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Ernährungslehre --> Fett in der Ernährung
 

Exogener und Endogener Fettstoffwechsel
 
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Im Stoffwechsel der Lipoproteine können ein exogener und ein endogener Fettabbauweg unterschieden werden. Unabhängig davon existiert ein sogenanntes Cholesterin-Rücktransportsystem. Im exogenen Fettabbauweg werden Nahrungslipide vom Darm zur Leber transportiert, im endogenen Weg dagegen Lipoproteine hepatischen Ursprungs verstoffwechselt und aus dem Blut ausgeschleust. Im Cholesterin-Rücktransportsystem wird Cholesterin aus peripheren Zellen von HDL aufgenommen und dann entweder direkt oder indirekt zur Leber transportiert.

 

Exogener Fettabbau

Im Enterozyten werden vorwiegend durch Übertragung freier Fettsäuren auf 2-Monoglyceride wieder Triglyceride synthetisiert. Aus diesen entstehen dann zusammen mit verestertem Cholesterin und Apolipoproteinen Chylomikronen.
Die Chylomikronen werden in die Lymphe abgegeben und gelangen über den Ductus thoracicus in den Blutkreislauf. Sie nehmen in der Blutbahn aus HDL Apolipoproteine, darunter auch Apolipoprotein C-II, auf. Apolipoprotein C-II ist ein Aktivator der Lipoproteinlipase. Dieses ist ein Enzym, das vor allem an den Endothelien der kleinen Blutgefässe im Muskel- und Fettgewebe lokalisiert ist. Durch die Lipoproteinlipase wird der Triglyceridgehalt der Chylomikronen vermindert, die dabei freigesetzten freien Fettsäuren und Monoglyceride werden in Fettgewebe und Muskulatur aufgenommen.
Die bei diesem Prozess entstandenen Chylomikronen Remnants sind reich an Cholesterinestern und können dann aufgrund des von HDL übertragenen Apolipoproteins E in die Leberzellen aufgenommen werden. Bisher ist es nicht gelungen, einen Chylomikronen-Remnant-Rezeptor an der Leberzelle exakt zu charakterisieren.

Endogener Fettabbau
In der Leberzelle werden VLDL synthetisiert und in die Blutzirkulation abgegeben. Sie enthalten neben Apolipoprotein B 100 auch die Apolipoproteine E und C und werden, wie die Chylomikronen, durch die Lipoproteinlipase zu Lipoproteinen intermediärer Dichte (IDL) und schließlich durch die hepatische Triglyceridlipase zu LDL abgebaut. Durch Apolipoprotein C I wird wahrscheinlich die Wiederaufnahme von VLDL in die Leberzelle gehemmt. Aber bereits die IDL können vorwiegend über ihren Apolipoprotein E-Anteil an den sogenannten Apolipoprotein B-100 und E abhängigen LDL-Rezeptor binden und so verstoffwechselt werden. Die LDL werden zu 60 - 70 % durch Bindung und Aufnahme an diese LDL-Rezeptoren, die sich in nahezu allen Geweben des menschlichen Körpers finden, aus dem Blut entfernt. Die Bindung erfolgt durch das einzige in den LDL noch vorhandene Apoprotein, das Apolipoprotein B-100. Die rezeptorvermittelte Aufnahme der LDL dient der Versorgung der Zellen mit Cholesterin und fettlöslichen Vitaminen. Der dichteste Besatz mit LDL-Rezeptoren findet sich an den Zellen der Nebennierenrinde und der Ovarien. Den quantitativ größten Anteil an der LDL-Elimination leistet jedoch die Leber. Die Höhe der LDL-Konzentration im Blut ist damit, neben dem Ausmass der Produktion aus VLDL und IDL, auch abhängig vom Ausmass der Aufnahme in die Zellen, d.h. von der Anzahl der zur Verfügung stehenden funktionsfähigen LDL-Rezeptoren. Die Aufnahme der LDL über LDL-Rezeptoren kann allerdings ab Konzentrationen von etwa 200 mg/dl nicht weiter zunehmen, da alle Rezeptoren abgesättigt sind.

Die Zahl der LDL-Rezeptoren an der Zelloberfläche wird durch den Cholesteringehalt der Zelle reguliert. Nach Bindung der LDL an den Rezeptor werden beide als Komplex in die Zelle aufgenommen. LDL wird abgebaut und die für den Zellstoffwechsel nicht notwendigen Bestandteile aus der Zelle freigesetzt. Der Rezeptor wird recycled und wieder zur Zellmembran transportiert. Das mit den LDL in die Zelle gelangte Cholesterin beeinflusst zelluläre Mechanismen. Erstens kommt es zur Hemmung der Aktivität der HMG-CoA-Reduktase, dem Schlüsselenzym in der Cholesterin-Biosynthese. Dies bedeutet, dass weniger Cholesterin von der Zelle selbst synthetisiert wird. Zweitens wird die Aktivität der Acyl-Cholesterin-Acyltransferase (ACAT) aktiviert, um Cholesterin in seine Speicherform, die Cholesterinester, überführen zu können. Drittens, und das ist besonders bedeutsam für die Konzentration der LDL im Blut, wird die Expression von LDL-Rezeptoren vermindert.

30-40 % der im Blut vorhandenen LDL werden aber nicht über LDL-Rezeptoren verstoffwechselt, sondern über den sogenannten Scavenger-Pathway in Makrophagen eingeschleust. Im Gegensatz zur Aufnahme über LDL-Rezeptoren ist die Aufnahme über den Scavenger-Pathway unbegrenzt möglich. Die Expression von sogenannten Scavenger-Rezeptoren wird nämlich durch den zellulären Cholesteringehalt nicht beeinflußt. Die Makrophagen können daher mit Cholesterinestern überladen werden und sich in sogenannte Schaumzellen umwandeln. Schaumzellen finden sich bereits in frühen Stadien atherosklerotischer Läsionen. Bei Inkubation mit nativem, also nicht chemisch verändertem LDL lassen sich die Makrophagen nicht zu Schaumzellen transferieren. Wird die Inkubation jedoch mit chemisch veränderten LDL durchgeführt, kann eine rasche Aufnahme der Lipoproteinpartikel in die Makrophagen beobachtet werden. Bei der chemischen Modifikation handelt es sich v. a. um eine Oxidation oder Acetylierung, aber auch um Komplexbildungen von LDL mit Antikörpern oder anderen Substanzen.

 
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