Lipoproteine sind spezialisierte Transportpartikel, die für den Transport von lipophilen Molekülen wie Cholesterin, Triglyceriden und Phospholipiden im wässrigen Blutplasma verantwortlich sind. Da Fette nicht wasserlöslich sind, werden sie in diesen protein- und lipidreichen Komplexen verpackt und über den Blutkreislauf zu verschiedenen Geweben transportiert.
Jedes Lipoprotein besteht aus einer hydrophilen Hülle, die aus Apolipoproteinen und Phospholipiden gebildet wird, und einem hydrophoben Kern, der Triglyceride und Cholesterinester enthält. Sie spielen eine zentrale Rolle im Fettstoffwechsel und beeinflussen das Herz-Kreislauf-Risiko, insbesondere durch den Cholesterintransport.
Lipoproteine werden nach Dichte, Zusammensetzung und Funktion in verschiedene Klassen unterteilt:
- Chylomikronen
- VLDL (very low density lipoproteins)
- IDL (intermediate density lipoproteins)
- LDL (low densitiy lipoproteins)
- HDL (high densitiy lipoproteins)
| Lipoprotein-Typ | Wichtige Apolipo- proteine | Cholesterin (verestert und frei) | Dichte (g/ml) | Durch-messer (nm) | Triacyl- glycerine (Relative Zusammensetzung in %) | Apoli- proteine (Relative Zusammensetzung in %) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Chylo-mikronen | ApoB-48 ApoC-II ApoE | 4 | 0,95 | Bis zu 600 | 90 | 2 |
| VLDL | ApoB-100 ApoC-II | 20 | 0,95-1,006 | 30-90 | 54 | 10 |
| IDL | ApoB-100 | 43 | 1,006-1,02 | 25-30 | 20 | 17 |
| LDL | ApoB-100 | 52 | 1,02-1,06 | 21-27 | 4 | 23 |
| HDL | ApoA-I ApoE | 19 | 1,06-1,21 | 7-13 | 5 | 46 |
Chylomikronen:
- Bildung
- Ort: Enterozyten der Darmmukosa
- Gebildet aus:
- ApoB-48, Triacylglycerine, Cholesterinester, weitere Lipide
- Lipide stammen aus der Wiederveresterung von Nahrungsfetten
- Weg der Chilomikronen
- Funktion
- Transport von Nahrungsfetten (Triacylglycerine) zu extrahepatischen Geweben
- Versorgung von Muskeln und Fettgewebe mit Fettsäuren
- Cholesterintransport vom Darm zur Leber
- Aufnahme und Verteilung fettlöslicher Vitamine
- Modifikation in der Blutbahn
- HDL überträgt ApoC-II und ApoE an Chylomikronen
- ApoC-II aktiviert Lipoproteinlipase (LPL) → liegt an der Außenseite der Endothelzellmembranen und spaltet Triacylglycerine der Chylomikronen
- Fettsäuren → Aufnahme in Muskeln und Fettgewebe oder Transport mit Albumin
- Glycerin → gelangt zur Leber
- Bildung von Chylomikronen-Remnants
- Nach TG-Abgabe enthalten die Reste mehr Cholesterin
- Remnants werden über ApoE von der Leber aufgenommen (LDL-Rezeptor, LRP)
VLDL:
- Bildung
- Syntheseort: Leber
- Bestandteile:
- Triglyceride aus endogenen Fettsäuren (Chylomikronen-Remnants, IDL, oder de novo aus Kohlenhydraten)
- Cholesterinester, gebildet durch ACAT
- Apolipoproteine: Hauptsächlich ApoB-100, Lipidbeladung durch MTP
- Freisetzung in die Blutbahn über den Disse-Raum
- Weg der VLDL:
- Funktion
- Transport von Triglyceriden zu extrahepatischen Geweben
- Cholesterinbereitstellung für Zellen
- Versorgung von Muskeln und Fettgewebe mit Fettsäuren
- Umwandlung zu IDL und LDL
- HDL überträgt ApoC-II → aktiviert Lipoproteinlipase (LPL)
- LPL hydrolysiert Triglyceride → Freisetzung von Fettsäuren zur Gewebeaufnahme
- Durch TG-Abbau steigt der relative Cholesteringehalt → VLDL werden zu IDL.
- Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (LCAT) verestert freies Cholesterin in IDL
- IDL werden durch hepatische Lipase weiter zu LDL umgewandelt
- Eigenschaften von LDL
- Während der Umwandlung geht ApoC-II verloren
- LDL enthält nur noch ApoB-100, das erst nach vollständiger Reifung die Rezeptorbindungsstelle freilegt
LDL:
- Aufnahme von LDL in Zellen
- LDL im Blutkreislauf bindet an LDL-Rezeptoren auf der Zellmembran und gelangt durch rezeptorvermittelte Endozytose in die Zelle
- ApoB-100 bindet an den LDL-Rezeptor extrahepatischer Gewebe
- Vesikelbildung (Endosom) → Fusion mit Lysosom
- Hydrolyse von Cholesterinestern & Lipiden → Freisetzung von Cholesterin, Fettsäuren, Glycerin und Aminosäuren
- Verarbeitung des Cholesterins
- Einbau in Zellmembranen
- Nutzung in Stoffwechselwegen (z. B. Steroidhormonsynthese)
- Umwandlung in Cholesterinester durch ACAT → Speicherung in Lipidtröpfchen
- Regulation der LDL-Rezeptoren
- LDL-Rezeptor kann recycelt oder proteasomal abgebaut werden
- Transkriptionsfaktor SREBP-2 reguliert die Rezeptor-Expression:
- Niedriges Cholesterin → erhöhte LDL-Rezeptor-Synthese
- Hohes Cholesterin → Hemmung der Rezeptor-Synthese
- Ubiquitinligase IDOL fördert den Abbau des LDL-Rezeptors (durch Oxysterole aktiviert)
- Familiäre Hypercholesterinämie
- Mutation des LDL-Rezeptors verhindert Endozytose → LDL bleibt im Blut
- Erhöhtes Atheroskleroserisiko
- Häufigkeit: ca. 1:300 in Deutschland
- Aufnahme von LDL in die Leber
- Nicht resorbiertes LDL wird durch LDL-Rezeptoren in die Leber aufgenommen und dort weiterverarbeitet
HDL:
- Bindung an LCAT und Cholesterinveresterung
- LCAT ist an HDL gebunden und wandelt Cholesterin in Cholesterinester um
- Cholesterinester werden in HDL aufgenommen und gespeichert
- Cholesterinaufnahme aus peripheren Zellen
- HDL entzieht Zellmembranen überschüssiges freies Cholesterin
- Bildung von HDL3 (weniger beladen) → HDL2 (stärker beladen)
- Aktivierung der Lipoproteinlipase (LPL)
- HDL aktiviert LPL, die Triglyceride in anderen Lipoproteinen abbaut (z. B. VLDL)
- Weg der HDL
