Lipoproteiny

Lipoproteinová struktura (chylomikron) ApoA, ApoB, ApoC, ApoE (apolipoproteiny); T (triacylglycerol); C (cholesterol); zelená (fosfolipidy)

lipoprotein je biochemická sestava, která obsahuje proteiny i lipidy. Lipidy nebo jejich deriváty se mohou kovalentně nebo nekovalentně vázat na proteiny. Mnoho enzymů, transportérů, strukturních proteinů, antigenů, adhezinů a toxinů jsou lipoproteiny. Příkladem jsou lipoproteiny s vysokou hustotou a nízkou hustotou krve, transmembránové proteiny mitochondrionu a chloroplastu a bakteriální lipoproteiny [1].

Lipidy jsou často nezbytnou součástí komplexu, i když se zdá, že samy nemají žádnou katalytickou aktivitu. K izolaci transmembránových lipoproteinů z přidružených membrán jsou často potřeba detergenty.

Všechny buňky používají a spoléhají na tuky a pro všechny živočišné buňky cholesterol jako stavební bloky k vytvoření mnohočetných membrán, které buňky používají jak k řízení vnitřního obsahu vody, vnitřních vodorozpustných prvků, tak k organizaci své vnitřní struktury a proteinových enzymatických systémů.

Lipoproteiny v krvi, vodné médium, přenášejí tuky po celém těle. Bílkovinné částice mají hydrofilní skupiny zaměřené ven tak, aby přitahovaly molekuly vody; díky tomu jsou rozpustné v krvi založené na slané vodě. Triglyceridové tuky a cholesterol jsou přenášeny vnitřně, chráněné před vodou bílkovinovou částicí.

Interakce bílkovin tvořících povrch částic s a) enzymy v krvi, b) mezi sebou a c) se specifickými bílkovinami na povrchu buněk určuje, zda budou triglyceridy a cholesterol přidávány do lipoproteinových transportních částic nebo z nich odstraňovány.

Pokud jde o vývoj ateromu a progresi vs. regresi, klíčovým problémem vždy byly transportní vzorce cholesterolu, nikoliv samotná koncentrace cholesterolu.

Obecné kategorie lipoproteinů seřazené od větších a méně hustých (více tuku než bílkovin) po menší a hustší (více bílkovin, méně tuku):

Je také možné klasifikovat lipoproteiny jako „alfa“ a „beta“, podobně jako klasifikaci proteinů v sérové proteinové elektroforéze. Tato terminolgie se někdy používá při popisu poruch lipidů, jako je Abetalipoproteinemie.

Lipoprotein(a) – Lp(a), Kardiologické diagnostické testy

Manipulace s lipoproteiny v těle se označuje jako metabolismus lipoproteinů. Dělí se na dvě cesty, exogenní a endogenní, z velké části podle toho, zda jsou dotyčné lipoproteiny složeny hlavně z dietních (exogenních) lipidů, nebo zda vznikly v játrech (endogenních).

Epiteliální buňky vystýlající tenké střevo snadno vstřebávají lipidy ze stravy. Tyto lipidy, včetně triglyceridů, fosfolipidů a cholesterolu, se slučují s apolipoproteinem B-48 do chylomikronů. Tyto rodící se chylomikrony se vylučují ze střevních epiteliálních buněk do lymfatického oběhu procesem, který je silně závislý na apolipoproteinu B-48. Jak cirkulují lymfatickými cévami, rodící se chylomikrony obcházejí jaterní oběh a jsou odváděny jinam do krevního oběhu.

V krevním řečišti darují částice HDL apolipoprotein C-II a apolipoprotein E rodícímu se chylomikronu; chylomikron je nyní považován za zralý. Prostřednictvím apolipoproteinu C-II zralé chylomikrony aktivují lipoproteinovou lipázu (LPL), enzym na endoteliálních buňkách lemujících cévy. LPL katalyzuje hydrolytickou reakci, která v konečném důsledku uvolňuje glycerol a mastné kyseliny z chylomikronů. Glycerol a mastné kyseliny mohou být absorbovány v periferních tkáních, zejména tukových a svalových, pro energii a skladování.

Hydrolyzované chylomikrony jsou nyní považovány za zbytky chylomikronu. Zbytky chylomikronu pokračují v cirkulaci až do interakce prostřednictvím apolipoproteinu E s receptory zbytků chylomikronu, které se nacházejí především v játrech. Tato interakce způsobuje endocytózu zbytků chylomikronu, které jsou následně hydrolyzovány v lysosomech. Lysosomální hydrolýza uvolňuje do buňky glycerol a mastné kyseliny, které mohou být použity pro energii nebo skladovány pro pozdější použití.

Stejně jako v metabolismu chylomikronu se apolipoprotein C-II a apolipoprotein E částic VLDL získávají z částic HDL. Po naložení s apolipoproteiny C-II a E se rodící se částice VLDL považuje za zralou.

Podobně jako chylomikrony cirkulují i VLDL částice a setkávají se s LPL exprimovaným na endoteliálních buňkách. Apolipoprotein C-II aktivuje LPL, což způsobuje hydrolýzu VLDL částice a uvolňování glycerolu a mastných kyselin. Tyto produkty mohou být vstřebávány z krve preiperálními tkáněmi, především tukovou tkání a svalovinou. Hydrolyzované VLDL částice se nyní nazývají VLDL zbytky nebo lipoproteiny se střední hustotou (IDL). VLDL zbytky mohou cirkulovat a prostřednictvím interakce mezi apolipoproteinem E a receptorem pro zbytky mohou být absorbovány játry, nebo mohou být dále hydrolyzovány jaterní lipázou.

Hydrolýzou hepatální lipázou se uvolňuje glycerol a mastné kyseliny a zanechávají za sebou zbytky IDL, tzv. lipoproteiny o nízké hustotě (LDL), které obsahují relativně vysoký obsah cholesterolu. LDL cirkuluje a je vstřebáván játry a periferními buňkami. K vazbě LDL na cílovou tkáň dochází interakcí mezi LDL receptorem a apolipoproteinem B-100 nebo E na molekule LDL. K absorpci dochází endocytózou a internalizované částice LDL jsou hydrolyzovány v lyzomech, uvolňují se lipidy, především cholesterol.