生物化学与分子生物学/脂蛋白的代谢

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生物化学与分子生物学

生物化学与分子生物学目录

1.乳糜微粒(CM)

乳糜微粒是在小肠粘膜细胞中生成的,食物中的脂类在细胞滑面内质网上经再酯化后与粗面内质网上合成的载脂蛋白构成新生的(nascent)乳糜微粒(包括甘油三酯胆固醇酯和磷脂以及poB48),经高尔基复合体分泌到细胞外,进入淋巴循环最终进入血液

新生乳糜微粒入血后,接受来自HDL的apoC和apoE,同时失去部分apoA,被修饰成为成熟的乳糜微粒。成熟分子上的apoCⅡ可激活脂蛋白脂肪酶(LPL)催化乳糜微粒中甘油三酯水解为甘油和脂肪。此酶存在于脂肪组织、心和肌肉组织的毛细血管内皮细胞外表面上。脂肪酸可被上述组织摄取而利用,甘油可进入肝脏用于糖异生。通过LPL的作用,乳糜微粒中的甘油三酯大部分被水解利用,同时apoA、apoC、胆固醇和磷脂转移到HDL上,CM逐渐变小,成为以含胆固醇酯为主的乳糜微粒残余颗粒(remnant)。肝细胞膜上的apoE受体可识别CM残余颗粒,将其吞噬入肝细胞,与细胞溶酶体融合,载脂蛋白被水解为氨基酸,胆固醇酯分解为胆固醇和脂肪酸,进而可被肝脏利用或分解,完成最终代谢(图5-4)。

乳糜微粒(CM)的代谢过程


图5-4 乳糜微粒(CM)的代谢过程

TG:甘油三酯;pL:磷脂;Ch:胆固醇;ChE:胆固醇酯;ApO:载脂蛋白;HDL:高密度脂蛋白

由此可见,CM代谢的主要功能就是将外源性甘油三酯转运至脂肪、心和肌肉等肝外组织而利用,同时将食物中外源性胆固醇转运至肝脏。

2.极低密度脂蛋白(VLDL)

VLDL主要在肝脏内生成,VLDL主要成分是肝细胞利用糖和脂肪酸(来自脂动员或乳糜微粒残余颗粒)自身合成的甘油三酯,与肝细胞合成的载脂蛋白apoB100、apoAI和apoE等加上少量磷脂和胆固醇及其酯。小肠粘膜细胞也能生成少量VLDL。

VLDL分泌入血后,也接受来自HDL的apoC和apoE:apoCⅡ激活LPL,催化甘油三酯水解,产物被肝外组织利用。同时VLDL与HDL之间进行物质交换,一方面是将apoC和apoE等在两者之间转移,另一方面是在胆固醇酯转移蛋白(cholesteryl ester transfer protein)协助下,将VLDL的磷脂、胆固醇等转移至HDL,将HDL的胆固醇酯转至VLDL,这样VLDL转变为中间密度脂蛋白(IDL)。IDL有两条去路:一是可通过肝细胞膜上的apoE受体而被吞噬利用,另外还可进一步入被水解生成LDL(图5-5)。

极低密度脂蛋白(VLDL)的代谢过程


图5-5 极低密度脂蛋白(VLDL)的代谢过程

IDL:中间密度脂蛋白;LDL:低密度脂蛋白

由此可见,VLDL是体内转运内源性甘油三酯的主要方式。

3.低密度脂蛋白(LDL)

细胞对LDL的摄取和降解


图5-6 细胞对LDL的摄取和降解

LDL由VLDL转变而来,LDL中主要脂类是胆固醇及其酯,载脂蛋白为apoB100。

LDL在血中可被肝及肝外组织细胞表面存在的apoB100受体识别,通过此受体介导,吞入细胞内,与溶酶体融合,胆固醇酯水解为胆固醇及脂肪酸。这种胆固醇除可参与细胞生物膜的生成之外,还对细胞内胆固醇的代谢具有重要的调节作用:①通过抑制HMGCoA还原酶(HMGCoa reductase)活性,减少细胞内胆固醇的合成;②激活脂酰CoA胆固醇酯酰转移酶(acyl CoA:cholesterol acyltransferase,ACAT)使胆固醇生成胆固醇酯而贮存;③抑制LDL受体蛋白基因转录,减少LDL受体蛋白的合成,降低细胞对LDL的摄取(图5-6)。

除上述有受体介导的LDL代谢途径外,体内内皮网状系统的吞噬细胞也可摄取LDL(多为经过化学修饰的LDL),此途径生成的胆固醇不具有上述调节作用。因此过量的摄取LDL可导致吞噬细胞空泡化。

从以上可以看出,LDL代谢的功能是将肝脏合成的内源性胆固醇运到肝外组织,保证组织细胞对胆固醇的需求。

4.高密度脂蛋白(HDL)

HDL在肝脏和小肠中生成。HDL中的载脂蛋白含量很多,包括apoA、apoC、apoD和apoE等,脂类以磷脂为主。

HDL分泌入血后,新生的HDL为HDL3,一方面可作为载脂蛋白供体将apoC和apoE等转移到新生的CM和VLDL上,同时在CM和VLDL代谢过程中再将载脂蛋白运回到HDL上,不断与CM和VLDL进行载脂蛋白的变换。另一方面HDL可摄取血中肝外细胞释放的游离胆固醇,经卵磷脂胆固醇酯酰转移酶(LCAT)催化,生成胆固醇酯。此酶在肝脏中合成,分泌入血后发挥活性,可被HDL中apoAI激活,生成的胆固醇酯一部分可转移到VLDL。通过上述过程,HDL密度降低转变为HDL2。HDL2最终被肝脏摄取而降解(图5-7)。

HDL代谢


图5-7 HDL代谢 PC表示磷脂酰胆碱,LysoPC表示溶解性磷脂酰胆碱

由此可见,HDL的主要功能是将肝外细胞释放的胆固醇转运到肝脏,这样可以防止胆固醇在血中聚积,防止动脉粥样硬化,血中HDL2的浓度与冠状动脉粥样硬化呈负相关

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