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生理综述--高密度脂蛋白在胆固醇逆转运过程中的作用

高密度脂蛋白在胆固醇逆转运过程中的作用摘要: 高密度脂蛋白(HDL)是血清蛋白之一,近年来因其作为动脉粥样硬化和冠心病的保护因子受到重视。

本文旨在对HDL在机体血浆胆固醇逆转运(RCT) 中的作用过程作一简单综述,介绍了HDL的分子结构、代谢过程以及其在胆固醇逆转运的具体作用机制。

关键词:高密度脂蛋白结构代谢胆固醇逆转运Abstract:High density lipoprotein(HDL)is a kind of serum albumin. And it has been paid much attention to because of its importance on preventing atherosclerosis (AS) andcoronary heart disease (CHD). This review mainly introduces the process of RCT andthe effect of HDL during RCT, and also mentions the molecular structure and themetabolism of HDL.Keywords: HDL, molecular structure, metabolism, RCT正文:高密度脂蛋白(HDL)是血液中密度最高、颗粒最小的一种脂蛋白,是机体血脂代谢的重要物质。

目前研究最多的就是其参与体内胆固醇的逆转运过程。

它可作为胆固醇的接受体,通过与受体相互作用介导胆固醇从动脉壁内膜流出并转运之到肝脏进行代谢,从而降低血浆中的胆固醇水平,预防AS的发生。

另外HDL还可以抑制低密度脂蛋白(LDL)的氧化、参与氧化性LDL 的转运、抑制血管平滑肌细胞增生、抑制单核细胞的迁移和黏附等作用。

限于篇幅,本文简单介绍一下HDL,只讨论其在胆固醇逆转运方面的作用机制。

1 HDL的结构和分类[1]HDL是血浆中的一种高度异质性的大分子复合物,密度为1.063~1.210,主要由磷脂(PL)、游离胆固醇(FC)、胆固醇酯(CE) 和载脂蛋白A-I (apoA-I) 组成。

磷脂和胆固醇的极性基团暴露在HDL颗粒表面,其非极性碳链则朝向核心,有助于HDL颗粒在血浆中的顺利运输。

载脂蛋白A带电的亲水性氨基酸残基组成的螺旋极性面暴露在颗粒外,而不带电的疏水氨基酸残基组成非极性面在颗粒内部与脂质相互作用,形成HDL特有的两性α螺旋结构与脂质相互作用,是其稳定存在的结构基础[2]。

HDL的蛋白成分很复杂,上文提到的apoA-I含量最为丰富,占HDL结构蛋白的70%,在其结构和代谢方面有着重要作用[3]。

根据体积和密度的不同,HDL可依密度增大依次分为HDL1、HDL2、HDL3 ,三者不仅表现为颗粒结构和成分上的区别,同时存在生物学功能方面的差异——小而密的HDL3 更倾向于被认为是冠心病的保护因子。

2 HDL的代谢过程[4-5]2.1 HDL的成熟HDL主要由肝脏和小肠合成分泌。

血浆的乳糜微粒(CM) 和极低密度脂蛋白(VLDL) 在三酰甘油(TG) 水解的过程中,表面组分(apo-A、apo-C、磷脂和胆固醇) 解离也可形成新生的HDL。

新生的HDL 呈圆盘状,主要成分为磷脂和apoA-I,其进入血液后在apo-A 的激活下,卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(LCAT)作用于其表面胆固醇和磷脂生成胆固醇酯,后者转向其核心部位。

HDL 作为胆固醇接受体不断地移走细胞膜上的胆固醇,导致细胞内多余胆固醇的外流,这一过程是由识别apoA-I 的清道夫受体SR-BI介导的。

由于卵磷脂胆固醇酰基转移反应使HDL 核心胆固醇酯的- 1 -含量逐步增加,使新生圆盘状的HDL 向球型HDL3转变。

HDL3进一步在LCAT 的作用下,更多的吸收细胞中流出的胆固醇生成胆固醇酯使HDL核心胆固醇酯含量逐步增加,颗粒增大,最后生成HDL2,这一过程称为HDL的成熟[6]。

2.2 HDL的代谢循环HDL2中的胆固醇酯大部分经三个途径回流入肝,即间接途径、非选择性摄取和选择性摄取。

间接途径:通过胆固醇酯转运蛋白(CETP)将HDL中的胆固醇酯转运到CM、VLDL、LDL 中,通过后者肝脏上的受体介导入肝。

非选择性摄取:肝细胞表面的HDL受体摄取完整的HDL颗粒,回收其中的胆固醇酯入肝。

选择性摄取:通过清道夫受体SR-BI介导的途径,只摄取HDL中的胆固醇酯而不摄取其他成分,将HDL胆固醇转运入肝。

经过肝脏摄取HDL2中的胆固醇酯后,HDL2重新变成HDL3,完成了血浆中的HDL的循环代谢过程。

肝脏摄取的胆固醇酯可进一步合成胆汁酸排出体外;或者转运至肾上腺、睾丸和卵巢合成相关激素。

3 胆固醇的逆转运(RCT)HDL 将多余的胆固醇从周围组织细胞(包括动脉粥样斑块)转运到肝脏进行机体的再循环或以胆酸的形式排泄出体外,这一过程称作胆固醇的逆向转运(RCT)。

胆固醇通过RCT这一过程可以减少其在血管壁的沉积,从而阻止动脉粥样硬化的发生。

胆固醇的逆转运包括组织细胞胆固醇的流出、胆固醇的酯化以及清除[7]。

3.1 胆固醇外流即胆固醇自肝外细胞如动脉壁平滑肌细胞及巨噬细胞中迁出。

近年来的研究证明HDL是胆固醇从细胞迁出必不可少的受体[8]。

胆固醇以游离的非酯化形式离开细胞,而只有细胞间液存在接受体即HDL时,胆固醇才能外移。

胞内的胆固醇是处于不断被酯化和酯化的胆固醇被不断水解的动态平衡中,水解的游离胆固醇既可通过细胞膜迁出细胞,又可重新形成胆固醇酯沉积在包浆内。

只有当胞外存在其受体HDL时,结合在胞膜上的游离胆固醇才能不断被移出,促使沉积在胞内的胆固醇酯不断水解,也以游离胆固醇的形式移出胞外。

否则,胞内的大量胆固醇酯无法运出细胞,从而沉积在细胞内即可引发病变[9]。

3.2 胆固醇酯化[10]由肝脏分泌入血的卵磷酯—胆固醇酰基转移酶(LCAT)可催化卵磷脂2位脂肪酸转移到游离胆固醇使之成为胆固醇酯,即胆固醇的酯化过程。

在此过程中,LCAT起着非常重要的作用。

ApoA-I是LCAT的一种激活剂,若apoA-I的结构或氨基酸组成发生变异,则可能导致其激活能力下降,减缓酯化反应的进行,故LCAT的激活反应是血液中胆固醇清除的限速步骤[11]。

血浆中的胆固醇酯转运蛋白(CETP)能迅速将游离胆固醇由HDL转移至VLDL,后者随即转变成LDL,游离胆固醇的转移可使LCAT活性恢复,确保了胆固醇的吸收酯化的顺利进行。

HDL中还含有其他蛋白如转脂蛋白可将HDL表面的游离胆固醇转移到HDL内部;磷脂转运蛋白可同时促进以上两种途径的发生。

由这些因子的共同作用,导致HDL表面的apoA-I不至于饱和,可以从细胞中摄取更多的游离胆固醇。

HDL在以上种种物质的帮助作用下,使得其负载的游离胆固醇不断被酯化,其中80%酯化胆固醇被转移到VLDL以及LDL中,20%转入HDL内核,随着进入内核的酯化胆固醇量的增多,HDL颗粒逐渐增大而密度逐渐降低,最后由HDL3转变为HDL2,进而转变为HDL1。

每次转变,其中胆固醇酯的数目增加40倍左右。

3.3 胆固醇的清除胆固醇逆转运的最终步骤发生在肝脏,即将胆固醇酯运送到肝脏,完成胆固醇从非肝细胞到肝细胞的转移。

正如本文2.2中胆固醇回收入肝的三个途径所叙述,通过HDL的运输,被其携带的胆固醇酯经过肝细胞表面的HDL受体、LDL受体、清道夫受体SR-BI等介导最后被肝细胞回收,达到清除血液和周围细胞中多余胆固醇的目的。

总之,经过HDL参与的胆固醇的逆转运过程,在LCAT和CETP等物质的协同作用下,胆固醇从肝外细胞包括动脉平滑肌细胞和巨噬细胞中流出,经过一系列的代谢转化之后,转移到全身唯一可以清除胆固醇的肝脏中被降解,使之随胆汁排出体外或转移到性腺等器官合成激素等。

由此可见,HDL能阻止胆固醇在动脉壁的沉积,促进其从动脉壁细胞的流出,从而预防血栓的形成[12]。

3 结语本文仅仅对HDL在胆固醇逆转运过程中的代谢变化做了简单的综述,对于它在抗氧化抗炎症等其他方面的作用并未阐述。

但我们可以看到,HDL在机体血脂代谢方面作用重大。

目前对于HDL转运胆固醇的细胞信号转到通路以及分子层面的研究仍有待深入,相信在研究透彻之后,针对于HDL机制的药物会更好的造福于人类。

4 参考文献:【1】《高密度脂蛋白在动脉粥样硬化发病中的双重作用》陈雅琴赵水平医学与哲学2008年7月【2】《高密度脂蛋白结构与功能复杂性的新认识》钟巧青心血管病学进展2005年第26卷第6期【3】Karl’s on H, Lenders on P , Tares on C , Lindale M. Lip proteomics II;Map2 ping of proteins in high-density lipoprotein using two-dimensional gel elector ore-sis and mass spectrometry. Proteomics, 2005 ,5 (5) :1431~1445【4】《高密度脂蛋白及其受体的研究进展》田德峰国外医学药学分册2003年2月第30卷第1期【5】《高密度脂蛋白抗动脉粥样硬化作用》刘秉文曾成林中国动脉硬化杂志1999年2月【6】《生物化学》贾弘褆主编北京大学医学部出版社2005年2月版225~229页【7】Shishehbor MH, Aviles RJ, Brennan ML, et al. Association of nitrotryrosine levels with cardiovascular disease and modulation by statin therapy. JAMA, 2003, 289: 1675~1680.【8】Garg RK et al. Assoc Physician India, 1999, 39:269.【9】Acton SL , Kozarky K F , Rigotti A. The HDL receptor SR-BI :a new therapeutic target for atherosclerosis Molecular Medicine Today , 1999 ,5 ,518~524【10】《高密度脂蛋白受体(SR-BI)和胆固醇逆转运》巫晔翔洪斌司书毅中国生物工程杂志2003年第五期【11】Kostner GM et al. Adv Exp Med Bid, 2004,210: 79【12】《B类I型清道夫受体与胆固醇的双向转运》孙琳冯惊涛中国动脉硬化杂志2007年第15卷第1期。

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