1.血漿脂蛋白的組成和結構
血漿脂類物質主要與載脂蛋白等結合,形成可溶性脂蛋白,并以脂蛋白形式運輸。從脂肪動員釋放入血的游離脂酸,常與血漿中的清蛋白結合而運輸,不列入血漿脂蛋白內(nèi)。
(1)血漿脂蛋白的分類:由于各種脂蛋白含脂類及蛋白質各不相同,因而其密度各不相同。應用超速離心法可將血漿脂蛋白分為CM、VLDL、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL),見圖2-1。除上述四類脂蛋白外,還有中間密度脂蛋白(intermediatedensity lipoprotein,IDL),它是VLDL在血漿中的代謝產(chǎn)物,其組成及密度介于VLDL及LDL之間。后來又發(fā)現(xiàn)了一種脂蛋白,稱為脂蛋白(a)[Lp(a)],它的密度比LDL大,而顆粒也較LDL大。
圖2-1 超速離心分離血漿脂蛋白示意圖
(2)血漿脂蛋白的組成:血漿脂蛋白主要由蛋白質、三酰甘油、磷脂、膽固醇及其酯組成。各類脂蛋白都含有這四類成分,但其組成比例及含量卻大不相同。各種脂蛋白的密度大小及其組成中的蛋白質比例相關。各類脂蛋白的物理特性、主要成分、來源和功能見表2-2。
表2-2 血漿脂蛋白的分類
(續(xù)表)
(3)載脂蛋白:血漿脂蛋白中的蛋白質部分被稱為載脂蛋白(apolipoprotein,apo),在脂蛋白的結構、功能與代謝等方面具有重要作用。目前已發(fā)現(xiàn)的載脂蛋白有20種,主要有apoA、apoB、apoC、apoD及apoE五類,其中apoA又分為apoAⅠ、apoAⅡ、apoAⅣ及apoAⅤ;apoB又分為apoB100及apoB48;apoC又分為apoCⅠ、apoCⅡ、apoCⅢ及apoCⅣ。不同脂蛋白含不同的載脂蛋白,如HDL主要含apoAⅠ、apoAⅡ;LDL幾乎只含apoB100;VLDL除含apoB100外,還有apoCⅠ、apoCⅢ及apoE;CM含apoB48而不含apoB100。
(4)脂蛋白的結構:各種血漿脂蛋白具有大致相同的基本結構(圖2-2)。疏水性較強的三酰甘油及膽固醇酯均位于脂蛋白的內(nèi)核,而具有極性及非極性基團的載脂蛋白、磷脂及游離膽固醇則借其非極性的疏水基團與內(nèi)部的疏水鍵相聯(lián)系,覆蓋于脂蛋白的表面,其極性基團朝外,呈球狀。CM及VLDL主要以三酰甘油為內(nèi)核,LDL及HDL則主要以膽固醇酯為內(nèi)核。
圖2-2 血漿脂蛋白結構示意圖
2.脂蛋白受體
脂蛋白受體包括低密度脂蛋白受體(LDL受體)、LDL受體相關蛋白受體(LDL receptor related protein receptors,LRP)、gp330受體和極低密度脂蛋白受體(VLDL受體),其基本結構相似,但功能各異。
3.調(diào)節(jié)脂蛋白代謝的酶與蛋白質
脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)、肝脂酶(hepatic lipase,HL)、卵磷脂-膽固醇酰基轉移酶(lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT)是血漿脂蛋白代謝的3個關鍵酶,與膽固醇酯轉運蛋白(cholesterolester transferprotein,CETP)或稱脂質轉運蛋白(lipid transfer protein,LTP)一起調(diào)控脂蛋白代謝。與血液循環(huán)內(nèi)源性三酰甘油代謝有關的酶是LPL和HL。LCAT主要參與血漿膽固醇及其酯水平調(diào)節(jié),CETP促進血漿脂蛋白間膽固醇酯和三酰甘油的轉運和交換,在膽固醇逆向轉運中起重要作用。
4.各種血漿脂蛋白
(1)乳糜微粒(CM):是血漿中顆粒最大的脂蛋白,含三酰甘油近90%,因而其密度也最低。正常人CM在血漿中代謝迅速,半衰期為5~15m in,因此空腹12~14h后血漿中不含CM。CM由小腸黏膜細胞合成,是外源性三酰甘油及膽固醇的主要運輸形式。CM的功能為運輸外源性三酰甘油至骨骼肌、心肌、脂肪等組織,運輸外源性膽固醇至肝臟。
(2)極低密度脂蛋白(VLDL):三酰甘油的含量也較豐富。由于CM和VLDL中都是以三酰甘油為主,所以這兩類脂蛋白統(tǒng)稱為富含三酰甘油的脂蛋白。在沒有CM存在的血漿中,其三酰甘油的水平主要反映VLDL的多少。VLDL在血中的半衰期為6~12h。VLDL主要由肝細胞合成,是運輸內(nèi)源性三酰甘油的主要形式,肝細胞可以葡萄糖為原料合成三酰甘油,也可利用食物及脂肪動員的脂酸合成脂肪,與apoB100、apoE以及磷脂、膽固醇等結合形成VLDL。
(3)中間密度脂蛋白(IDL):是VLDL向LDL轉化過程中的中間產(chǎn)物,與VLDL相比,其膽固醇的含量明顯增加。IDL在體內(nèi)分解代謝十分迅速,因此在正常情況下,血漿中的IDL含量極低。
(4)低密度脂蛋白(LDL):是血漿中膽固醇含量最多的一種脂蛋白,其膽固醇含量(包括游離膽固醇和膽固醇酯)在一半以上。血漿中約70%的膽固醇是在LDL內(nèi)。LDL被稱為富含膽固醇的脂蛋白。LDL在血漿中的半衰期為2~4日。LDL主要由VLDL在人血漿中轉變而來,是轉運肝合成的內(nèi)源性膽固醇的主要形式。
(5)脂蛋白(a)[Lp(a)]:由36%膽固醇酯、9%游離膽固醇、3%三酰甘油、18%磷脂、34%蛋白質及5%蛋白結合糖構成。它具有類似于LDL的脂質核心,載脂蛋白為apo(a)和apoB100。Apo(a)是Lp(a)的抗原性蛋白,僅存在于Lp(a)中。Lp(a)主要在肝臟合成,并不是由VLDL轉化而來,也不能轉化成其他的脂蛋白。目前對調(diào)控Lp(a)產(chǎn)生和清除的相關因素尚了解不多。不同種族人群之間Lp(a)的差異較大,其在血漿中的水平主要受遺傳因素的影響。Lp(a)水平升高可競爭性地與纖溶酶原受體結合而影響纖維蛋白原的溶解,因而被認為是動脈粥樣硬化的獨立危險因素。Lp(a)水平升高是家族型高膽固醇血癥患者發(fā)生冠心病的危險因素,但只在同時有LDL水平升高的情況下,才具有致動脈粥樣硬化的作用。
(6)高密度脂蛋白(HDL):顆粒最小,其結構特點是脂質和蛋白質部分幾乎各占一半。HDL在血漿中的半衰期為3~5日。HDL主要由肝臟合成,小腸亦可合成部分,主要功能是參與膽固醇的逆向轉運(reverse cholesterol transport,RCT),即將膽固醇從肝外組織轉運至肝。HDL在LCAT、apoAⅠ及CETP等的作用下,可將膽固醇從肝外組織轉運到肝臟進行代謝。
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