ЛИПОПРОТЕИНИ: СТРУКТУРА, СЪСТАВ, ФУНКЦИИ, ВИДОВЕ, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2026

На липопротеини са сложни частици, които функционират в транспорта и усвояването на липиди чрез кръвта от и до различни тъкани. Те са съставени предимно от неполярни липиди като холестерол и триглицериди, в допълнение към някои фосфолипиди и протеини.

Това са молекулни агрегати, които се синтезират главно в червата и черния дроб, които при влизане в циркулацията са в състояние на постоянен поток, което означава, че променят редовно състава и физическата си структура, тъй като са „улавени“. „И се метаболизира от периферните тъкани на тялото, които са„ насочени “.

Структура на липопротеин (Източник: AntiSense чрез Wikimedia Commons)

Липидните компоненти, които не се абсорбират чрез липопротеини в дадена тъкан, обикновено се връщат като „пренасяне“ в черния дроб, където те се обработват по-нататък.

Повечето липопротеини се изучават поради връзката им с човешкото здраве, според които са определени четири типа с клинично значение, всеки от които с различни физиологични функции: хиломикрони, много ниски липопротеини. плътност, липопротеини с ниска плътност и липопротеини с висока плътност.

В този смисъл плазмените липопротеини са тясно свързани с патологични процеси от голямо значение за хората, като артериосклероза и коронарна болест.

структура

Плазмените липопротеини са частици с почти сферична структурна морфология, тъй като всъщност представляват сложни мицели липиди и протеини, при които хидрофобните или аполарните участъци на липидите са обърнати един към друг в центъра, докато хидрофилните или полюсите са изложени на повърхността, в контакт с водната среда.

Хидрофилната "обвивка" или "обвивка" на тези частици се състои главно от нестерифицирани молекули на холестерола, фосфолипиди с полярните им "глави", "обърнати" навън, и протеини, наречени аполипопротеини; докато централната част или „сърцевината“ се състои от холестеролови естери и триглицериди.

Състав на липопротеините

Както беше обяснено, липопротеините са частици, които основно се състоят от смес от липиди и протеини, които изпълняват транспортни функции.

- Липидна част

В зависимост от разглеждания тип липопротеин, липидният състав може да варира, особено по отношение на количествата фосфолипиди и свободни или естерифицирани молекули на холестерола.

В допълнение към състава, масата или делът на липидите в липопротеините също е силно променлива. В хиломикроните, например, липидите представляват повече от 98% от липопротеиновата маса, докато за липопротеините с висока плътност те могат да бъдат по-малко от 50%.

Обикновено липопротеините се свързват с транспортирането на триглицериди за съхранение (мастна тъкан) или използването им в метаболизма (клетки или мускулни влакна).

Тези триглицериди могат да бъдат с екзогенен произход (абсорбирани в червата от храната) или с ендогенен произход (синтезирани и секретирани от черния дроб и чревните клетки).

Хиломикроните и липопротеините с много ниска плътност са двата вида липопротеини, които имат най-голямото изобилие от триглицериди и холестерол, така че плътността им е значително по-ниска от тази на другите липопротеини.

За разлика от тях липидният компонент на липопротеините с ниска плътност и висока плътност се състои главно от холестерол и фосфолипиди. Сред най-разпространените фосфолипиди, открити в липопротеините, са сфингомиелините и фосфатидилхолините, чиито молни съотношения варират от един липопротеин до друг.

Важно е да се отбележи, че много физични свойства на липопротеините са свързани с тяхното липидно съдържание и състав, включително флотационни свойства, повърхностен заряд и тенденция към миграция в електрически полета.

- порция протеин

Протеините, които са свързани с всички плазмени липопротеини, са известни като аполипопротеини или апопротеини и, както при липидите, количеството на тези молекули, присъстващи в различните класове липопротеини, е силно променливо.

Хиломикроните, с най-малко плътни липопротеини, имат около 1% протеин и се съобщава за максимално съдържание в някои липопротеини с висока плътност (от най-малките липопротеини) със стойности близки до 50%.

Повече или по-малко 10 различни вида апопротеини са изолирани и описани при хора, които са номинирани според номенклатурата "ABC" като: Apo AI, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B- 100, Apo B-48, Apo CI, Apo C-II, Apo C-III, Apo D и Apo E.

Основният протеин на липопротеините с висока плътност е известен като аполипопротеин A (Apo AI и Apo A-II), този на липопротеините с ниска плътност е апопротеин В (който се намира също в хиломикроните и частиците с ниска плътност) и аполипопротеинът на хиломикроните е Апо В-48, по-малък от Апо В с липопротеини с ниска плътност.

Апопротеините CI, C-II и C-III са протеини с ниско молекулно тегло, които се намират в плазмата като част от частици с висока и много ниска плътност.

Някои от протеините, свързани с липопротеините, са гликопротеини, такъв е случаят с Апо Е, който е изолиран от липопротеини с много ниска и висока плътност.

Основни функции

По принцип аполипопротеините отговарят за функции като:

- Бъдете част от основната структура на липопротеините.

- Да функционират като ензимни кофактори за някои протеини с ензимна активност, които участват в техния метаболизъм.

- Специфични лиганди за липопротеинови рецептори на повърхността на клетките от "мишени" или "целеви" тъкани за транспортиране на триглицериди и холестерол.

Характеристика

Липопротеините активно участват в транспорта и чревната абсорбция на мастни киселини, които се получават от храната, в допълнение, тези частици също допринасят за транспортирането на липиди от черния дроб до периферните тъкани и в обратния транспорт, т.е., от периферните тъкани до черния дроб и червата.

Метаболизъм на липопротеини (Източник: Npatchett чрез Wikimedia Commons)

След това тези молекулни агрегати правят хидрофобните липидни вещества "съвместими" с водната среда, която съставлява по-голямата част от телесните течности на животните, позволявайки тяхното "транспортиране и доставяне" до тъканите, където са необходими.

Вторичната функция, която се приписва на липопротеините, се състои освен това в транспортирането на чужди токсични съединения с хидрофобни и / или амфипатични характеристики (едната екстремна хидрофобна, а другата хидрофилна), както е при някои бактериални токсини и др.

Те също могат да транспортират мастноразтворими витамини и антиоксидантни молекули по цялото тяло.

Видове (класификация)

Липопротеините се класифицират според плътността им, характеристика, пряко свързана с връзката между пропорцията на липидите и протеините, които ги съставят, и което е много полезно, когато се разделят чрез ултрацентрифугиране.

По този начин тези частици са класифицирани в четири различни групи, всяка от които изпълнява определена функция и има различни свойства. Тези групи са: хиломикрони, липопротеини с ниска плътност, липопротеини с ниска плътност и липопротеини с висока плътност.

хиломикроновите

Хиломикроните (СМ) се образуват от мастни киселини и липиди, които влизат в организма с храна, които след като се абсорбират от клетките на чревния епител, се смесват и рекомбинират помежду си и с някои протеини.

Структура на хиломикрон (Източник: Posible2006 през Wikimedia Commons)

Образуването на хиломикрони предхожда тяхното освобождаване или секреция в лимфната система и по-късно в циркулацията.

След като достигнат определени извънпеченочни тъкани, тези частици първоначално се метаболизират от ензим, известен като липопротеинова липаза, способен да хидролизира триглицеридите и да отделя мастни киселини, които могат да бъдат включени в тъканите или окислени като гориво.

Липопротеини с ниска плътност

Липопротеините с много ниска плътност или VLDL (Липопротеин с много ниска плътност), известен също като „пре-β липопротеини“ се произвеждат в черния дроб и изпълняват функцията за износ на триглицериди, които представляват един от основните му компоненти.

Това са един от липопротеините, открити в плазмата на животни на гладно и концентрацията им се увеличава с напредване на възрастта.

Липопротеини с ниска плътност

Тези липопротеини, известни като LDL (липопротеин с ниска плътност) или като β-липопротеини, представляват последните стъпки в катаболизма на липопротеините с много ниска плътност и са богати на молекули на холестерола.

Липопротеините с ниска плътност са най-разпространени, представляващи около 50% от общата маса на плазмените липопротеини и отговорни за транспортирането на повече от 70% холестерол в кръвта. Подобно на липопротеините с много ниска плътност, плазмената концентрация на тези липопротеини се увеличава с възрастта на тялото.

Липопротеини с висока плътност

Липопротеините с висока плътност (HDL) или α-липопротеините, са липопротеини, участващи в метаболизма на липопротеини с ниска плътност и хиломикрони, но те също участват в транспортирането на холестерол. Тези частици са богати на фосфолипиди.

Някои автори също така предполагат, че има и други видове липопротеини като липопротеини с междинна плътност (IDL) и различни подразделения на липопротеини с висока плътност (HDL1, HDL2, HDL3 и т.н.).

Примери за липопротеини

Липопротеините с висока плътност са свързани с някои важни заболявания при хората. Тези частици участват в прехвърлянето на излишния холестерол от периферните тъкани към черния дроб и такива молекули на холестерола са известни като "добър холестерол".

Холестеролен метаболизъм или "цикъл" (Източник: Хисаши Шинкай през Wikimedia Commons)

Въпреки това, през последните десетилетия, холестеролът, свързан с липопротеините с висока плътност, е свързан с по-големи рискове от страдания от „събития“ или сърдечно-съдови заболявания, поради което той е един от най-изследваните рискови фактори за такива патологични състояния.

Друг добър пример за липопротеините е този на хиломикроните, които са частиците, които се образуват от мазнини, консумирани с храна и които се транспортират на първо място от циркулационния поток, след като се образуват от епителните клетки на лигавицата чревния.

Препратки

1. Chiesa, ST, & Charakida, M. (2019). Липопротеинова функция с висока плътност и дисфункция в здравето и болестите. Сърдечно-съдови лекарства и терапия, 33 (2), 207-219.
2. Кристи, WW (2019). Липидната мрежа. Произведено на 28 януари 2020 г. от www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Durstine, JL, Grandjean, PW, Cox, CA, & Thompson, PD (2002). Липиди, липопротеини и упражнения. Списание за кардиопулмонална рехабилитация и профилактика, 22 (6), 385-398.
4. Eisenberg, S., & Levy, RI (1975). Липопротеинов метаболизъм. In Advances in липидни изследвания (том 13, стр. 1-89). Elsevier.
5. Feingold KR, Grunfeld C. Въведение в липидите и липопротеините., В: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A et al., Редактори. Endotext. Южен Дартмут (Масачузетс): MDText.com, Inc.; 2000-. Достъпно от: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. Genest, J. (2003). Липопротеинови нарушения и сърдечно-съдов риск. Списание за наследствено метаболитно заболяване, 26 (2-3), 267-287.
7. Мъри, RK, Granner, DK, Mayes, PA и Rodwell, VW (2014). Илюстрираната биохимия на Харпър. McGraw-Hill.