Липопротеинлипаза: куда пойти жиру?

Наше питание, стресс и физическая активность связаны множеством сложных взаимосвязей. Сегодня я хочу рассказать вам об одном интересном и важном ферменте, который является перекрестом между питанием, стрессом и уровнем физической активности. Это позволит нам лучше понять, как работает в целом обмен веществ и как лучше организовывать свой режим здоровья. Итак, знакомьтесь, ее величество липопротеинлипаза (ЛПЛ), а ниже я расскажу, почему вам будет полезно знать про эту интересную и своеобразную молекулу. Наиболее богаты липопротеинлипазой сердце, скелетные мышцы и жировая ткань и везде она играет разную роль. Куда именно пойдет жир? Это зависит от активности липопротеинлипазы в конкретной ткани.




м
Липопротеинлипаза: куда пойти жиру?




Онлайн курс "Здоровое питание" для самостоятельного изучения - 8 лекций + бонусные видео!



Что делает липопротеинлипаза?


Активность липопротеинлипазы прямо пропрорциональна способности тканей захватывать жиры из крови и расщеплять их. Расщепление жиров происходит в основном внутри капиляров жировой ткани , скелетных мышц и сердечной мышцы . Жиры из крови поступают в клетки и используются по-разному: в адипоцитах - для синтеза жиров и их депонирования, а в миокарде и скелетных мышцах они окисляются, образуя АТФ, необходимый для работы этих тканей.

Жиры в плазме присутствуют в составе липопротеидных частиц. Наибольшие из этих частиц, содержащие наибольшее количество жиров, слишком велики чтобы проникать из капилляров в межклеточную жидкость, т.о. жировые клетки не могут захватить их напрямую. Имеется интересный механизм преодоления этой трудности. Адипоциты продуцируют фермент липопротеинлипазу, которая гидролизует жиры в липопротеидных частицах до свободных жирных кислот, которые могут проникать в межклеточную жидкость и достигать адипоцитов. Поскольку липопротеинлипаза необходима в капиллярах, она экспортируется из адипоцитов в эндотелиальную выстилку капилляров жировой ткани. Затем липопротеинлипаза, содержащаяся в эндотелиоцитах жировой ткани, может взаимодействовать липопротеидными частицами. 

Липопротеинлипаза вырабатывается клетками соединительной ткани и затем переносится на внутреннюю стенку капилляров. Там она расщепляет транспортные формы жиров в виде хиломикронов. Если это сосуды в жировой ткани, то жиры идут в накопление, а если это липопротеинлипаза мышц, то происходит жиросжигание. Поэтому, чем больше ЛПЛ в мышечной ткани, тем сильнее идет процесс сжигания, а вот чем больше ЛПЛ в жировой ткани, тем сильнее идет процесс накопления жира. Активность ЛПЛ определяет липидный профиль (соотношение хорошего и плохого холестерина.

В крови зрелые хиломикроны (транспортная форма жиров) подвергаются действию фермента липопротеинлипазы, который локализуется на поверхности эндотелия сосудов, в основном в жировой и мышечной тканях. Этот фермент «узнает» хиломикроны, взаимодействуя с апоС-II, который активирует этот фермент. Липопротеинлипаза гидролизует жиры в составе хиломикронов до глицерола и свободных жирных кислот. Глицерол переносится в печень, а жирные кислоты могут или окисляться в тканях, являясь источником энергии, или депонироваться в виде ТАГ жировой ткани.

Способность фермента расщеплять триглицериды не безгранична, поэтому избыточное накопление в плазме ЛПОНП может ухудшить удаление хиломикрон. Относительное содержание липопротеинлипазы в жировой ткани по сравнению с мышечной у женщин выше, чем у мужчины коррелирует с более высоким уровнем холестерина ЛПВП и более низкими значениями концентрации ЛПОНП, наблюдаемыми у женщин. У мужчин количество фермента в жировой ткани повышается при регулярном потреблении алкоголя , а систематические физические упражнения приводят к увеличению содержания фермента в скелетных мышцах, причем и то, и другое, сопровождается возрастанием уровня холестерина ЛПВП («хорошего» холестерина) .



Питание и липопротеинлипаза.


При питании (прием пищи) активируется регуляторная молекула ANGPTL8, и ось ANGPTL8–ANGPTL3, что подавляет активность ЛПЛ в сердце и мышцах, повышая доступность жиров для жировой ткани, где активность. При этом, чем чаще и больше вы едите, тем чаще активируется ЛПЛ в жировой ткани и тем сильнее падает активность ЛПЛ в мышцах. При пищевом воздержании все проихсходит наоборот и жиры (триглицериды) направляются в мышцы. Сравнительно недавно было установлено, что этот фермент резко активизируется при любых продолжительных ограничениях (более двух-трех дней) в поступлении калорий (например, при соблюдении диет для похудания), что и происходит в период после очередной полуголодной диеты, неважно, сопровождающейся полным голоданием или нет. 

Имеет значение и концентрация жирных кислот в крови. Кроме этого, в капиллярах жировой и других тканей жиры в составе ЛПОНП и хиломикронов подвергаются гидролизу под действием липопротеинлипазы. Этот фермент «узнает» на поверхности липопротеинов белок апоС-II, активируется им и гидролизует ТАГ, входящие в состав липопротеинов, до глицерола и жирных кислот. В разных тканях находятся изоформы ЛП-липазы, отличающиеся значениями Кш. В капиллярах жировой ткани значение Кm выше - следовательно, этот фермент активно работает при высокой концентрации липопротеинов в крови в абсортивный период; в мышцах Кш ниже - следовательно, мышцы могут утилизировать жирные кислоты, освобождающиеся из липопротеинов, и при более низкой их концентрации в крови. 

Особую роль для ЛПЛ играет инсулин. Так, запасание жиров в жировой ткани - так называемое депонирование жиров - происходит в абсорбтивный период, когда увеличивается соотношение инсулин - глюкагон. Влияние инсулина на активность фермента заключается в усилении транскрипции, затем процессинга фермента адипоцитами и его экспорте в эндотелий. Это медленный процесс, он занимает 3-4 часа. В жировой ткани этерификация жирных кислот также стимулируется продукцией глицерол-трифосфата путем гликолиза, что также регулируется инсулином. Т.е., инсулин стимулирует и захват и накопление циркулирующих жиров в жировой ткани. Другой возможный механизм отложения жиров в жировой ткани – липогенез. Этот процесс аналогичен таковому в печени, стимулируется также инсулином.

Инсулин активирует синтез ЛПЛ и ее экспонирование (перенос!) на поверхности капилляров в жировой ткани. Инсулин также усиливает синтез жирных кислот в печени. Как только эти дополнительные жирные кислоты преобразуются в триглицериды, они захватываются липопротеинами (например, ЛПОНП, липопротеинами очень низкой плотности), выбрасываются в кровь, и ищут место для своего хранения. 

Пока все идет хорошо, поскольку триглицериды не могут быть абсорбированы жировыми клетками. Так что, хотя у вас в крови может быть достаточно триглицеридов, вы, на самом деле, не будете накапливать жир. до тех пор пока в дело не вступает липопротеинлипаза. Как только она активируется инсулином, липопротеинлипаза расщепляет эти триглицериды в абсорбируемые жирные кислоты, которые быстро и легко впитываются жировыми клетками, снова преобразуются там в триглицериды, и остаются в жировых клетках. 

Как связаны ЛПЛ, инсулин и нарушение обмена холестерина? Наиболее частым вариантом дислипидемии при метаболическом синдроме является липидная триада: сочетание гипертриглицеридемии, низкого уровня ХЛ ЛВП и повышения фракции мелких плотных частиц ЛНП. Наличие такой триады у пациентов без СД 2 типа увеличивает риск развития коронарной болезни сердца в 3–5 раз.

Все просто. Итак, инсулин регулирует скорость синтеза липопротеинов очень низкой плотности печенью.  При повышении его концентрации происходит рост синтеза данных липопротеинов, так как в условиях гиперинсулинемии глюкоза метаболизируется в жирные кислоты. 

При наличии инсулинорезистентности липопротеинлипаза, фермент регулирующий элиминацию жирных кислот, оказывается резистентной к влиянию инсулина, и поэтому их элиминация замедляется. Рост синтеза и замедление элиминации жирных кислот приводят к повышению концентрации липопротеинов очень низкой плотности и триглицеридов в плазме крови. Понижение активности липопротеинлипазы сопровождается понижением содержания липопротеинов высокой плотности, так как они образуются в организме в процессе гидролиза липопротеидов очень низкой плотности. Более того, показано, что гиперинсулинемия непосредственно способствует катаболизму липопротеинов высокой плотности. Таким образом, развитие иммунорезистентности и гиперинсулинемии сопровождается развитием дислипидемии, характеризующейся повышением концентрации липопротеинов очень низкой плотности и триглицеридов и понижением концентрации липопротеинов высокой плотности в плазме крови.



Физическая активность и липопротеинлипаза.


Нравится нам или нет, но если мы сидим по 8 часов, то повышенная активность в другое время не сможет нам компенсировать нанесенный сидением вред. А американские врачи лет десять назад даже придумали термин: синдром ранней сидячей смерти (Sedentary Death Syndrome).

Для поддержания активности ЛПЛ намного важнее меньше сидеть, чем активнее заниматься. Если вы сидите более 5-6 часов в сутки, то для вас спорт не сможет компенсировать негативные проявления сидения.

Гиподинамия в любом виде (чаще – избыточное сидение) радикально сокращает активность липопротеинлипазы в мышцах. Так, они теряют более 75% своей способности связывать и расщеплять жиры. Это возникает из-за 90% to 95% потери активности ЛПЛ. Любопытно, что большая часть активности ЛПЛ связана с крупными мышцами ног!

Краткая и средней продолжительности физическая нагрузка не имеет существенного значения на активность ЛПЛ. Так, 4 часовая ходьба при длительной гиподинамии не помогает увеличить уровень ЛПЛ в мышцах. Один день гиподинамии существенно угнетает генную экспессию ЛПЛ в мышцах. Подробно прочитать про ЛПЛ и гиподинамию: Bey L, Hamilton MT. Suppression of skeletal muscle lipoprotein lipase activity during physical inactivity: a molecular reason to maintain daily low-intensity activity. J Physiol. 2003;551(Pt 2):673–682.[PMC free article] [PubMed]


Решение очень простое – больше работать стоя! К тому же, в вертикальном положении сжигается в полтора раза больше калорий, чем в сидячем. К примеру, разница между четырьмя часами, проведенными в вертикальном и сидячем положении составляет 240 калорий. Если просидеть больше часа, то снижается уровень фермента липопротеинлипазы, из-за чего калории откладываются в жир, а не мышцы. С физиологической точки зрения предполагается, что отсутствие локальных мышечных сокращений из-за неподвижного образа жизни приводит к ослаблению работы липопротеинлипазы скелетных мышц и поглощению глюкозы. В то же время, в положении стоя, происходит изометрическое сокращение антигравитационных (постуральных) мышц.

Когда мышцы мало сокращаются, снижается содержание фермента липопротеинлипазы (LPL) , которая сжигает жиры и снижает накопление жировых отложений. Люди должны не только стремиться к увеличению физической активности — больше ходить, заниматься спортом, но и стараться снижать время, проведенное за сидением. Всего лишь разбивая долгое сидение каким-либо движением, мы ускоряем метаболизм и регулируем физиологические процессы в организме. Крайне важно не допускать длительного сидения на одном месте, а обязательно делать перерывы – встать, походить, сделать разминку

 

Исследователи в Australian Diabetes, Obesity and Lifestyle Study сделали открытие: оказывается, существует зависимость между нарушением метаболических процессов и перерывами на физические упражнения при сидячей работе. Перерывы могут представлять собой смену положений с сидячего на вертикальное или из положения стоя на легкую ходьбу. Ученые также обнаружили связь между большим количеством перерывов в сидячей работе и изменениями в объеме талии, индексе массы тела, содержанием триглицерида и глюкозы в крови.

Если контроль питания и размеров порций способен обеспечить снижение веса, несмотря на низкую физическую активность, то согласно с последними исследованиями, минимальной физической программы может быть недостаточно для того, чтобы преодолеть негативные эффекты малоподвижного образа жизни на здоровье.

Потребление жиров у тренированных и нетренированных тучных молодых людей до и после 8 недель непродолжительных физических занятий, 4 дня в неделю (Коскело и Хённинен, неопубликованные данные). 





Липопротеинлипаза, ключевые гормоны и телосложение.


Один из основных механизмов влияния половых гормонов на жировую ткань — прямая регуляция активности липопротеинлипазы — главного фермента регуляции накопления триглицеридов в адипоцитах. У женщин репродуктивного возраста она стимулируется эстрогенами в жировой ткани бедер и ягодиц, где активность указанного фермента выше, чем в подкожном жире абдоминальной области. В связи с этим гиноидное ожирение не влияет на здоровье и сказывается лишь на внешнем облике женщины. В результате происходит накопление липидов для обеспечения адекватных запасов энергии в период беременности и лактации. После менопаузы активность липопротеинлипазы снижается, и адипоциты бедренно-ягодичной области уменьшаются в размерах, т. е. происходит относительное перераспределение жира.

Кортизол - это гормон, который очень сильно влияет на распределение жира у обоих полов. Кортизол ведет себя как глюкокортикоидный рецептор, стимулируя липопротеинлипазу. Печально известный жир на внутренних органах в области живота состоит преимущественно из жировых клеток, которые называются висцеральные адипоциты. В висцеральных адипоцитах больше глюкокортикоидных рецепторов, чем в других жировых клетках. В подкожном жире гораздо меньше глюкокортикоидных рецепторов. А в жировых клетках на бедрах и в верхней части ног глюкокортикоидных рецепторов еще меньше. Это значит, что кортизол заставляет откладывать жир именно в абдоминальной области, меньше - в остальных частях туловища, и еще меньше - в ногах. Именно поэтому стресс – это одна из ключевых причин висцерального (внутреннего) ожирени.

Тестостерон и ГР подавляют липопротеинлипазу (LPL) и выраженно стимулируют липолиз (расщепление жиров). Действие кортизола опосредовано через глюкокортикоидный рецептор, а действие тестостерона – через андрогенный рецептор, плотность которых более всего выражена во внутреннем жировом слое. Поэтому падение тестостерона – существенный риск висцерального ожирения. В клетках жировой ткани тестостерон ингибирует потребление липидов и активность липопротеинлипазы (LPL), а также стимулирует липолиз за счет увеличения численности липолитических β-адренергических рецепторов.


Влияние различных условий на активность ЛПЛ в мышцах и в подкожном жире.

Условие
ЛПЛ  жировой ткани
Мышечная ЛПЛ
Пост (пищевое воздержание)
Питание
    Избыток углеводов
↑↑
    Избыток жиров
±
Физическая активность
Вариабельно
±
Инсулин
↑↑
Катехоламины (адреналин)
Без изменений
Гормоны щитовидной железы
in rat, 
 у человека
Эстрогены
Тестостерон
Ожирение
↑↑ (/cell)
±
Диабет



Выводы.

1. Частое питание и длительные голодные диеты провоцируют набор веса.

2. Снижение сидения эффективнее регулярных тренировок. Работайте стоя!

3. Чистые продолжительные промежутки между приемами пищи помогают жиросжиганию.

4. Любой стресс ухудшает активность ЛПЛ. Учитесь с ним работать!



Комментарии

Анонимный написал(а)…
Добрый вечер. Спасибо за статью. В связи с этим возник вопрос, а если у человека варикоз, то длительное стояние ухудшает ведь ситуацию с варикозом?
Artem Gnezdilov написал(а)…
Просто и очень наглядно описано, спасибо вам за ваш труд

Архив

Показать больше

Ярлыки

телесность32 болезни31 интересно31 вес27 генетика26 видео24 семья24 мозг23 экологичность23 семинар здоровое питание22 советы18 стрессоустойчивость18 тест18 цикл "день-ночь"18 измерение ресурсов здоровья17 сон17 неврология16 свет15 здоровое общество14 традиции14 медицина13 завтрак12 инсулин11 красота11 нейробиология11 рецепт11 водно-солевой баланс10 самоидентичность10 семинар ваш ресурс стрессоустойчивости10 СМИ9 история9 минимализм9 наука9 природа9 беременность8 диагностика8 температура8 юмор8 практика7 воспитание6 инфекции6 микрофлора6 осанка6 продуктивность6 социальные связи6 эволюция6 mtor5 иммунитет5 курс здоровая телесность5 сознательность5 старение5 NO4 архив4 дизайн4 гистамин3 еда3 искусство3 кофеин3 отзывы3 родословная3 секс3 семинар осознанность3 шум3 грелин2 долголетие2 серотонин2 смерть2 холод2 гомоцистеин1 заметки1 здоровье1 лекция1 мелатонин1 мотивация1 окситоцин1 осанка.1 работа стоя1 ресурсы1 рефид1 солнце1 спонтанность1 статус1 термогенез1 триптофан1 циркадные ритмы1
Показать больше