血浆脂蛋白及其代谢

血浆脂蛋白及其代谢PlasmaLipoproteinsandItsMetabolism前言血脂：是血浆中的中性脂肪（甘油三酯和胆固醇）和类脂（磷脂、糖脂）的总称定义：脂蛋白：脂类难溶于水，正常血浆脂类物质与蛋白质结合成脂蛋白的形式存在。甘油三酯(triglyceride,TG)游离胆固醇(freecholesterol,FC)胆固醇酯(cholesterolester,CE)总胆固醇(TC)磷脂(phospholipid,PL)游离脂肪酸(freefattyacid,FFA)血脂(血浆脂类)plasmalipids糖脂(glycolipid)动脉粥样硬化（atherosclerosis,atherosis,As）冠心病（coronaryheartdisease,CHD）危险因素A冠心病、心肌梗死脑血栓、脑梗死动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)概念AS1992年，心脑血管病死亡占世界人口死因构成的25%，居各种死因首位。1996年为29%1999年已达33%。在北京市，自90年代以来，心脑血管病死亡在人口死因构成中一直占50%左右。可以说，心脑血管病已成为人类第一杀手。作为心脑血管病病理基础的动脉粥样硬化是怎么造成的呢？在众多内外因素中，最重要的是高血压（偷偷的凶手）、吸烟（微笑的凶手）、糖尿病（甜蜜的凶手）和高血脂。由于血脂浓度是随年龄逐年上升，平时没有感觉，几十年后才造成大病，出现冠心病或脑卒中，因此被称作“无声的凶手”。第一节血浆脂蛋白•血浆脂蛋白(lipoprotein,LP)是血浆脂类的主要存在形式与运输形式一、分类(一)超速离心法(ultracentrifugationmethod)依据不同脂蛋白的密度差异，在离心时漂浮速率不同而进行分离。密度差异缘于脂蛋白分子中蛋白质和脂类的含量不同，蛋白质含量较高，脂类含量较低者，密度较大，否则反之。标准的分析方法是在密度为1.063g/ml(相当于1.75mol/LNacl溶液的密度)的介质中进行密度小于1.063的脂蛋白向上漂浮，越小者漂浮得越快密度大于1.063的脂蛋白(HDL)则向下沉降漂浮快慢以Sf值的大小来表示Sf(Svedbergfloatationrate)据此，血浆脂蛋白通常分成：种类Sfd(g/ml)CM4000.95VLDL20~4000.95~1.006LDL0~201.006~1.063HDL(下沉)1.063~1.21(二)电泳法(electrophoresismethod)依据血浆脂蛋白分子中蛋白质表面电荷多少的不同而分离。通常可分成：CM、β-LP、pre-β-LP、α-LP(对应于CM、LDL、VLDL、HDL)β-LP：和β球蛋白一起迁移α-LP：和α球蛋白一起迁移超速离心法：乳糜微粒（chylomicron,CM）极低密度脂蛋白（verylowdensitylipoprotein,VLDL）中间密度脂蛋白（intermediatedensitylipoprotein,IDL）低密度脂蛋白（lowdensitylipoprotein，LDL）高密度脂蛋白（highdensitylipoprotein，HDL脂蛋白（a）[lipoprotein(a),Lp(a)]乳糜微粒、前-、和四条脂蛋白区带电泳法(一)化学组成相同点：蛋白质+脂类(TG、PL、FC+CE)不同点：(1)蛋白质和脂类的含量不同依蛋白质含量多少：HDLLDLVLDLCM依脂类含量多少：CMVLDLLDLHDL其中，各种脂类的含量又有差异(2)蛋白质(Apo)的种类及各种类含量不同(详后)二、脂蛋白的组成与结构(二)结构特征相同点：球形表层：极性分子――亲水性Apo、PL的极性部分(PL起桥梁作用)核心区：非极性分子(TG、CE)和PL的非极性部分――疏水性Apo与PL、FC往往“镶嵌”而存不同点：因Apo含量差异，其在表层的覆盖程度不同迄今已发现的载脂蛋白近20种，主要有ApoA、B、C、E和Apo（a）等类别，其中有些又可分成若干亚类，如：ApoA―ＡⅠ、ＡⅡ、ＡⅣＡpoB―Ｂ100、Ｂ48ＡpoC―ＣⅠ、ＣⅡ、ＣⅢＡpoE―Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ4(三)几种脂蛋白的构成特点1、CM含Apo种类较多(ApoA、B48、C等)分子最大(约500nm大小)脂类含量最多(约98%)，其中以TG为主蛋白质含量最少(约2%)2、VLDLApo中主要为ApoB100、C，还有ApoE含脂类85%~90%，其中TG占55%(内源性TG)颗粒小于CM而比其它脂蛋白大3、LDLFC：占45%~50%蛋白质：主要含ApoB100(占95%)，ApoE（少量）表层：Apo(占总Apo的85%)、PL，亲水部分突入周围水相中层：非极性脂类(TG、CE)，向内、外层插入，与非极性部分结合内层：Apo(约占总Apo的15%)、PLFC分布于三层中4、HDL主要含ApoAI、AII。Apo和脂类约各占1/2HDL2分类HDL3另有HDL1(HDLc)，仅出现于高胆固醇膳食后，非正常亚类5、脂蛋白(a)［LP-(a)，Lipoprotein(a)］1963年被发现。组成与结构类似于LDL，但分子量、颗粒较大，电泳较慢。脂类：TG、PL、FC、CE组成蛋白质：ApoB100、Apo(a)(特色)结构：类似于LDL临床意义（1）血浆LP(a)是导致As的独立危险因子（2）因Apo(a)与纤溶酶原具有高度同源性，在纤溶系统多个环节发挥作用。(四)脂蛋白的生理作用1、乳糜微粒：主要含有外源性甘油三酯，是运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。正常人血浆中的乳糜微粒空腹12小时后就被完全清除，不是动脉粥样硬化的主要危险因素，但容易诱发胰腺炎。2、极低密度脂蛋白（VLDL）：是运输内源性甘油三酯的主要形式。正常人极低密度脂蛋白大部分代谢变成低密度脂蛋白。这类脂蛋白由于携带胆固醇数量相对较少，且它们的颗粒相对较大，不易透过动脉内膜，因此，正常的极低密度脂蛋白没有致动脉粥样硬化作用，像乳糜微粒一样也不是冠心病的主要危险因素。极低密度脂蛋白代谢产生的低密度脂蛋白具有致动脉粥样硬化作用。3、低密度脂蛋白（LDL）：是由极低密度脂蛋白转变而来，携带胆固醇进入周围组织（包括血管）。目前已经证实，低密度脂蛋白是所有血浆脂蛋白中首要的致动脉粥样硬化性脂蛋白。已经证明粥样斑块中的胆固醇来自血液循环中的低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），经过氧化后具有更强的致动脉粥样硬化作用。4、高密度脂蛋白(HDL)：运载周围组织中的胆固醇到肝脏进行代谢，然后降解为游离胆固醇，再转化为胆汁酸或直接通过胆汁从肠道排出。动脉造影证明，高密度脂蛋白胆固醇含量与动脉管腔狭窄程度呈显著的负相关。所以高密度脂蛋白是一种抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白，是冠心病的保护因子。Apo-AIApo-AIIApo-B48TGCECMApo-B100Apo-CIIApo-ETGTCVLDLLDLApo-B100Apo-ECEHDLApo-AIApo-AIICE第二节载脂蛋白(apolipoprotein,apoprotein,Apo或apo)载脂蛋白特指脂蛋白中的蛋白质成分。其种类较多，其功能有同、有异，受体也不一致。目前已对数种Apo进行了基因水平的分析。载脂蛋白至少有下列五方面的功能:(一)、与脂质的亲和作用而使脂质溶于水性介质中;(二)、运转胆固醇和甘油三酯;(三)、作为脂蛋白外壳的结构成份,与脂蛋白外生物信息相连联;(四)、以配体的形式作为脂蛋白与特异受体的连接物。载脂蛋白结合到受体上是细胞摄取脂蛋白的第一步。(五)、激活某些与血浆脂蛋白代谢有关的酶类。例如,卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(licithin:cholesterylacetyltransferase,LCAT),该酶催化HDL中的游离胆固醇酯化为胆固醇酯;脂蛋白脂酶,该酶可水解CM和VLDL中的甘油三酯。一、载脂蛋白的组成、结构特点及生理功能Apo种类多，一般可分成5~7类。类--亚类—亚亚类。(一)ApoA族主要有ApoAI、ApoAII和ApoAIV1、ApoA-I组成A族中含量最多；构成HDL的主要载脂蛋白。结构特点人ApoAI：单链，243个氨基酸，28.3ku极性侧约2/3为α-螺旋蛋白质结构疏水侧约1/3为无规卷曲极性氨基酸含量较多，富含双性(亲脂性、亲水性)螺旋结构含量在HDL2和HDL3中，其含量均超过60%,在CM、VLDL和LDL中亦有少量存在来源肝、小肠功能(1)维持HDL结构的稳定与完整ApoAI的C-末端肽段(224~242a.a)维持双性螺旋结构;其疏水性适于与脂类结合(2)激活LCAT，促进胆固醇酯化起作用位置为肽段III(第116~151a.a)(3)作为HDL受体的配体，被HDL受体识别与结合2、ApoAII在HDL中的含量仅次于ApoAI，约占Apo总量的15%~25%二条肽链，77个氨基酸，8.7ku。在血浆中往往以二聚体形式存在。功能：(1)参与维持HDL结构(依靠其双性螺旋结构和与磷脂结合的肽段12~31、50~77)(2)肝脂酶的活化剂，促进脂蛋白中TG和PL的水解来源：肝和小肠硫酯键(-C-S-)将脂肪酸与Cys残基连接，从而将Apo与脂类相连。(二)ApoB族主要包括ApoB100和ApoB481、ApoB100来源：肝(主要)。分子量最大的载脂蛋白。单链糖蛋白，51ku，4536个氨基酸，其中含25个Cys残基。硫酯键(-C-S-)将脂肪酸与Cys残基连接，从而将Apo与脂类相连。富含Pro的疏水肽段ApoB100不在脂蛋白之间进行交换功能(1)构成LDL(占其Apo的95%)(2)作为LDL受体的配体，识别与结合该受体α-螺旋区段结构：β-折叠区段2、ApoB48来源：小肠特点：分子量为ApoB100的48%，因而得名。生物半寿期短(血浆中，5~10min)，易分解功能：构成CM(占其Apo总量的9%)，从而与运输外源性TG有关载脂蛋白apo-BmRNA的修饰C脱氨变为U(三)ApoC族分类：目前已发现I、II、III等3种亚型。分子量小于104u。亚型氨基酸残基数分子量(u)结构特点I576625含55%的α-螺旋结构II799110含23%的α-螺旋结构III798764含22%~54%不等的α-螺旋均为单一肽链。其α-螺旋结构易与磷脂结合。来源：主要为肝，小肠可少量合成功能：(1)构成各种脂蛋白，参与维系脂蛋白结构(2)作为酶的活化剂ApoCI激活LCATApoCII激活LPL(四)ApoE来源：以肝为主；脑、肾、骨骼、肾上腺等组织特点：299个氨基酸残基，其中，Arg和Lys较多，故为碱性蛋白；分子量34.145ku。约62%区段为α-螺旋结构，主要位于C-端区，可与脂类结合。主要分布于CM、VLDL及其残粒中。功能：(1)作为LDL受体的配体，同ApoB100一样，亦可被其识别和结合；(2)作为肝细胞CM残粒受体的配体；(强调)多态性显著，与个体血脂水平和As发生率相关。已发现E2、E3、E4三种异构体和6种不同表型。(五)Apo(a)分布：主要包含在血浆LP(a)中。LP(a)也是正常存在于血浆中的一种脂蛋白，但人群间浓度差异甚大，0~1000mg/L来源：肝特点：(1)LP(a)的脂类部分与LDL相似蛋白质部分由Apo(a)和ApoB构成，二者之间以二硫键相连(2)Apo(a)的分子结构与纤溶酶原(plasminogen,PG;profibrinolysin)相似信号序列(疏水性)Kringle-4结构37个Kringle-5结构1个注Kringle结构：位于多肽链中的一种“三套环形”结构，由几十个氨基酸残其组成。其中“三套”(即3个连接点)由二硫键连接。(3)由于Apo(a)具有纤溶酶原的类似结构，故它可能与纤溶酶原受体或纤维蛋白大分子结合，从而阻止凝血块被溶解(4)Apo(a)参与构成的LP(a)携带胆固醇到血管内膜沉积，从而促进动脉粥样硬化的形成。现在一般认为，血浆LP(a)是促进As