Липопротеины: состав, классификация и роль в организме¶
Липопротеины — это сложные белково-липидные комплексы, которые служат основной формой транспорта гидрофобных липидов (холестерина, триглицеридов, фосфолипидов) в водных средах организма, прежде всего в плазме крови. Молекула липопротеина представляет собой сферическую частицу: гидрофобное ядро из нейтральных липидов окружено амфифильной оболочкой из фосфолипидов, свободного холестерина и апопротеинов (аполипопротеинов), которые определяют функциональные свойства частицы.
¶Строение
Липопротеиновые частицы имеют диаметр от 5 до 120 нм. Их плотность обратно пропорциональна содержанию липидов: чем больше в частице триглицеридов и холестериновых эфиров, тем она легче.
- Ядро — гидрофобная область из триглицеридов и холестериновых эфиров.
- Оболочка — монослой фосфолипидов, ориентированных гидрофильными головками наружу, свободный холестерин и апопротеины.
Апопротеины выполняют роль «адресной метки»: они распознаются рецепторами клеток и ферментами крови, определяя судьбу частицы. Основные апопротеины: ApoA-I, ApoA-II, ApoB-100, ApoB-48, ApoC-II, ApoC-III, ApoE.
¶Классификация
Липопротеины классифицируют по плотности (метод ультрацентрифугирования, предложен в 1950-х годах) и по размеру.
| Класс | Плотность, г/см³ | Диаметр, нм | Основной липид | Ключевой апопротеин | Функция |
|---|---|---|---|---|---|
| Хиломикроны | < 0,95 | 75–1200 | Триглицериды | ApoB-48, ApoC-II, ApoE | Транспорт экзогенных триглицеридов из кишечника |
| ЛПОНП (VLDL) | 0,95–1,006 | 30–80 | Триглицериды | ApoB-100, ApoC-II, ApoE | Транспорт эндогенных триглицеридов из печени |
| ЛППП (IDL) | 1,006–1,019 | 25–35 | Триглицериды, холестерин | ApoB-100, ApoE | Промежуточная форма между VLDL и ЛПНП |
| ЛПНП (LDL) | 1,019–1,063 | 18–25 | Холестериновые эфиры | ApoB-100 | Транспорт холестерина к тканям |
| ЛПВП (HDL) | 1,063–1,210 | 5–12 | Фосфолипиды, холестерин | ApoA-I, ApoA-II | Обратный транспорт холестерина в печень |
¶Обмен липопротеинов
¶Экзогенный путь
Триглицериды и холестерин пищи всасываются в тонком кишечнике и упаковываются в хиломикроны, которые по лимфатической системе попадают в кровь. В крови липопротеиновая липаза (ЛПЛ), активируемая ApoC-II, гидролизует триглицериды, отдавая жирные кислоты тканям. Остаточные частицы (ремнанты) захватываются печенью через ApoE-рецепторы.
¶Эндогенный путь
Печень синтезирует триглицериды и секретирует их в составе ЛПОНП с ApoB-100. ЛПЛ расщепляет триглицериды ЛПОНП, превращая их в ЛППП, а затем в ЛПНП. ЛПНП доставляют холестерин клеткам через LDL-рецепторы, связывающие ApoB-100. При избытке холестерина клетка снижает экспрессию LDL-рецепторов.
¶Обратный транспорт холестерина
ЛПВП собирают избыточный холестерин из периферических тканей и макрофагов. Фермент ЛХАТ (лецитин-холестерин-ацилтрансфераза) эфирирует холестерин внутри ЛПВП. Частицы переносят холестерин в печень напрямую или через ЛПНП и ЛППП (обратный транспорт через рецепторы SR-BI и ApoB-100). Этот путь считается защитным фактором против атеросклероза.
¶Клиническое значение
Уровень липопротеинов в плазме определяют липидограммой. Основные показатели: общий холестерин, триглицериды, ЛПНП, ЛПВП, а также расчётные индексы — ЛПНП/ЛПВП и коэффициент атерогенности.
Повышенный уровень ЛПНП (гиперхолестеринемия) — основной фактор риска атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний. Низкий уровень ЛПВП также ассоциирован с повышенным риском. Семейная гиперхолестеринемия — генетическое заболевание, при котором LDL-рецепторы функционируют неполноценно, уровень ЛПНП в крови повышается в 2–4 раза уже в детстве.
¶Методы определения
- Ультрацентрифугирование — эталонный метод, разделяющий липопротеины по плотности.
- Электрофорез — разделение по подвижности апопротеинов.
- Прямое измерение ЛПНП и ЛПВП в клинической лабораторной диагностике.
- Аполипопротеиновый профиль — определение ApoB и ApoA-I, считающееся более точным маркером атерогенности, чем расчётный ЛПНП.
¶Роль в эволюции и физиологии
Липопротеиновый обмен эволюционно древний: аналогичные частицы обнаружены у беспозвоночных и даже у бактерий (в виде внешнемембранных везикул). У млекопитающих липопротеиновая система обеспечивает жирорастворимые витамины (A, D, E, K) и антиоксидантный кофермент Q10.
Источники:
- Биохимия: учебник / под ред. В. М. Покровского. — М.: Медицина.
- Nelson D. L., Cox M. M. Lehninger Principles of Biochemistry.
- Фролов В. А. Биохимия. — М.: Высшая школа.
- Данилов В. А. Биохимия: учебник для вузов.