Lipoproteína - Lipoprotein

Estrutura de um quilomicron .
ApoA, ApoB, ApoC, ApoE são apolipoproteínas ; partículas verdes são fosfolipídios ; T é triacilglicerol ; C é éster de colesterol .

Uma lipoproteína é um conjunto bioquímico cuja função principal é transportar moléculas lipídicas hidrofóbicas (também conhecidas como gordura ) na água, como no plasma sanguíneo ou em outros fluidos extracelulares . Eles consistem em um centro de triglicerídeo e colesterol , rodeado por uma camada externa de fosfolipídeo , com as porções hidrofílicas orientadas para fora em direção à água circundante e as porções lipofílicas orientadas para dentro em direção ao centro de lipídeo. Um tipo especial de proteína, chamada apolipoproteína , está embutido na camada externa, tanto estabilizando o complexo quanto dando a ele uma identidade funcional que determina seu papel.

Muitas enzimas , transportadores , proteínas estruturais, antígenos , adesinas e toxinas são lipoproteínas. Os exemplos incluem partículas de lipoproteína plasmática ( HDL , LDL , IDL , VLDL e quilomícrons ). Os subgrupos dessas partículas de plasma são condutores ou moduladores primários da aterosclerose .

Alcance

Lipoproteínas transmembrana

Alguns proteolipídeos transmembrana , especialmente aqueles encontrados em bactérias , são referidos como lipoproteínas; eles não estão relacionados às partículas de lipoproteína de que trata este artigo. Essas proteínas transmembranares são difíceis de isolar, pois se ligam fortemente à membrana lipídica, frequentemente requerem lipídios para exibir a estrutura adequada e podem ser insolúveis em água. Os detergentes são geralmente necessários para isolar as lipoproteínas transmembrana de suas membranas biológicas associadas.

Partículas de lipoproteína plasmática

Como as gorduras são insolúveis em água, elas não podem ser transportadas sozinhas na água extracelular, incluindo plasma sanguíneo. Em vez disso, eles são circundados por uma concha externa hidrofílica que funciona como um veículo de transporte. O papel das partículas de lipoproteína é transportar moléculas de gordura, como triacilgliceróis (também conhecidos como triglicerídeos ), fosfolipídios e colesterol dentro da água extracelular do corpo para todas as células e tecidos do corpo. As proteínas incluídas no invólucro externo dessas partículas, denominadas apolipoproteínas, são sintetizados e secretados para a água extracelular por ambas as intestino delgado e no fígado células. A casca externa também contém fosfolipídios e colesterol.

Todas as células usam e dependem de gorduras e colesterol como blocos de construção para criar as múltiplas membranas que as células usam para controlar o conteúdo interno de água e os elementos solúveis em água internos e para organizar sua estrutura interna e sistemas enzimáticos de proteínas. A camada externa das partículas de lipoproteína possui grupos hidrofílicos de fosfolipídios, colesterol e apolipoproteínas direcionados para fora. Essas características os tornam solúveis no reservatório de sangue à base de água salgada. Os triacilgliceróis e os ésteres de colesterol são transportados internamente, protegidos da água pela camada externa. O tipo de apolipoproteínas contidas na camada externa determina a identidade funcional das partículas de lipoproteína. A interação dessas apolipoproteínas com enzimas no sangue, umas com as outras, ou com proteínas específicas na superfície das células, determina se os triacilgliceróis e o colesterol serão adicionados ou removidos das partículas de transporte das lipoproteínas.

Caracterização em plasma humano

Estrutura

As lipoproteínas são partículas complexas que possuem um núcleo hidrofóbico central de lipídios não polares, principalmente ésteres de colesteril e triglicerídeos. Esse núcleo hidrofóbico é cercado por uma membrana hidrofílica que consiste em fosfolipídios, colesterol livre e apolipoproteínas. As lipoproteínas plasmáticas são divididas em sete classes com base no tamanho, composição lipídica e apolipoproteínas.

Funções

Metabolismo

O manuseio de partículas de lipoproteína no corpo é conhecido como metabolismo de partículas de lipoproteína . É dividido em duas vias, exógena e endógena , dependendo em grande parte se as partículas de lipoproteína em questão são compostas principalmente de lipídios dietéticos (exógenos) ou se originam no fígado (endógeno), através da síntese de novo de triacilgliceróis.

Os hepatócitos são a principal plataforma para o manuseio de triacilgliceróis e colesterol; o fígado também pode armazenar certas quantidades de glicogênio e triacilgliceróis. Embora os adipócitos sejam as principais células de armazenamento dos triacilgliceróis, eles não produzem nenhuma lipoproteína.

Via exógena

Fluxograma simplificado mostrando os fundamentos do metabolismo das lipoproteínas.

A bile emulsifica as gorduras contidas no quimo , então a lipase pancreática cliva as moléculas de triacilglicerol em dois ácidos graxos e um 2-monoacilglicerol. Os enterócitos absorvem prontamente as pequenas moléculas do quimo. Dentro dos enterócitos, ácidos graxos e monoacilglicerídeos são novamente transformados em triacilglicerídeos. Em seguida, esses lipídios são montados com apolipoproteína B-48 em quilomícrons nascentes . Essas partículas são então secretadas para os lácteos em um processo que depende fortemente da apolipoproteína B-48. À medida que circulam pelos vasos linfáticos , os quilomícrons nascentes desviam da circulação do fígado e são drenados pelo ducto torácico para a corrente sanguínea.

Na corrente sanguínea, as partículas nascentes de quilomícrons interagem com as partículas HDL, resultando na doação de HDL de apolipoproteína C-II e apolipoproteína E para o quilomícrono nascente. O quilomicron neste estágio é então considerado maduro. Por meio da apolipoproteína C-II, os quilomícrons maduros ativam a lipoproteína lipase (LPL), uma enzima das células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos. A LPL catalisa a hidrólise do triacilglicerol que, por fim, libera glicerol e ácidos graxos dos quilomícrons. O glicerol e os ácidos graxos podem então ser absorvidos nos tecidos periféricos, especialmente adiposo e muscular , para energia e armazenamento.

Os quilomícrons hidrolisados ​​são agora chamados de remanescentes de quilomícrons . Os quilomícrons remanescentes continuam circulando na corrente sanguínea até interagirem via apolipoproteína E com os receptores remanescentes de quilomícrons, encontrados principalmente no fígado. Essa interação causa a endocitose dos quilomícrons remanescentes, que são subsequentemente hidrolisados ​​dentro dos lisossomos . A hidrólise lisossomal libera glicerol e ácidos graxos na célula, que podem ser usados ​​como energia ou armazenados para uso posterior.

Via endógena

O fígado é a plataforma central para o manuseio dos lipídios: é capaz de armazenar gliceróis e gorduras em suas células, os hepatócitos . Os hepatócitos também são capazes de criar triacilgliceróis por meio da síntese de novo. Eles também produzem a bile a partir do colesterol. Os intestinos são responsáveis ​​pela absorção do colesterol. Eles o transferem para a corrente sanguínea.

Nos hepatócitos, os triacilgliceróis e os ésteres de colesteril são montados com a apolipoproteína B-100 para formar partículas nascentes de VLDL . Partículas nascentes de VLDL são liberadas na corrente sanguínea por meio de um processo que depende da apolipoproteína B-100.

Na corrente sanguínea, partículas nascentes de VLDL colidem com partículas de HDL; como resultado, as partículas de HDL doam apolipoproteína C-II e apolipoproteína E para a partícula VLDL nascente. Uma vez carregada com apolipoproteínas C-II e E, a partícula VLDL nascente é considerada madura. As partículas de VLDL circulam e encontram a LPL expressa nas células endoteliais . A apolipoproteína C-II ativa a LPL, causando a hidrólise da partícula VLDL e a liberação de glicerol e ácidos graxos. Esses produtos podem ser absorvidos do sangue pelos tecidos periféricos, principalmente adiposo e muscular. As partículas de VLDL hidrolisadas são agora chamadas de remanescentes de VLDL ou lipoproteínas de densidade intermediária (IDLs). Os remanescentes de VLDL podem circular e, por meio de uma interação entre a apolipoproteína E e o receptor remanescente, ser absorvidos pelo fígado ou podem ser posteriormente hidrolisados ​​pela lipase hepática .

A hidrólise pela lipase hepática libera glicerol e ácidos graxos, deixando para trás remanescentes de IDL , chamados de lipoproteínas de baixa densidade (LDL), que contêm um conteúdo de colesterol relativamente alto ( consulte a estrutura de LDL nativa a 37 ° C no YouTube ). O LDL circula e é absorvido pelo fígado e pelas células periféricas. A ligação do LDL ao seu tecido-alvo ocorre por meio de uma interação entre o receptor de LDL e a apolipoproteína B-100 na partícula de LDL. A absorção ocorre por endocitose , e as partículas de LDL internalizadas são hidrolisadas nos lisossomas, liberando lipídios, principalmente o colesterol.

Possível papel no transporte de oxigênio

As lipoproteínas plasmáticas podem transportar gás oxigênio. Essa propriedade se deve à estrutura cristalina hidrofóbica dos lipídios, proporcionando um ambiente adequado para a solubilidade do O _{2 em} comparação a um meio aquoso.

Papel na inflamação

A inflamação , uma resposta do sistema biológico a estímulos, como a introdução de um patógeno , tem um papel subjacente em várias patologias e funções biológicas sistêmicas. Esta é uma resposta útil do sistema imunológico quando o corpo é exposto a patógenos, como bactérias em locais que se revelarão prejudiciais, mas também podem ter efeitos prejudiciais se não forem regulamentados. Foi demonstrado que as lipoproteínas, especificamente HDL, têm papéis importantes no processo inflamatório.

Quando o corpo está funcionando em condições fisiológicas normais e estáveis, o HDL demonstrou ser benéfico de várias maneiras. O LDL contém apolipoproteína B (apoB), que permite que o LDL se ligue a diferentes tecidos, como a parede da artéria, se o glicocálice tiver sido danificado por níveis elevados de açúcar no sangue . Se oxidado, o LDL pode ficar preso nos proteoglicanos, impedindo sua remoção pelo efluxo de colesterol HDL. O HDL com funcionamento normal é capaz de prevenir o processo de oxidação do LDL e os processos inflamatórios subsequentes observados após a oxidação.

O lipopolissacarídeo , ou LPS, é o principal fator patogênico na parede celular das bactérias Gram-negativas . As bactérias Gram-positivas têm um componente semelhante denominado ácido lipoteicóico ou LTA. HDL tem a capacidade de ligar LPS e LTA, criando complexos HDL-LPS para neutralizar os efeitos nocivos no corpo e limpar o LPS do corpo. HDL também tem papéis significativos interagindo com células do sistema imunológico para modular a disponibilidade de colesterol e modular a resposta imunológica.

Sob certas condições fisiológicas anormais, como infecção do sistema ou sepse , os principais componentes do HDL são alterados. A composição e a quantidade de lipídios e apolipoproteínas são alteradas em comparação com as condições fisiológicas normais, como uma diminuição do colesterol HDL (HDL-C), fosfolipídios, apoA-I (uma lipoproteína importante em HDL que demonstrou ter propriedades antiinflamatórias benéficas) e um aumento na amilóide A sérica . Essa composição alterada de HDL é comumente referida como HDL de fase aguda em uma resposta inflamatória de fase aguda, durante a qual o HDL pode perder sua capacidade de inibir a oxidação de LDL. Na verdade, essa composição alterada de HDL está associada a aumento da mortalidade e piores desfechos clínicos em pacientes com sepse.

Classificação

Por densidade

As lipoproteínas podem ser classificadas em cinco grupos principais, listados de maior e menor densidade a menor e maior densidade. As lipoproteínas são maiores e menos densas quando a proporção entre gordura e proteína é aumentada. Eles são classificados com base em eletroforese , ultracentrifugação e espectroscopia de ressonância magnética nuclear por meio do Analisador Vantera .

• Os quilomícrons transportam triglicerídeos (gordura) dos intestinos para o fígado, para o músculo esquelético e para o tecido adiposo.
• As lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL) transportam triglicerídeos (recém-sintetizados) do fígado para o tecido adiposo.
• As lipoproteínas de densidade intermediária (IDL) são intermediárias entre VLDL e LDL. Eles geralmente não são detectáveis ​​no sangue durante o jejum .
• As lipoproteínas de baixa densidade (LDL) transportam de 3.000 a 6.000 moléculas de gordura (fosfolipídios, colesterol, triglicerídeos, etc.) pelo corpo. As partículas de LDL são algumas vezes chamadas de lipoproteína "ruim" porque as concentrações, relacionadas à dose, se correlacionam com a progressão da aterosclerose.
  • partículas grandes flutuantes de LDL (lb LDL)
  • pequenas partículas densas de LDL (sd LDL)
  • A lipoproteína (a) é uma partícula de lipoproteína de um determinado fenótipo
• As lipoproteínas de alta densidade (HDL) coletam as moléculas de gordura das células / tecidos do corpo e as levam de volta ao fígado. As HDLs são algumas vezes referidas como lipoproteínas "boas" porque concentrações mais altas se correlacionam com baixas taxas de progressão e / ou regressão da aterosclerose.

Para jovens sujeitos de pesquisa saudáveis, ~ 70 kg (154 lb), esses dados representam médias entre os indivíduos estudados, as porcentagens representam% do peso seco:

No entanto, esses dados não são necessariamente confiáveis ​​para nenhum indivíduo ou para a população clínica em geral.

Alfa e beta

Também é possível classificar as lipoproteínas em "alfa" e "beta", de acordo com a classificação das proteínas na eletroforese de proteínas séricas . Essa terminologia é às vezes usada para descrever distúrbios lipídicos, como abetalipoproteinemia .

Subdivisões

As lipoproteínas, como LDL e HDL, podem ser subdivididas em subespécies isoladas por meio de uma variedade de métodos. Estes são subdivididos por densidade ou pelos conteúdos de proteína / proteínas que carregam. Enquanto a pesquisa está em andamento, os pesquisadores estão aprendendo que diferentes subespécies contêm diferentes apolipoproteínas, proteínas e conteúdos lipídicos entre as espécies que têm diferentes papéis fisiológicos. Por exemplo, dentro da subespécie de lipoproteína HDL, um grande número de proteínas está envolvido no metabolismo geral de lipídios. No entanto, está sendo elucidado que as subespécies de HDL também contêm proteínas envolvidas nas seguintes funções: homeostase , fibrinogênio , cascata de coagulação , respostas inflamatórias e imunes, incluindo o sistema complemento , inibidores de proteólise , proteínas de resposta de fase aguda e a proteína de ligação a LPS , heme e metabolismo do ferro, regulação das plaquetas , ligação à vitamina e transporte geral.

Estudos

A aterosclerose é a principal causa de doença arterial coronariana . E a doença isquêmica do coração é a principal causa de mortalidade no mundo. Muitos estudos examinaram possíveis correlações entre a incidência da doença e as concentrações de partículas de lipoproteína plasmática no sangue. Existem hipóteses para possíveis causas, mas nenhuma foi comprovada até o momento. Esses estudos mostraram correlação (e a correlação não implica causalidade ) entre a aterosclerose e as concentrações de partículas. Estudos direcionados especificamente a diferentes fenótipos são necessários para determinar se a quantidade de partículas é uma reação à composição da dieta. Cientistas cidadãos estão tentando fazer isso.

Veja também

• Proteína ancorada em lipídios
• Colesterol remanescente
• Transporte reverso de colesterol
• Perfil Automático Vertical

Referências

links externos

• Lipoproteínas na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA Medical Subject Headings (MeSH)