Липопротеиды: состав, классификация и роль в обмене веществ¶
Липопротеиды (липопротеины) — сложные комплексы, состоящие из липидов и белков, которые служат основной транспортной формой холестерина и триглицеридов в крови млекопитающих, включая человека. Липиды гидрофобны и не могут свободно перемещаться в водной среде плазмы, поэтому они связываются с белками-переносчиками, образуя растворимые агрегаты. Именно липопротеиды обеспечивают перенос жиров от кишечника и печени к тканям и обратно.
¶Строение
Липопротеид имеет сферическую структуру. Внутреннюю часть (ядро) составляют гидрофобные липиды — эфиры холестерина и триглицериды. Поверхностный слой образован амфифильными молекулами: фосфолипидами, неэтерифицированным (свободным) холестерином и аполипопротеинами. Аполипопротеины — это белки, выполняющие функции кофакторов ферментов, лигандов для рецепторов и стабилизаторов структуры частицы.
Основные аполипопротеины человека:
| Аполипопротеин | Функция |
|---|---|
| АпоА-I | Активирует лецитин-холестеринацилтрансферазу (ЛХАТ); основной белок ЛПВП |
| АпоВ-100 | Лиганд для ЛПНП-рецептора; основной белок ЛПНП |
| АпоВ-48 | Участвует в хиломикронном транспорте липидов из кишечника |
| АпоЕ | Лиганд для ЛПНП-рецептора и ЛПНП-рецептороподобных белков |
¶Классификация
Липопротеиды разделяют по плотности — она определяется соотношением липидов и белка: чем больше белка, тем выше плотность. Выделяют пять основных классов:
| Класс | Плотность, г/мл | Основной липид | Основной аполипопротеин | Функция |
|---|---|---|---|---|
| Хиломикроны | < 0,93 | Триглицериды | АпоВ-48, апоЕ | Транспорт экзогенных (пищевых) триглицеридов |
| ЛПОНП (прекурсорные) | 0,93–1,006 | Триглицериды | АпоВ-100, апоЕ | Транспорт эндогенных триглицеридов из печени |
| ЛПНП | 1,006–1,063 | Эфиры холестерина | АпоВ-100 | Доставка холестерина в ткани |
| ЛППП | 1,063–1,210 | Фосфолипиды, холестерин | АпоА-I, апоА-II | Промежуточная стадия обмена ЛПВП и ЛПНП |
| ЛПВП | > 1,210 | Фосфолипиды, холестерин | АпоА-I | Обратный транспорт холестерина в печень |
Хиломикроны синтезируются в энтероцитах после приёма пищи и переносят триглицериды в жировую ткань и мышцы, где подвергаются гидролизу липопротеинлипазой. ЛПОНП секретируются печенью и служат предшественниками ЛПНП: под действием той же липопротеинлипазы они теряют триглицериды и превращаются в ЛПНП. ЛПНП доставляют холестерин в клетки, связываясь с ЛПНП-рецептором. ЛПВП участвуют в обратном транспорте холестерина — из периферических тканей в печень, где он выводится с желчью.
¶Роль в обмене веществ
Липопротеиды выполняют две ключевые задачи. Первая — обеспечение клеток холестерином, который необходим для синтеза клеточных мембран, стероидных гормонов и желчных кислот. Вторая — выведение избытка холестерина из тканей. Нарушение любого звена этой системы приводит к дислипопротеидемии.
¶Клиническое значение
Уровень липопротеидов в плазме определяют лабораторно, чаще всего измеряя концентрацию общего холестерина, триглицеридов, ЛПНП и ЛПВП. Повышенный уровень ЛПНП и пониженный уровень ЛПВП связаны с повышенным риском атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний. ЛПНП откладываются в стенке артерий, формируя атеросклеротические бляшки.
Выделяют наследственные формы нарушений липопротеидного обмена:
- Гиперхолестеринемия — мутации гена ЛПНП-рецептора, что приводит к накоплению ЛПНП в крови. Наиболее тяжёлая форма — семейная гиперхолестеринемия, при которой уровень холестерина может превышать 10 ммоль/л.
- Абеталипопротеинемия — дефицит апоВ-48, при котором хиломикроны не образуются.
- Гиперлипопротеинемия III типа — накопление «широких» ЛПНП с дефектом апоЕ.
¶Методы исследования
Для разделения липопротеидов используют ультрацентрифугирование в градиенте плотности, электрофорез на агарозном геле и преципитацию специфическими реагентами (гепарином, полимерами декстрансульфата). В клинической практике чаще применяют расчётные методы — формулу Фридвальда для определения уровня ЛПНП по концентрациям общего холестерина, триглицеридов и ЛПВП.
¶Лечение
Основные группы препаратов, влияющих на липопротеидный обмен:
- Статины — ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы, снижают синтез холестерина в печени и повышают количество ЛПНП-рецепторов.
- Фибраты — активируют липопротеинлипазу, снижают уровень триглицеридов.
- Никотиновая кислота — снижает уровень ЛПОНП и ЛПНП.
- Секвестранты желчных кислот — связывают желчные кислоты в кишечнике, что усиливает выведение холестерина.
- Ингибиторы PCSK9 — моноклональные антитела, увеличивающие время жизни ЛПНП-рецептора на поверхности гепатоцитов.
¶История
Термин «липопротеид» ввёл шведский биохимик Теореll в 1950-х годах. Систематическое изучение липопротеидов началось после разработки метода ультрацентрифугирования, позволившего разделить плазменные липопротеиды по плотности. В 1980-х годах Майкл Браун и Джозеф Голдштейн получили Нобелевскую премию за открытие механизма регуляции метаболизма холестерина и роль ЛПНП-рецептора.
¶Источники
- «Биохимия» под ред. В. В. Пономаревой
- «Биохимия человека» под ред. А. М. Утехина
- ВОЗ. Рекомендации по контролю уровня холестерина в крови
- Данные Национального руководства по кардиологии