1.血浆脂蛋白的组成和结构
血浆脂类物质主要与载脂蛋白等结合,形成可溶性脂蛋白,并以脂蛋白形式运输。从脂肪动员释放入血的游离脂酸,常与血浆中的清蛋白结合而运输,不列入血浆脂蛋白内。
(1)血浆脂蛋白的分类:由于各种脂蛋白含脂类及蛋白质各不相同,因而其密度各不相同。应用超速离心法可将血浆脂蛋白分为CM、VLDL、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL),见图2-1。除上述四类脂蛋白外,还有中间密度脂蛋白(intermediatedensity lipoprotein,IDL),它是VLDL在血浆中的代谢产物,其组成及密度介于VLDL及LDL之间。后来又发现了一种脂蛋白,称为脂蛋白(a)[Lp(a)],它的密度比LDL大,而颗粒也较LDL大。
图2-1 超速离心分离血浆脂蛋白示意图
(2)血浆脂蛋白的组成:血浆脂蛋白主要由蛋白质、三酰甘油、磷脂、胆固醇及其酯组成。各类脂蛋白都含有这四类成分,但其组成比例及含量却大不相同。各种脂蛋白的密度大小及其组成中的蛋白质比例相关。各类脂蛋白的物理特性、主要成分、来源和功能见表2-2。
表2-2 血浆脂蛋白的分类
(续表)
(3)载脂蛋白:血浆脂蛋白中的蛋白质部分被称为载脂蛋白(apolipoprotein,apo),在脂蛋白的结构、功能与代谢等方面具有重要作用。目前已发现的载脂蛋白有20种,主要有apoA、apoB、apoC、apoD及apoE五类,其中apoA又分为apoAⅠ、apoAⅡ、apoAⅣ及apoAⅤ;apoB又分为apoB100及apoB48;apoC又分为apoCⅠ、apoCⅡ、apoCⅢ及apoCⅣ。不同脂蛋白含不同的载脂蛋白,如HDL主要含apoAⅠ、apoAⅡ;LDL几乎只含apoB100;VLDL除含apoB100外,还有apoCⅠ、apoCⅢ及apoE;CM含apoB48而不含apoB100。
(4)脂蛋白的结构:各种血浆脂蛋白具有大致相同的基本结构(图2-2)。疏水性较强的三酰甘油及胆固醇酯均位于脂蛋白的内核,而具有极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则借其非极性的疏水基团与内部的疏水键相联系,覆盖于脂蛋白的表面,其极性基团朝外,呈球状。CM及VLDL主要以三酰甘油为内核,LDL及HDL则主要以胆固醇酯为内核。
图2-2 血浆脂蛋白结构示意图
2.脂蛋白受体
脂蛋白受体包括低密度脂蛋白受体(LDL受体)、LDL受体相关蛋白受体(LDL receptor related protein receptors,LRP)、gp330受体和极低密度脂蛋白受体(VLDL受体),其基本结构相似,但功能各异。
3.调节脂蛋白代谢的酶与蛋白质
脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)、肝脂酶(hepatic lipase,HL)、卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT)是血浆脂蛋白代谢的3个关键酶,与胆固醇酯转运蛋白(cholesterolester transferprotein,CETP)或称脂质转运蛋白(lipid transfer protein,LTP)一起调控脂蛋白代谢。与血液循环内源性三酰甘油代谢有关的酶是LPL和HL。LCAT主要参与血浆胆固醇及其酯水平调节,CETP促进血浆脂蛋白间胆固醇酯和三酰甘油的转运和交换,在胆固醇逆向转运中起重要作用。
4.各种血浆脂蛋白
(1)乳糜微粒(CM):是血浆中颗粒最大的脂蛋白,含三酰甘油近90%,因而其密度也最低。正常人CM在血浆中代谢迅速,半衰期为5~15m in,因此空腹12~14h后血浆中不含CM。CM由小肠黏膜细胞合成,是外源性三酰甘油及胆固醇的主要运输形式。CM的功能为运输外源性三酰甘油至骨骼肌、心肌、脂肪等组织,运输外源性胆固醇至肝脏。
(2)极低密度脂蛋白(VLDL):三酰甘油的含量也较丰富。由于CM和VLDL中都是以三酰甘油为主,所以这两类脂蛋白统称为富含三酰甘油的脂蛋白。在没有CM存在的血浆中,其三酰甘油的水平主要反映VLDL的多少。VLDL在血中的半衰期为6~12h。VLDL主要由肝细胞合成,是运输内源性三酰甘油的主要形式,肝细胞可以葡萄糖为原料合成三酰甘油,也可利用食物及脂肪动员的脂酸合成脂肪,与apoB100、apoE以及磷脂、胆固醇等结合形成VLDL。
(3)中间密度脂蛋白(IDL):是VLDL向LDL转化过程中的中间产物,与VLDL相比,其胆固醇的含量明显增加。IDL在体内分解代谢十分迅速,因此在正常情况下,血浆中的IDL含量极低。
(4)低密度脂蛋白(LDL):是血浆中胆固醇含量最多的一种脂蛋白,其胆固醇含量(包括游离胆固醇和胆固醇酯)在一半以上。血浆中约70%的胆固醇是在LDL内。LDL被称为富含胆固醇的脂蛋白。LDL在血浆中的半衰期为2~4日。LDL主要由VLDL在人血浆中转变而来,是转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。
(5)脂蛋白(a)[Lp(a)]:由36%胆固醇酯、9%游离胆固醇、3%三酰甘油、18%磷脂、34%蛋白质及5%蛋白结合糖构成。它具有类似于LDL的脂质核心,载脂蛋白为apo(a)和apoB100。Apo(a)是Lp(a)的抗原性蛋白,仅存在于Lp(a)中。Lp(a)主要在肝脏合成,并不是由VLDL转化而来,也不能转化成其他的脂蛋白。目前对调控Lp(a)产生和清除的相关因素尚了解不多。不同种族人群之间Lp(a)的差异较大,其在血浆中的水平主要受遗传因素的影响。Lp(a)水平升高可竞争性地与纤溶酶原受体结合而影响纤维蛋白原的溶解,因而被认为是动脉粥样硬化的独立危险因素。Lp(a)水平升高是家族型高胆固醇血症患者发生冠心病的危险因素,但只在同时有LDL水平升高的情况下,才具有致动脉粥样硬化的作用。
(6)高密度脂蛋白(HDL):颗粒最小,其结构特点是脂质和蛋白质部分几乎各占一半。HDL在血浆中的半衰期为3~5日。HDL主要由肝脏合成,小肠亦可合成部分,主要功能是参与胆固醇的逆向转运(reverse cholesterol transport,RCT),即将胆固醇从肝外组织转运至肝。HDL在LCAT、apoAⅠ及CETP等的作用下,可将胆固醇从肝外组织转运到肝脏进行代谢。
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