LIPOPROTEINY: BUDOWA, SKŁAD, FUNKCJE, RODZAJE, PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Do lipoprotein są złożone cząstki, które działają w transporcie i absorpcji lipidów przez krew od i do różnych tkanek. Składają się głównie z niepolarnych lipidów, takich jak cholesterol i trójglicerydy, a także z niektórych fosfolipidów i białek.

Są to agregaty molekularne, które są syntetyzowane głównie w jelitach i wątrobie, które wchodząc do krążenia są w stanie ciągłego przepływu, co oznacza, że ​​regularnie zmieniają swój skład i strukturę fizyczną, gdy są „wychwytywane”. „I metabolizowany przez tkanki obwodowe, które są„ celem ”.

Struktura lipoproteiny (źródło: AntiSense za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Składniki lipidowe, które nie są wchłaniane przez lipoproteiny w danej tkance, zwykle wracają jako „przeniesione” do wątroby, gdzie są dalej przetwarzane.

Większość lipoprotein jest badana ze względu na ich związek ze zdrowiem człowieka, zgodnie z którym zdefiniowano cztery typy o znaczeniu klinicznym, z których każdy ma inne funkcje fizjologiczne: chylomikrony, bardzo niskie lipoproteiny. gęstość, lipoproteiny o małej gęstości i lipoproteiny o dużej gęstości.

W tym sensie lipoproteiny osocza są ściśle związane z patologicznymi procesami o wielkim znaczeniu dla ludzi, takimi jak miażdżyca i choroba wieńcowa.

Struktura

Lipoproteiny osocza to cząsteczki o niemal kulistej morfologii strukturalnej, ponieważ w rzeczywistości są złożonymi micelami lipidów i białek, w których hydrofobowe lub niepolarne regiony lipidów są skierowane do siebie w centrum, podczas gdy hydrofilowe lub bieguny są odsłonięte w kierunku powierzchni, w kontakcie z ośrodkiem wodnym.

Hydrofilowa „powłoka” lub „powłoka” tych cząstek składa się głównie z nieestryfikowanych cząsteczek cholesterolu, fosfolipidów z polarnymi „główkami” „skierowanymi” na zewnątrz oraz białek zwanych apolipoproteinami; podczas gdy część centralna lub „rdzeń” składa się z estrów cholesterolu i trójglicerydów.

Skład lipoprotein

Jak wyjaśniono, lipoproteiny to cząsteczki, które zasadniczo składają się z mieszaniny lipidów i białek pełniących funkcje transportowe.

- Porcja lipidowa

W zależności od typu rozważanej lipoproteiny, skład lipidów może się różnić, zwłaszcza w odniesieniu do ilości fosfolipidów i wolnych lub zestryfikowanych cząsteczek cholesterolu.

Oprócz składu masa lub proporcja lipidów w lipoproteinach jest również bardzo zmienna. Na przykład w chylomikronach lipidy stanowią ponad 98% masy lipoprotein, podczas gdy w przypadku lipoprotein o dużej gęstości może to być mniej niż 50%.

Lipoproteiny są generalnie związane z transportem trójglicerydów w celu ich przechowywania (tkanka tłuszczowa) lub ich wykorzystaniem w metabolizmie (komórki lub włókna mięśniowe).

Te trójglicerydy mogą być pochodzenia egzogennego (wchłaniane w jelitach z pożywienia) lub endogennego (syntetyzowane i wydzielane przez komórki wątroby i jelit).

Chylomikrony i lipoproteiny o bardzo małej gęstości to dwa typy lipoprotein, które mają największą zawartość trójglicerydów i cholesterolu, więc ich gęstość jest znacznie niższa niż innych lipoprotein.

Natomiast składnik lipidowy lipoprotein o małej i dużej gęstości składa się głównie z cholesterolu i fosfolipidów. Wśród najbardziej rozpowszechnionych fosfolipidów występujących w lipoproteinach są sfingomieliny i fosfatydylocholiny, których stosunki molowe wahają się od lipoprotein do lipoprotein.

Należy zauważyć, że wiele właściwości fizycznych lipoprotein jest związanych z zawartością i składem lipidów, w tym właściwościami flotacji, ładunkiem powierzchniowym i tendencją do migracji w polach elektrycznych.

- Porcja białka

Białka, które są związane ze wszystkimi lipoproteinami osocza są znane jako apolipoproteiny lub apoproteiny i podobnie jak w przypadku lipidów, ilość tych cząsteczek obecnych w różnych klasach lipoprotein jest bardzo zmienna.

Chylomikrony, należące do najmniej gęstych lipoprotein, zawierają około 1% białka, a maksymalna zawartość została odnotowana w niektórych lipoproteinach o dużej gęstości (z najmniejszych lipoprotein) z wartościami bliskimi 50%.

Wyizolowano i opisano u ludzi mniej więcej 10 różnych typów apoprotein, które zgodnie z nomenklaturą „ABC” nazwano: Apo AI, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B- 100, Apo B-48, Apo CI, Apo C-II, Apo C-III, Apo D i Apo E.

Głównym białkiem lipoprotein o dużej gęstości jest apolipoproteina A (Apo AI i Apo A-II), białko lipoprotein o małej gęstości to apoproteina B (która występuje również w chylomikronach i cząsteczkach o bardzo małej gęstości) ), a apolipoproteiną chylomikronów jest Apo B-48, mniejsza niż Apo B lipoprotein o małej gęstości.

Apoproteiny CI, C-II i C-III to białka o niskiej masie cząsteczkowej, które znajdują się w osoczu jako część cząstek o dużej i bardzo małej gęstości.

Niektóre z białek związanych z lipoproteinami są glikoproteinami, tak jest w przypadku Apo E, która została wyizolowana z lipoprotein o bardzo małej i dużej gęstości.

Główne funkcje

Ogólnie rzecz biorąc, apolipoproteiny są odpowiedzialne za takie funkcje, jak:

- Bądź częścią głównej struktury lipoprotein.

- Funkcjonowanie jako kofaktory enzymatyczne dla niektórych białek o aktywności enzymatycznej, które uczestniczą w ich metabolizmie.

- Specyficzne ligandy receptorów lipoproteinowych na powierzchni komórek „docelowych” lub „docelowych” tkanek do transportu triglicerydów i cholesterolu.

cechy

Lipoproteiny aktywnie uczestniczą w transporcie i wchłanianiu przez jelita kwasów tłuszczowych, które są pozyskiwane z pożywienia, ponadto cząsteczki te biorą również udział w transporcie lipidów z wątroby do tkanek obwodowych oraz w transporcie zwrotnym, czyli z tkanek obwodowych do wątroby i jelita.

Metabolizm lipoprotein (źródło: Npatchett via Wikimedia Commons)

Te agregaty molekularne sprawiają, że hydrofobowe substancje lipidowe są „kompatybilne” z wodnym środowiskiem, które stanowi większość płynów ustrojowych zwierząt, umożliwiając ich „transport i dostarczenie” do tkanek, gdzie są potrzebne.

Drugorzędna funkcja przypisywana lipoproteinom polega dodatkowo na transporcie obcych toksycznych związków o właściwościach hydrofobowych i / lub amfipatycznych (jedna skrajnie hydrofobowa, druga hydrofilowa), jak to ma miejsce w przypadku niektórych toksyn bakteryjnych itp.

Mogą również transportować witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i cząsteczki przeciwutleniaczy w całym organizmie.

Rodzaje (klasyfikacja)

Lipoproteiny klasyfikuje się ze względu na ich gęstość, cechę bezpośrednio związaną ze stosunkiem między proporcją lipidów i białek, z których się one składają, a która jest bardzo przydatna, gdy są oddzielane w procesie ultrawirowania.

Tak więc cząstki te zostały podzielone na cztery różne grupy, z których każda spełnia określoną funkcję i ma inne właściwości. Te grupy to: chylomikrony, lipoproteiny o bardzo małej gęstości, lipoproteiny o małej gęstości i lipoproteiny o dużej gęstości.

Chylomikrony

Chylomikrony (CM) powstają z kwasów tłuszczowych i lipidów, które dostają się do organizmu wraz z pożywieniem, które po wchłonięciu przez komórki nabłonka jelitowego mieszają się i ponownie łączą ze sobą oraz z niektóre białka.

Struktura chylomikronu (źródło: Posible2006 za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Powstawanie chylomikronów poprzedza ich uwolnienie lub wydzielenie do układu limfatycznego, a następnie do krążenia.

Po dotarciu do pewnych tkanek pozawątrobowych cząsteczki te są początkowo metabolizowane przez enzym zwany lipazą lipoproteinową, zdolny do hydrolizy trójglicerydów i uwalniania kwasów tłuszczowych, które mogą zostać włączone do tkanek lub utlenione jako paliwo.

Lipoproteiny o bardzo małej gęstości

Lipoproteiny o bardzo małej gęstości lub VLDL (Very Low Density Lipoprotein), znane również jako „lipoproteiny pre-β”, są wytwarzane w wątrobie i pełnią funkcję eksportu trójglicerydów, które stanowią jeden z jej głównych składników.

Są to jedne z lipoprotein występujących w osoczu zwierząt na czczo, a ich stężenie wzrasta wraz z wiekiem.

Lipoproteiny o małej gęstości

Te lipoproteiny, znane jako LDL (lipoproteiny o małej gęstości) lub jako β-lipoproteiny, reprezentują końcowe etapy katabolizmu lipoprotein o bardzo małej gęstości i są bogate w cząsteczki cholesterolu.

Najliczniej występują lipoproteiny o małej gęstości, stanowiące około 50% całkowitej masy lipoprotein osocza i odpowiedzialne za transport ponad 70% cholesterolu we krwi. Podobnie jak lipoproteiny o bardzo małej gęstości, stężenie tych lipoprotein w osoczu wzrasta wraz ze starzeniem się organizmu.

Lipoproteiny o dużej gęstości

Lipoproteiny o dużej gęstości (HDL, z angielskiej lipoproteiny o dużej gęstości) lub α-lipoproteiny są lipoproteinami zaangażowanymi w metabolizm lipoprotein o bardzo małej gęstości i chylomikronów, ale biorą również udział w transporcie cholesterolu. Te cząsteczki są bogate w fosfolipidy.

Niektórzy autorzy sugerują również, że istnieją inne typy lipoprotein, takie jak lipoproteiny o pośredniej gęstości (IDL) i różne podziały lipoprotein o dużej gęstości (HDL1, HDL2, HDL3 i tak dalej).

Przykłady lipoprotein

Lipoproteiny o dużej gęstości są związane z niektórymi ważnymi chorobami u ludzi. Cząsteczki te uczestniczą w przenoszeniu nadmiaru cholesterolu z tkanek obwodowych do wątroby i takie cząsteczki cholesterolu są znane jako „dobry cholesterol”.

Metabolizm lub „cykl” cholesterolu (źródło: Hisashi Shinkai za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Jednak w ostatnich dziesięcioleciach cholesterol związany z lipoproteinami o dużej gęstości był powiązany z większym ryzykiem wystąpienia „zdarzeń” lub chorób sercowo-naczyniowych, dlatego jest jednym z najlepiej badanych czynników ryzyka takich stanów patologicznych.

Innym dobrym przykładem lipoprotein są chylomikrony, czyli cząsteczki powstające z tłuszczów spożywanych z pożywieniem, które są transportowane w pierwszej kolejności przez krwioobieg, gdy zostaną utworzone przez komórki nabłonkowe błony śluzowej jelitowy.

Bibliografia

1. Chiesa, ST i Charakida, M. (2019). Funkcja i dysfunkcja lipoprotein o dużej gęstości w zdrowiu i chorobie. Leki i terapia sercowo-naczyniowa, 33 (2), 207-219.
2. Christie, WW (2019). Sieć lipidów. Pobrano 28 stycznia 2020 r. Ze strony www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Durstine, JL, Grandjean, PW, Cox, CA i Thompson, PD (2002). Lipidy, lipoproteiny i ćwiczenia. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention, 22 (6), 385-398.
4. Eisenberg, S. i Levy, RI (1975). Metabolizm lipoprotein. In Advances in lipid research (tom 13, str. 1-89). Elsevier.
5. Feingold KR, Grunfeld C. Wprowadzenie do lipidów i lipoprotein. . W: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A i in., Editors. Endotekst. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc .; 2000-. Dostępne pod adresem: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. Genest, J. (2003). Zaburzenia lipoprotein i ryzyko sercowo-naczyniowe. Journal of inheried metabolic disease, 26 (2-3), 267-287.
7. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA i Rodwell, VW (2014). Ilustrowana biochemia Harpera. McGraw-Hill.