Метаболізм ліпопротеїнів.ЛПНЩ,ЛПДНЩ,ЛППЩ,ЛПВЩ

Загальний огляд

Після того,як хіломікрон приніс жирні кислоти,холестерин-естер та інші ліпіди до печінки ,вони можуть бути використані по-різному.Наприклад,для отримання енергії або відновлення клітинної мембрани або ж транспортуються до інших тканин,ми розглянемо останній шлях.
Важливо пригадати,що хіломікрон потрапляє в печінку при взаємодії з LDL receptor-related protein(LRP),цей рецептор розпізнає білок ApoE в хіломікроні.
І так,в печінці формується Ліпопротеїн дуже низької щільності,який іде в кровообіг ,взаємодіє з Ліпопротеїн ліпазою , перетворюється на Ліпопротеїн низької щільності(атерогенний) , який може мати різний метаболічний шлях.На відміну від всіх вище згаданих ліпопротеїнів,Ліпопротеїн високої щільності,навпаки забирає холестерин від тканин і транспортує в печінку,але там є свої нюанси.Щож,тепер розглянемо все в деталях.

Ліпопротеїн дуже низької щільності(ЛПДНЩ)

І так, спочатку розглянемо структурні білки цього ліпопротеїну:

ApoB100 являється основним структурним білком,майже постійно синтезується тільки в печінці,майже постійно,але у випадку коли недостатньо ліпідів - руйнується.Схожий на ApoB48 , кодуються одним геном, але ApoB48 в процесі дозрівання модифікується,тому містить 48% амінокислотних залишків від ApoB100.

Наступні ліпопротеїни ЛПДНЩ прийме від ЛПВЩ коли буде в кровообігу.

ApoC це клас аполіпротеїнів , їх є 3 ізоформи - ApoCI,ApoCII,ApoCIII.ЛПДНЩ містить ApoCII,який слугує кофактором для ЛПЛ,таким чином стимулює гідроліз триацилгліцеролів , у випадку мутації цього гена у пацієнтів спостерігається гіпертригліцеридемія.ApoCIII ,який навпаки інгібує ЛПЛ,таким чином гальмує гідроліз жирів та заважає розпізнаванню ЛПДНЩ рецепторами , що також може спричинювати гіпертригліцеридемію у випадку надмірної експресії цього гена, а якщо трапились якісь мутації - ГІПОтригліцеридемія

ApoE є 5 ізоформ,але найважливіші - ApoEII , ApoEIII,ApoEIV.Вони допомогають(бо в основному за це відповідає ApoB100) ліпопротеїнам зв'язатись з ЛПНЩ-рецептор(LDL-R).

І так,весь цей конструктор з білків та ліпідів(триацилгліцероли,холестерин-естеру,фосфоліпіди) збирається в печінці в ліпопротеїн дуже низької щільності при участі білка MTP.Як ця сполука виглядає - це така ніби куля,де білки знаходяться по периферії(бо вони полярні) , а неполярна частина захована всередині.Шляхом екзоцитозу ЛПДНЩ потрапляє в кров ,приймає аполіпротеїни від ЛПВЩ,мандрує до судин ,які кровопостачають м'язи,жирову тканину та залози,які продукують стероїдні гормони.Ці тканини синтезують ЛПЛ , яка потім транспортується на ендотелій судин і тут ApoCII цього ліпопротеїну зв'язується з цим ферментом ,в результаті маємо ,що триацилгліцерол розпався(приблизно 80%) на гліцерин та три жирні кислоти і ApoCII повернеться до ЛПВЩ.Гліцерин може по кровотоку піти до різних тканин,а жирні кислоти або підуть в м'язи для продукування енергії,або в адипоцит для збереження або зв'яжеться з альбуміном(таке рідко буває) і може потрапити в якусь клітину або ж повернутися в печінку.
Але в нас ще залишився холестерин-естер та фосфоліпіди.Так ось, майже всі триацилгліцероли гідролізувались - маємо,що щільність ліпопротеїну збільшилась(чим меньше неполярних речовин - більша щільність) і тепер це вже носить назву ліпопротеїн проміжної щільності(ЛППЩ),який може піти двома шляхами:
Поглинеться залозами,які продукують стероїдні гормони(наднирники,статеві залози).Бо саме холестерин є основою для цих гормонів.Але,таке відбувається в випадку,якщо залозам потрібен цей холестерин(наприклад в підлітковому віці) і вони будуть мати відповідно рецептори(LDL-R) на поверхні клітин.В цьому випадку пригоди ліпопротеїну завершуються.
В іншому ж випадку,коли залози ситі холестерином,ліпопротеїнам проміжної щільності доведеться прямувати назад до печінки ,де вони можуть або бути розпізнанні рецептором LDL-R або LRP,або ж каталізуватись печінковою триацилгліцерол ліпазою.В останньому випадку ліпопротеїн проміжної щільності втратить всі триацилгліцероли(можливо залишиться декілька молекул),повернеться в кровообіг , віддасть ApoE до ЛПВЩ.Тепер маємо,що всі білки,окрім ApoB100 покинули ліпопротеїн і залишився майже тільки один холестерин-естер.Тепер це вже має назву ліпопротеїн низької щільності.І так,він має тільки ApoB100 та холестерин естер.Він може поглинутися печінкою(60% але не завжди) за допомогою LDL-R рецептора або може піти в кровообіг ,де поглинеться іншими тканинами(в залежності від потреб організму).Але в основному він буде просто подорожувати з током крові , доки на його шляху не трапиться якась молекула активної форми кисню(особливо їх багато при окислювальному стресі) , вони провзаємодіють,ЛПНЩ прийме електрон від тієї молекули і ми отримаємо окислений ЛПНЩ,який в подальшому буде поглинений макрофагом ,і у випадку накопичення цих ліпопротеїнів в імунній клітині вона перетворюється в "пінисту клітину" , саме вони формують ці атеросклеротичні бляшки.Але про це буде мова окремо.

Ліпопротеїн високої щільності

Основними структурними аполіпротеїнами являютьсяApoAI та ApoAII ну і ApoCII , ApoE грають проміжну роль.
ApoA аполіпротеїни в основному синтезуються в кишечнику або в печінці , об'єднуються з іншими протеїнами і потрапляють в кровообіг.
Периферичні клітини можуть накопичувати холестерин , що не дуже добре.Тому ApoAI зв'язується з ABCG1 та ABCA1(в основному знаходяться на мембрані макрофага) і забирають холестерин назад і ми отримуємо повноцінний ЛПВЩ,де буде міститись тільки холестерин та білок,а фосфоліпіди він отримає від інших ліпопротеїнів(ЛПНЩ та ін.)при участі фермента фосфоліпід трансфер-протеїн.Але,цей холестерин звичайний,не естер,а це значить,що він буде знаходиться не в ядрі цього ЛПВЩ, а по периферії,тобто,компактність молекули зменшиться.Тому,є спеціальний фермент - Лецитин-холестерол ацилтрансфераза(ЛХАТ) - він буде забирати жирну кислоту від фосфоліпіда і приєднувати до холестерину,для активації цього ферменту потрібен ApoAI.Тепер ми маємо дещо зрілий ЛПВЩ.
Тепер цей зрілий ЛПВЩ може віддати свій холестерин-естер іншому ЛПНЩ,наприклад , а від нього прийме триацилгліцероли,це відбувається за участю фермента холестерол-естер трансфер протеїн.Тоді отримаємо бідний на холестерин та багатий на ТАГ ЛПВЩ , бідний на ТАГ і багатий на холестерин ЛПНЩ ну а далі його долю ми знаємо.ЛПВЩ після цієї махінації попрямує до гепатичної триацилгліцерол ліпази,яка забере ТАГ в печінку ,таким чином зменшить ЛПВЩ і трохи пошкодить ApoAI , тому з часом цей ліпопротеїном вийде зі строю і піде на утилізацію.Або ж ,якщо ЛПВЩ несе багато холестерину,то цей холестерин поглинеться клітинами печінки при участі SR-B1 рецептора(він також є на залозах,які продукують стероїди),але сам ЛПВЩ залишиться цілим і повернеться назад в циркуляцію.