LIPOPROTEÍNY: ŠTRUKTÚRA, ZLOŽENIE, FUNKCIE, TYPY, PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026

Tieto lipoproteíny sú komplexné častice, ktoré fungujú pri preprave a absorpcie lipidov krvou z a do rôznych tkanív. Pozostávajú hlavne z nepolárnych lipidov, ako sú cholesterol a triglyceridy, okrem niektorých fosfolipidov a proteínov.

Sú to molekulárne agregáty, ktoré sa syntetizujú hlavne v črevách a pečeni, ktoré sa pri vstupe do obehu nachádzajú v stave konštantného toku, čo znamená, že pravidelne menia svoje zloženie a fyzickú štruktúru, keď sú zachytené. „A metabolizované periférnymi telesnými tkanivami, ktoré sú„ cielené “.

Štruktúra lipoproteínu (zdroj: AntiSense prostredníctvom Wikimedia Commons)

Lipidové zložky, ktoré sa neabsorbujú prostredníctvom lipoproteínov v danom tkanive, sa zvyčajne vracajú ako "prenos" do pečene, kde sa ďalej spracovávajú.

Väčšina lipoproteínov sa študuje z dôvodu ich vzťahu k zdraviu ľudí, podľa ktorého boli definované štyri typy s klinickým významom, z ktorých každý má odlišné fyziologické funkcie: chylomikróny, veľmi nízke lipoproteíny. hustota, lipoproteíny s nízkou hustotou a lipoproteíny s vysokou hustotou.

V tomto zmysle sú plazmatické lipoproteíny úzko spojené s patologickými procesmi, ktoré sú pre človeka veľmi dôležité, ako sú napríklad artérioskleróza a koronárna choroba.

štruktúra

Plazmatické lipoproteíny sú častice s takmer sférickou štrukturálnou morfológiou, pretože v skutočnosti ide o komplexné micely lipidov a proteínov, v ktorých sú hydrofóbne alebo nepolárne oblasti lipidov oproti sebe v strede, zatiaľ čo hydrofilné alebo póly sú vystavené povrchu, pri kontakte s vodným médiom.

Hydrofilný „obal“ alebo „obal“ týchto častíc pozostáva hlavne z neesterifikovaných molekúl cholesterolu, fosfolipidov s polárnymi „hlavami“ smerujúcimi von a proteínov nazývaných apolipoproteíny; zatiaľ čo stredná časť alebo „jadro“ pozostáva z esterov cholesterolu a triglyceridov.

Zloženie lipoproteínov

Ako je vysvetlené, lipoproteíny sú častice, ktoré v podstate pozostávajú zo zmesi lipidov a proteínov, ktoré vykonávajú transportné funkcie.

- lipidová časť

V závislosti od typu uvažovaného lipoproteínu sa lipidová kompozícia môže meniť, najmä vo vzťahu k množstvu fosfolipidov a voľných alebo esterifikovaných molekúl cholesterolu.

Okrem kompozície je tiež veľmi variabilná hmotnosť alebo podiel lipidov v lipoproteínoch. Napríklad v chylomikrónoch predstavujú lipidy viac ako 98% lipoproteínovej hmoty, zatiaľ čo v prípade lipoproteínov s vysokou hustotou to môžu byť menej ako 50%.

Lipoproteíny sú obvykle spojené s transportom triglyceridov na skladovanie (tukové tkanivo) alebo ich použitím v metabolizme (bunky alebo svalové vlákna).

Tieto triglyceridy môžu byť exogénneho pôvodu (absorbované v črevách z potravy) alebo endogénneho pôvodu (syntetizované a vylučované pečeňovými a črevnými bunkami).

Chylomikróny a lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou sú dva typy lipoproteínov, ktoré majú najvyššie množstvo triglyceridov a cholesterolu, takže ich hustota je podstatne nižšia ako hustota iných lipoproteínov.

Naproti tomu lipidová zložka lipoproteínov s nízkou a vysokou hustotou pozostáva hlavne z cholesterolu a fosfolipidov. Medzi najčastejšie sa vyskytujúce fosfolipidy nachádzajúce sa v lipoproteínoch patria sfingomyelíny a fosfatidylcholíny, ktorých molárne pomery sa líšia od lipoproteínu k lipoproteínu.

Je dôležité poznamenať, že mnoho fyzikálnych vlastností lipoproteínov súvisí s ich obsahom a zložením lipidov, vrátane flotačných vlastností, povrchového náboja a tendencie migrácie v elektrických poliach.

- Proteínová časť

Proteíny, ktoré sú asociované so všetkými plazmatickými lipoproteínmi, sú známe ako apolipoproteíny alebo apoproteíny a podobne ako v prípade lipidov je množstvo týchto molekúl prítomných v rôznych triedach lipoproteínov veľmi variabilné.

Chylomikróny z najmenej hustých lipoproteínov majú okolo 1% bielkovín a maximálny obsah bol uvedený v niektorých lipoproteínoch s vysokou hustotou (z najmenších lipoproteínov) s hodnotami blízkymi 50%.

U ľudí bolo izolovaných a opísaných viac alebo menej 10 rôznych typov apoproteínov, ktoré sú pomenované podľa nomenklatúry "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.

Hlavným proteínom lipoproteínov s vysokou hustotou je známy ako apolipoproteín A (Apo AI a Apo A-II), proteínom s nízkou hustotou lipoproteínov je apoproteín B (ktorý sa tiež nachádza v chylomikrónoch a časticiach s veľmi nízkou hustotou) ) a apolipoproteín chylomikrónov je Apo B-48, menší ako Apo B lipoproteínov s nízkou hustotou.

Apoproteíny CI, C-II a C-III sú proteíny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sa nachádzajú v plazme ako súčasť častíc s vysokou a veľmi nízkou hustotou.

Niektoré z proteínov asociovaných s lipoproteínmi sú glykoproteíny, ako je to napríklad v prípade Apo E, ktorý bol izolovaný z lipoproteínov s veľmi nízkou a vysokou hustotou.

Hlavné funkcie

Vo všeobecnosti sú apolipoproteíny zodpovedné za funkcie, ako napríklad:

- Byť súčasťou hlavnej štruktúry lipoproteínov.

- Fungovať ako enzymatické kofaktory pre niektoré proteíny s enzymatickou aktivitou, ktoré sa podieľajú na ich metabolizme.

- Špecifické ligandy pre lipoproteínové receptory na povrchu „cieľových“ alebo „cieľových“ tkanivových buniek na transport triglyceridov a cholesterolu.

Vlastnosti

Lipoproteíny sa aktívne podieľajú na transporte a absorpcii mastných kyselín, ktoré sa získavajú z potravy, v črevách, navyše tieto častice tiež prispievajú k transportu lipidov z pečene do periférnych tkanív a spätnému transportu, to znamená, z periférnych tkanív do pečene a čreva.

Metabolizmus lipoproteínov (Zdroj: Npatchett prostredníctvom Wikimedia Commons)

Tieto molekulárne agregáty potom robia hydrofóbne lipidové látky „kompatibilnými“ s vodným médiom, ktoré tvorí väčšinu telesných tekutín zvieraťa, čo umožňuje ich „transport a dodanie“ do tkanív, ak sú potrebné.

Sekundárna funkcia, ktorá sa pripisuje lipoproteínom, spočíva okrem iného v preprave cudzích toxických zlúčenín s hydrofóbnymi a / alebo amfipatickými vlastnosťami (jeden extrémny hydrofóbny a druhý hydrofilný), ako je to v prípade niektorých bakteriálnych toxínov atď.

Môžu tiež prenášať vitamíny a antioxidačné molekuly rozpustné v tukoch do celého tela.

Druhy (klasifikácia)

Lipoproteíny sa klasifikujú podľa ich hustoty, čo je charakteristika priamo súvisiaca so vzťahom medzi podielom lipidov a proteínov, ktoré ich tvoria, a ktorá je veľmi užitočná, keď sa separujú ultracentrifugačnými procesmi.

Tieto častice boli teda rozdelené do štyroch rôznych skupín, z ktorých každá plní špecifickú funkciu a má odlišné vlastnosti. Týmito skupinami sú: chylomikróny, lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou, lipoproteíny s nízkou hustotou a lipoproteíny s vysokou hustotou.

chylomikróny

Chylomikróny (CM) sa tvoria z mastných kyselín a lipidov, ktoré vstupujú do tela s jedlom, ktoré sa po absorpcii bunkami črevného epitelu zmiešajú a rekombinujú navzájom a spolu s niektoré proteíny.

Štruktúra chylomikrónu (Zdroj: Posible2006 cez Wikimedia Commons)

Tvorba chylomikrónov predchádza ich uvoľneniu alebo sekrécii do lymfatického systému a neskôr do obehu.

Po dosiahnutí určitých extrahepatických tkanív sa tieto častice najskôr metabolizujú enzýmom známym ako lipoproteín lipáza, ktorý je schopný hydrolyzovať triglyceridy a uvoľňovať mastné kyseliny, ktoré sa môžu začleniť do tkanív alebo oxidovať ako palivo.

Lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou

Lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou alebo VLDL ( lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou), tiež známe ako „pre-β lipoproteíny“, sa vyrábajú v pečeni a plnia funkciu exportu triglyceridov, ktoré predstavujú jednu z jeho hlavných zložiek.

To je jeden z lipoproteínov nachádzajúcich sa v plazme zvierat na lačno a ich koncentrácia sa s pribúdajúcim vekom zvyšuje.

Lipoproteíny s nízkou hustotou

Tieto lipoproteíny, známe ako LDL (lipoproteín s nízkou hustotou) alebo ako p-lipoproteíny, predstavujú posledné kroky v katabolizme lipoproteínov s veľmi nízkou hustotou a sú bohaté na molekuly cholesterolu.

Najrozšírenejšie sú lipoproteíny s nízkou hustotou, ktoré predstavujú asi 50% z celkovej hmotnosti lipoproteínov v plazme a sú zodpovedné za transport viac ako 70% cholesterolu v krvi. Podobne ako lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou, plazmatická koncentrácia týchto lipoproteínov sa zvyšuje so starnutím tela.

Lipoproteíny s vysokou hustotou

Lipoproteíny s vysokou hustotou (HDL) alebo a-lipoproteíny sú lipoproteíny zapojené do metabolizmu lipoproteínov s nízkou hustotou a chylomikrónov, podieľajú sa však aj na preprave cholesterolu. Tieto častice sú bohaté na fosfolipidy.

Niektorí autori tiež naznačujú, že existujú aj iné typy lipoproteínov, ako napríklad lipoproteín s medzistupňovou hustotou (IDL) a rôzne podoblasti lipoproteínov s vysokou hustotou (HDL1, HDL2, HDL3 atď.).

Príklady lipoproteínov

Lipoproteíny s vysokou hustotou sú spojené s niektorými dôležitými chorobami u ľudí. Tieto častice sa podieľajú na prenose prebytočného cholesterolu z periférnych tkanív do pečene a takéto molekuly cholesterolu sú známe ako „dobrý cholesterol“.

Metabolizmus cholesterolu alebo „cyklus“ (Zdroj: Hisashi Shinkai prostredníctvom Wikimedia Commons)

Avšak v posledných desaťročiach je cholesterol spojený s lipoproteínmi s vysokou hustotou spojený s vyššími rizikami trpenia „udalosťami“ alebo kardiovaskulárnymi chorobami, a preto je jedným z najviac študovaných rizikových faktorov pre takéto patologické stavy.

Ďalším dobrým príkladom lipoproteínov sú chylomikróny, čo sú častice, ktoré sú tvorené z tukov konzumovaných potravou a ktoré sa transportujú v prvom rade obehovým prúdom, akonáhle sú tvorené epitelovými bunkami sliznice. črevnej.

Referencie

1. Chiesa, ST, a Charakida, M. (2019). Funkcie a dysfunkcia lipoproteínov s vysokou hustotou v zdraví a chorobách. Kardiovaskulárne lieky a terapia, 33 (2), 207-219.
2. Christie, WW (2019). Lipidový web. Načítané 28. januára 2020, z www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Durstine, JL, Grandjean, PW, Cox, CA, a Thompson, PD (2002). Lipidy, lipoproteíny a cvičenie. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention, 22 (6), 385-398.
4. Eisenberg, S. a Levy, RI (1975). Metabolizmus lipoproteínov. In Advances in lipid research (zv. 13, str. 1-89). Elsevier.
5. Feingold KR, Grunfeld C. Úvod do lipidov a lipoproteínov. , In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, a kol., Editors. Endotext. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc .; 2000-. K dispozícii na adrese: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. Genest, J. (2003). Poruchy lipoproteínu a kardiovaskulárne riziko. Journal of zdedeného metabolického ochorenia, 26 (2-3), 267-287.
7. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA a Rodwell, VW (2014). Harperova ilustrovaná biochémia. McGraw-Hill.