành acid béo và glycerol, giúp các mô hấp thu acid béo để sử dụng hoặc dự trữ.

Protein vận chuyển lipid (như CETP - Cholesterol Ester Transfer Protein) có vai trò trao đổi các loại lipid (ví dụ cholesterol ester, triacylglycerol) giữa các lipoprotein khác nhau (ví dụ HDL, VLDL, LDL), giúp điều chỉnh thành phần lipid của chúng.

Quá trình sinh tổng hợp acid béo (fatty acid synthesis) diễn ra chủ yếu trong tế bào chất (cytosol). Các enzyme và coenzyme cần thiết cho quá trình này đều nằm trong tế bào chất.

Khi LDL gắn vào LDL receptor trên màng tế bào và giải phóng cholesterol vào tế bào thông qua nhập bào qua thụ thể, LDL receptor được tái sử dụng trở lại màng tế bào. Phần còn lại của LDL (sau khi giải phóng cholesterol) có thể được đưa trở lại gan để thoái hóa hoặc tiếp tục tuần hoàn.

Tất cả các steroid đều có cấu trúc khung steroid cơ bản là vòng cyclopentanoperhydrophenanthrene, bao gồm 4 vòng hydrocarbon hợp nhất (3 vòng 6 carbon và 1 vòng 5 carbon). Các nhóm chức khác nhau gắn vào khung này tạo ra các steroid khác nhau (cholesterol, hormone steroid,...).

Khi dư thừa carbohydrate, glucose được chuyển hóa thành Acetyl-CoA. Acetyl-CoA dư thừa sẽ được sử dụng để tổng hợp acid béo, và acid béo này sau đó ester hóa với glycerol tạo thành triacylglycerol, dự trữ trong mô mỡ. Đây là cơ chế chính tích lũy lipid từ carbohydrate dư thừa.

Carnitine đóng vai trò như chất mang, vận chuyển acid béo chuỗi dài từ tế bào chất vào trong ty thể, nơi diễn ra quá trình beta-oxy hóa. Nếu không có carnitine, acid béo chuỗi dài không thể vào ty thể để thoái hóa.

Tổng hợp acid béo là quá trình tạo ra nguồn dự trữ năng lượng dưới dạng triacylglycerol. Nếu quá trình này bị ức chế, cơ thể sẽ giảm khả năng dự trữ năng lượng từ lipid, có thể dẫn đến sử dụng các nguồn năng lượng khác hoặc giảm tổng năng lượng dự trữ.

Trong triacylglycerol, mỗi phân tử glycerol được ester hóa với ba phân tử acid béo thông qua liên kết ester. Liên kết ester được hình thành giữa nhóm carboxyl (-COOH) của acid béo và nhóm hydroxyl (-OH) của glycerol.

Màng ty thể trong đặc biệt giàu cardiolipin, một loại phospholipid đặc trưng, giúp màng trong có độ thấm thấp với ion và duy trì chức năng quan trọng của chuỗi vận chuyển electron. Màng ngoài có thành phần phospholipid đa dạng hơn và chứa ít cardiolipin hơn.

Lipase tụy là enzyme chính thủy phân triacylglycerol thành acid béo và monoacylglycerol trong ruột non, hỗ trợ quá trình hấp thu lipid. Amylase tiêu hóa carbohydrate, pepsin và trypsin tiêu hóa protein.

Eicosanoid (prostaglandin, thromboxan, leukotrien) là các phân tử tín hiệu lipid quan trọng, được tổng hợp từ acid arachidonic, một acid béo omega-6 không bão hòa đa (20 carbon, 4 liên kết đôi). Acid arachidonic được giải phóng từ phospholipid màng tế bào dưới tác động của phospholipase A2.

Acetyl-CoA là chất nền ban đầu để tổng hợp acid béo. Acetyl-CoA thường được tạo ra từ quá trình chuyển hóa carbohydrate, protein và lipid. Trong tế bào chất, Acetyl-CoA carboxylase carboxyl hóa Acetyl-CoA thành malonyl-CoA, bước đầu tiên trong tổng hợp acid béo.

Cholesterol là tiền chất để tổng hợp các hormone steroid như cortisol, estrogen, testosterone và aldosterone. Phospholipid là thành phần màng, triacylglycerol dự trữ năng lượng, acid béo không bão hòa có vai trò khác nhưng không phải tiền chất hormone steroid.

Bệnh Tay-Sachs là một bệnh lý lysosome di truyền do thiếu enzyme hexosaminidase A, dẫn đến tích tụ ganglioside GM2 (một loại sphingolipid) trong tế bào thần kinh, gây tổn thương thần kinh nghiêm trọng. Các bệnh còn lại liên quan đến rối loạn chuyển hóa lipid khác nhau.

ApoA-I là apolipoprotein chính của HDL, có vai trò cấu trúc và hoạt hóa enzyme LCAT (lecithin-cholesterol acyltransferase). LCAT ester hóa cholesterol tự do trong HDL, giúp HDL tiếp tục nhận cholesterol từ các mô ngoại biên. ApoB-100 là của LDL và VLDL, ApoB-48 của chylomicron, ApoC-II hoạt hóa lipoprotein lipase.

Acid linoleic (omega-6) và acid alpha-linolenic (omega-3) là các acid béo thiết yếu vì cơ thể người không có enzyme desaturase cần thiết để tạo liên kết đôi ở vị trí omega-6 và omega-3. Acid palmitic và stearic là acid béo bão hòa, acid oleic là acid béo không bão hòa nhưng không thiết yếu.

Định lượng các loại lipoprotein (đặc biệt là LDL-cholesterol và HDL-cholesterol) trong máu là xét nghiệm quan trọng để đánh giá nguy cơ bệnh tim mạch (xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, đột quỵ). LDL-cholesterol cao thường liên quan đến tăng nguy cơ, HDL-cholesterol cao thường bảo vệ tim mạch.

Phospholipid là lipid lưỡng cực, có đầu phosphate ưa nước (polar head) và đuôi acid béo kỵ nước (non-polar tails). Trong môi trường nước, các phospholipid tự sắp xếp thành lớp kép lipid, với đầu ưa nước hướng ra ngoài tiếp xúc với nước, đuôi kỵ nước hướng vào trong tránh nước, tạo cấu trúc ổn định.

Trong điều kiện đói ăn, cơ thể cần huy động năng lượng dự trữ. Triacylglycerol dự trữ trong mô mỡ là nguồn năng lượng lipid chính. Hormone glucagon và epinephrine kích thích phân giải triacylglycerol thành acid béo và glycerol (quá trình ly giải lipid), acid béo được beta-oxy hóa để tạo năng lượng.

Acyl-CoA dehydrogenase xúc tác phản ứng oxy hóa đầu tiên trong beta-oxy hóa, tạo liên kết đôi giữa carbon alpha (α) và beta (β) của acyl-CoA, sử dụng FAD làm coenzyme. Các giai đoạn khác do enzyme khác xúc tác (hoạt hóa bởi acyl-CoA synthetase, hydrat hóa bởi enoyl-CoA hydratase, cắt mạch bởi thiolase).

Statin là nhóm thuốc hạ cholesterol máu phổ biến, cơ chế chính là ức chế enzyme HMG-CoA reductase, enzyme then chốt trong quá trình sinh tổng hợp cholesterol ở gan. Điều này làm giảm sản xuất cholesterol nội sinh, buộc gan phải tăng thu nhận cholesterol từ máu, do đó giảm cholesterol LDL trong máu.

Acid béo không bão hòa có chứa một hoặc nhiều liên kết đôi (C=C) trong mạch carbon, trong khi acid béo bão hòa chỉ có liên kết đơn (C-C). Liên kết đôi tạo ra sự khác biệt về cấu trúc và tính chất vật lý của chúng.

Acid béo omega-3 và omega-6 được phân biệt bởi vị trí của liên kết đôi đầu tiên tính từ carbon omega (carbon cuối cùng của chuỗi acid béo). Omega-3 có liên kết đôi đầu tiên ở vị trí carbon thứ 3, omega-6 ở vị trí carbon thứ 6.

Eicosanoid (prostaglandin, leukotrien, thromboxan) là các phân tử tín hiệu lipid quan trọng tham gia vào quá trình viêm, dị ứng, đau và điều hòa nhiều chức năng sinh lý khác. Chúng được tổng hợp từ acid arachidonic và có tác dụng tại chỗ.

HDL (High-Density Lipoprotein) có chức năng chính là vận chuyển cholesterol dư thừa từ các mô ngoại biên trở về gan để xử lý, giúp giảm cholesterol trong máu và nguy cơ xơ vữa động mạch. LDL vận chuyển cholesterol từ gan đến mô, chylomicron vận chuyển triacylglycerol từ ruột, albumin vận chuyển acid béo tự do.

HMG-CoA reductase là enzyme xúc tác bước giới hạn tốc độ trong con đường sinh tổng hợp cholesterol. Ức chế enzyme này là cơ chế hoạt động của các thuốc statin hạ cholesterol máu.

Beta-oxy hóa là quá trình thoái hóa acid béo, diễn ra trong ty thể, tạo ra Acetyl-CoA, NADH và FADH2. Acetyl-CoA sau đó đi vào chu trình Krebs để sản sinh năng lượng ATP. Glucose là sản phẩm của đường phân, acid lactic từ lên men lactic, pyruvate từ đường phân hiếu khí.

Chylomicron được tổng hợp ở ruột non sau khi hấp thu lipid từ thức ăn, có hàm lượng triacylglycerol cao nhất (khoảng 85-90%) và vận chuyển triacylglycerol từ ruột đến các mô ngoại biên. VLDL cũng giàu triacylglycerol nhưng được tổng hợp ở gan.

Phospholipid là lipid lưỡng cực, có đầu ưa nước và đuôi kỵ nước, tạo thành lớp kép lipid, cấu trúc cơ bản của màng tế bào. Triacylglycerol là lipid dự trữ năng lượng, cholesterol ester là dạng dự trữ cholesterol, acid béo tự do là dạng vận chuyển hoặc nguồn năng lượng, không phải thành phần chính màng tế bào.