Verständnis der Grundlagen des Blutfettstoffwechsels
Struktur und Klassifizierung von Lipoproteinen und Apolipoproteinen
Obwohl Cholesterin und TG mehrere wichtige Funktionen im Körper erfüllen, sind sie unlösliche Partikel und müssen in Lipoproteine verpackt werden, um im Plasma von Syntheseorten oder Absorptionsstellen zu Anwendungsorten zu zirkulieren., Der Kern des Lipoproteins, der Cholesterinester und TG enthält, ist unpolar und hydrophob, und die äußere Schicht des Lipoproteinpartikels (das freies Cholesterin, Phospholipid und spezifische Apolipoproteine enthält) ist polarisiert, wodurch die Lipoproteinpartikel im Kreislauf transportiert werden können. Apolipoproteine (apo) wie ApoB, apoC und ApoE beschichten Lipoproteinpartikel und dienen einer Reihe von Funktionen, einschließlich des Transports von Lipiden im Blut und der Erkennung von Lipoproteinpartikeln durch Enzyme, die Lipide aus den Lipoproteinpartikeln verarbeiten oder entfernen., Zum Beispiel aktiviert apoC-II das Enzym Lipoproteinlipase (LPL), das TG aus Lipoproteinpartikeln wie Chylomikronen und VLDL entfernt.
Jede Lipoproteinklasse (Chylomikronen, VLDL, IDL, LDL und HDL) variiert in Größe, Dichte und Lipidzusammensetzung innerhalb des Kerns des Partikels. Innerhalb der Hauptklassen von Lipoproteinen kann es zu einer weiteren Differenzierung in Unterklassen kommen, für die Zwecke dieser Diskussion werden sie jedoch als einzelnes Lipoprotein bezeichnet., Chylomikronen und VLDL sind die größten, lebhaftesten Partikel mit mehr TG in ihrem Kern; Im Gegensatz dazu haben LDL und HDL mehr Cholesterinester in ihrem Kern und daher eine größere Partikeldichte. Tabelle I zeigt die Lipoproteinklassifikation, einschließlich der Hauptlipidkomponente, Apolipoproteine, die mit jedem Partikel assoziiert sind, und die Quelle des Partikels.
Chylomikronen werden im Darmlumen nach der Aufnahme von verdautem Fett produziert. Sie sind das größte Lipoprotein und reich an TG., Aufgrund ihrer Partikelgröße streuen Chylomikronen mehr Licht und können dazu führen, dass das Serum nach den Mahlzeiten ein trübes Aussehen annimmt, oder bei Patienten mit dyslipidämischen Syndromen, die durch die Unfähigkeit gekennzeichnet sind, Chylomikronen und TG-reiche Lipoproteine zu katabolisieren. Chylomikronen werden im Blut zu Geweben wie Skelettmuskulatur, Fett und Leber transportiert. Die Kapillarbetten dieser Gewebe enthalten hohe Konzentrationen von LPL., LPL hydrolysiert TG in den Chylomikronen zu freien Fettsäuren, die entweder von den Muskelzellen oxidiert werden, um Energie zu erzeugen, im Fettgewebe gespeichert, in der Leber oxidiert oder in der hepatischen VLDL-Synthese verwendet werden. Sobald die Chylomikronen von LPL verarbeitet wurden, wird das TG-abgereicherte Chylomikron als Restteilchen bezeichnet, das dann zur weiteren Verarbeitung in die Leber transportiert wird.
VLDL ist ein Lipoproteinpartikel ähnlich wie Chylomikronen, das eine hohe Konzentration an TG enthält., VLDL wird aus freien Fettsäuren synthetisiert, die im Katabolismus von Chylomikronen in der Leber oder aus der endogenen Produktion von TG gebildet werden. Die TG-Komponente von VLDL wird auch durch kapillare LPL hydrolysiert, um Fett-und Muskelgewebe mit Fettsäuren zu versorgen. Der verbleibende Lipidanteil wird IDL genannt. IDL wird dann durch enzymatische Wirkung der Leberlipase in LDL umgewandelt oder von der Leber über den LDL-Rezeptor aufgenommen.
LDL-Partikel tragen den Großteil des Cholesterins im Blut und versorgen die Zellen mit Cholesterin., LDL-Rezeptoren in peripheren Zellen oder in der Leber binden an LDL und befreien es aus dem Blut. Periphere Zellen nutzen LDL-Cholesterin für die Zellmembranstruktur und auch die Produktion von Hormonen. LDL ist ein atherogenes Lipoproteinpartikel, und es wird festgestellt, dass höhere LDL-Spiegel mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden sind. Darüber hinaus legt die Heterogenität der LDL-Partikelzusammensetzung aufgrund von Unterschieden in der Cholesterinmenge pro Partikel nahe, dass die Partikelgröße eine wichtige Überlegung im atherogenen Potenzial des LDL darstellt., Obwohl der genaue Mechanismus nicht vollständig geschätzt wird, werden kleine, dichte LDL-Partikel, die mehr Cholesterinester (Phänotyp B) enthalten, als atherogener angesehen als lebhafte LDL-Partikel (Phänotyp A). Es wird angenommen, dass kleines, dichtes LDL anfälliger für oxidative Veränderungen ist und daher für das vaskuläre Endothel toxischer sein kann. Eine Abfolge von immunologischen und entzündlichen Ereignissen in der Arterienwand trägt zur Atherogenese und zur Entwicklung atherosklerotischer Läsionen bei., Diese fortgeschrittenen Läsionen verschließen den Blutfluss der Koronararterien und tragen zu klinischen Manifestationen wie instabiler Angina pectoris oder Myokardinfarkt bei.
Es ist gut erwiesen, dass erhöhte HDL-Spiegel mit einem verringerten Risiko für koronare Herzkrankheiten verbunden sind, während reduzierte HDL-Spiegel das Risiko erhöhen. Die kardioprotektive Rolle von HDL besteht darin, den Transfer von Cholesterin von atherogenen Lipoproteinen und peripheren Geweben in die Leber zu erleichtern., Obwohl der genaue Mechanismus, der von den Wechselwirkungen zwischen HDL-Apolipoproteinen und Enzymaktivität abhängt, auf einen einfachen „umgekehrten Transport“ hindeutet, ist er sehr komplex und wenig verstanden. HDL-Partikel werden in Leber und Darm synthetisiert und katabolisiert. Entstehendes HDL erhält freies Cholesterin aus peripheren Geweben. Ein zirkulierendes Enzym namens Lecithin: Cholesterin Acyltransferase fördert die Aufnahme von freiem Cholesterin durch HDL durch eine Reaktion namens Veresterung., Die Veresterung von freiem Cholesterin in Cholesterinester erzeugt einen hydrophoben Kern, der die Dichte des HDL-Partikels erhöht. Ein anderes Enzym, Cholesterylestertransferprotein, vermittelt den Transfer von Cholesterinester aus dem HDL-Kern und anderen zirkulierenden Lipoproteinen wie LDL.
Lipoprotein (a) ist ein weiteres Lipoproteinpartikel, dessen Struktur LDL unter Zusatz von Apolipoprotein(a) sehr ähnlich ist., Lp(a) verbindet den Fettstoffwechsel mit der Blutgerinnung, und aufgrund der strukturellen Ähnlichkeiten des Lp (a) – Partikels mit LDL und Plasminogen wird angenommen, dass dieses Partikel sowohl atherogen als auch thrombogen ist Potenzial. Lp (a) kann die Thrombolyse hemmen und erhöhte Spiegel sind mit einem erhöhten Risiko für koronare Herzkrankheiten verbunden; Dieses Risiko scheint bei erhöhten LDL-Cholesterinspiegeln größer zu sein.
Mehrere Apolipoproteine wurden identifiziert; Tabelle I zeigt die Apolipoproteine, die jeder Klasse von Lipoprotein zugeordnet sind., Apolipoproteine haben viele Rollen im Fettstoffwechsel, die in Tabelle II dargestellt sind .
Tabelle III listet mehrere wichtige Enzyme auf, die am Lipoproteinstoffwechsel beteiligt sind und identifiziert wurden. Durch die Apolipoproteine aktiviert, spielen diese Enzyme eine einzigartige Rolle, aber nicht alle sind vollständig verstanden.