血脂代谢(脂蛋白)解读

血脂是血中脂类物质的统称,它包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯和游离脂肪酸等。血脂主要来自食物吸收和体内组织细胞(肝和脂肪组织)释放进入血浆。正常人空腹血脂总量为400~700mg/dl(4.0~7.0mmol/L),其中甘油三酯为10~160mg/dl(平均100mg/dl),总胆固醇150~250mg/ dl(平均200mg/dl),胆固醇酯占总胆固醇的70%左右。由于脂类不溶于水,因此血中脂类与载脂蛋白(apoliporotein,Apo)结合形成水溶性的脂蛋白(lipoprotein)形式进行转运和代谢的。所以血脂代谢实际上是血浆脂蛋白的代谢。

脂蛋白种类和结构

血浆脂蛋白因脂类、蛋白组成及含量上的差异,形成了不同的脂蛋白类型,不同脂蛋白有其不同的特点和代谢(表3-3-1)。按脂蛋白密度由小至大顺序,依次分为乳糜微粒(chylomicron,CM)、极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)。脂蛋白的结构特点是载脂蛋白位于脂蛋白颗粒的外层,其亲水基团朝外,疏水基团朝内。脂质位于脂蛋白颗粒内,磷脂的亲水基团可伸出到脂蛋白的外表,以增加脂蛋白外层的亲水性,并起稳定脂蛋白结构的作用。载脂蛋白分A、B、C、D、E五类,各类又分若干亚类,载脂蛋白在血脂代谢中发挥重要作用,其主要功能为运载脂质并维持脂蛋白结构的稳定,有些载脂蛋白还具有激活脂蛋白代谢酶和识别脂蛋白受体的功能。如Apo A Ⅰ能激活卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT);Apo B能识别细胞膜上的LDL受体;Apo C Ⅱ能激活脂蛋白脂肪酸(LPL)等。

脂蛋白代谢

各种脂蛋白在血中运送脂类过程中,脂蛋白之间和脂蛋白与组织细胞之间进行着不断的脂类交换、胆固醇酯化和脂肪水解和释放等代谢。脂蛋白代谢可以分成外源性脂类代谢和内源性脂类代谢(图3-3-1):外源性脂类代谢中,消化道吸收的脂类在肠道上皮细胞内加工形成CM,CM中的三脂酰甘油可被肌肉(骨骼肌、心肌)、脂肪等组织的毛细血管内皮细胞表面脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)水解,产生游离脂肪酸(free fatty acids,FFA)可被肝脏、肌肉和脂肪组织摄取利用。LPL是CM和VLDL的三脂酰甘油降解关键酶,磷脂及ApoCⅡ是LPL的辅因子。在LPL反复作用下,CM内核90%以上的三脂酰甘油被水解,CM颗粒逐渐变小,最后转变成CM残粒,后者通过LDL受体(LDL receptor,LDLR)和LDL受体相关蛋白(LDL receptor-related protein,LRP),被肝细胞摄取代谢。通过上述过程,食物来源的脂类经CM转运后最终被机体组织细胞摄取利用。

表3-3-1 脂蛋白主要种类、组成和功能

脂蛋白主要种类、组成和功能

脂蛋白代谢概况

图3-3-1 脂蛋白代谢概况

ABCA1,ATP结合盒转运载体A1;CM,乳糜微粒;CE,胆固醇酯;CETP,胆固醇酯转移蛋白;FFA,游离脂肪酸;HDL,高密度脂蛋白,HTGL,肝甘油三酯脂肪酶;IDL,中间密度脂蛋白;LCAT,卵磷脂:胆固醇脂酰转移酶;LDL,低密度脂蛋白;LDL-R,LDL受体;LPL,脂蛋白脂酶;LRP,LDL受体相关蛋白;SR B1,清道夫受体B1;TG,甘油三酯;VLDL,极低密度脂蛋白

内源性脂类代谢中,肝脏内合成的甘油三酯和其他脂类以及载脂蛋白装配成VLDL 颗粒并释放入血以供外周组织摄取利用。同样通过组织毛细血管内皮细胞表面LPL不断水解后,VLDL颗粒逐步变小成为中间密度脂蛋白(intermediate-density lipoproteins,IDL),IDL一部分被肝脏摄取,一部分进一步代谢成为甘油三酯很少而有相关数量的胆固醇的LDL,LDL主要转运胆固醇进入肝脏和外周组织,大部分LDL(60%~80%)通过LDLR被肝脏和外周细胞摄取,其余LDL 通过LRP或清道夫受体(scavenger receptors,SR)摄取。特别是氧化型LDL(oxidized LDL,ox-LDL)通过SR被巨噬细胞和平滑肌细胞摄取,当这些巨噬细胞摄取过多胆固醇酯后转变为泡沫细胞,这与动脉粥样硬化发生和发展有关。

HDL在外周组织细胞释放的胆固醇转运至肝脏,即逆向转运胆固醇(reverse cholesterol transport,RCT)中发挥了重要作用(图3-3-1),从肝脏和肠道释放出的新生HDL颗粒是扁平的盘状结构,准备接受和装载外周细胞释放出的游离胆固醇,在过程需要ATP结合盒转运载体1(ATP binding cassette transporter 1,ABCT1),ApoA-Ⅰ,ApoA-Ⅳ和卵磷脂:胆固醇脂酰转移酶(lecithin:cholesterol acyltransferase,LCAT)等参与。ApoA-Ⅰ激活LCAT,后者催化HDL的游离胆固醇酯化使之更好地装载和转运。获得了大量胆固醇酯、载脂蛋白和甘油三酯后,HDL颗粒逐步变大。RCT可以采用三条不同途径进行:第一,含有多个ApoE的大颗粒HDL通过LDLR被肝脏摄取;第二,通过SRB1被肝脏和类固醇激素合成组织摄取;第三,通过胆固醇酯转运蛋白(cholesteryl ester transfer protein,CEPT)将胆固醇酯从HDL转移到富含甘油三酯的脂蛋白颗粒上(CM,VLDL)。RCT复杂性直接影响了血浆HDL胆固醇水平,涉及RCT的载脂蛋白、酶、转运载体和受体等紊乱都会影响HDL抗动脉粥样硬化作用。

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