2) метаболизм липопротеинов низкой плотности (+)
3) синтез желчных кислот и плазмалогенов
4) окисление полиаминов, распад пипеколовой кислоты
Метаболизм липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) не относится к функциям пероксисом. ЛПНП захватываются клетками преимущественно посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза: комплекс ЛПНП—рецептор поступает в эндосомы, затем частица разрушается в лизосомах, где лизосомная кислая липаза расщепляет эфиры холестерина. Освободившийся холестерин используется для синтеза мембран и стероидов, а избыток регулирует активность рецептора ЛПНП и фермента ГМГ-КоА-редуктазы.
Пероксисомы осуществляют β-окисление жирных кислот с очень длинной цепью, α-окисление фитановой кислоты, участвуют в синтезе плазмалогенов и желчных кислот, а также в окислении полиаминов и распаде пипеколовой кислоты. В отличие от митохондрий, пероксисомное β-окисление не обеспечивает прямого синтеза АТФ; его основная роль — укорочение длинноцепочечных субстратов с последующей передачей продуктов в митохондрии или другие метаболические пути.
Нарушение биогенеза или отдельных ферментов пероксисом приводит к накоплению специфических субстратов: жирных кислот с очень длинной цепью, фитановой кислоты, промежуточных продуктов синтеза желчных кислот, а также к дефициту плазмалогенов. Поэтому для диагностики пероксисомных болезней используют профиль жирных кислот с очень длинной цепью, концентрацию фитановой и пипеколовой кислот, уровень плазмалогенов и анализ желчных кислот; концентрация ЛПНП сама по себе не является маркером функции пероксисом.
| Метаболический процесс | Роль пероксисом | Диагностическое значение нарушения |
|---|---|---|
| β-окисление жирных кислот с очень длинной цепью | Укорочение цепей жирных кислот, обычно содержащих более 22 атомов углерода | Повышение C24:0, C26:0 и отношения C26:0/C22:0; характерно для Х-сцепленной адренолейкодистрофии и нарушений биогенеза пероксисом |
| α-окисление фитановой кислоты | Удаление метильной группы, препятствующей β-окислению | Накопление фитановой кислоты вызывает ретинопатию, периферическую нейропатию, атаксию и ихтиоз при болезни Рефсума |
| Синтез плазмалогенов | Первые этапы образования эфирных фосфолипидов мембран и миелина | Снижение плазмалогенов отмечается при нарушениях биогенеза пероксисом, включая спектр синдрома Целльвегера и ризомелическую хондродисплазийную точечную дистрофию |
| Синтез желчных кислот | Пероксисомное укорочение боковой цепи первичных желчных кислот и образование конечных продуктов | Накопление аномальных интермедиатов желчных кислот способствует холестазу, гепатопатии и нарушению всасывания жиров |
| Окисление полиаминов | Катаболизм полиаминов с образованием альдегидов и перекиси водорода | Относится к окислительным функциям пероксисом; дефекты могут входить в состав генерализованной пероксисомной дисфункции |
| Распад пипеколовой кислоты | Пероксисомное участие в катаболизме производного лизина | Повышение пипеколовой кислоты используется как дополнительный биохимический признак нарушения пероксисомного метаболизма |
| Метаболизм ЛПНП | Не является самостоятельной функцией пероксисом; основная утилизация происходит через рецепторный эндоцитоз, эндосомы и лизосомы | Гиперхолестеринемию оценивают по ЛПНП-C, аполипопротеину B и липидограмме; эти показатели не служат специфическим тестом пероксисомной функции |
Ключевым отличием является субстратная специализация пероксисом: они перерабатывают длинноцепочечные липиды, эфирные фосфолипиды и ряд окисляемых метаболитов, но не расщепляют циркулирующие частицы ЛПНП. При подозрении на пероксисомное заболевание важны сочетание клинических признаков с биохимическим профилем, а окончательное подтверждение может включать молекулярно-генетическое исследование. Лечение зависит от дефекта и включает диетические ограничения, заместительные подходы и симптоматическую терапию; при отдельных заболеваниях применяются специальные субстрат-снижающие препараты.