Lelkes amatőröknek – Lipoprotein anyagcsere

A lipoproteinek a koleszterint, zsírt és más zsíroldékony tápanyagokat, például az A, D, E, K vitaminokat szállítják a vérben a különböző szervekhez (pl. máj) illetve szövetekhez (zsírszövet, egyéb sejtek).

A koleszterin, mint az összes többi zsír és zsíroldékony anyag nem oldódik vízben és így a vérben sem, ezért az oldódás speciálisan „csomagolva” történik. Ezeket a kis „csomagokat” hívjuk lipoproteineknek, fehérje-zsír részecskéknek.

A lipoproteinek a következő részekből állnak:

Zsírmag: trigliceridek, koleszterin észterek (zsírsavakkal kötődött koleszterin), zsíroldékony vitaminok,

Egyrétegű külső foszfolipid köpeny, kevés szabad koleszterinnel

Apoproteineknek nevezett fehérjék, ezek lehetnek a köpeny állományán áthatoló típusok (apoA vagy apoB), melyek a köpeny külső és belső felszínén is láthatóak, ellentétben a külső típusú fehérjékkel, (apoC, apoE), ezek csak a foszfolipid köpeny külső felszínén helyezkednek el.

A lipoproteinek sűrűségük alapján kerültek elnevezésre, pl. nagy sűrűségű lipoprotein (angolul high density lipoprotein, HDL) vagy alacsony sűrűségű lipoprotein (low density lipoprotein, LDL).  Összesen 5 fajta lipoporteint különböztetünk meg:

• Kilomikron (igen nagy méretű, a neve az átmérőjét jelzi)
• VLDL (very low density lipoprotein – nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein)
• IDL (intermediate density lipoprotein – köztes sűrűségű lipoprotein)
• LDL (low density lipoprotein – alacsony sűrűségű lipoprotein)
• HDL (high density lipoprotein – nagy sűrűségű lipoprotein)

Minden lipoprotein (fehérje-zsír részecske) jellemző mennyiségben tartalmaz proteint (fehérje), trigliceridet (egy bizonyos zsírfajta), koleszterint és koleszterin észtereket (l. a táblázatot).

Ahogy a táblázatból látható, a nagy kilomikron molekulák és a VLDL a triglicerid fő szállítói a vérben, míg az IDL, LDL és HDL túlnyomóan koleszterin észtereket szállítanak. A trigliceridek kémiailag 1 glicerin molekulához kötött 3 zsírsavból állnak és lényegében az energiaszolgáltató zsírsavak raktárbázisát jelentik. A zsírsavak a sejtekben az energiatermelés alap molekulái, a sejt-szintű elégetésük során képződő energiát raktározza szervezetünk speciális energiaraktározó vegyületek (ATP, adenozin trifoszfát) formájában.
A koleszterin észterek a koleszterinnek 1 zsírsavval alkotott egyszerű vegyületei, a koleszterin így szállítódik a szervezet sejtjeihez, hogy azok sejthártyájába épüljenek (telített vagy többszörösen telítetlen zsírsavakkal együtt). A sejthártya egységét és stabilitását teljes egészében ezeknek a zsírsavaknak és a koleszterinnek a relatív mennyisége határozza meg. A koleszterin számos nélkülözhetetlen hormon, pl. a kortizol, az aldoszteron, a nemi hormonok (tesztoszteron, ösztrogén) előanyaga is egyben.

Mi történik a szervezetben az egyes lipoproteinekkel?

Kilomikron anyagcsere:

A kilomikron az étrendből származó zsírokat szállítja a májhoz és a test zsírszövetéhez. Bélrendszerünk a bélhámsejtekben “becsomagolja” a koleszterint, zsírokat, zsíroldékony tápanyagokat és vitaminokat. Ezek a “csomagok” apoB48 nevű fehérjét kapnak. Ez egy olyan fehérje, amely a köpenyen átnyúlik a lipoprotein belsejébe, az apoB100 nevű fehérje rövid változata, hosszának kb. 48 százaléka.

A kilomikron egy igen nagy molekula, tipikus koleszterin és foszfolipid köpennyel, apoB48 fehérjével. Magja túlnyomó részt triglicerideket tartalmaz (l. a fenti táblázatot).

A kilomikronok a bélhámsejtekből bekerülnek a bél nyirokrendszerébe, majd a nyirokkeringés révén a fő nyirokvezetéken keresztül a bal oldalon a kulcscsont alatti véna révén a vérkeringésbe.

A véráramban 2 új apoprotein kapcsolódik hozzájuk, mindkettő a felszínhez: az apoC és az apoE. A kilomikronok vagy a májba vagy a zsírszövetbe kerülnek. A májban a májsejtek megkötik a felszíni apoE molekulát a májsejtek felületén lévő LDL-receptorok (LDL-R) révén, majd a kilomikron a májsejt belsejébe kerül, ahol triglicerid tartalma felhasználódik az energiatermeléshez és egyéb anyagcsere-folyamatokhoz. (receptor = jelfogó)

A kilomikron előszeretettel kötődik a zsírsejtek felszínén lévő lipoprotein lipáz nevű (LPL) zsírbontó enzimhez az apoC fehérje segítségével. A lipoprotein lipáz glicerinre és szabad zsírsavakra bontja a kilomikron belsejében lévő triglicerideket, ezek bekerülnek a zsírsejtekbe, így kiürül a kilomikron triglicerid magja és a zsírsejtek feltöltődnek zsírsavakkal. Mikor a triglicerid szint kb. 20%-ra csökken a kilomikronban, az apoC fehérje leválik, és ez a csökkent triglicerid tartalmú részecske apoB48 és apoE fehérjékkel a kilomikron maradvánnyá alakul.

A kilomikron maradványt a májsejtek kivonják a keringésből a kilomikron maradvány receptor használatával, ez az apoE-hez képes kötődni. A máj ezután a megmaradt trigliceridet felhasználja.

VLDL, IDL and LDL anyagcsere:

A VLDL lipoproteineket a máj állítja elő. Ezek szállítják a zsírokat a májból más szövetekbe, főleg a zsírszövetbe. A VLDL főleg triglicerideket és koleszterin észtereket szállít (l. a fenti táblázatban) és minden VLDL tartalmaz egy köpenyen átnyúló apoB100 nevű fehérjét.

Amint az LDL a véráramba kerül, a kilomikronhoz hasonlóan 2 fehérjével, az apoC-vel és az apoE-vel bővül, ezeket a HDL molekuláktól veszi át. Ugyancsak a kilomikronhoz hasonló módon a VLDL is az apoC révén kötődik a zsírsejtek lipoprotein lipázához. Ez az ismert módon hasítja a trigliceridet a zsírsejtek által felhasználható glicerinre és zsírsavakra.

A VLDL triglicerid tartalmának 50%-ra csökkenésekor leválik az LPL-ről, visszakerül a májba, ahol a rajta lévő apoE révén az LDL receptorhoz (LDL-R) kötődik. A VLDL hosszú ideig a zsírsejt felszínén marad vagy másik zsírsejthez kötődik. Ha triglicerid tartalma a kiindulási érték 30%ára csökken, IDL molekulává alakul át, amely alcsony triglicerid tartlama miatt magas százalékban tartlamaz koleszterin észtereket. Az IDL-t a máj LDL-receptorai “fogják be” az apoE fehérjén keresztül. Az IDL emellett képes újra kötődni a zsírsejtekhez, trigliceridjeit kb. 10%-ig kiüríteni. Ekkor elveszti az apoE és apoC fehérjéit és koleszterin észterben gazdag részecske lesz belőle: LDL molekulánként mindössze 1 apoB100 fehérjével. Így az LDL nagyon hasonlít a VLDL-hez abban, hogy mindegyikük 1 apoB 100-at tartalmaz, azonban a VLDL trigliceridben, míg az LDL koleszterin észterekben gazdag, és így az LDL a koleszterin fő szállító lipoproteinje a máj és a test további sejtjei felé.

Igen lényeges tény, hogy az LDL molekula felszínén nincs apoE és apoC fehérje, ezért a máj képtelen felvenni a vérből, ugyanis az LDL-receptor (LDL-R) az apoE erős megkötésére képes! Mivel az LDL apoB100 fehérjéje sokkal kisebb erővel képes kötődni a máj LDL-receptorához, ez a vérből való kivonásának időtartamát lényegesen megemeli a többi lipoproteinhez képest (a VLDL és IDL mindegyike rendelkezik az LDL-receptorhoz kötődéshez szükséges apoE fehérjével).

Ennek a hosszú LDL élettartamnak a következménye, hogy a vérben az LDL fogékonnyá válik azokra az oxidáló hatásokra, amelyek a többszörösen telítetlen zsírsavakkal teli foszfolipid köpenyt érintik.

Innen gyökereztethető az LDL “ROSSZ” koleszterinként történő elnevezése. Az LDL a legfontosabb koleszterin szállítója a test összes sejtjének! NEM ez az a koleszterin, amely az érelmeszesedést okozza. A károsító hatásért az oxidált LDL részecskék felelősek, ezeket veszik fel a monociták/makrofágok (fehérvérsejt típusok) és viszik át az érfal belső rétegén keresztül a verőerek falába és ott az érelmeszesedés első megjelenési formáját, a habos sejteket alakítják ki.

Az igazi probléma az, hogy az LDL a koleszterin szállító molekulája és emelkedett vérszint esetén, különösen ha oxidálódik, közvetlen összefügésbe hozható a szív- érrendszeri betegségek magas kockázatával.

Néhány szó a HDL anyagcseréjéről

A HDL az a lipoprotein, amelyik koleszterint a szövetek felől szállítja vissza a májba, ahonnét a koleszterin az epébe kiválasztódva epesavak formájában a bélbe kerül. A vékonybélből azonban az epesavak nagy része (kb. 70%-a) végül is újra felszívódik az étel zsírtartalmával együtt, bekerül a kilomikronba és az egész körforgás kezdődik elölről.

A HDL-t a májsejtek állítják elő (illetve néhány egyéb bélrendszeri sejt). Egyedülálló a szerkezete, mivel egy, a köpenyt átérő apoA fehérjét tartalmaz. Előállításakor igen alacsony triglicerid vagy szabad koleszterin tartalma, alapvetően “üres” és az a feladata, hogy összegyűjtse a sejtektől a koleszterint és visszavigye a májba. Gyakorlatilag a máj “füles kosara”. A keringésbe kerülve az üres HDL felveszi az LCAT nevű enzimet (lecitin-koleszterin-aciltranszferáz). A HDL az LCAT enzimmel felfegyverkezve bármilyen koleszterin tartalmú sejtfelszínhez képes kötődni, majd a koleszterin észterekhez kapcsolódva azokat a HDL molekulára átvinni. Így képes a szövetekből a koleszterint átvenni és a májba szállítani, ahol az apoA fehérje kötődést követően a koleszterin a májsejtbe kerül és az epével kiürül.

Elégtelen mennyiségű HDL termelődése esetén a kisebb szállító kapacitás miatt a szövetekből, érfalból kevesebb koleszterin visszaszállítására van lehetőség, ezért az alacsony HDL szint az érbetegségek független kockázati tényezője. Az LDL-nél említettekhez hasonlóan a HDL “JÓ” koleszterinként történő elnevezése itt sem igazán helytálló, mivel magának a HDL-nek az alacsony szintje hajlamosít érbetegségre, míg normális vagy magas szintje védő hatású, tehát itt sem a koleszterinről van szó, hanem a szállító molekuláról.

A koleszterin az koleszterin. Egy zsírfajta, amely a sejhártya fontos alkotórésze, annak stabilitásáért és egységéért felelős, valamint számos hormon előnyaga. Azonban a koleszterinnek a különböző szállító molekulákkal való társulása szükségszerűen megteremti az alapját az érrendszeri betegségekben való részvételnek.

A füst csak jelzi a tüzet; a füst nem oka tűznek. A sok füst azonban szükségszerűen nagy tüzet jelez?

Ha jól megértjük a lipoproteinekkel kapcsolatos történéseket, talán könnyebben tudunk erre a kérdésre is válaszolni.

Jó elmélkedést kívánok…