Lipoprotein med lav tetthet

Lipoprotein med lav tetthet ( LDL , tysk: lipoprotein med lav tetthet ) refererer til en av flere klasser av lipoproteiner . Det fungerer som transport vesikler til plasma vann ( lipofile ) forbindelser, slik som kolesterol , Cholesterinester , triglycerider , fettsyrer og fosfolipider , så vel som for de fettløselige vitaminer vitamin E og vitamin A .

funksjon

LDL transporterer kolesterolet som produseres av kroppen selv fra leveren til vevet og sirkulerer i blodet i omtrent fem dager. Kolesterol er hovedsakelig nødvendig som en komponent av cellemembraner og som en forløper for gallsyrer og steroidhormoner .

struktur

Humant LDL har en tetthet på 1.019 til 1.063 g / ml og en størrelse på 18 til 25 nm (22 nm i gjennomsnitt). LDL danner således en heterolog gruppe partikler av forskjellige størrelser, sammensetninger og strukturer. Alle partikler har til felles at de inneholder et enkelt protein, apolipoprotein B100 (Apo B100) med en molær masse på 550 kDa (4536 aminosyreenheter ). Dette utgjør også omtrent 95% av proteinmassen til en LDL-partikkel. I tillegg er over 170 triglyserider, over 1600 kolesterolestere, 700 fosfolipider (spesielt lecitiner og sfingomyeliner) og over 600 molekyler fritt kolesterol assosiert. Omtrent to tredjedeler av sistnevnte er lokalisert på overflaten. Den inneholder også mange andre lipider som lysofosfatidylkolin eller fosfatidyletanolamin og lipofile antioksidanter som ubiquinon-10, vitamin E, γ-tokoferol eller karotenoider.

På 1970-tallet ble det antatt at LDL-overflaten var et trippel eller dobbelt lipidlag med ApoB i sin kjerne. I dag antas det å være en sfærisk lipoproteinpartikkel med et amfipatisk lipidlag som omgir en hydrofob kjerne.

LDL-partiklene varierer i struktur og fysiske egenskaper, avhengig av hvilke og hvor mange lipider de inneholder, og avhengig av konformasjonen til Apo B100.

Videre er undergrupper av LDL kjent som avviker i triglyseridinnhold . LDL-mønsteret A betegner "normal" (vanlig form) LDL. I tillegg til dem er det imidlertid også det "lille, tette LDL" (LDL-mønster B, også sdLDL eller s-LDL), som har redusert triglyserid- og kolesterolinnhold og som utgjør en økt risiko for koronar hjertesykdom .

Det er kjent mange mutasjoner av ApoB-100 hos mennesker, hvorav noen er assosiert med høyt kolesterol. I tillegg til ytre faktorer som bestemmer nivået av LDL-nivået i blodet, er aktiviteten av enzymet proprotein konvertase subtilisin / Kexin type 9 ( PCSK9 ) er en viktig bestemmende faktor fordi den binder LDL-reseptoren og komplekset blir brutt ned i den leveren således mindre LDL absorberes fra blod. En sjelden genvariant med redusert PCSK9-aktivitet er assosiert med lavere LDL-nivåer og mindre forekomst av koronar hjertesykdom . Dette førte til utvikling av spesifikke monoklonale antistoffer , legemidler (hemmere) og genterapier rettet mot PCSKA9 .

Roll i sykdom

LDL kan lett oksyderes av pro-oksidative metallkationer, for eksempel, og danner deretter oksidert LDL, hvorved på den ene siden fettløselige vitaminer, spesielt vitamin E, forbrukes av oksidasjonsprosessen og på den annen side tryptofanenheter oksyderes av apoB-100. Oksidert LDL absorberes ( fagocytoseres ) og lagres i arterieveggene i makrofager uhemmet og uavhengig av konsentrasjonen . Denne fettoverbelastningen av makrofagene fører til dannelsen av skumceller , som i medisinsk forskning anses å være en av årsakene til utvikling av arteriosklerose .

Demontering

Det er to uavhengige veier i menneskekroppen for å bryte ned LDL-kolesterol i blodet: LDL-reseptorveien og den såkalte scavenger-banen . Den største delen, omtrent 65% av LDL-kolesterolet i plasma, metaboliseres via LDL-reseptorer , hvorved et område mellom aminosyreenhetene 3359 til 3369 på apoB-100 har blitt identifisert som et reseptorbindingssted og for binding av LDL til reseptoren som er ansvarlig for. LDL-reseptorer finnes i alle celletyper i arteriene og i hepatocytter (leverceller). LDL-partiklene absorberes i cellene av reseptorene via klatrinbelagte groper , hvor de endocytotiske vesiklene smelter sammen med lysosomer . På grunn av den sure pH-verdien som hersker der, frigjøres LDL fra reseptoren, som deretter transporteres tilbake til cellemembranen og brytes ned av lysosomale proteaser . De transporterte lipidene transporteres inn i cytosolen og lagres som lipiddråper.

Laboratoriemålinger (diagnostikk)

I blodprøver skilles det mellom kolesterolverdien (også totalt kolesterol , her registreres det totale kolesterolet i blodet) og LDL-kolesterolet (her bestemmes bare LDL-andelen). I dag måles LDL-kolesterol direkte i rutinelaboratorier ved bruk av kliniske kjemianalysatorer. (Roche, Beckmann, Siemens osv.) En beregning ved bruk av Friedewald-formelen som bruker direkte målte verdier av totalt kolesterol, triglyserider og HDL blir bare sjelden gjort. Formelen for denne beregningen ifølge Friedewald er LDL-kolesterol = totalt kolesterol - (HDL + [triglyserider / 5]) . I Tyskland er referanseverdiområdet for LDL-kolesterol for kvinner og menn mellom 70 og 180 mg / dl.

For forskningsformål er LDL hovedsakelig isolert fra blodplasmaet ved ultrasentrifugering og er tydelig synlig som et bånd i tetthetsgradientløsningen på grunn av sin gule farge, som kommer fra karotenoidinnholdet . Etter isolasjon er LDL veldig følsom for oksidasjon og kan bare lagres oksygenfritt i en lukket beholder (ved å forskyve luft med argon ) i noen dager ved 4 ° C.

Se også

Individuelle bevis

  1. a b c d Tiia Hevonoja et al.: Struktur av LDL-partikler (low density lipoprotein): Grunnlag for forståelse av molekylære endringer i modifisert LDL . I: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molekylær og cellebiologi av lipider . teip 1488 , nr. 3 , 15. november 2000, s. 189-210 , doi : 10.1016 / S1388-1981 (00) 00123-2 .
  2. Hannia Campos et al.: LDL-partikkelstørrelsesfordeling. Resultater fra Framingham Offspring Study. I: Arteriosklerose og trombose: A Journal of Vascular Biology . teip 12 , nei. 12 , 1. desember 1992, s. 1410-1419 , doi : 10.1161 / 01.ATV.12.12.1410 .
  3. Akira Yamamoto: Mekanisme for produksjon av liten, tett Ldl i hypertriglyseridemi: rolle kolesterylesteroverføringsprotein og hepatisk triglyseridlipase . I: Atherosclerosis Journal . teip 136 , nr. 1 . Elsevier, 1. mars 1998, s. 28 , doi : 10.1016 / S0021-9150 (97) 84521-2 ( aterosklerose-journal.com ).
  4. Neil J. Stone, Donald M. Lloyd-Jones: Det er bra å senke LDL-kolesterol, men hvordan og i hvem? New England Journal of Medicine 2015, bind 372, utgave 16, 16. april 2015, side 1564-1565, doi: 10.1056 / NEJMe1502192
  5. Kiran Musunuru et al.: In vivo CRISPR-basisredigering av PCSK9 senker varig kolesterol i primater . I: Natur . 593, nr. 7859, mai 2021, ISSN  1476-4687 , s. 429-434. stikkode : 2021Natur.593..429M . doi : 10.1038 / s41586-021-03534-y . PMID 34012082 .
  6. A. Giessauf, E. Steiner, H. Esterbauer "tidlig ødeleggelse av tryptofanrester av apolipoprotein B er et vitamin E-uavhengig prosess under kobber-mediert oksidasjon av LDL" BBA Vol. 1256 (1995) 221-232.