Липопротеины: общее строение и функции
Липиды нерастворимы в водных средах организма, поэтому их транспорт в лимфе и крови обеспечивают специализированные надмолекулярные комплексы — липопротеины. Несмотря на функциональное разнообразие, все липопротеины имеют сходное строение.
- Гидрофобное ядро — содержит триацилглицеролы, эфиры холестерина, жирорастворимые витамины.
- Поверхностный монослой — образован фосфолипидами, ориентированными полярными головками наружу, а гидрофобными «хвостами» — внутрь, к ядру; в него встроен свободный холестерин.
- Аполипопротеины (апобелки) — белковый компонент, придающий частице функциональные свойства.
Аполипопротеины: интегральные и периферические
Апобелки делятся на две группы по характеру связи с частицей:
- Интегральные — встраиваются в липопротеин при его синтезе, остаются в составе частицы и служат её структурным маркером. К ним относятся апоВ-48 (хиломикроны) и апоВ-100 (ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП).
- Периферические — могут передаваться от одного липопротеина другому. Ключевые представители: апоС-II, апоЕ, апоА-I.
Образование незрелого хиломикрона в кишечнике
Хиломикрон — крупнейший по размеру и наименее плотный липопротеин, специализированный на транспорте экзогенных (поступающих с пищей) триацилглицеролов и холестерина. Хиломикрон собирается в энтероцитах слизистой тонкой кишки. На этом этапе частица содержит ресинтезированные триацилглицеролы, эфиры холестерина, фосфолипиды и единственный интегральный апобелок — апоВ-48. Такая частица называется незрелым хиломикроном. Она секретируется в лимфатические капилляры (лактеали), через грудной лимфатический проток поступает в венозный кровоток, минуя печень.
Созревание хиломикрона в кровотоке
В крови незрелый хиломикрон взаимодействует с липопротеинами высокой плотности (ЛПВП), выступающими донорами периферических апобелков. От ЛПВП хиломикрон получает:
- апоС-II — активатор липопротеинлипазы;
- апоЕ — лиганд для печёночного рецептора.
После этого частица именуется зрелым хиломикроном и приобретает способность отдавать жиры тканям.
Действие липопротеинлипазы и доставка жиров тканям
Зрелый хиломикрон циркулирует, пока не контактирует с липопротеинлипазой (ЛПЛ) — ферментом, заякоренным на эндотелии капилляров мышечной и жировой ткани. АпоС-II на поверхности хиломикрона активирует ЛПЛ, после чего фермент гидролизует триацилглицеролы ядра на свободные жирные кислоты и глицерол.
- Жирные кислоты поступают в миоциты, где окисляются с выделением энергии, либо в адипоциты, где повторно этерифицируются и депонируются в виде триацилглицеролов.
- Глицерол с током крови переносится в печень, где включается в гликолиз или глюконеогенез.
Остаточные хиломикроны и их захват печенью
По мере отдачи триацилглицеролов частица уменьшается и обогащается холестерином — образуется остаточный хиломикрон (ремнантная частица). Ремнант захватывается гепатоцитами через рецептор к апоЕ. В лизосомах гепатоцитов компоненты частицы расщепляются под действием лизосомальных гидролаз до конечных продуктов: жирных кислот, холестерола и аминокислот, которые далее используются клеткой.
Сравнение с другими классами липопротеинов
Помимо хиломикронов, в крови циркулируют ещё четыре класса липопротеинов, отличающихся плотностью, составом и функцией:
- ЛПОНП (липопротеины очень низкой плотности) — транспортируют эндогенные триацилглицеролы, синтезированные в печени, к периферическим тканям; интегральный апобелок — апоВ-100.
- ЛППП (липопротеины промежуточной плотности) — переходная форма между ЛПОНП и ЛПНП.
- ЛПНП (липопротеины низкой плотности) — основной транспорт холестерола к периферическим тканям; содержат апоВ-100.
- ЛПВП (липопротеины высокой плотности) — осуществляют обратный транспорт холестерола из тканей в печень, удаляя его избыток; служат депо и донором периферических апобелков (апоС-II, апоЕ) для других липопротеинов.
Ключевые моменты
- Хиломикроны — липопротеины, переносящие экзогенные жиры от энтероцитов к тканям.
- Структурный маркер хиломикронов — интегральный апобелок апоВ-48.
- Незрелый хиломикрон созревает в крови, получая апоС-II и апоЕ от ЛПВП.
- АпоС-II активирует липопротеинлипазу на эндотелии капилляров.
- ЛПЛ гидролизует триацилглицеролы до жирных кислот (мышцы, жировая ткань) и глицерола (печень).
- Остаточные хиломикроны захватываются печенью через рецептор к апоЕ.
- ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП имеют интегральный апобелок апоВ-100.
- ЛПВП обеспечивают обратный транспорт холестерола и служат донором периферических апобелков.