Aufbau und Zusammensetzung
Wie alle Lipoproteine sind Chylomikronen nach dem mizellaren Prinzip aufgebaut. Es handelt sich um sphärische Partikel mit einem Durchmesser von über 120 nm, in denen zwei Zonen unterschieden werden:
- Hydrophober Kern: enthält unpolare Moleküle, hauptsächlich Triacylglycerole (machen bis zu 85 % der Gesamtmasse des Partikels aus), sowie Cholesterinester und fettlösliche Vitamine.
- Hydrophile Hülle: besteht aus einer Phospholipid-Monoschicht, freiem Cholesterin und Proteinkomponenten – den Apolipoproteinen.
Apolipoproteine spielen eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel. Die strukturelle Grundlage des Chylomikrons bildet das integrale Protein ApoB-48, welches direkt im Darm synthetisiert wird. Auf der Oberfläche befinden sich zudem periphere Proteine (ApoC-II, ApoE), die das Partikel später im Blutkreislauf aufnimmt.
Transport- und Reifungsstadien
Der Lebenszyklus eines Chylomikrons lässt sich in mehrere aufeinanderfolgende Phasen unterteilen:
- Synthese unreifer Partikel. In den Enterozyten findet die Verpackung resynthetisierter Fette zusammen mit dem Protein ApoB-48 statt. Die gebildeten unreifen Chylomikronen gelangen in das Lymphsystem.
- Übertritt in den Blutkreislauf. Über den Ductus thoracicus gelangen die Partikel in das Blut. In der postprandialen Phase (nach einer Mahlzeit) kann das Blutserum aufgrund ihrer großen Größe und enormen Anzahl trüb (opaleszierend) werden.
- Reifung. Im Blutkreislauf treten unreife Chylomikronen in Kontakt mit High-Density-Lipoproteinen (HDL). HDL fungieren als Donatoren, indem sie den Chylomikronen die Proteine ApoC-II (Aktivator des Enzyms zum Fettabbau) und ApoE (erforderlich für die Aufnahme der Partikel durch die Leber) übertragen. Danach gilt das Chylomikron als reif.
Metabolismus und Verwertung
Reife Chylomikronen bewegen sich über die Blutgefäße zu den Geweben (vor allem Fett- und Muskelgewebe). Am Kapillarendothel dieser Gewebe befindet sich das Enzym Lipoproteinlipase (LPL).
Das Protein ApoC-II auf der Oberfläche des Chylomikrons aktiviert dieses Enzym. Infolgedessen hydrolysiert die Lipoproteinlipase die Triacylglycerole im Inneren des Partikels. Die Abbauprodukte verteilen sich wie folgt:
- Fettsäuren gelangen in die Gewebezellen (in den Muskeln werden sie zur Energiegewinnung oxidiert, während sie im Fettgewebe als Reserve gespeichert werden).
- Glycerol verbleibt im Plasma und wird zur Leber transportiert.
Mit zunehmendem Verlust von Fetten schrumpft das Chylomikron und wandelt sich in ein Chylomikronen-Remnant (Residuum) um. Es gibt ApoC-II an HDL zurück, behält jedoch ApoE und Cholesterin bei sich. Die Leber erkennt solche Remnant-Partikel anhand von ApoE-Rezeptoren und nimmt sie per Endozytose auf. Im Inneren der Hepatozyten bauen lysosomale Enzyme die Remnants vollständig ab, wodurch Cholesterin und verbleibende Fettsäuren freigesetzt werden.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Über welche konkreten Rezeptoren nehmen Hepatozyten die Chylomikronen-Remnants auf?
Hepatozyten nehmen Chylomikronen-Remnants über LDL-Rezeptoren und LRP-Rezeptoren auf.
Der Prozess erfolgt über spezifische Liganden auf der Oberfläche der Remnant-Partikel:
- ApoE – der Hauptligand, der von den Leberrezeptoren erkannt wird;
- ApoB.
Nach der Bindung an diese Rezeptoren werden die Chylomikronen-Remnants durch Endozytose internalisiert. Im Inneren der Hepatozyten verschmelzen die Partikel mit Lysosomen, und ihre Komponenten werden durch intrazelluläre Enzyme hydrolysiert.
Sind Chylomikronen im Blut eines gesunden Menschen im nüchternen Zustand enthalten?
Im Blut eines gesunden Menschen im nüchternen Zustand sind keine Chylomikronen vorhanden.
Normalerweise gelangen reife Chylomikronen nur in der postprandialen Phase, d. h. nach einer Mahlzeit, zur Transportierung exogener Nahrungsfette in den Blutkreislauf. Der Nachweis von Chylomikronen im Nüchternblut ist ein Zeichen für eine Pathologie, bei der die Hydrolyse von Triacylglycerolen gestört ist (z. B. Lipoproteinlipase- oder Apolipoprotein-C-II-Mangel). Dabei erscheint das Blutserum trüb und kann an der Oberfläche „Fettflocken“ bilden.
Die Apolipoproteine des Chylomikrons lassen sich anhand ihrer Rollen leicht merken: B-48 – „Innenerbauer“ (strukturell), C-II – „Scherer“ (aktiviert die Lipase, die Fettsäuren „abscheret“), E – „Fährt zur Leber“ (Ligand für Leberrezeptoren).
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Worin unterscheiden sich Chylomikronen von VLDL?
Chylomikronen werden im Darm gebildet und transportieren exogene (mit der Nahrung aufgenommene) Fette. VLDL werden in der Leber synthetisiert und transportieren endogene Fette, die im Körper selbst gebildet wurden.
Warum kann das Blut nach einer Mahlzeit trüb werden?
In der postprandialen Phase gelangen massenhaft Chylomikronen in den Blutkreislauf. Aufgrund ihres großen Durchmessers (über 120 nm) erhält das Serum ein opaleszierendes, trübes Aussehen.
Welches Enzym spaltet Fette in Chylomikronen im Blut?
Hierbei handelt es sich um die Lipoproteinlipase (LPL), die sich an den Kapillarwänden befindet. Für ihre Funktion ist das Aktivatorprotein ApoC-II zwingend erforderlich.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Vergleich der Zusammensetzung und Funktionen aller Lipoproteinklassen
- Der Prozess der Fettresynthese in den Enterozyten
- Rolle und Stoffwechsel von High-Density-Lipoproteinen (HDL)
- Intrazellulärer Abbau von Chylomikronen-Remnants in den Hepatozyten
Bearbeiten Sie das Thema komplett im Kurs „Biochemie“
Hier ist die Zusammenfassung. Im Kurs finden Sie alles, was in Vorlesung und Prüfung gefragt wird.
- Vollständiger Leitfaden zum Thema „Chylomikronen“ und 3.616 weitere Seiten des Fachs
- Aufgaben und Tests nach jedem Thema – wie beim Kolloquium
- Der KI-Tutor beantwortet Ihre Fragen zum Thema jederzeit
- 115 Videolektionen zum Fach
Weitere Themen des Kapitels „Lipidstoffwechsel“
Kostenlose Videolektionen: BiochemieKurze Lektionen mit Zusammenfassungen — ohne Registrierung.
Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.