ЛІПОПРОТЕЇДИ: СТРУКТУРА, СКЛАД, ФУНКЦІЇ, ТИПИ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ці ліпопротеїни представляють собою складні частинки , які функціонують в транспорті і всмоктуванні ліпідів через кров з і в різні тканини. Вони складаються переважно з неполярних ліпідів, таких як холестерин і тригліцериди, на додаток до деяких фосфоліпідів і білків.

Це молекулярні агрегати, які синтезуються в основному в кишечнику та печінці, які, входячи в кровообіг, перебувають у стані постійного потоку, що означає, що вони міняють свій склад та фізичну структуру регулярно у міру їх «захоплення». "І метаболізується периферичними тканинами тіла, які" націлені ".

Структура ліпопротеїну (Джерело: AntiSense через Wikimedia Commons)

Ліпідні компоненти, які не всмоктуються через ліпопротеїни в тій чи іншій тканині, як правило, повертаються як «перенесення» в печінку, де вони надалі переробляються.

Більшість ліпопротеїнів вивчається через їх зв’язок із здоров’ям людини, згідно з яким визначено чотири типи з клінічною значимістю, кожен з яких має різні фізіологічні функції: хіломікрони, дуже низькі ліпопротеїди. щільність, ліпопротеїни низької щільності та ліпопротеїни високої щільності.

У цьому сенсі ліпопротеїди плазми тісно пов'язані з патологічними процесами, що мають велике значення для людини, такими як артеріосклероз та ішемічна хвороба.

Будова

Ліпопротеїни плазми - це частинки з майже сферичною структурною морфологією, оскільки вони насправді є складними міцелами ліпідів і білків, в яких гідрофобні або аполярні області ліпідів стикаються один з одним у центрі, тоді як гідрофільні або полюси піддаються впливу поверхні, контактуючи з водним середовищем.

Гідрофільна «оболонка» або «оболонка» цих частинок складається в основному з нестерифікованих молекул холестерину, фосфоліпідів з їх полярними «головками», «зверненими» назовні, і білків, званих аполіпопротеїнами; тоді як центральна частина або "серцевина" складається з ефірів холестерину та тригліцеридів.

Склад ліпопротеїдів

Як було пояснено, ліпопротеїди - це частинки, які в основному складаються з суміші ліпідів і білків, які виконують транспортні функції.

- Ліпідна порція

Залежно від типу ліпопротеїну, що розглядається, ліпідний склад може змінюватись, особливо стосовно кількості фосфоліпідів та вільних або етерифікованих молекул холестерину.

Крім складу, маса або частка ліпідів у ліпопротеїнах також сильно змінюється. Наприклад, у хіломікронах ліпіди складають понад 98% маси ліпопротеїдів, тоді як для ліпопротеїдів високої щільності вони можуть бути менше 50%.

Ліпопротеїни, як правило, пов'язані з транспортом тригліцеридів для зберігання (жирової тканини) або їх використанням у метаболізмі (клітини або м’язові волокна).

Ці тригліцериди можуть мати екзогенне походження (всмоктується в кишечнику з їжею) або ендогенного походження (синтезується та секретується клітинами печінки та кишечника).

Хіломікрони та ліпопротеїни дуже низької щільності - це два типи ліпопротеїдів, які мають найбільшу кількість тригліцеридів та холестерину, тому їх щільність значно нижча, ніж у інших ліпопротеїдів.

На противагу цьому ліпідний компонент ліпопротеїдів низької та високої щільності складається в основному з холестерину та фосфоліпідів. Серед найпоширеніших фосфоліпідів, виявлених у ліпопротеїдах, є сфінгомієліни та фосфатидилхоліни, молярні співвідношення яких змінюються від ліпопротеїну до ліпопротеїну.

Важливо зазначити, що багато фізичних властивостей ліпопротеїнів пов'язані з їх вмістом та складом ліпідів, включаючи флотаційні властивості, поверхневий заряд та тенденцію міграції в електричних полях.

- Білкова частина

Білки, які асоціюються з усіма ліпопротеїнами плазми, відомі як аполіпопротеїни або апопротеїни, і, як і у ліпідів, кількість цих молекул, присутніх у різних класах ліпопротеїнів, сильно змінюється.

Хіломікрони, з найменш щільними ліпопротеїнами, містять близько 1% білка, і про максимальний вміст повідомляється в деяких ліпопротеїнах високої щільності (найменших ліпопротеїдів) зі значеннями, близькими до 50%.

Більше або менше 10 різних типів апопротеїнів було виділено та описано у людей, які за номенклатурою "ABC" названі так: Apo AI, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B- 100, Apo B-48, Apo CI, Apo C-II, Apo C-III, Apo D і Apo E.

Основний білок ліпопротеїдів високої щільності відомий як аполіпопротеїн А (Apo AI і Apo A-II), ліпопротеїди низької щільності - апопротеїн В (який також міститься в хіломікронах і частинках дуже низької щільності ) і аполіпопротеїном хіломікронів є Apo B-48, менший за Apo B ліпопротеїдів низької щільності.

Апопротеїни CI, C-II і C-III - це білки з низькою молекулярною масою, які містяться в плазмі як частина частинок високої та дуже низької щільності.

Деякі з білків, пов'язаних з ліпопротеїдами, є глікопротеїнами, такий випадок Apo E, який був виділений з ліпопротеїдів дуже низької та високої щільності.

Основні функції

Взагалі аполіпопротеїни відповідають за такі функції:

- Будьте частиною основної структури ліпопротеїнів.

- функціонувати як ферментативні кофактори для деяких білків з ферментативною активністю, які беруть участь у їх метаболізмі.

- Специфічні ліганди для ліпопротеїнових рецепторів на поверхні тканинних клітин «мішень» або «мішень» для транспорту тригліцеридів та холестерину.

Особливості

Ліпопротеїни активно беруть участь у транспортному та кишковому всмоктуванні жирних кислот, які отримуються з їжею, крім того, ці частинки також сприяють транспортуванню ліпідів з печінки до периферичних тканин та у зворотному транспорті, тобто , від периферичних тканин до печінки та кишечника.

Метаболізм ліпопротеїдів (Джерело: Npatchett через Wikimedia Commons)

Ці молекулярні агрегати роблять гідрофобні ліпідні речовини "сумісними" з водним середовищем, яке становить більшість рідин організму тварин, дозволяючи їх "транспортувати та доставляти" до тканин, де вони потрібні.

Вторинна функція, яка приписується ліпопротеїнам, полягає, крім того, у транспортуванні сторонніх токсичних сполук з гідрофобними та / або амфіпатичними характеристиками (один крайній гідрофобний та інший гідрофільний), як це стосується деяких бактеріальних токсинів тощо.

Вони також можуть транспортувати жиророзчинні вітаміни та молекули антиоксидантів по всьому тілу.

Типи (класифікація)

Ліпопротеїни класифікуються за їх щільністю, характеристикою, безпосередньо пов’язаною із співвідношенням між ліпідами та білками, що їх складають, і що дуже корисно, коли вони розділяються процесами ультрацентрифугування.

Таким чином, ці частинки були класифіковані на чотири різні групи, кожна з яких виконує певну функцію і має різні властивості. Ці групи: хіломікрони, ліпопротеїни дуже низької щільності, ліпопротеїди низької щільності та ліпопротеїни високої щільності.

Хіломікрони

Хіломікрони (КМ) утворюються з жирних кислот і ліпідів, які надходять в організм разом з їжею, які, поглинувшись клітинами епітелію кишечника, змішуються та рекомбінуються між собою та з деякі білки.

Структура хіломікрона (Джерело: Posible2006 через Wikimedia Commons)

Утворенню хіломікронів передує їх вивільнення або виділення в лімфатичну систему і пізніше в циркуляцію.

Як тільки вони досягають певних позапечінкових тканин, ці частинки спочатку метаболізуються ферментом, відомим як ліпопротеїнова ліпаза, здатний гідролізувати тригліцериди і виділяти жирні кислоти, які можуть бути включені в тканини або окислені як паливо.

Ліпопротеїни дуже низької щільності

Ліпопротеїни дуже низької щільності або VLDL ( ліпопротеїди дуже низької щільності), також відомі як "пре-β-ліпопротеїди", виробляються в печінці і виконують функцію експорту тригліцеридів, які є одним з основних її компонентів.

Це один з ліпопротеїдів, виявлених у плазмі тварин, що голодують, і їх концентрація зростає з настанням віку.

Ліпопротеїди низької щільності

Ці ліпопротеїни, відомі як ЛПНЩ (ліпопротеїди низької щільності) або як β-ліпопротеїни, є завершальними етапами катаболізму ліпопротеїдів дуже низької щільності і багаті молекулами холестерину.

Найбільш поширені ліпопротеїди низької щільності, які становлять близько 50% від загальної маси ліпопротеїдів у плазмі і відповідають за транспортування понад 70% холестерину в крові. Як і ліпопротеїни дуже низької щільності, концентрація цих ліпопротеїдів у плазмі збільшується у віці організму.

Ліпопротеїди високої щільності

Ліпопротеїни високої щільності (ЛПВЩ) або α-ліпопротеїни - це ліпопротеїни, що беруть участь у метаболізмі ліпопротеїдів і хіломікронів дуже низької щільності, але вони також беруть участь у транспорті холестерину. Ці частинки багаті фосфоліпідами.

Деякі автори також припускають, що існують інші типи ліпопротеїнів, такі як ліпопротеїни середньої щільності (ІПЛ) та різні підрозділи ліпопротеїдів високої щільності (HDL1, HDL2, HDL3 тощо).

Приклади ліпопротеїдів

Ліпопротеїди високої щільності пов'язані з деякими важливими захворюваннями у людини. Ці частинки беруть участь у перенесенні зайвого холестерину з периферичних тканин до печінки, і такі молекули холестерину відомі як «хороший холестерин».

Метаболізм холестерину або "цикл" (Джерело: Hisashi Shinkai через Wikimedia Commons)

Однак в останні десятиліття холестерин, пов'язаний з ліпопротеїдами високої щільності, пов'язаний з більшими ризиками страждати серцево-судинними захворюваннями або "подіями", саме тому він був одним з найбільш вивчених факторів ризику таких патологічних станів.

Іншим хорошим прикладом ліпопротеїдів є хиломікрони, які є частинками, які утворюються з жирів, споживаних з їжею, і транспортуються в першу чергу циркуляційним потоком, як тільки вони утворюються епітеліальними клітинами слизової оболонки. кишкові.

Список літератури

1. Chiesa, ST, & Charakida, M. (2019). Функція ліпопротеїдів високої щільності та дисфункція у здоров’ї та захворюваннях. Серцево-судинні препарати та терапія, 33 (2), 207-219.
2. Christie, WW (2019). Ліпова павутина. Отримано 28 січня 2020 року з сайту www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Дурстін, Дж. Л., Гранджіан, PW, Кокс, Каліфорнія та Томпсон, штат Пенсільванія (2002). Ліпіди, ліпопротеїди та фізичні вправи. Журнал серцево-легеневої реабілітації та профілактики, 22 (6), 385-398.
4. Айзенберг, С., І Леві, RI (1975). Обмін ліпопротеїдів. У досягненні ліпідних досліджень (т. 13, с. 1-89). Ельзев'є.
5. Feingold KR, Grunfeld C. Вступ до ліпідів та ліпопротеїдів. . В: Фейнгольд К.Р., Анавалт Б, Бойс А та ін., Редактори. Ендотекст. Південний Дартмут (Массачусетс): MDText.com, Inc .; 2000-. Доступно з: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. Genest, J. (2003). Ліпопротеїнові розлади та серцево-судинний ризик. Журнал спадкового метаболічного захворювання, 26 (2-3), 267-287.
7. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA та Rodwell, VW (2014). Ілюстрована біохімія Харпера. McGraw-Hill.