Lipidi su masti koje se ili apsorbiraju iz hrane ili sintetiziraju u jetri. Trigliceridi (TG) i kolesterol većinom doprinose bolesti, iako su svi lipidi fiziološki bitni.
Kolesterol je sveprisutni sastojak staničnih membrana, steroida, žučnih kiselina i signalnih molekula.
Trigliceridi primarno skladište energiju u adipocitima i mišićnim stanicama.
Lipoproteini su hidrofilne sferične strukture koje posjeduju površinske proteine (apoproteine ili apolipoproteine) koji su kofaktori i ligande za enzime koji razgrađuju lipide(vidi tablicu). Svi lipidi su hidrofobni i većinom netopivi u krvi stoga zahtjevaju transport sa lipoproteinima. Lipoproteini su klasificirani prema veličini i gustoći (definiranoj kao odnos lipida i proteina) što je bitno zbog toga što visoke razine lipoproteina niske gustoće (LDL) i niske razine lipoproteina visoke gustoće (HDL) su značajan faktor rizika za aterosklerotsku bolest srca.
Značajni Apoproteini i Enzimi Bitni za Metabolizam Lipida
|
Komponenta
|
Lokacija
|
Funkcija
|
|
ABCA1 = Transporteri kaseta koji vezuju ATP A1; apo = apoprotein; CETP = kolesteril ester transfer protein; HDL = lipoprotein velike gustoće; IDL = lipoprotein srednje gustoće; LCAT = lecitin-kolesterol aciltransferaza; LDL = lipoprotein niske gustoće; LPL = lipoprotein lipaza; Lp(a) = lipoprotein (a); VLDL = lipoprotein vrlo niske gustoće
|
|
Apoproteini
|
|
Apo A-I
|
HDL
|
Značajna komponenta čestice HDL-a
|
|
Apo A-II
|
HDL
|
Komponenta čestice HDL-a
|
|
Apo B-100
|
VLDL, IDL, LDL, Lp(a)
|
Ligand LDL receptora
|
|
Apo B-48
|
Hilomikroni
|
Značajna komponenta hilomikrona
|
|
Apo C-II
|
Hilomikroni, VLDL, HDL
|
LPL kofaktor
|
|
Apo C-III
|
Hilomikroni, VLDL, HDL
|
Inhibira LPL
|
|
Apo E
|
Hilomikroni, ostaci, VLDL, HDL
|
Ligand LDL receptora
|
|
Apo(a)
|
Lp(a)
|
Komponenta Lp(a) i poveznica s LDL česticom
|
|
Enzymes
|
|
ABCA1
|
unutar stanica
|
Pridonosi intracelularnom transportu kolesterola do membrane
|
|
CETP
|
HDL
|
Posreduje prijenoskolesterolskih estera sa HDL-a na VLDL
|
|
LPL
|
Endotel
|
Hidrolizira trigliceride sa hilomikrona i VLDL te ih otpušta kao slobodne masne kiseline
|
|
LCAT
|
HDL
|
Esterificira slobodni kolesterol za transport unutar HDL-a
|
Fiziologija
Poremećaji u putevima sinteze, obrade i eliminacije lipoproteina mogu voditi do akumulacije aterogenih lipida u plazmi i endotelu.
Egzogeni (prehrambeni) metabolizam lipida
Preko 95% lipida iz prehrane su
Ostalih oko 5% lipida iz prehrane su
Trigliceridi iz prehrane se probavljaju u želucu i duodenumu u monogliceride (MG) i FFA pomoću želučane lipaze, emulzifikacije potaknuta snažnom želučanom peristaltikom i pankreasne lipaze. Prehrambeni esteri kolesterola se de-esterificiraju u slobodni kolesterol istim mehanizmom.
Monogliceridi, slobodne masne kiseline i slobodni kolesterol se zatim u crijevima solubiliziraju micelima žučnih kieslina koji ih prebacuju u crijevne resice za apsorpciju.
Kada se apsorbiraju u enterocit ponovno se sastavljaju u trigliceride te se s kolesterolom u hilomikrone, najveće lipoproteine.
Hilomikroni prenose trigliceride i kolesterol unesene prehranom iziz enterocita limfom u cirkulaciju. U kapilarama masnog i mišićnog tkiva apoprotein C-II (apo C-II) na hilomikronu aktivira endotelnu lipoprotein lipazu (LPL) koja konvertira 90% triglicerida u hilomikronu u masne kiseline i glicerol koje preuzimaju adipociti i mišićne stanice za energetske potrebe i pohranu.
Hilomikronski ostaci bogati kolesterolom zatim cirkuliraju u natrag u jetru gdje se odstranjuju u procesu posredovanim apoproteinom e (apo E).
Endogeni metabolizam lipida
Lipoproteini sintetizirani u jetri prenose endogene trigliceride i kolesterol. Lipoproteini cirkuliraju kroz krv sve dok periferna tkiva ne preuzmu njihov sadržaj triglicerida ili dok oni sami ne budu eliminirani u jetri. Faktori koji stimuliraju jetrenu sintezu lipoproteina obično vode do povišenja plazmatskih koncentracija kolesterola i triglicerida.
Lipoproteini vrlo niske gustoće (VLDL) sadrže apoprotein B-100 (apo B), sintetizirani su u jetri i prenose trigliceride i kolesterol u periferna tkiva. VLDL služe jetri za izvoz viška triglicerida sintetiziranih od slobodnih masnih kiselina u plazmi i hilomikronskih ostataka; sinteza VLDL se povećava sa povećanjem intrahepatičkih koncentracija slobodnih masnih kiselina kao što se događa kod prehrane sa visokim udjelom masti i kada višak masnog tkiva otpušta slobodne masne kiseline direktno u cirkulaciju (npr., u debljini, nekontroliranomdiabetes mellitusu). Apo C-II na površini VLDL-a aktivira endotelnu LPL koja razgrađuje trigliceride u slobodne masne kiseline i glicerol koje preuzima stanica.
Lipoproteini srednje gustoće (IDL) su produkt djelovanja LPL na VLDL i hilomikrone. IDL ostaci VLDL-a i hilomikrona bogati kolesterolom koji se ili eliminiraju jetrom ili se pomoću jetrene lipaze pretvaraju u LDL koji sadrži apo B-100.
Lipoproteini niske gustoće (LDL), su produkt metabolizma VLDL-a i IDL-a te su od svih lipoproteina najbogatiji kolesterolom. Oko 40 do 60% LDL-a se eliminira u jetri u procesu posredovanom apo Bi jetrenim LDL receptorima. Ostatak se preuzima jetrenim LDL receptorima ili ne-jetrenim ne-LDL (scavenger) receptorima. Ekspresija jetrenih LDL receptora se smanjuje u uvjetima povećanog dovođenja kolesterola u jetru hilomikronima i kod povećanja zasićenih masti u prehrani; njihova ekspresija može biti povećana sa smanjenjem masti i kolesterola u prehrani. Ne-jetreni "scavenger" receptori, najznačajnije na makrofazima, preuzimaju višak oksidiranog LDL-a u cirkulaciji koji nije obrađen jetrenim receptorima. Monociti bogati oksidiranim LDL-om migriraju u subendotelni prostor i postaju makrofazi; ti makrofazi onda preuzimaju više oksidiranog LDL-a i formiraju pjenušave stanice unutar aterosklerotskog plaka.
Veličina LDL čestice varira od velike i plutajuće do male i guste. Mala, gusta LDL čestica je izrazito bogata kolesterolskim esterima i povezana je s metaboličkim poremećajima poput hipertrigliceridemije i inzulinske rezistencije te je posebno aterogena. Povećana aterogenost malih gustih LDL čestica proizlazi iz slabije učikovitosti vezanja za jetreni LDL receptor što vodi do dužeg boravka u cirkulaciji i izloženosti endotelu te povećanoj oksidaciji.
Lipoproteini visoke gustoće (HDL) su u početku lipoproteini bez kolesterola koji se sintetiziraju u enterocitima i jetri. Metabolizam HDL-a je složen, ali jedna uloga HDL-a je dobaviti kolesterol iz perifernih tkiva i drugih lipoproteina i transportirati ga tamo gdje najviše potreban - druge stanice i druge lipoproteine (koristeći kolesteril ester transfer protein [CETP]) i jetru (za eliminaciju). Njegov sveukupni učinak je anti-aterogen.
Istjecanje slobodnnog kolesterola iz stanica je posredovano ATP-vežućom kasetom transporterom A1 što u kombinaciji sa apoproteinom A-I (apo A-I) proizvodi početni HDL. Slobodni kolesterol u početnom HDL-u je zatim esterificiran lecitin-kolesterol acil transferazom (LCAT) proizvodeći zrelu HDL česticu. Koncentracije HDL-a u krvi ne moraju uvjek predstavljati obrnuti transport kolesterola.
Lipoprotein (a) [Lp(a)] je LDL koji sadrži apoprotein (a), karakteriziran regijom bogatom 5 cisteinom, tzv. kringles. Jedna od tih regija je homologna plazminogenu i smatra se da kompetitivno inhibira fibrinolizu i tako predisponira formaciju tromba. Lp(a)također može direktno poticati aterosklerozu. Metabolički putevi proizvodnje i eliminacije Lp(a) nisu dobro opisani, ali koncentracije se povećavaju kod dijabetičke nefropatije.