LIPOPROTEINY: STRUKTURA, SLOŽENÍ, FUNKCE, TYPY, PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Tyto lipoproteiny jsou komplexní částice, které fungují při přepravě a absorpce lipidů krví z a do různých tkání. Jsou tvořeny hlavně nepolárními lipidy, jako je cholesterol a triglyceridy, kromě některých fosfolipidů a proteinů.

Jedná se o molekulární agregáty, které jsou syntetizovány hlavně ve střevech a játrech, které jsou při vstupu do oběhu ve stavu konstantního toku, což znamená, že mění své složení a fyzickou strukturu pravidelně, jak jsou „zachyceny“. „A metabolizován periferními tkáněmi těla, které jsou„ cílené “.

Struktura lipoproteinu (Zdroj: AntiSense prostřednictvím Wikimedia Commons)

Lipidové složky, které se neabsorbují prostřednictvím lipoproteinů v dané tkáni, se obvykle vracejí jako „přenosy“ do jater, kde se dále zpracovávají.

Většina lipoproteinů je studována kvůli jejich vztahu k lidskému zdraví, podle nichž byly definovány čtyři typy s klinickým významem, z nichž každý má odlišné fyziologické funkce: chylomikrony, velmi nízké lipoproteiny. hustota, lipoproteiny s nízkou hustotou a lipoproteiny s vysokou hustotou.

V tomto smyslu jsou plazmatické lipoproteiny úzce spjaty s patologickými procesy velkého významu pro člověka, jako je arterioskleróza a ischemická choroba srdeční.

Struktura

Plazmové lipoproteiny jsou částice s téměř sférickou strukturní morfologií, protože jsou to ve skutečnosti komplexní micely lipidů a proteinů, ve kterých hydrofobní nebo nepolární oblasti lipidů směřují proti sobě ve středu, zatímco hydrofilní nebo póly jsou vystaveny povrchu, ve styku s vodným médiem.

Hydrofilní „skořápka“ nebo „plášť“ těchto částic sestává hlavně z neesterifikovaných molekul cholesterolu, fosfolipidů s polárními „hlavami“ směřujícími „ven“ a proteinů nazývaných apolipoproteiny; zatímco centrální část nebo „jádro“ sestává z esterů cholesterolu a triglyceridů.

Složení lipoproteinů

Jak je vysvětleno, lipoproteiny jsou částice, které v podstatě sestávají ze směsi lipidů a proteinů, které vykonávají transportní funkce.

- Lipidová část

V závislosti na typu uvažovaného lipoproteinu se lipidové složení může měnit, zejména ve vztahu k množství fosfolipidů a volných nebo esterifikovaných molekul cholesterolu.

Kromě složení je také velmi variabilní hmotnost nebo podíl lipidů v lipoproteinech. Například v chylomikronech představují lipidy více než 98% lipoproteinové hmoty, zatímco u lipoproteinů o vysoké hustotě to mohou být méně než 50%.

Lipoproteiny jsou obecně spojovány s transportem triglyceridů pro skladování (tuková tkáň) nebo s jejich použitím v metabolismu (buňky nebo svalová vlákna).

Tyto triglyceridy mohou být exogenního původu (absorbovány ve střevech z potravy) nebo endogenního původu (syntetizované a vylučované játry a střevními buňkami).

Chylomikrony a lipoproteiny o velmi nízké hustotě jsou dva typy lipoproteinů, které mají nejvyšší výskyt triglyceridů a cholesterolu, takže jejich hustota je výrazně nižší než u jiných lipoproteinů.

Naproti tomu lipidová složka lipoproteinů o nízké a vysoké hustotě sestává hlavně z cholesterolu a fosfolipidů. Mezi nejhojnější fosfolipidy nalezené v lipoproteinech patří sfingomyeliny a fosfatidylcholiny, jejichž molární poměry se liší od lipoproteinu k lipoproteinu.

Je důležité poznamenat, že mnoho fyzikálních vlastností lipoproteinů souvisí s jejich obsahem a složením lipidů, včetně flotačních vlastností, povrchového náboje a migrační tendence v elektrických polích.

- Proteinová část

Proteiny, které jsou asociovány se všemi plazmatickými lipoproteiny, jsou známé jako apolipoproteiny nebo apoproteiny a stejně jako u lipidů je množství těchto molekul přítomných v různých třídách lipoproteinů vysoce variabilní.

Chylomikrony, z nejméně hustých lipoproteinů, mají kolem 1% proteinu a maximální obsah byl uveden u některých lipoproteinů s vysokou hustotou (nejmenších lipoproteinů) s hodnotami blízkými 50%.

U lidí bylo izolováno a popsáno více nebo méně 10 různých typů apoproteinů, které jsou pojmenovány podle nomenklatury "ABC": Apo AI, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B- 100, Apo B-48, Apo CI, Apo C-II, Apo C-III, Apo D a Apo E.

Hlavní protein lipoproteinů s vysokou hustotou je známý jako apolipoprotein A (Apo AI a Apo A-II), proteinem s nízkou hustotou lipoproteinů je apoprotein B (který se také nachází v chylomikronech a částicích s velmi nízkou hustotou)) a apolipoprotein chylomikronů je Apo B-48, menší než Apo B lipoproteinů o nízké hustotě.

Apoproteiny CI, C-II a C-III jsou proteiny s nízkou molekulovou hmotností, které se nacházejí v plazmě jako součást částic s vysokou a velmi nízkou hustotou.

Některé z proteinů asociovaných s lipoproteiny jsou glykoproteiny, jako je tomu v případě Apo E, který byl izolován z lipoproteinů o velmi nízké a vysoké hustotě.

Hlavní funkce

Obecně jsou apolipoproteiny zodpovědné za funkce, jako například:

- Být součástí hlavní struktury lipoproteinů.

- Fungovat jako enzymatické kofaktory pro některé proteiny s enzymatickou aktivitou, které se podílejí na jejich metabolismu.

- Specifické ligandy pro lipoproteinové receptory na povrchu „cílových“ nebo „cílových“ tkáňových buněk pro transport triglyceridů a cholesterolu.

Funkce

Lipoproteiny se aktivně účastní transportu a střevní absorpce mastných kyselin, které jsou získávány z potravy, navíc tyto částice také přispívají k transportu lipidů z jater do periferních tkání a zpětnému transportu, tj., z periferních tkání do jater a střev.

Metabolismus lipoproteinů (Zdroj: Npatchett přes Wikimedia Commons)

Díky těmto molekulárním agregátům jsou hydrofobní lipidové látky „kompatibilní“ s vodným médiem, které tvoří většinu tělních tekutin zvířete, což umožňuje jejich „transport a dodávání“ do tkání tam, kde jsou potřeba.

Sekundární funkce, která byla přisuzována lipoproteinům, spočívá v transportu cizorodých toxických sloučenin s hydrofobními a / nebo amfipatickými vlastnostmi (jeden extrémní hydrofobní a druhý hydrofilní), jako je tomu v případě některých bakteriálních toxinů atd.

Mohou také transportovat v tucích rozpustné vitaminy a antioxidační molekuly po celém těle.

Typy (klasifikace)

Lipoproteiny jsou klasifikovány podle jejich hustoty, což je charakteristika přímo související se vztahem mezi podílem lipidů a proteinů, které je tvoří, a která je velmi užitečná, když jsou separovány ultracentrifugačními procesy.

Tyto částice byly tedy rozděleny do čtyř různých skupin, z nichž každá plní specifickou funkci a má odlišné vlastnosti. Jedná se o chylomikrony, lipoproteiny o velmi nízké hustotě, lipoproteiny o nízké hustotě a lipoproteiny o vysoké hustotě.

Chylomikrony

Chylomikrony (CM) jsou tvořeny z mastných kyselin a lipidů, které vstupují do těla s jídlem, které, jakmile jsou absorbovány buňkami střevního epitelu, smíchají se a rekombinují se navzájem as některé proteiny.

Struktura chylomikronu (Zdroj: Posible2006 prostřednictvím Wikimedia Commons)

Tvorba chylomikronů předchází jejich uvolnění nebo sekreci do lymfatického systému a později do oběhu.

Jakmile dosáhnou určitých extrahepatických tkání, jsou tyto částice zpočátku metabolizovány enzymem známým jako lipoproteinová lipáza, schopným hydrolyzovat triglyceridy a uvolňovat mastné kyseliny, které mohou být začleněny do tkání nebo oxidovány jako palivo.

Lipoproteiny o velmi nízké hustotě

Lipoproteiny o velmi nízké hustotě nebo VLDL (lipoproteiny s velmi nízkou hustotou), také známé jako „pre-β lipoproteiny“, se vyrábějí v játrech a plní funkci exportu triglyceridů, které představují jednu z jeho hlavních složek.

Jedná se o jeden z lipoproteinů nalezených v plazmě zvířat na lačno a jejich koncentrace se s postupem věku zvyšuje.

Lipoproteiny o nízké hustotě

Tyto lipoproteiny, známé jako LDL (lipoprotein o nízké hustotě) nebo jako beta-lipoproteiny, představují poslední kroky v katabolismu lipoproteinů o nízké hustotě a jsou bohaté na molekuly cholesterolu.

Nejhojnější jsou lipoproteiny s nízkou hustotou, které představují asi 50% z celkové hmotnosti lipoproteinů v plazmě a jsou odpovědné za transport více než 70% cholesterolu v krvi. Stejně jako lipoproteiny o velmi nízké hustotě se koncentrace těchto lipoproteinů v plazmě zvyšuje s věkem těla.

Lipoproteiny o vysoké hustotě

Lipoproteiny o vysoké hustotě (HDL) nebo a-lipoproteiny jsou lipoproteiny podílející se na metabolismu lipoproteinů s velmi nízkou hustotou a chylomikronů, ale podílejí se také na transportu cholesterolu. Tyto částice jsou bohaté na fosfolipidy.

Někteří autoři také naznačují, že existují i ​​jiné typy lipoproteinů, jako je lipoprotein Intermediate Density Lipoprotein (IDL) a různé podoblasti lipoproteinů o vysoké hustotě (HDL1, HDL2, HDL3 atd.).

Příklady lipoproteinů

Lipoproteiny s vysokou hustotou jsou spojovány s některými důležitými onemocněními u lidí. Tyto částice se účastní přenosu nadbytku cholesterolu z periferních tkání do jater a takové molekuly cholesterolu jsou známé jako „dobrý cholesterol“.

Metabolismus cholesterolu nebo „cyklus“ (Zdroj: Hisashi Shinkai prostřednictvím Wikimedia Commons)

Avšak v posledních desetiletích je cholesterol spojený s lipoproteiny o vysoké hustotě spojen s větším rizikem trpění „událostmi“ nebo kardiovaskulárními chorobami, a proto je jedním z nejvíce studovaných rizikových faktorů pro takové patologické stavy.

Dalším dobrým příkladem lipoproteinů jsou chylomikrony, což jsou částice, které jsou tvořeny z tuků konzumovaných potravou a které jsou transportovány v první instanci oběhovým proudem, jakmile jsou vytvořeny epiteliálními buňkami sliznice střevní.

Reference

1. Chiesa, ST, a Charakida, M. (2019). Funkce a dysfunkce lipoproteinů s vysokou hustotou ve zdraví a nemoci. Kardiovaskulární léky a terapie, 33 (2), 207-219.
2. Christie, WW (2019). Lipidový web. Citováno 28. ledna 2020 z www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Durstine, JL, Grandjean, PW, Cox, CA, a Thompson, PD (2002). Lipidy, lipoproteiny a cvičení. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention, 22 (6), 385-398.
4. Eisenberg, S., & Levy, RI (1975). Metabolismus lipoproteinů. In Advances in lipid research (svazek 13, str. 1-89). Elsevier.
5. Feingold KR, Grunfeld C. Úvod do lipidů a lipoproteinů.. In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, a kol., Editors. Endotext. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc.; 2000-. K dispozici na adrese: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. Genest, J. (2003). Poruchy lipoproteinů a kardiovaskulární riziko. Žurnál dědičných metabolických chorob, 26 (2-3), 267-287.
7. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA a Rodwell, VW (2014). Harperova ilustrovaná biochemie. McGraw-Hill.