1 SKKY:n ja sairaalakemistit ry:n koulutuspäivä Helsingin Messukeskus 24.3.2011 Terho Lehtimäki, Professori, ylilääkäri [email protected]Kliinisen kemian yksikkö PSHP Laboratoriokeskus ja Tampereen yliopisto Lääketieteen laitos METABONOMIIKKA, LIPIDIT JA LIPOPROTEIINIT JA NIIDEN MERKITYS ATEROSKLEROOSISSA Luennon sisältö • Taustaa • Liporoteiinit, lipidit ja apoliporoteiinit • Metabolomiikka ja lipidomiikka uutena välineenä lipidi- ja lipoproteiinianalytiikassa • Liporoteiinien ja lipidien merkitys ateroskleroosin ja sydän ja verisuonitautien kehittymisessä Sydän- ja verisuonitautikuolleisuus maailmanlaajuisesti: Taustaa Lähde: Maailman terveysjärjestö WHO. The atlas of heart disease and stroke. Www-osoite: http://www.who.int/cardiovascular_diseases/resources/atlas/ en/print.html . Ladattu 7.2.2006. Korkea verenpaine 5 % Aivohalvaus 33 % Muut 14 % Sepelvaltimo- tauti 43 % Reumaattiset 2 % Tulehdukselliset 2 % Yhteensä: 16,7 miljoonaa kuolemantapausta (2002) • Sepelvaltimotauti aiheuttaa vuosittain noin 15.000 kuolemaa Suomessa. • Sitä sairastaa noin 300.000 (180.000 kela) suomalaista. • Aivoverenkierohäiriöihin sairastuu maassamme vuosittain 13.000-14.000 ja kuolee 5000-6000 henkilöä • 600.000 syö statiineja Sydän- ja verisuonitautikuolleisuus Suomessa: Taustaa Mitä liporoteiinit ovat? • Lipoproteiinit ovat pallomaisia proteiini-lipidi komplekseja • Hydrofobiset lipidit ytimessä • Hydrofiiliset kuoressa (kolesteroli, fosfolipidit) Apolipoproteiineja Fosfolipidejä Triglyseridejä ja kolesteroliestereitä Kolesteroli Mitä liporoteiinit tekevät? Toimivat rasvaliukoisten aineiden kuljettajina eri kudosten välillä ja sisältävät – energia aineenvaihdunnan substraatteja (TG) – keskeisiä solujen osia (PL, C) – eikosanoidisynteesin esiasteita – lipidiliukoisia vitamiineja – kolesteroli on sappihappojen, D- vitamiinin ja hormonien esiaste Apolipo- proteiineja Fosfolipidejä Triglyseridejä jakolesteroli- estereitä Kolesteroli HO Cholesterol HO OH OŠ OH O Bile acids cholate HO Vitamin D
10
Embed
Mitä liporoteiinit tekevät? · 2013-11-12 · Shotgun Lipidomics Ekroos,€K.€Book ... Automated sample infusion Multiple Precursor Ion Scanning Lipid identification and quantification
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
SKKY:n ja sairaalakemistit ry:n koulutuspäivä HelsinginMessukeskus 24.3.2011
Kliinisen kemian yksikköPSHP Laboratoriokeskus ja Tampereen yliopisto Lääketieteen
laitos
METABONOMIIKKA, LIPIDIT JALIPOPROTEIINIT JA NIIDEN
MERKITYS ATEROSKLEROOSISSA
Luennon sisältö
• Taustaa• Liporoteiinit, lipidit ja apoliporoteiinit• Metabolomiikka ja lipidomiikka uutena välineenä
lipidi ja lipoproteiinianalytiikassa• Liporoteiinien ja lipidien merkitys ateroskleroosin
ja sydän ja verisuonitautien kehittymisessä
Sydän ja verisuonitautikuolleisuusmaailmanlaajuisesti: Taustaa
Lähde: Maailman terveysjärjestö WHO. The atlas of heart disease and stroke. Wwwosoite: http://www.who.int/cardiovascular_diseases/resources/atlas/en/print.html. Ladattu 7.2.2006.
Korkea verenpaine 5 %
Aivohalvaus33 %
Muut14 % Sepelvaltimo
tauti43 %
Reumaattiset 2 %Tulehdukselliset 2 %
Yhteensä:16,7 miljoonaa
kuolemantapausta(2002)
• Sepelvaltimotauti aiheuttaavuosittain noin 15.000kuolemaa Suomessa.
• Sitä sairastaa noin 300.000(180.000 kela) suomalaista.
• Aivoverenkierohäiriöihinsairastuu maassammevuosittain 13.00014.000 jakuolee 50006000 henkilöä
• 600.000 syö statiineja
Sydän ja verisuonitautikuolleisuusSuomessa: Taustaa
Mitä liporoteiinit ovat?• Lipoproteiinit
ovat pallomaisiaproteiinilipidikomplekseja
• Hydrofobisetlipidit ytimessä
• Hydrofiilisetkuoressa(kolesteroli,fosfolipidit)
Apolipoproteiineja
Fosfolipidejä
Triglyseridejä jakolesteroliestereitä
Kolesteroli
Mitä liporoteiinit tekevät?Toimivat rasvaliukoistenaineiden kuljettajina erikudosten välillä ja sisältävät
– energia aineenvaihdunnansubstraatteja (TG)
– keskeisiä solujen osia (PL, C)– eikosanoidisynteesin esiasteita– lipidiliukoisia vitamiineja– kolesteroli on sappihappojen, D
VLDL:n ApoCII aktivoiLPL:ia joka pilkkootriglyseridejä vapaiksirasvahapoiksi jaglyseroliksi. ApoCIIIinaktivoi LPL jotenhiukkasen apoCII/CIIIsuhde on tärkeä LPLsäätelyssä
VLDL:n apoE:täsisältävä jäänne IDLvoi siirtyä apoE(LRP1) ja LDLreseptorien kauttaverenkierrostamaksaan
B. IDL:n konversioLDL:ksi
Cholesterol and Atherosclerosis, Grundy
Maksan lipaasin tai/ja LPLjatkaessa IDL:ntriglyseridien pikkomista IDLmenettää mm, apoE:n(HDL:lle) ja syntyy yhdenapoB100 molekyylinsisätämä kolesterolirikasLDL partikkeli
Metabolomiikka jalipidomiikka uutenavälineenä lipidi ja
lipoproteiinianalytiikassa
YFS study metabonomics Soininen P et al. Analyst. 2009;134:17815. Wurtz P et al. Mol Biosyst 2011;7:38593.
Lipoproteiini alaluokat (NMR)
Cardiovascular Risk in Young Finns study 2007, n = 2160
7
• The LIPID MAPS Structure Database is a relational databaseencompassing structures and annotations of biologically relevantlipids, the largest public lipidonly database in the world.
• Number of lipids per category (21.4.2010)• Fatty acyls 3562• Glycerolipids 3036• Glycerophospholipids 1960• Sphingolipids 3909• Sterol lipids 2134• Prenol lipids 1177• Sacccharolipids 13• Polyketides 6709
TOTAL 22,500 lipid structures• http://www.lipidmaps.org/data/structure/index.html
Human Lipidome HighthroughputShotgun Lipidomics
Ekroos, K. Book chapter: Unraveling Glycerophospholipidomes by Lipidomics. Vol. Biomarker Methods in Drug Discovery andDevelopment, Methods in Pharmacology and Toxicology, Humana Press, March 2008.
LipidView™ LipidView™ & othertools
QSTAR EliteAdvion NanoMateTriversa
HamiltonStar
TissueCellsBiofluids
Roboticlipidextraction
Automatedsampleinfusion
MultiplePrecursor IonScanning
Lipididentification
andquantification
Univariate andmultivariatedata analysis
Lipidome characterization extended by using Targeted Lipidomics
CE TAG DAG CER PEPG SMPCPI LPE LPCPS
CE 14:0CE 15:0CE 16:2
TAG 14:0/16:0/16:0TAG 16:0/18:0/18:0TAG 18:1/18:1/20:4
DAG 16:0/16:0DAG 16:0/18:0DAG 18:1/18:1
Cer d18:1/18:0Cer d18:1/24:0Cer d18:1/24:1
PG 16:0/16:0PG 18:1/18:2PG 18:0/20:4
PE 16:0/16:0PE 18:1/18:2PE 18:0/20:4
PS 16:0/16:0PS 18:1/18:2PS 18:0/20:4
PI 16:0/16:0PI 18:1/18:2PI 18:0/20:3
PC 16:0/16:0PC 18:1/18:2PC 18:0/20:4
SM 16:0SM 18:1SM 20:4
LPE 16:0LPE 18:1LPE 20:4
LPC 16:0LPC 18:1LPC 20:4
PA
PA 16:0/16:0PA 18:1/18:2PA 18:0/20:4
LPG LPA
LPG 16:0LPG 18:1LPG 20:4
LPA 16:0LPA 18:1LPA 20:4
LPI LPS
LPI 16:0LPI 18:1LPI 20:4
LPS 16:0LPS 18:1LPS 20:4
ST d18:1/18:0ST d18:1/24:0ST d18:1/24:1
PGPCKOdiAPCKDdiAPC
CER SPH CERBRO ST GANGCer d18:1/24:1Cer t18:1/h18:0CerPh d18:1/16:0
TVS lipidomics:Indepth Characterization ofthe Lipidome of atherosclerosis
Molecular lipids
Lipidomes are composed of Molecular Lipids, NOT Brutto Lipids
Molecular Lipids are found in Lipid related Disorders and Dysfunctions, therefore, it isthe information in Molecular Lipids that will generate biological insight for these diseases
?
No information on the fattyacid tails!
Only total # of carbon and double bonds
Tampere Vascular study (TVS)
• Aorta samples from 11 patients from TVS• Aorta intima and media layers were dissected
•MOT: Verisuonikirugikollega esitti näytteenmillainen oli hänenpoistamansatukkeutuneen verisuonenrakenne.Hän kertoi, että hekilöllä,jolta näyte oli, ei löytynytkolesterolia, vaankalkkeutumaa. Lisäksipotilaana olleella ei ollutliiallista kolesterolia.
Plakkirepeämä jossa trombi
Thrombus Fibrous cap
1 mmLipid core
Illustration courtesy of Frederick J. Schoen, M.D., Ph.D.