ไลโปโปรตีน: โครงสร้างองค์ประกอบหน้าที่ประเภทตัวอย่าง - ชีววิทยา

lipoproteinsเป็นอนุภาคที่ซับซ้อนที่ทำงานในการขนส่งและการดูดซึมของไขมันผ่านเลือดจากและไปยังเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไขมันที่ไม่มีขั้วเช่นคอเลสเตอรอลและไตรกลีเซอไรด์นอกเหนือจากฟอสโฟลิปิดและโปรตีนบางชนิด

สิ่งเหล่านี้คือมวลรวมโมเลกุลที่สังเคราะห์ส่วนใหญ่ในลำไส้และตับซึ่งเมื่อเข้าสู่การไหลเวียนจะอยู่ในสถานะของฟลักซ์คงที่ซึ่งหมายความว่าพวกมันเปลี่ยนองค์ประกอบและโครงสร้างทางกายภาพอย่างสม่ำเสมอเมื่อถูก "จับ "และถูกเผาผลาญโดยเนื้อเยื่อส่วนปลายของร่างกายที่" กำหนดเป้าหมาย "

โครงสร้างของไลโปโปรตีน (ที่มา: AntiSense ผ่าน Wikimedia Commons)

ส่วนประกอบของไขมันที่ไม่ถูกดูดซึมผ่านไลโปโปรตีนในเนื้อเยื่อที่กำหนดมักจะส่งคืนเป็น "ตัวนำพา" ไปที่ตับซึ่งจะถูกนำไปแปรรูปต่อไป

ไลโปโปรตีนส่วนใหญ่ได้รับการศึกษาเนื่องจากความสัมพันธ์กับสุขภาพของมนุษย์ตามที่กำหนดไว้สี่ประเภทที่มีความเกี่ยวข้องทางคลินิกซึ่งแต่ละประเภทมีหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน ได้แก่ ไคโลมิกรอนไลโปโปรตีนต่ำมาก ความหนาแน่นไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำและไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง

ในแง่นี้ไลโปโปรตีนในพลาสมามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมนุษย์เช่นภาวะหลอดเลือดอุดตันและโรคหลอดเลือดหัวใจ

โครงสร้าง

ไลโปโปรตีนในพลาสมาเป็นอนุภาคที่มีโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาเกือบเป็นทรงกลมเนื่องจากเป็นอนุภาคของไขมันและโปรตีนที่ซับซ้อนซึ่งบริเวณที่ไม่ชอบน้ำหรือบริเวณปลายขั้วของไขมันจะหันหน้าเข้าหากันอยู่ตรงกลางในขณะที่ไฮโดรฟิลิกหรือ เสาสัมผัสกับพื้นผิวสัมผัสกับตัวกลางที่เป็นน้ำ

"เปลือก" หรือ "เสื้อคลุม" ที่ชอบน้ำของอนุภาคเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมเลกุลของคอเลสเตอรอลที่ไม่ได้เอสเตอริฟิสฟอสโฟลิปิดที่มีขั้ว "หันหน้า" ออกด้านนอกและโปรตีนที่เรียกว่าอะโพลิโปโปรตีน ในขณะที่ส่วนกลางหรือ "แกนกลาง" ประกอบด้วยเอสเทอร์คอเลสเตอรอลและไตรกลีเซอไรด์

องค์ประกอบของไลโปโปรตีน

ตามที่อธิบายไว้ไลโปโปรตีนเป็นอนุภาคที่โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยส่วนผสมของไขมันและโปรตีนที่ทำหน้าที่ขนส่ง

- ส่วนของไขมัน

ขึ้นอยู่กับชนิดของไลโปโปรตีนที่พิจารณาองค์ประกอบของไขมันอาจแตกต่างกันไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับปริมาณของฟอสโฟลิปิดและโมเลกุลของคอเลสเตอรอลอิสระหรือเอสเทอร์

นอกจากองค์ประกอบแล้วมวลหรือสัดส่วนของไขมันในไลโปโปรตีนยังมีความแปรปรวนสูง ตัวอย่างเช่นใน chylomicrons ลิปิดเป็นตัวแทนของมวลไลโปโปรตีนมากกว่า 98% ในขณะที่ไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นสูงจะมีค่าน้อยกว่า 50%

โดยทั่วไปไลโปโปรตีนเกี่ยวข้องกับการขนส่งไตรกลีเซอไรด์เพื่อเก็บรักษา (เนื้อเยื่อไขมัน) หรือใช้ในการเผาผลาญ (เซลล์หรือเส้นใยกล้ามเนื้อ)

ไตรกลีเซอไรด์เหล่านี้อาจมีต้นกำเนิดจากภายนอก (ดูดซึมในลำไส้จากอาหาร) หรือจากแหล่งกำเนิดภายนอก (สังเคราะห์และหลั่งโดยเซลล์ตับและลำไส้)

Chylomicrons และไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำมากเป็นไลโปโปรตีนสองประเภทที่มีไตรกลีเซอไรด์และคอเลสเตอรอลมากที่สุดดังนั้นความหนาแน่นจึงต่ำกว่าไลโปโปรตีนชนิดอื่นมาก

ในทางตรงกันข้ามส่วนประกอบไขมันของไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำและความหนาแน่นสูงประกอบด้วยคอเลสเตอรอลและฟอสโฟลิปิดเป็นหลัก ในบรรดาฟอสโฟลิปิดที่พบมากที่สุดในไลโปโปรตีน ได้แก่ สฟิงโกไมเอลินและฟอสฟาติดิลโคลีนซึ่งอัตราส่วนโมลาร์แตกต่างกันไปตั้งแต่ไลโปโปรตีนไปจนถึงไลโปโปรตีน

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการของไลโปโปรตีนนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณไขมันและองค์ประกอบรวมถึงคุณสมบัติการลอยตัวประจุพื้นผิวและแนวโน้มการเคลื่อนย้ายในสนามไฟฟ้า

- ส่วนของโปรตีน

โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไลโปโปรตีนในพลาสมาทั้งหมดเรียกว่า apolipoproteins หรือ apoproteins และเช่นเดียวกับ lipids ปริมาณของโมเลกุลเหล่านี้ที่มีอยู่ใน lipoproteins ประเภทต่างๆมีความแปรปรวนอย่างมาก

Chylomicrons ซึ่งเป็นไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดมีโปรตีนประมาณ 1% และมีการรายงานปริมาณสูงสุดในไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง (ของไลโปโปรตีนที่เล็กที่สุด) ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับ 50%

Apoproteins 10 ชนิดที่แตกต่างกันมากหรือน้อยได้รับการแยกและอธิบายในมนุษย์ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามระบบการตั้งชื่อ "ABC" เช่น Apo AI, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B- 100, Apo B-48, Apo CI, Apo C-II, Apo C-III, Apo D และ Apo E.

โปรตีนหลักของไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูงเรียกว่า apolipoprotein A (Apo AI และ Apo A-II) ไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำคืออะโปโปรตีนบี (ซึ่งพบได้ในไคโลมิตรอนและอนุภาคที่มีความหนาแน่นต่ำมาก ) และ apolipoprotein ของ chylomicrons คือ Apo B-48 ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า Apo B ของไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ

อะโปโปรตีน CI, C-II และ C-III เป็นโปรตีนน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่พบในพลาสมาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอนุภาคที่มีความหนาแน่นสูงและต่ำมาก

โปรตีนบางชนิดที่เกี่ยวข้องกับไลโปโปรตีนคือไกลโคโปรตีนเช่นในกรณีของ Apo E ซึ่งแยกได้จากไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำและมีความหนาแน่นสูง

ฟังก์ชันหลัก

โดยทั่วไป apolipoproteins รับผิดชอบหน้าที่เช่น:

- เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างหลักของไลโปโปรตีน

- ทำหน้าที่เป็นปัจจัยร่วมของเอนไซม์สำหรับโปรตีนบางชนิดที่มีกิจกรรมของเอนไซม์ที่มีส่วนร่วมในการเผาผลาญของพวกมัน

- ลิแกนด์เฉพาะสำหรับตัวรับไลโปโปรตีนบนพื้นผิวของเซลล์เนื้อเยื่อ "เป้าหมาย" หรือ "เป้าหมาย" สำหรับการขนส่งไตรกลีเซอไรด์และคอเลสเตอรอล

คุณสมบัติ

ไลโปโปรตีนมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการขนส่งและการดูดซึมกรดไขมันที่ได้รับจากอาหารในลำไส้นอกจากนี้อนุภาคเหล่านี้ยังมีส่วนช่วยในการขนส่งไขมันจากตับไปยังเนื้อเยื่อส่วนปลายและในการขนส่งย้อนกลับนั่นคือ ตั้งแต่เนื้อเยื่อส่วนปลายไปจนถึงตับและลำไส้

เมแทบอลิซึมของไลโปโปรตีน (ที่มา: Npatchett ผ่าน Wikimedia Commons)

จากนั้นมวลรวมโมเลกุลเหล่านี้จะทำให้สารไลปิดที่ไม่ชอบน้ำ "เข้ากันได้" กับตัวกลางในน้ำที่เป็นของเหลวในร่างกายสัตว์ส่วนใหญ่ทำให้ "ขนส่งและจัดส่ง" ไปยังเนื้อเยื่อที่จำเป็น

หน้าที่รองที่เป็นผลมาจากไลโปโปรตีนประกอบด้วยนอกจากนี้ในการขนส่งสารประกอบที่เป็นพิษแปลกปลอมที่มีลักษณะไม่ชอบน้ำและ / หรือแอมฟิพาทิก (ชนิดหนึ่งที่ไม่ชอบน้ำมากและชนิดอื่นที่ชอบน้ำ) เช่นเดียวกับสารพิษจากแบคทีเรียบางชนิดเป็นต้น

นอกจากนี้ยังสามารถขนส่งวิตามินที่ละลายในไขมันและโมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระไปทั่วร่างกาย

ประเภท (การจำแนก)

ไลโปโปรตีนถูกจำแนกตามความหนาแน่นซึ่งเป็นลักษณะที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนของไขมันและโปรตีนที่ประกอบกันเป็นส่วนประกอบและมีประโยชน์มากเมื่อแยกออกจากกันด้วยกระบวนการอัลตราเซนตริฟิวชัน

ดังนั้นอนุภาคเหล่านี้จึงถูกจำแนกออกเป็นสี่กลุ่มที่แตกต่างกันซึ่งแต่ละกลุ่มทำหน้าที่เฉพาะและมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน กลุ่มเหล่านี้ ได้แก่ chylomicrons, lipoproteins ความหนาแน่นต่ำ, lipoproteins ความหนาแน่นต่ำและ lipoproteins ความหนาแน่นสูง

chylomicrons

Chylomicrons (CMs) เกิดขึ้นจากกรดไขมันและไขมันที่เข้าสู่ร่างกายด้วยอาหารซึ่งเมื่อพวกมันถูกดูดซึมโดยเซลล์ของเยื่อบุผิวในลำไส้ให้ผสมและรวมตัวกันใหม่และด้วย โปรตีนบางชนิด

โครงสร้างของ chylomicron (ที่มา: Posible2006 ผ่าน Wikimedia Commons)

การก่อตัวของ chylomicrons ก่อนการปลดปล่อยหรือการหลั่งออกสู่ระบบน้ำเหลืองและต่อมาในการไหลเวียน

เมื่อไปถึงเนื้อเยื่อภายนอกบางส่วนอนุภาคเหล่านี้จะถูกเผาผลาญโดยเอนไซม์ที่เรียกว่าไลโปโปรตีนไลเปสซึ่งสามารถไฮโดรไลซ์ไตรกลีเซอไรด์และปล่อยกรดไขมันที่สามารถรวมเข้ากับเนื้อเยื่อหรือออกซิไดซ์เป็นเชื้อเพลิงได้

ไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำมาก

ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นต่ำมากหรือVLDL (Very Low Density Lipoprotein) หรือที่เรียกว่า“ pre-β lipoproteins” ผลิตในตับและทำหน้าที่ส่งออกไตรกลีเซอไรด์ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลัก

เหล่านี้เป็นไลโปโปรตีนชนิดหนึ่งที่พบในพลาสมาของสัตว์ที่อดอาหารและความเข้มข้นของมันจะเพิ่มขึ้นตามอายุที่มากขึ้น

ไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ

ไลโปโปรตีนเหล่านี้เรียกว่า LDL (Low Density Lipoprotein) หรือβ-lipoproteins เป็นตัวแทนของขั้นตอนสุดท้ายในการเร่งปฏิกิริยาของไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำมากและอุดมไปด้วยโมเลกุลของคอเลสเตอรอล

ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นต่ำมีมากที่สุดคิดเป็นประมาณ 50% ของมวลรวมของไลโปโปรตีนในพลาสมาและรับผิดชอบในการขนส่งคอเลสเตอรอลมากกว่า 70% ในเลือด เช่นเดียวกับไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำความเข้มข้นในพลาสมาของไลโปโปรตีนเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อร่างกายมีอายุมากขึ้น

ไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง

ไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง (HDL) หรือα-lipoproteins เป็นไลโปโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำมากและไคโลมิตรอน แต่ก็มีส่วนร่วมในการขนส่งคอเลสเตอรอลด้วย อนุภาคเหล่านี้อุดมไปด้วยฟอสโฟลิปิด

ผู้เขียนบางคนยังแนะนำว่ามีไลโปโปรตีนประเภทอื่น ๆ เช่น Intermediate Density Lipoprotein (IDL) และส่วนย่อยต่างๆของไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง (HDL1, HDL2, HDL3 และอื่น ๆ )

ตัวอย่างของไลโปโปรตีน

ไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูงเกี่ยวข้องกับโรคที่สำคัญบางอย่างในมนุษย์ อนุภาคเหล่านี้มีส่วนในการถ่ายโอนคอเลสเตอรอลส่วนเกินจากเนื้อเยื่อส่วนปลายไปยังตับและโมเลกุลของคอเลสเตอรอลดังกล่าวเรียกว่า“ คอเลสเตอรอลที่ดี”

การเผาผลาญคอเลสเตอรอลหรือ "วัฏจักร" (ที่มา: Hisashi Shinkai จาก Wikimedia Commons)

อย่างไรก็ตามในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาคอเลสเตอรอลที่เกี่ยวข้องกับไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นสูงมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่มากขึ้นในการเป็นโรคหัวใจและหลอดเลือดหรือ "เหตุการณ์" ซึ่งเป็นสาเหตุที่ปัจจัยเสี่ยงที่มีการศึกษามากที่สุดสำหรับพยาธิสภาพดังกล่าว

อีกตัวอย่างหนึ่งที่ดีของไลโปโปรตีนคือไคโลไมครอนซึ่งเป็นอนุภาคที่เกิดจากไขมันที่บริโภคกับอาหารและถูกขนส่งในขั้นแรกโดยกระแสไหลเวียนโลหิตเมื่อเกิดจากเซลล์เยื่อบุผิวของเยื่อเมือก เกี่ยวกับลำไส้

อ้างอิง

Chiesa, ST, & Charakida, M. (2019). การทำงานของไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูงและความผิดปกติของสุขภาพและโรค ยารักษาโรคหัวใจและหลอดเลือด, 33 (2), 207-219.
คริสตี้ WW (2019). เว็บลิพิด สืบค้นเมื่อ 28 มกราคม 2020 จาก www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
Durstine, JL, Grandjean, PW, Cox, CA และ Thompson, PD (2002) ไขมันไลโปโปรตีนและการออกกำลังกาย Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention, 22 (6), 385-398.
Eisenberg, S. , & Levy, RI (1975) การเผาผลาญไลโปโปรตีน ความก้าวหน้าในการวิจัยไขมัน (เล่ม 13, หน้า 1-89) เอลส์
Feingold KR, Grunfeld C. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไขมันและไลโปโปรตีน. . ใน: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, et al., บรรณาธิการ Endotext เซาท์ดาร์ทเมาท์ (MA): MDText.com, Inc.; 2000- มีจำหน่ายจาก: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
เจเนสต์เจ. (2546). ความผิดปกติของไลโปโปรตีนและความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด วารสารโรคเมตาบอลิซึมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม, 26 (2-3), 267-287
Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA และ Rodwell, VW (2014) ภาพประกอบชีวเคมีของฮาร์เปอร์ McGraw-Hill

ไลโปโปรตีน: โครงสร้างองค์ประกอบหน้าที่ประเภทตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2025