Proteiny %

Transkript

1 Strana 1 (celkem 11) Oddělení laboratorní medicíny nemocnice Šternberk Jívavská 20, 78516, Česká Republika Tel fax olm@nemstbk.cz info: Charakteristika analýzy: Identifikace: CHOLESTEROL Využití: Rizikový faktor aterosklerózy, nepřímý ukazatel jaterních funkcí Referenční mez : < 5 mmol/l Doporučený způsob odběru materiálu: uzavřený systém, sérum,l odběr ráno nalačno mezi hodinou. Klinická data: Jde o sterol, sestávající se ze čtyř benzenových jader a -OH skupiny, který se vyskytuje ve volné nebo esterifikované formě (s mastnými kyselinami). Do organismu se cholesterol dostává buď zvenčí nebo je syntetizován de novo z acetylco-a přes mevalonát, skvalen a lanosterol (játra, distální část tenkého střeva). Cholesterol je základním stavebním kamenem buněčné membrány, prekursorem steroidních hormonů a žlučových kyselin. Asi 70 % cholesterolu je přítomno v krvi v podobě esterů s vyššími mastnými kyselinami. Obecné údaje: Všechny tuky v plazmě jsou transportovány ve formě lipoproteinů. Lipoproteiny lze klasifikovat z mnoha hledisek. Podle fyzikálních a chemických vlastností je dělíme na chylomikra, VLDL, IDL, LDL a HDL (HDL2 a HDL3) (tab.1). Hlavní transportní formou cholesterolu je LDL (asi 70 % případů), část cholesterolu je také obsažena v HDL (muži asi %, ženy až 30 %). Hlavní transportní formou triglyceridů je VLDL (55 % případů), triacylglyceroly jsou ale obsaženy i v LDL (u 29 % osob), HDL (u 11 % vyšetřovaných) a chylomikrech (u méně než <5 % vyšetřovaných). TABULKA 1 - Lipoproteiny, charakteristika Chylomikro VLDL IDL LDL HDL PARAMETR ny Elfo Chylomikrony Pβ široký β β α Hustota <0,95 0,95-1,006 1,006-1,019 2,063 > 1,21 Velikost (nm) Cholesterol % Triglyceridy % Fosfolipidy % Proteiny % Apolipoproteiny jsou proteinovou složkou lipoproteinového komplexu, které jsou velmi důležité pro jeho metabolismus; mají rozličné funkce: jsou to především kofaktory enzymů lipidového metabolismu, zprostředkují vazbu lipoproteinů na specifické receptory,

2 Strana 2 (celkem 11) jsou to strukturální bílkoviny lipoproteinů, účastní se přenosu lipidových komponent a stabilizují lipidovou emulzi. Mezi apolipoproteiny patří ApoA-I, ApoA-II, ApoA-IV, ApoB- 48, ApoB-100, ApoE2-4, ApoC-I, ApoC-II, ApoC-III, ApoD, ApoF, ApoG, ApoH a Apo(a). Apolipoprotein je možno také definovat jako protein vázající lipidy, který je schopen tvořit rozpustnou, polydisperzní rodinu. V plazmě se mohou lipoproteiny vyskytovat buď jako oddělené jednotky (volné neboli primární), nebo ve formě sdružených komplexů (sekundární apolipoproteiny - např. komplex Lp B-C, B-C-E, A-B-C-E, atp). Obecně lze říci, že apolipoproteiny skupiny B jsou důležité pro absorpci lipidů ze střeva, pro sekreci a transport VLDL a pro vazbu LDL na membránové receptory. Apolipoproteiny skupiny C jsou regulátory hydrolýzy lipoproteinů bohatých na triacylglyceroly. Apolipoproteiny skupiny A jsou důležité pro metabolismus cholesterolu a jeho esterů. Apolipoproteiny skupiny E jsou zodpovědné za katabolismus zbytků chylomiker (remnants), ev. zbytků VLDL. Geny pro ApoA-I, ApoA-IV a ApoC-III jsou uloženy na 11. chromosomu, gen pro ApoA-II na 1. chromosomu, gen pro ApoH na 17. chromosomu. Gen pro ApoE na 19. chromosomu, pro ApoD na 3. chromosomu, pro ApoC-I a ApoC-II na 19. chromosomu a pro ApoJ na 8. chromosomu. Přesné názvy všech apolipoproteinů, jejich uložení, funkce a genetickou determinaci jsou vyjmenovány v tabulkách 2 a 3. Za vazbu a následnou internalizaci lipoproteinů do buňky jsou na buněčné membráně zodpovědné specifické glykoproteiny, které nazýváme receptory (receptor pro LDL, scavenger receptor, receptor pro remnanta) (tabulka 4). TABULKA 2 - Apolipoproteiny, charakteristika, funkce Vznik Mol.hmot. lipoprotein Funkce PARAMETR ApoAI Isoformy:3-5 Konc:l,2-1,4g/l ApoAII Isoformy:2-3 Konc:0,4-0,5g/l ApoAIV Isoformy:3 Konc:0,05- O,lg/l ApoB48 Isoformy:1 Konc:0,05g/l Střevo tenké střevo střevo tenké střevo HDL, CH chylomikrony HDL,CH chylomikrony tenké střevo HDL,CH chylomikrony aktivátor LCAT,, strukturální protein HDL nízká hladinariziko ICH existují i varianty např.apoai MILANO snížený HDL, ale není aterogenní aktivátor jat. lipázy, strukturální protein HDL transport trg? střevo chylomikrony strukturální protein chylomikronů, vazba na receptory?je nezbytný pro absorpci lipidů ze střeva a to nejen trg, ale i vitaminů,

3 Strana 3 (celkem 11) ApoB100 Isoformy:? Konc:0,7-0,9g/l ApoCI Isoformy:2 Konc:0,06-0,08 g/l ApoCII Isoformy:2 Konc:0,04-0,06g/l rozpustných v tucích. Při jeho deficitu - karence? játra LDL, VLDL strukturální protein, vazba na receptory. játra CH,VLDL, IDL,HDL játra CH,VLDL, IDL,HDL aktivace LCAT aktivace LPL ApoCIII Isoformy:3-4 Konc:0,1-0,12g/l ApoD (AIII) Isoformy:? Konc:0,08-0,1g/l ApoE (E2-E4) Isoformy:3 Konc:0,06-0,08g/l Lipoprotein(a) Isoformy:? Konc:do 0,20-0,3g/l ApoF Isoformy:? Konc:0,02g/l játra CH,VLDL, IDL,HDL játra, tenké střevo placenta, nadledvinky játra perif.tkáň makrofágy inhibice LPL HDL transport lipidů, steroidů, bilirubinu myelinizace CH, VLDL, IDL,HDL strukturální protein, vazba na receptory! Odbourávání částic bohatých na chol,trg Játra LDL,HDL Homologni molekula s plasminogenem, kompetuje s ním o receptor, snizuje se fibrinolýza? HDL? ApoG? VHDL? ApoH Isoformy:3-5 Konc:0,15-0,3g/l? Chylomikron y ApoJ plasma, moč, likvor, mateřské mléko, semin.?? Kofaktor LPL, stavební pro fosfolipidy, DNA, ovlivňuje agregaci destiček (ADP) Inhibice maturace spermií, ochrana membrán

4 Strana 4 (celkem 11) TABULKA 3 - Geny pro proteiny a některé enzymy lipidového metabolismu 1. chromozom ApoA-II 2. chromozom ApoB 3. chromozom ApoD 6. chromozom - Lp(a) 7. chromozom paraoxonáza 8. chromozom - ApoJ 11. chromozom - ApoA-I, ApoA-IV, ApoC-III 16. chromozom - LCAT, CETP 17. chromozom - ApoH 19. chromozom - ApoC-I, ApoC-II, ApoE, LDL receptor 20. chromozom PLTP TABULKA 4 - Nejdůležitější receptory LDL receptor. Funkce: poskytování dostatku cholesterolu buňce (nutný k syntéze membrán, je prekurzorem např. žlučových kyselin a steroidů). Umístění: játra, gonády a nadledvinky. Známé poruchy: - porucha syntézy receptorů - porucha transportu z receptorů endoplasmatického retikula (EDPR) na povrch buňky - porucha vazby LDL částice na receptor -porucha internalizace Scavenger receptor (acetyl LDL) Funkce: vazba acetylovaných a oxidovaných částic LDL. Význam těchto receptorů vzrůstá při deficitu funkčních LDL receptorů (např. u familární hypercholesterolemie FH) Umístění: makrofágy, buňky hladkého svalu, endotelie. Receptor chylomikronových remnantů Funkce: odstraňování zbytků (remnant) z plasmy. Receptory rozeznávají jak ApoE tak ApoB, ale vážou pouze částice, obsahující ApoE. Jsou funkční i u osob s FH. Umísténí: játra Receptory pro HDL Umístění: fibroblasty, buňky hladkého svalu. Dalším receptorem pro HDL je receptor v játrech (ligandem je ApoAI). PPAR Funkce: ovlivnění metabolismu lipoproteinů v játrech, ovlivnění metabolismu mastných kyselin ve svalech, ovlivnění homestázy glukózy Umístění: fibroblasty, buňky hladkého svalu cév, játra, endotelie V lipidovém metabolismu hraje velmi důležitou roli také řada enzymů (lipoproteinová lipáza, jaterní lipáza, fosfolipáza-a, LCAT, HMGCo-A reduktáza, kyselá lipáza, 15- lipooxygenáza, paraoxonáza, atp). Názvy a funkce základních enzymů lipidového metabolismu jsou popsány v tabulce 5.

5 Strana 5 (celkem 11) Gen pro LCAT je uložen na 16. chromosomu, gen pro paraoxonázu na 7. chromosomu (tabulka 3). TABULKA 5 - Metabolismus lipidů a lipoproteinů Lipoproteinová lipáza Funkce: hydrolýza lipoproteinů, částic bohatých na trg (chylomikra, VLDL, IDL). Štěpí trg na glycerol a VMK. VMK se váží na lipoproteiny především HDL) nebo na další bílkoviny plasmy a po transportu do tkání jsou metabolizovány (beta-oxidace, reesterifikace). Při deficitu LPL nacházíme často hypertriglyceridémii. Během příjmu potravy je LPL v tukové tkáni suprimována. LPL pravděpodobně katalyzuje první kroky steroidogenezy a reaguje s mnohými faktory LDL receptorů. Předpokládá se, že genetické varianty LPL-D9N a LPL-N2915 jsou spojeny s hypertriacylglycerolemií (snížená clearence trgj a sníženou hodnotu HDL (studie EARS-I, EARS-II, 1996j. Tyto změny jsou u obesních markantnější. V rámci studie PROCAM byly studovány rizikové faktory cerebrovaskulárních chorob z hlediska mutace lipoproteinové lipázy (Asn29lSer), jejímž důsledkem je pokles HDL cholesterolu (frekvence 1:20); byla zjištěna i mutace LPL (5er447j, jejíž důsledkem je vzestup HDL (frekvence 1:5). Kofaktor: ApoC-II. Umístění: tuková tkáň, příčně pruhované svalstvo, myokard, plíce, ledviny laktující mamma. Snížení: Starší muži a mladé ženy. Zvýšená koncentrace volného cholesterolu. Zvýšení: Mladí muži a starší ženy. Zvýšená koncentrace insulinu, tyroxinu a prolactinu, fyzická aktivita. Jaterní Iipáza (HL) Funkce: hraje roli v odbourávání částic bohatých na trg. Místem účinku jsou játra, působí hydrolýzu trg, PL obsažených v HDL a konverzi HDL-2 na HDL-3. Jaterní lipáza nepotřebuje k aktivaci ApoC-II. Vysoké hodnoty jsou spojeny s aterogenním fenotypem "B" (malé partikule). Léčba statiny a sekvestranty vede k poklesu HL (o 13-14%)/2/ a zvětšení partikulí LDL. Snížené hodnoty nacházíme u osob s vyšším HDL, Jansen /2/ zjistil, že je příčinou záměna AMK C-T 480. Podobně jako LPL má HL také fosfolipázovou aktivitu. Umístění: játra (narozdíl od LPL) Zvýšení: insulin, tyroxin. Injekční aplikace heparinu vede k mobilizaci obou lipáz a k jejich uvolnění z endotelu cév do plasmy. Tuto aktivitu lipopytických enzymů nazýváme postheparinová lipolytická aktivita (PHLA). Maximální PHLA lze dosáhnout podáním 100j heparinu/kg hmotnosti vyšetřovaného. Lecithin : cholesterol acyl transferáza (LCAT) Funkce: LCAT je zodpovědná za přenos mastné kyseliny z pozice 2-lecithinu na 3- beta hydroxylovou skupinu cholesterolu (zdroj cholesterolu pro esterifikaci je volný cholesterol z buněčných membrán a lipoproteinů chylomiker, VLDL, LDL, zdrojem lecithinu jsou především HDL, chylomikra, VLDL a IDL. Kofaktor: ApoA-I a ApoC-I (nutné k esterifikaci cholesterolu LCAT). Umístění: játra (syntéza), plasma (v komplexech s HDL) 3-hydroxy-3methyl-glutaryl CoA reduktáza (HMG-CoA reduktáza) Funkce: klíčový enzym nitrobuněčné syntézy cholesterolu. HMG-CoA katalyzuje přeměnu hydroxy-methyl-glutaryl-coa na mevalonát.

6 Strana 6 (celkem 11) Umístění: EDPR všech buněk, produkujících cholesterol (prakticky všechny buňky organismu). Nejvyšší aktivitu lze prokázat v játrech, gonádách, tenkém střevě a nadledvinkách. Zvýšení:snížení nitrobuněčného cholesterolu 15-Iípooxygenasa Funkce: potencuje pravděpodobně vznik ATS u probandů s deficientním LDL /2/, 15- lipooxygenáza hraje zásadní roli v oxidativní modifikaci LDL Paraoxonáza Funkce: fyziologickou rolí paraoxonázy je pravděpodobně hydrolýza lipopolysacharidů toxických agens při infekci. Předpokládá se ale také, že paraoxonáza působí jako antioxidans (jde o hydrolázu, která se exkluzivně váže na HDL cholesterol a ApoA-I), které velmi účinně zabraňuje oxidaci LDL /85, 199/. Snížení paraoxonázy a její polymorfismus by mohl predikovat riziko vzniku aterosklerotických komplikací. Úlohou lipidového metabolismu je především absorpce tuků z potravy, jejich syntéza de novo, transport lipidů plazmou k cílovým orgánům, transport cholesterolu z periferie do jater a exkrece cholesterolu. Exogenní metabolická cesta: Cesta tuku přijatého potravou (exogenní metabolická cesta) začíná štěpením tuků a jejich vstřebáním ve střevě. Potrava obsahující triglyceridy je ve střevě působením pankreatické lipázy hydrolyzována na mastné kyseliny a monoglyceridy, které jsou ve střevních buňkách opět reesterifikovány na triglyceridy. Cholesterol a triacylglyceroly jsou zde základem pro tvorbu chylomiker (jsou z 90 % tvořeny triacylglyceroly, dále obsahují cholesterol, fosfolipidy a významné množství ApoB-48). Množství vznikajících chylomiker je úměrné příjmu živočišných tuků (průměrně 500 mg cholesterolu denně). Při vzniku chylomiker hrají důležitou úlohu apolipoproteiny ApoB-48 a ApoA-I a ApoA-IV. Chylomikra mohou pronikat lymfatickými cestami do ductus thoracicus a pak do oběhu, kde jsou na povrchu endotelu cév štěpeny lipoproteinovou lipázou (v přítomnosti jejího kofaktoru ApoC-II) za vzniku chylomikronových remnantů, které podléhají dalšímu metabolismu a nakonec jsou obohaceny o estery cholesterolu, ApoB, ApoE, ApoC-III, navázány na ApoE receptor a odbourány v játrech. Mají poločas 15 minut a po nočním lačnění nejsou za normálních okolností v séru prokazatelné. Při štěpení chylomiker lipoproteinovou lipázou je fosfatidylcholin přenášen z chylomiker na VLDL a HDL, kde poskytuje mastné kyseliny pro reakce katalyzované lecithin-cholesterolacyl-transferázou (LCAT). Základní funkcí chylomiker je poskytnutí tuku tkáním (chylomikra poskytují mastné kyseliny, které slouží jako zdroj energie nebo zásoby) a dodání cholesterolu do jater, kde je inkorporován do VLDL nebo vylučován do žluči (cholesterol se buď vylučuje žlučí nebo jsou z něj syntetizovány žlučové kyseliny). Postprandiální hyperlipémie (porucha metabolizace remnantů) vede ke zvýšenému průniku partikulí bohatých na triacylglyceroly do cévní stěny s akumulací esterů cholesterolu. Proto je postprandiální hyperlipémie považována za prediktor předčasné aterosklerózy. Endogenní metabolická cesta:

7 Strana 7 (celkem 11) Endogenní metabolická cesta začíná transportem cholesterolu a triglyceridů buď z jater do periferie (VLDL, IDL, LDL), nebo jde o přenos přebytečného cholesterolu z periferie do jater k dalšímu zpracování (HDL - reverzní transport cholesterolu). VLDL je syntetizován v játrech (obsahuje především triglyceridy z vnějších zdrojů, ale část triacylglycerolů je tvořena i de novo; VLDL dále obsahuje volný cholesterol i jeho estery, fosfolipidy a ApoB-100). Po exkreci VLDL z jater (lze jej dále dělit na VLDL-1 a VLDL-2) dochází k jeho intravasální hydrolýze lipoproteinovou lipázou za uvolnění volných mastných kyselin, které jsou ihned využity v mimojaterních tkáních, menší část MK je přenášena do HDL (HDL-3 i HDL-2). Ostatní volné mastné kyseliny (VMK) v systémovém oběhu jsou většinou produktem adipocytů, kde se nacházejí jako energetická zásoba s možností uvolnění v krizových situacích. Jen malá část VMK není přímo zužitkována a vytváří cirkulující hotovost MK v organismu. Volné mastné kyseliny jsou transportovány ve vazbě na albumin. Metabolismus VMK ve tkáni je velmi rychlý. VMK v plazmě jsou směsí mastných kyselin s dlouhým řetězcem (asi 95 % tvoří monoenové a dienové MK s uhlíky, zbytek tvoří kyselina arachidonová (20 uhlíků, 4 dvojné vazby). Z VLDL vzniká dalším metabolismem IDL (podobný chylomikronovým zbytkům; játra však odbourávají pouze část IDL - k jeho odbourání je nutná přítomnost ApoE, protože receptory pro chylomikronové remnanty rozeznávají pouze ApoE), přičemž se opět uvolňují estery cholesterolu a fosfolipidů, které jsou transportovány do HDL. Zbytek IDL je katabolizován za vzniku LDL. Pro složení LDL má hlavní důležitost přítomnost ApoB-100, který plní úlohu ligandu s LDL receptorem. LDL částice přenášejí až 70 % z celkového množství cholesterolu v plazmě a jsou považovány za nejrizikovější z hlediska předčasné aterosklerózy. LDL může za určitých okolností vznikat i v játrech a obcházet kaskádu VLDL-IDL-LDL. Základní funkcí LDL je transport cholesterolu do jater i dalších tkání. LDL jsou odbourávány poté, co se naváží na LDL receptor (prostřednictvím ApoB-100; LDL receptor má však větší afinitu k ApoE, proto bývá LDL receptor nazýván ApoB-E receptor). LDL receptory jsou v buňkách všech tkání, ale nejvíce jich obsahují játra, nadledviny a gonády. Osmdesát procent LDL je odbouráváno cestou LDL receptoru, kdy po endocytóze vzniká v lysosomech (štěpením kyselou lipázou) volný cholesterol, který je dále buňkou využit; dochází k inhibici 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-reduktázy. Zbytek LDL je odbouráván scavengerovými receptory, které lze prokázat většinou na makrofázích. Právě zvýšení clearance LDL na scavengerových receptorech je dáváno do souvislosti s předčasnou aterosklerózou - např. u familiární hypercholesterolémie (scavengerové receptory na sebe váží modifikované, acetylované, oxidované a vysoce denzní LDL). Částice LDL jsou velice heterogenní (různé chemické složení, hustota, velikost částic, afinita k LDL receptorům, rezistence ke glykaci a lipoperoxidaci). LDL cholesterol lze rozdělit na podtřídy pomocí ultracentrifugace nebo gradientové gelové elektroforézy (lze identifikovat až 12 podtříd). Nejčastěji je užíváno dělení LDL na 4 frakce dle jejich denzity a velikosti (I = 27,5-26 nm, II = 26-25,5 nmm, III = 25,5-24,2 nm, IV = 24,2-21,8nm). Podle zastoupení dominantních frakcí jsou určovány 3 základní fenotypy (A - velké partikule nad 25,5 nm, B - malé partikule pod 25,5 nm a intermediární fenotyp). Fenotyp A tvoří I. a II. frakce, fenotyp B tvoří III. frakce s minoritním zastoupením ostatních. Fenotypy A a B se vyskytují asi u 4/5 populace, nalézáme je v poměru 2,5:1; zbylých asi 15 % má fenotyp smíšený. Obsah triacylglycerolů v plazmě a velikost VLDL jsou považovány za prediktor velikosti dominantní subfrakce LDL. Malé VLDL jsou substrátem vzniku méně aterogenních větších LDL a naopak malé aterogenní LDL (LDL-III) vznikají z větších partikulí VLDL, bohatých

8 Strana 8 (celkem 11) na triglyceridy. Vznik fenotypu B ovlivňuje také aktivita jaterní a lipoproteinové lipázy, snad i aktivita CETP a složení mastných kyselin, uvolňovaných při lipolýze VLDL. Koncentrace LDL-I a LDL-II korelují s triacylglycerolémií do hodnoty 1,5 mmol/l. Při vyšší triacylglycerolémii nacházíme pozitivní korelaci mezi LDL-III a hodnotou triacylglycerolů a naopak částice LDL-II vykazují korelaci negativní (s triacylglyceroly). Malé denzní LDL (LDL-III) jsou již intravaskulárně oxidativně modifikovány. Oxidované partikule LDL obsahují oproti normálním částicím LDL méně fosfolipidů a esterů cholesterolu a více volného cholesterolu. Mají významně vyšší zastoupení apolipoproteinů a malonilaldehydu a poloviční obsah alfa-tokoferolu. Malé aterogenní partikule LDL mají vysokou afinitu ke scavengerovým receptorům (viz výše). Příčinou vysoké aterogenity malých partikulí LDL je pravděpodobně jednak jejich modifikace a afinita ke scavengerovým receptorům, a jednak jejich malá velikost (snazší průnik do cévní stěny). Výskyt malých LDL partikulí je typický pro tzv. aterogenní lipoproteinový fenotyp, který sestává z mírné až střední hypertriacylglycerolémie, sníženého HDL a ApoA-I a postprandiální hyperlipémie. Tento fenotyp je považován za komponentu syndromu insulinové rezistence (metabolického kardiovaskulární syndromu - viz dále). Názory na význam fenotypu B a jeho kauzalitu ve vztahu k ICHS se různí. Podle některých prací se riziko vzniku koronární příhody zvyšuje v přítomnosti fenotypu B 4-7krát, jiní autoři jej však za samostatný rizikový faktor nepovažují. Výskyt malých aterogenních LDL partikulí je určován ze % genetickými faktory. Dědičnost fenotypu B je pravděpodobně autosomálně dominantní (s neúplnou penetrací), jedním genem, který je lokalizován blízko lokusu pro LDL receptor a inzulinový receptor na 19. chromosomu (ATHS gen - atherosclerosis susceptibility associated with lipoproteins). K fenotypické expresi dochází nejčastěji u žen v menopauze a u mužů ve věku > 20 let. Byly také prokázány vztahy ke genům pro ApoA-I, ApoA-IV, ApoC-III, s genem pro mangandependentní superoxiddismutázu, s genem pro CETP a genem pro LPL. Z negenetických vlivů má fenotyp B nejvýznamnější vztah k triacylglycerolémii nalačno, prandiální lipémii a aktivitě enzymů lipoproteinového metabolismu (pozitivní k HL a negativní k LPL). Všechny tyto nálezy vedou k hypotéze, že výskyt fenotypu B by mohl být metabolickým symptomem, u kterého se předpokládá dominantní, kodominantní nebo polygenní dědičnost nebo účast jednoho hlavního a několika kandidátních genů. Reverzní transport cholesterolu: Soubor dějů, které vedou k uvolňování cholesterolu v periferii, jeho transportu do jater a následnému odbourání (nelze vyloučit ani odbourávání v gonádách a nadledvinách), se nazývá reverzní transport cholesterolu. Při zániku buňky dochází k uvolnění cholesterolu z buněčné membrány a ten se váže v plazmě na HDL. HDL cholesterol představuje nejmenší lipoproteinové částice, které jsou syntetizovány a secernovány játry a snad i makrofágy ve formě disků (tzv. nascent HDL). Nascentní HDL vznikají také při katabolismu chylomiker a VLDL; po přijetí fosfolipidů, volného cholesterolu (ten se esterifikuje pomocí LCAT) a apolipoproteinů (z dalších lipoproteinů - VLDL, IDL a periferních buněk) pak z nascentních HDL vznikají HDL-3. Další interakcí s chylomikry a VLDL vznikají HDL-2 (méně denzní a větší částice). Ty se vážou pomocí ApoA-I na specifické jaterní receptory. Nascentní intestinální HDL obsahují ApoA-I a ApoA-IV, nascentní jaterní HDL obsahují ApoA-I, ApoA-II a často i ApoE. Část HDL-2 je působením enzymů (především jaterní lipázy) konvertována zpět na HDL-3. Interakce mezi jednotlivými třídami HDL a dalšími lipoproteiny je zprostředkována cholesterol-ester-transfer proteinem (CETP, LTP-1).

9 Strana 9 (celkem 11) U zdravých osob se poměr HDL-3/HDL-2 v séru pohybuje kolem 2-3:1. Cholesterolové estery z HDL jsou za pomoci CETP transportovány do VLDL a IDL, zčásti jsou v plazmě přeměňovány na LDL. Byla popsána řada strukturálních variant CETP. Mutace genu pro CETP vede k deficitu CETP a výsledkem jsou velmi vysoké hodnoty HDL (asi u 17 % japonské populace se vyskytují tyto mutace s vysokým HDL - zvýšení o %). Při deficitu CETP se zpomaluje odbourávání ApoA-I i ApoA-II a urychluje se katabolismus ApoB (zvyšuje se počet jaterních receptorů). Zvýšené hodnoty CETP naopak nacházíme u osob s nízkým HDL a jsou spojeny s vyšší aterogenitou. Polymorfismus CETP je také spojen s ovlivněním rizika vzniku diabetických komplikací u DM 2. typu (efekt je markantnější u mužů). Vztah mezi CETP a aterosklerózou však zatím není zcela objasněn. Záleží pravděpodobně na koexistenci s dalšími poruchami metabolismu lipidů. Gen pro CETP je umístěn na 16. chromosomu. Podobně jako CETP existuje i speciální přenosový protein pro fosfolipidy; nazývá se PLTP (phospholipid transfer protein, LPT-II). Jeho funkcí je přenos fosfolipidů z VLDL do LDL. V nepřítomnosti jiných lipoproteinů ovlivňuje PLTP proces konverze HDL. Aktivita PLTP pozitivně koreluje s hodnotou BMI, WHR a LDL. Vysoký příjem tuku a cholesterolu v dietě vede ke zvyšování aktivity PLTP. Koncentrace PLTP je u zdravých osob velmi nízká. Gen pro PLTP je lokalizován na 20. chromosomu. U osob s vysokou aktivitou lipoproteinové lipázy jsou lipoproteiny bohaté na triglyceridy rychle hydrolyzovány. Dochází k redukci postprandiální lipémie, nacházíme vysoké hodnoty HDL-2. Nízká hodnota LPL vede ke zvýšení posptprandiální hyperlipémie, k prodloužení lipolýzy chylomiker bohatých na triglyceridy a ke zvýšení HDL-3. Hladina HDL-2 se snižuje. Obecně lze říci, že při vysoké aktivitě LPL dochází ke zvýšení HDL-2 a hyperkatabolismu lipoproteinů bohatých na trg a při nízké aktivitě LPL se zvyšuje HDL-3 a klesá clearance částic bohatých na triglyceridy. Vyšší hodnota HDL-2 tedy velmi dobře predikuje snížené riziko aterogenity, (naopak snížení HDL-2 ukazuje na vyšší riziko aterogenity). Hodnota celkového HDL je geneticky determinována z %.Kandidátním genem, jehož úkolem je zvyšování HDL, je nejspíše gen pro LCAT (funkcí LCAT je remodelace HDL částic a ovlivnění reverzního transportu cholesterolu). HDL chrání LDL i ApoB před oxidací a modifikací (HDL může přenášet a neutralizovat vysoce reaktivní oxidované formy z LDL a degradovat prekursory lipidové peroxidace). Oxidativní poškození HDL při těchto reakcích může negativně ovlivnit jeho funkci v reverzním transportu cholesterolu a akcelerovat jeho katabolismus. HDL lze tedy označit jako antioxidační protektor LDL. Bylo také prokázáno, že HDL významně zvyšuje produkci NO a inhibuje expresi adhezních molekul (chrání endotelie před poškozením, normalizuje endoteliální dysfunkci). V reverzním transportu cholesterolu hraje jednu z hlavních rolí také apolipoprotein A-I. ApoA-I má i další antiaterogenní funkce (inhibuje oxidaci LDL, zvyšuje produkci prostacyklinu, aktivuje fibrinolýzu, moduluje funkce komplementu, atp.). Existuje několik variant ApoA-I. Varianta ApoA-I MILANO je spojena s nízkou hodnotou HDL. ApoA-I však v tomto případě obsahuje partikule, které podporují účinnější reflux cholesterolu z buněk. Je prokázáno že výskyt ApoA-I MILANO je spojen s nižší incidencí předčasné aterosklerózy. Na tomto místě je vhodné zmínit se i o mechanismech vedoucích k poklesu HDL u osob s hypertriacylglycerolémií. Prvotní příčinou poklesu HDL je u těchto jedinců pravděpodobně zvýšená koncentrace VMK v krvi. Dochází k produkci atypických VLDL, které jsou bohatší na trg než částice VLDL u zdravých osob. Tyto částice VLDL jsou navíc částečně rezistentní k účinku LPL, což může vést k další "fixaci" hypertriacylglycerolémie. Atypické VLDL částice mohou být dále konvertovány v krevním řečišti na malé, aterogenní LDL. Dochází k výměně triglyceridů za estery cholesterolu mezi HDL a VLDL a následnému snížení HDL.

10 Strana 10 (celkem 11) Zjednodušené schéma: K odstavcům věnovaným metabolismu lipoproteinů lze závěrem říci, že chylomikra a VLDL odpovídají za zásobování periferie mastnými kyselinami, LDL zásobují periferii cholesterolem a triglyceridy tvoří zásobní hotovost v mimojaterní tkáni. HDL hraje zásadní úlohu při reverzním transportu cholesterolu. Vylučování cholesterolu: Cholesterol je z organismu vylučován játry ve formě žlučových kyselin (kyselina cholová a chenodeoxycholová) do žluče. Velká část žlučových kyselin podléhá enterohepatální cirkulaci a je reabsorpována z distálního ilea zpět do jater. Přesto jsou ztráty cholesterolu a fosfolipidů stolicí významné. Neabsorpované podíly se dekonjugují enzymy střevních bakterií a dehydroxylují (vznikají sekundární žlučové kyseliny). Ztráta žlučových kyselin se vyrovnává jejich syntézou (regulační enzym 7-alfa-hydroxyláza). S vylučováním cholesterolu je spojen výskyt cholesterolové cholelitiázy. Mnohé studie jednozačně prokázaly, že formace žlučových konkrementů podléhá genetické kontrole. Tvorba žlučových kamenů je obvykle spojena se supersaturací žluči cholesterolem (není však podmínkou). Příčinou je často jak zvýšená syntéza cholesterolu (a jeho eliminace), tak snížená koncentrace žlučových kyselin ve žluči. Je prokázáno, že důležitou roli v procesu formace kamene hrají biliární apoproteiny. Výskyt cholelitiázy je ovlivňován také polymorfismem ApoE (nejčastější varianta u osob s cholelitiázou je ApoE4/E4. Někteří autoři považují tento genotyp za rizikový z hlediska výskytu žlučových konkrementů). Inhibitorem krystalizace žluči se zdá být ApoA-I. Konkrementy obsahují velmi malé koncentrace HDL. Předpokládá se, že tvorba žlučových konkrementů by mohla být ovlivněna také aktivitou CETP. Indikace stanovení cholesterolu v séru: - odhad rizika aterosklerózy (jde o jeden ze základních parametrů, podle kterého lze hodnotit riziko vzniku komplikací aterosklerózy a bývá zavzat do hodnotících algoritmů (Procam, Framingham, Escore, atp.) Riziko aterogenity se zvyšuje již od hodnoty cholesterolu mezi 3,5-4,1 mol/l. Za horní mez normálních hodnot se na základě obecného konsensu považuje 5,0 mmol/l, nicméně lze předpokládat, že v budoucnu budou za optimální považovány hodnoty ještě nižší. U rizikových osob (dva a více rizikových faktorů nebo manifestní ischemická choroba srdce či velkých cév) by se měla cholesterolémie pohybovat pod 4-4,5 mmol/l (při těchto hodnotách dochází k regresi ATS). Shrnutí: Rizikový faktor aterosklerózy, nepřímý ukazatel jaterních funkcí

11 Strana 11 (celkem 11) Literatura: 1) Stejskal D: Ateroskleróza, BMS, ) Zima T: Laboratorní diagnostika, Galén, 2002:728 s.