LIPOPROTEINAS

LIPOPROTEINAS

CAPITULO 1

APOPROTEINAS

Apoproteinas
Lipoproteinas
Metabolismo das lipoproteinas
Metabolismo das  apo B-100
Receptores
Dislipemias
Hipolipemias


Bibliografia

http://www.medceu.com/index/index.php?page=get_course&courseID=1830&nocheck

Conceito

Os lipidos, excepto os fosfolipidos são insolúveis na água. Para circularem num meio aquoso como o sangue têm que ser solubilizados. Tal objectivo é conseguido envolvendo-os com moléculas tendo um polo solúvel nos lípidos e outro na água, orientando-se o polo liposolúvel para o interior e o hidrosolúvel para o exterior. As únicas moléculas que têm capacidade para exercer esta função são as proteinas . Os lípidos combinados com proteinas denominam-se lipoproteínas e as proteínas combinadas com os lipidos apolipoproteínas ou simplesmente apoproteínas.

http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/lipoprot/index.htm

cortesia do prof. William Christie

Segundo Alaupovic uma proteína só poderia ser considerada apoproteina desde que preenchesse os seguintes critérios:

·         Terem propriedades únicas e distintas sob os pontos de vista químico, físico e imunológico.

·         Terem propriedades distintas nos domínios estrutural e/ou funcional.

·         Serem componente integral do sistema de transporte de lípidos.

·         Terem capacidade para formar lipoproteinas.

Para uniformizar a designação das apoproteinas,  Alaupovic propoz o sistema ABC, em que as apoproteionas se designam por letras maiúsculas: A,B,C…

Polipeptidos constituintes das proteinas

Algumas proteinas não têm uma cadeia única mas são constituídas por vários polipéptidos. Para Alaupovic estes polipeptidos devem preencher os seguintes critérios:

·         Terem propriedades únicas e distintas

·         Serem componente integral do sistema de transporte de lípidos

·         Participarem com outros polipeptidos na composição de uma apoproteina

Os polipeptidos designam-se acrescentando números romanos à apoproteína: A-I, C-III….

Variantes dos polipeptidos

Alguns polipeptidos podem ter variantes. Estas designam-se pelo acréscimo de  um número arabe: AI.1, CII.2…

Famílias lipoproteicas

Alaupovic postulou que as lipoproteinas do plasma são constituídas por famílias lipoproteicas.

Uma família lipoproteica é um sistema polidisperso de partículas contendo apenas uma apoproteina.Quando a lipoproteina tem apenas  uma familia, ou seja, uma única apoproteina esta diz-se primária, simples ou discreta. Quando a lipoproteina é constituida por mais de uma familia, ou seja, por mais de uma apoproteina esta diz-se secundária ou  complexa.

Segundo este conceito as lipoproteinas designar-se-iam pelas apoproteinas constituintes 

                                                                    

Tipos de apoproteinas

Descreveram-se várias apoproteinas.

Apoprotein	Molecular weight	Lipoprotein	Function
Apo A1	28,100	HDL	Lecithin:cholesterol acyltransferase (LCAT) activation. Main structural protein.
Apo A2	17,400	HDL	Enhances hepatic lipase activity
Apo A4	46,000	CM	Apoproteins.*
Apo B48	241,000	CM
Apo B100	512,000	LDL, VLDL	Binds to LDL receptor
Apo C1	7,600	VLDL, CM	Activates LCAT
Apo C2	8,900	VLDL, CM	Activates lipoprotein lipase
Apo C3	8,700	VLDL, CM	Inhibits lipoprotein lipase
Apo D	33,000	HDL	Associated with LCAT, progesterone binding
Apo E	34,000	HDL	At least 3 forms. Binds to LDL receptor
Apo(a)	300,000-800,000	LDL, Lp(a)	Linked by disulfide bond to apo B100 and similar to plasminogen
Apo H, J, L, M			Poorly defined functions
* Roman numerals are sometimes used to designate apoproteins (e.g. apo AI, AII, AIII, etc)

http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/lipoprot/index.htm

Cortesia do prof. William Christie

Estrutura e funções das diferentes apoproteinas

Apoproteina A

Descreveram-se quatro polipeptidos:

Apo A-I

Encontra-se especialmente nas HDL quer  isolada (forma primária) quer associada à A-II (forma secundária).

É constituída por 243 aminoácidos com seis segmentos muito homologos. Há varias variantes designadas pelo nome das cidades onde foram descobertas: AI-Milão, AI-Marburgo…

É sintetizada no fígado e no intestino como pro-apo A-I que na circulação se transforma em apo A-I.

A  sua principal função consiste em combinar-se com receptores celulares específicos para captar colesterol das membranas celulares  e efectuar o efluxo do colesterol. Esta acção é especifica das A-I pois a lipoproteina AII é muito fracamente captada pelos receptores ao contrário da AI:AII. Além disso a AI é um activador da LCAT (Lecitina Colesterol Acil Transferase) enzima responsável pela esterificação do colesterol.

Apo A-II

Contém dois polipeptidos iguais de 77 aminoacidos ligados por uma ponte S-S na cisteina 6.

É sintetizada no figado como uma preapoproteina de 100 aminoacidos

O seu significado fisiológico ainda não está compreendido

Apo A-III

 Encontra-se principalmente nas HDL. É constituída por dois polipetidos iguais, cada um com 73 aminoácidos, ligados entre si por uma ponte S-S.

A sua função não é bem conhecida. Pode ligar-se a fosfolípidos para formar partículas solúveis. In vitro inibe a LCAT mas parece que in vivo esta acção depende da razão A-I/A-II.

Apo A-IV

 É o maior componente das HDL nos ratos mas no homem é um componente minor.

A sua função é desconhecida

Apoproteina B

Encontra-se nas LDL, VLDL, IDL e quilomicra. Enquanto que nas HDL é a única apoproteina, nas outras lipoproteinas encontra-se associada.

Kane caracterizou várias formas  de apo B com pesos moleculares diferentes. À proteina com maior peso molecular deu o nome de apo B-100 (100=100%). As outras têm um número corresponde à fracção correspondente da 100 (B-74, B-48, B-37, B-26): As únicas que têm interesse biológico são a B-100 e a B-48.

A apo B-100 é um polipeptido de 4500 aminoacidos com varias unidades de repetição unidas por ligações covalentes. É sintetisada no fígado. Encontra-se como apoproteina única das LDL, encontrando-se também das VLDL, LDL, IDL e Lp(a).

É a proteina determinante para o reconhecimento das LDL pelos receptores celulares.

A apo B-48  é sintetisada no intestino. É a proteina estrutural dos quilomicra, não se encontrando nas LDL.

As apo-100 e B-48 provêm do mesmo gene mas o m-RNA intestinal é modificado pela formação de um codão stop  Não se conhece o enzima que opera esta transformação, mas tem uma especitidade de orgão muito elevada

Apoproteina C

Descreveram-se três polipeptidos: C-I, C-II e C-III

Apo C-I

60% encontra-se nas HDL e 40% nas VLDL, associada a outras proteínas.

É uma  cadeia simples de 57 aminoácidos sendo rica em aminoácidos básicos ( 9 moléculas de  lisina e 3 de arginina). Desconhece-se o seu local de síntese e há poucos dados sobre o seu papel fisiológico embora  in vitro iniba a lipoproteina lipase e active a LCAT.

Apo C-II 

É uma cadeia simples de 79 aminoácidos, estando o seu gene localizado no cromosoma 19, sendo sintetizada no figado.

É o cofactor da lipoproteina lipase sendo portanto um activador potente deste enzima.

Apo C-III

É a mais abundante das apoproteinas C. Tem 79 aminoácidos contendo uma molécula de galactose e outra de galactosamina. O seu conteúdo em ácido siálico define a existência de três variantes  

.Variantes da apo CIII

Variante       Moléculas de ac. siálico

. 

CIII:0                              0

CIII:1                              1

CIII:2                              2

O seu gene está colocado no cromosoma 11 na extremidade 3 do gene da A-I.

Inibe a interacção proteina-receptor impedindo por consequência o catabolismo das LDL mediado por receptores .Por outro lado inibe in vitro  a lipoproteina lipase com a consequente diminuição da depuração dos quilomicra.

Apoproteina D

Encontra-se isolada ou associada com outras apoproteinas nas HDL. A sua estrutura não é conhecida. Contem  l8% de glúcidos sendo a heterogeneidade desta acção que explica a existência de seis isoformas.

Apoproteina E

É uma glicoproteina com 299 aminoácidos estando o seu gene localizado no cromosoma 19 num  cluster com os genes da C-I e da C-II.

É reconhecida por receptores específicos. Existem receptores BE nas células periféricas e figado e receptores E no figado. Funcionam como um sinal existente em certas lipoproteinas permitindo o seu reconhecimento pelos receptores.

Existem quatro isoformas - E1, E2, E3 e E4. Os três isoformas mais frequentes são determinados por locus separados - e4,e 3 e e2) originando seis fenotipos.

Polimorfismo das apo E

 Há ainda variantes raras . A maior parte destas variantes está associada com a dislipémia familiar.

 Uma função totalmente diferente das apo e é a sua presença no sistema nervoso central. O cérebro é a seguir ao figado o orgão que contém mais mRNA da apo E.

A apo E  é necessaria para o crescimento e regeneração do sistema nervoso central e a sua síntese aumenta após uma lesão. A apo E também se encontra aumentada em algumas doenças crónico-degenerativas. Na doença de Alzheimer parece estar associada com o alelo e4.

Apoproteina F

É a apoproteína de natureza mais ácida. É uma proteina minor das HDL.

Apoproteina G

É uma proteína minor das HDL

Apoproteina H

É uma apoproteína minor sem função conhecida. Descreveu-se a sua ausência em cinco individuos sem  existir qualquer alteração do metabolismo lipidico.

Apoproteina I

Malmendier e col  isolaram das HDL uma outra apoproteína a que denominaram inicialmente de apoproteina S (S=sugar induced) por ser induzida pela ingestão de açucar. Posteriormente, para seguir a nomenclatura de Alaupovic estes autores propuseram a sua designação como apoproteina I.

Apoproteina J ou cluterina

É uma proteina de 4277 aminoácidos cindida após a tradução em duas subunidades ligadas por uma ponte S-S.

Existe nas HDL e pode associar-se ao colesterol e fosfolípidos para formar complexos imunocirculantes.

Funções das apoproteinas

Do que dissemos neste capitulo poderemos constituir que se pode atribuir às apoprotrinas as seguintes funções

·         Componentes das lipoproteínas

·         Transporte transcelular de lípidos

1.        Transporte do colesterol (apo B)

2.        Catabolismo mediado por receptores (apos B e E)

3.        Efluxo do colesterol (Apo A-I)

·         Cofactores de enzimas

·         Inibidores de enzimas

Funções das apoproteinas

Das apoproteinas  às lipoproteinas

Para uma proteína originar uma lipoproteina esta terá que ser sintetizada, sofrer modificações intra e extracelulares, incorporar os lípidos correspondentes e sofrer  remodelação e transferência no plasma.

Síntese

Nos mamíferos as proteinas são sintetizadas quasi exclusivamente no fígado e intestino, exceptuando a apoproteina E que também é sintetizada no cérebro. Alguns orgãos têm uma produção minor de apoproteinas .

Locais major de síntese das apoproteinas0

Apoproteinas    Locais de síntese

AI                     fígado, intestino

AII                    fígado

B100                 figado, intestino

B48                   intestino

CI                     fígado, suprarenais

CII e CIII         fígado

E                       fígado, cérebro,rins, suprarenais

Modificações intracelulares

Propeptidos

A maior parte das apoproteinas são sintetizadas com um peptido terminal de 16 a 25 aminoacidos que será cindido por uma peptidase da membrana (peptidase sinal)ou do retículo.

Fosforilação

A apoproteina B é segregada fosforilada. Em culturas a insulina diminui a fosforilação facilitando a sua degradação intracelular.

Glicosilação

No aparelho de Golgi algumas apoproteinas (B, CIII, D, E) podem ser glicosiladas, tendo as cadeias glucídicas  ácido siálico terminal.

Sialilação

As apo CIII têm variantes não sialiladas (CIII:0) e sialiladas (CIII:1 e CIII:2).

Modificações extracelulares

Preproapoproteinas

A apo apo A-I é sintetizada como uma preapoproteina. A peptidase sinal cinde-a em prepeptido e proapoproteina que  após ser segregada é cindida por uma protease em apoproteina e propeptido .

Dessialação

Todas proteínas sialiladas são desialiladas após a sua secreção

Outras modificações

Na diabetes pode ocorrer uma glicosilação não enzimática

Também foram descritas desamidação e transglutaminação de apoproteinas

Incorporação de lipidos

Apo B

A apo B associa-se à membrana do retículo, transferindo-se esta apo B ligada à membrana para o retículo onde se combina com os triglicéridos. Os fosfolípidos e colesterol são incorporados no aparelho de Golgi.

Outras apoproteinas

As apoproteinas A-I.E e CIII são segregadas numa forma pobre em lípidos. Para a incorporação intracelular todas as apoproteinas necessitam de apo B.

A incorporação pode ser reformulada  na circulação sistémica. A apo E pode ser incorporada em lipoproteinas após atingir a circulação sistémica.

Remodelagem e transferência

Após a sua secreção sofrem alterações do plasma. Esta remodelagem baseia-se nos princípios seguintes:

·      As apoproteinas segregadas originam lipoproteinas nativas que no plasma se transformarão em lipoproteinas maduras.

·      A maturação  das lipoproteinas faz-se no compartimento intravascular por um processo de remodelagem afectando essencialmente a redistribuição de apoproteinas

·      Na sua remodelagem ou na sua sintese de novo as lipoproteinas adquirem as apoproteinas necessárias para a sua função

Capitulo  2

LIPOPROTEINAS

Classificação

Há várias proteínas que diferem entre si pela natureza dos lipidos transportados e pelas proteinas que contêm. A ignorância que ainda hoje existe sobre a sua estrutura exacta levou a classificá-las conforme os seus métodos de separação mais usuais.

Ultracentrifugação

Gofman constatou que ultracentrifugando o soro a uma densidade de l063 havia uma partícula mais pesada que sedimentava e outra mais leve que flutuava. Recentrifugando o sobrenadante a uma densidade de1006 observou uma que sedimentava e outra que flutuava .

Verificou assim existência de três classes de lipoproteinas conforme a sua densidade:

A estas classes deve-se ainda acrescentas os quilomicras mais leves, flutuando no soro sem ultracentrifugação.

A densidade das lipoproteinas é inversamente proporcional ao seu diâmetro.

Electroforese

A utilização da electroforese de zona para a separação das lipoproteinas foi efectuada em l941 mas só a introdução da electroforese em papel  em 1955  perm.itiu a sua vulgarização. As lipoproteinas foram classificadas pela sua ordem de migração:

• ·      Lipoproteinas sem mobilidade electroforetica - quilomicra
• ·      Lipoproteinas com mobilidade semelhante às a-globulinas - a - lipoproteinas
• ·      Lipoproteinas com mobilidade b-globulina (b-lipoproteinas).
• ·      Lipoproteinas com motilidade  a2 - pre-b-liproteinas

Equivalencia entre os dois sistemas

Estudo individual das lipoproteinas

Quilomicra

Este nome foi utilizado pela primeira vez em 1920 para descrever proteínas visíiveis ao microscópio óptico que aparecem no plasma  após uma refeição gorda. Esta visibilidade deve-se às suas grandes dimensões (75 a 600 nm)

São particularmente ricos em triglicéridos (80-90%) o que explica a sua baixa densidade. Os outros componentes são colesterol livre (1-3%), colesterol esterificado (3-6), fosfolípidos (7-9) e apoproteinas (1-2) .

 Os quilomicra nativos têm apo A-I (apoproteina major), apo B48 (sintetizada pelas proteínas intestinais), apo A-IV e apo E. Ao chegarem à circulação sistémica enriquecem-se com apo C-II

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Chylomicron.svg

VLDL.

São moléculas grandes embora de dimensões inferiores às dos quilomicra. Não interceptam os feixes luminosos e por isso não são visíveis ao microscópio óptico mas quando em quantidade dão um aspecto turvo ao soro.

São a seguir aos quilomicra as lipoproteinas mais ricas em triglicéridos . Os outros constituintes são colesterol livre (6-8), colesterol esterificado (10-15), fosfolípidos (17-18) e apoproteinas (9-10).

As apoproteinas major são apo B -100 e Apo C, encontrando-se a Apo E em pequenas quantidades.

LDL

Em contraste com a riqueza dos quilomicra e VLDL em triglicéridos, as LDL são particularmente ricas em colesterol  (-46-5O%), estando a maior parte esterificada (80-87%). Os outros constituintes são trigliceridos (5-8), fosfolipidos (20-25) e apoproteinas (20-24) . 95% das apoproteinas são representadas pela apo B-1000) havendo pequenas quantidades de apo C e apo E e quantidades vestigiais de A-I e A-II

http://wiz2.pharm.wayne.edu/biochem/lipoprotein.ppt#4

cortesia do prof. Foster

HDL

São as lipoproteinas mais pequenas e mais densas devido ao seu alto conteúdo em apoproteinas (cerca  de 50%), sendo a predominante a Apo A-I (70-80% das proteínas totais) encontrando-se ainda a apo A-II (20-23) e C (5-13) encontrando-se em quantidades menores as D, E e A-IV.

Separaram-se duas subclasses, as HDL2 e  HDL3. As HDL2 são maiores e mais densas tendo mais lípidos e menos apoproteinas que as HDL2.

Lipoproteinas

Density (g/mL)	Class	Diameter (nm)	% protein	% cholesterol	% phospholipid	% triacylglycerol
>1.063	HDL	5-15	33	30	29	8
1.019-1.063	LDL	18-28	25	50	21	4
1.006-1.019	IDL	25-50	18	29	22	31
0.95-1.006	VLDL	30-80	10	22	18	50
<0.95	Chylomicrons	100-1000	<2	8	7	84

http://en.wikipedia.org/wiki/Lipoprotein

Sinopse

http://www.medceu.com/index/index.php?p.age=get_course&courseID=1830&nocheck

Capitulo 3

METABOLISMO DAS LIPOPROTEINAS

O metabolismo das lipoproteinas é o reflexo das apoproteinas que as constituem. É portanto lógico estudar o seu metabolismo integrado no das apoproteinas.

Digestão dos lipidos

Esteres do colesterol

Os esteres do colesterol são hidrolisados pela colesterol esterase  em colesterol e ácidos gordos . O colesterol é absorvido pelas células intestinas na presença de ácidos gordos

Fosfolipidos

As fosfolipases hidrolisam os fosfolipidos originando uma molécula com menos um ácido gordo (lisolecitina no caso da lecitina) e ácidos gordos

Triglicéridos

No intestino a lipase pancreática hidrolisa progressivamente os triglicéridos com formação progressiva de ácidos gordos, di e monogliceridos

http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/smallgut/absorb_lipids.html

cortesia de Dick Bowen

Destino dos ácidos gordos

Os ácidos gordos libertados terão destinos diferentes conforme o comprimento da sua cadeia

Ácidos gordos de curta e média cadeia

Estes ácidos têm um numero de atomos de carbono inferior a 12 e representam uma percentagem reduzida da totalidade dos ácidos gordos. Não são absorvidos pela célula intestinal, entrando directamente para a veia porta 

Ácidos de longa cadeia

São absorvidos pela célula intestinal, necessitando estar sob a forma de micelas, para o que são necessarios ácidos biliares 

Destino dos acidos gordos

Micelas

http://themedicalbiochemistrypage.org/gluconeogenesis.html

Formação de quilomicra

Os acidos gordos são transformados no retículo liso da célula intestinal em triglicéridos, combinando-se com apoproteinas para formar quilomicra

Embora a Apo A seja a apoproteina major dos quilomicra apo B-48 é necessária para a formação dos quilomicra. Alguns minutos após a ingestão de gorduras há aumento da síntese de  apo B-48. Por outro lado na   a-b-lipoproteinemia (doença em que falta apo B) não se formam quilomicra.

http://www.lipidsonline.org/slides/slide01.cfm?q=chylomicrons&dpg=1

http://www.tamu.edu/classes/eharris/411_602/Slides/LECT%2019%20Betaoxid.ppt#3

cortesia de E.Harris

Maturação dos quilomicra

Os quilomicra nativos são ricos em triglicéridos, tendo pouco colesterol. A  maturação começa na linfa onde recebem colesterol livre e algumas apoproteinas, mas as modificações mais importantes fazem-se na circulação sistémica:

Aquisição de apo C  proveniente de outras lipoproteinas

As apoproteinas provêm em especial das HDL . Esta aquisição modula a lipólise pois que a apo C-II é o cofactor da lipoproteina lipase

Hidrólise dos trigliceridos pela lipoproteina lipase

As partículas são sequestradas no endotélio por fusão com os fosfolípidos da membrana externa da membrana, dando assim a possibilidade de o enzima actuar sobre os triglicéridos no interior da molécula. Como consequência da hidrólise liberta-se apoproteina A-I, utilizada na formação de HDL2 a partir das HDL3 e alguma apo C.

Devido a esta intervenção formam-se os remanescentes dos quilomicra, partículas pobres em trigliceridos e ricas em colesterol

http://www.tamu.edu/classes/eharris/411_602/Slides/LECT%2019%20Betaoxid.ppt#3

Formação dos quilomicra

Aquisição de apo E pelos remanescentes

O enriquecimento em apo E permite o reconhecimento destas particulas pelos receptores pois estes não reconhecem a apo B-48

Captação dos remanescentes

Cerca de 25 a 30% dos remanescentes são captados pelos receptores BE. Admite-se a existência de dois outros receptores para a apo E - os receptores E e a LRP (LDL receptor related protein).

Catabolismo dos quilomicra na medula óssea

Embora a maior parte do catabolismo se faça no figado, estes tambem são metabolizados na medula óssea, tendo-se-lhe atribuído os significados seguintes:

·      Fornecimento de lipidos como fonte de energia para a síntese da membrana durante a hematopoiese

·      Manutenção de um nível adequado de lipidos - O turnover de ácidos gordos nos adipocitos da medula é muito maior que nos outros adipocitos. Os triglicéridos são utilizados como fonte de energia durante a proliferação celular e há uma relação inversa entre  o conteudo  nos adipocitos e a hematopoiese

·      Libertação de vitaminas liposoluveis como a vitamina A

Metabolismo da apo B-100

Formação das VLDL

A sua formação é muito semelhante à dos quilomicra. Os ácidos gordos libertados por hidrolise dos trigliceridos ou sofrem b-oxidação ou são armazenados como triglicéridos. Os ácidos gordos seriam captados pelos tecidos extra-hepáticos (músculo, tecido adiposo, coração) e numa menor extensão pelo fígado e resintetizados  em triglicéridos  no figado. Os triglicéridos dirigem-se para o retículo liso e depois para o aparelho de Golgii onde se combinam com a apoproteina B-100 sintetizada no reticulo rugoso para formar vesiculas de VLDL nativas que migram para a membrana basal.

As VLDL deixam as vesículas por exocitose indo para a circulação sistémica através dos espaços de Disse .

Ácidos gordos

Triglicéridos

Retículo liso

                               GOLGI

                                      ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________                                             

Apo B100

Retículo rugoso

Vesículas de VLDL nativas

Exocitose

Espaços de Disse

Circulação

Maturação das VLDL

As VLDL nativas tornam-se maduras pelo enriquecimento em colesterol devido à acção da LCAT  e por transferência das HDL

Formação dos remanescentes das VLDL

A lipoproteina lipase hidrolisa os triglicéridos ao mesmo tempo que toda a apo A e grande parte da apo C é transferida para as HDL, recebendo em troca apo E

 No decorrer destas trocas a apo B-100 não é trocada pelo que os remanescentes das VLDL assim formados têm pouca apo A e apo C mas são ricos em apo B-100 e apo E ao mesmo tempo que são pobres em trigliceridos e ricas em colesterol esterificado.

http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/lipoprot/index.htm

cortesia do prof. William Christie

Estes remanescentes são geralmente descritos como IDL e b-VLDL. Para a maior parte dos autores os remanescentes habitualmente formados são as IDL, formando-se as b-VLDL  apenas após uma alimentação rica em colesterol.

Destino dos remanescentes das VLDL

Na maior parte dos animais os remanescentes são reconhecidos pelos receptores BE do figado . No homem só 50% têm este destino. Os remannescentes não  reconhecidos são  captados pelos receptores mas não internalisados , sendo os trigliceridos hidrolisados pela triglicerido lipase hepática formando-se as LDL nativas

http://themedicalbiochemistrypage.org/

Maturação das LDL

As LDL nativas perdem apo E e recebem colesterol para se transformarem na sua forma madura, muito rica em colesterol e contendo apenas apo B.

Catabolismo da apo B-100

Será estudado com os receptores:

Semelhança entre o metabolismo dos quilomicra e das VLDL

Há alguns pontos comuns entre o metabolismo destas duas lipoproteinas:

·      Transporte de trigliceridos. Os quilomicra transporam trigliceridos alimentares (trigliceridos exogenos) e as VLDL trigliceridos de origem metabolica (Trigliceridos endogenos)

·      Necessidade da apo B para a sua formação, B48  no intestino e  B-100 no figado

·      Analogia na degradação . Tanto os quilomicra como as VLDL transformama-se em remanescentes - remanescentes dos quilomicra no primeiro caso, IDL e b-VLDL  no segundo

http://www.123bio.net/revues/jleoni/2chap2.html#fig:metab_ldl_denses

cortesia de J.M.Botto

.

Metabolismo da apoproteina A

Transporte reverso do colesterol

As lipoproteinas contendo apo B têm a função de transportar lipidos para as células.

As contendo apo A transportam colesterol das celulas para o fígado para aí ser catabolisado - é o transporte reverso do colesterol

Este transporte reverso faz-se em três fases

·      Efluxo do colesterol  das celulas exta-hepaticas para o plasma.

·      Modificações intravasculares do colesterol por um processo envolvendo a LCAT e a transferência dos esteres do colesterol para a apoproteina B.

·      Transferência do colesterol para as células hepáticas.

Efluxo do colesterol

O efluxo do colesterol é determinado pela composição da membrana celular e das lipoproteinas aceitadoras

Composição da membrana

A natureza dos microdominios membranários envolvidos no efluxo do colesterol não é bem conhecida. O local mais provável parece ser representado por invaginações da membrana sem clatrina (caleolae) caracterisadas pela presença de caveolina. Nas caveolae encontra-se mais colesterol livre e fosfolípidos que nas outras partes da membrana. As caveolae tambem contêm proteina G provavelmente envolvidas na transdução do sinal induzido pelas HDL

Lipoproteinas aceitadoras

A eficiência do efluxo do colesterol depende também de diferenças no tamanho, fluidez e composição proteica das lipoproteinas aceitadoras

·      Tamanho. As particulas pequenas são mais efectivas que as grandes. Descreveram-se conforme as dimensões três subclasses de LpA-I, sendo as de dimensão menor muito mais efectivas.

·      Fluidez. O efluxo de colesterol aumenta com a fluidez das partíiculas. A insaturação e  a menor dimensão das cadeias dos ácidos gordos aumentam a fluidez

·      Composição. A apoproteina A-I é muito mais efectiva que a A-II e facilita o efluxo.

Modificações intravasculares

A transição estrutural das HDL nativas, discoides, em esteres do colesterol e trigliceridos, para HDL maduras, esféricas, com um núcleo central de esteres do colesterol é catalisada pela LCAT. No decurso desta conversão a apo E é substituída por apo A-II até a relação E/AI passar para 1/7.

O aumento de hidrofobia provocado pela esterificação do colesterol leva os esteres a moverem-se para o interior do disco originando a forma esferica e deixando na periferia espaço necessário para receber mais colesterol livre .

A particula formada  é a HDL3. A adição de material de superficie proveniente dos remanescentes dos quilomicra e VLDL e a acção da LCAT transforma-a em HDL2.

.

Transferência do colesterol

As  HDL são captadas por receptores sendo os esteres do colesterol transferidos por retroendocitose ou por translocação.

http://www.cumc.columbia.edu/news/in-vivo/Vol1_Iss5_mar11_02/cholesterol.html

cortesia de S.Conova

Na translocação as HDL nativas são captadas pelos receptores dos macrófagos e recebem o colesterol, tomando uma forma esférica

A retroendocitose  é uma endocitose mediada por receptor. As HDL são captadas pelos macrófagos e recebem os esteres do colesterol. São necessários a CETP e a apo CI .

Intercambio das apoproteinas

Como vimos, no decorrer do metabolismo há um intercambio constante de  apoproteinas.

As apo B transportam o colesterol para os tecidos periféricos enquanto as apo E promovem o retorno do colesterol para o fígado.

As HDL são um depósito de apo C que quando cedida aos quilomicra e VLDL activa a lipoproteina lipase.

Pelo contrário as HDL recebe apo AI das partículas residuais que irá activar a LCAT.

Lipoproteinas e ateroesclerose

http://www.medceu.com/index/index.php?page=get_course&courseID=1830&nocheck

Capitulo 4

RECEPTORES

O conceito de receptores para as lipoproteinas deve-se a GOLDSTEIN e BROWN  que demonstraram que a maioria das LDL só se catabolisava após fixação a receptores existentes na membrana celular.

Posteriormente constatou-se que para lá destes receptores que reconhecem as apoproteinas B e E ( receptores BE) há outros tipos de receptores.

Receptores BE

Estrutura

É uma glicoproteina com 893 aminoácidos distribuída por cinco domínios

Zonas funcionais

O receptor tem duas zonas funcionais, uma de ligação situada no folheto externo da membrana e uma de internalização no interno

Devido à constituição em aminoácidos da zona de internalização e à afinidade de uma proteína membranária, a clatrina, os receptores acumulam-se em poços revestidos (coated pits)

                                  

Síntese dos receptores

Nos ribossomas sintetiza-se um precursor dos receptores que migra para o aparelho de Golgi.

No aparelho de Golgi sofre alterações pós-translaccionais como a glicosilação.

O gene encontra-se no cromossoma 19.

.

Coated pits e coated vesicles

Quarenta e cinco minutos após a sua síntese o receptor aparece na membrana, agregando-se em vesículas revestidas por distribuição ao acaso.

As coated pits interactuam com as LDL formando-se dentro de 3-5 minutos vesículas de endocitose revestidas de clatrina

http://cellbio.utmb.edu/cellbio/recend.htm#internalization

cortesia de Gwen Childs

Univ. of Arkansas for Medical Sciences

Estas vesículas perdem rapidamente a clatrina e fundem-se com outras para formar vesículas maiores de contorno irregular – endossomas e receptossomas

http://cellbio.utmb.edu/cellbio/recend.htm#internalization

cortesia de Gwen Childs

Univ. of Arkansas for Medical Sciences

Reciclagem dos receptores

As LDL separam-se dos receptores a um pH inferior a 6,5, voltando estes para a superfície

http://cellbio.utmb.edu/cellbio/recend.htm#internalization

cortesia de Gwen Childs

Univ. of Arkansas for Medical Sciences

Lisossomas

As LDL são captadas pelos lisossomas.

As proteínas são hidrolisadas em aminoácidos e o colesterol esterificado em colesterol e ácidos gordos

http://cellbio.utmb.edu/cellbio/recend2.htm

Cortesia de

Gwen V.Childs

Univ. of Arkansas for Medical Sciences

Sinopse

http://www.utsouthwestern.edu/utsw/cda/dept14857/files/114532.html

Regulação

A  captação de colesterol pelos receptores tem por objectivo fornecer à membrana celular o colesterol que ela necessita para a sua estabilidade.

A captação do colesterol está regulada para que seja fornecida à membrana uma quantidade necessária mas não excessiva.

Os mecanismos reguladores exercem-se sobre:

HMG CoA redutase

·         Repressão da sua síntese

·         Aceleração do seu catabolismo

·         Inibição  alosterica

ACAT

Aumento da sua actividade ficando os esteres do colesterol  depositados no citoplasma como gotículas de gordura.

Receptores

Repressão da sua síntese.

Receptores BE doutros tecidos

Os receptores BE encontram-se não só nos fibroblastos mas em muitos órgãos e tecidos.

A actividade especifica mais elevada foi encontrada no córtex suprarenal e corpo amarelo devido ao colesterol ser precursor das hormonas esteroides.

Devido à sua massa, o fígado é o maior possuidor de receptores.

As células endoteliais tem receptores que não internalizam as LDL, a não ser que estejam lesados.

Os macrofagos não têm receptores para as LDL mas captam LDL modificadas.

Lipoprotein Related Protein (LPR)

Tem cinco domínios funcionais com alguma semelhança ao BE.

Não reconhece a apo B.

Liga-se fracamente às VLDL.

Têm alta finalidade para os remanescentes das VLDL, ricos em apo E.

Receptores para as VLDL

O  seu papel não é ainda bem conhecido.

Atribui-se-lhes um papel importante na captação de remanescentes ricos em apo E.

Podem mediar a captação de outros ligandos como a proteína de ligação da riboflavia, a a2 macroglobulina e a lactoferrina.

Receptores 2 das apo E

Fazem a captação das partículas ricas em apo E nos astrociros

Receptores das HDL

Medeiam a endocitose e a translocação

Capitulo 4

DISLIPEMIAS

Bibliografia geral

http://www.medceu.com/index/index.php?page=get_course&courseID=1830&nocheck

http://ghr.nlm.nih.gov/condition/tangier-disease

http://francois.dart.pagesperso-orange.fr/pagnut/athero/chanu01.htm

http://www.lipidsonline.org/slides/slide01.cfm?tk=12

Classificação de Frederickson-OMS

É uma classificação baseada na ordem de migração electroforetica:

·         Tipo I – quilomicra

·         Tipo IIa – beta-lipoproteinas

·         Tipo III – IDL, ocupando uma zona que faz coalescer as b e as pré-b

·         Tipo IV – pré-beta

·         Tipo V – coexistência de pré-beta e quilomicra

·         Tipo IIa  - coexistência de beta e pré-beta

Classificação de Frederickson

Tipo I

Há aumento dos quilomicra e portanto hipertrigliceridémia.

Um processo simples e eficaz de reconhecer  os quilomicra consiste no exame do soro após 24 horas de repouso a 4 graus.

Os quilomicra aparecem como um sobrenadante cremoso num soro límpido.

Este tipo é muito raro, não tendo sido descrito nenhum caso em Portugal.

Deve-se à falta da lipoproteina lipase ou da carência da apo CII, activadora da lipoproteina lipase

Tipo IIa

Há aumento das LDL com a consequente hipercolesterolémia

Há  uma forma dependente da alimentação ( hipercolesterolémia poligénica) e outra devida à diminuição ou ausência de receptores

Tipo IV

Aumentam apenas as VLDL, havendo portanto uma hipertrigliceridémia.

O soro encontra-se turvo.

Pode ser devido a:

• ·       Resistência periférica à insulina com um hiperinsulinismo secundário com um aumento de lipólise e portanto maior produção de triglicéridos

•          Diminuição da destruição de triglicéridos por carência em apo C

Tipo III

Há acumulação de IDL que se manifesta na electroforese por uma banda larga( broad beta) que engloba as bandas das beta e pré-beta.

O colesterol e triglicéridos estão elevados.

Devem-se à carência de apo E-IIIou à existência de variantes 

Tipo V

É a associação dos tipos I e IV, ou seja, aumento dos quilomicra e VLDL com a consequente hipertrigliceridémia.

O soro apresenta um sobrenadante cremoso( quilomicra) e um infranadante turvo (VLDL).

Tipo IIb

É a associação dos tipos II e IV, implicando assim o aumento de colesterol e triglicéridos.

Criticas a esta classificação

Na ideia de Frederickson esta classificação referia-se apenas a fenotipos de uma alteração do genotipo – cada tipo seria a expressão de uma mutação, ou seja de um genotipo

Actualmente este conceito não pode ser aceite pelas seguintes razões:

·         Nem sempre a árvore genealógica mostra tratar-se do mesmo fenotipo

·         Após o tratamento é frequente observar mudança dos tipos, particularmente Iib em IV.

·         Há dislipémias, as dislipémias normolipémicas que não entram nesta classificação.

Classificação de De Gennes

Esta classificação segue critérios bioquímicos e precisa alguns critérios:

Associação de varias dislipemias

Pode haver num mesmo doente associação de varias dislipemias

Hipercolesterolemias

Bibliografia

Directorios

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/cholesterol.html

http://www.emedicinehealth.com/high_cholesterol/article_em.htm

Textos

http://en.wikipedia.org/wiki/Hypercholesterolemia

http://www.mayoclinic.com/health/cholesterol-levels/CL00001

http://www.medicinenet.com/cholesterol/focus.htm

http://www.nhlbi.nih.gov/health/public/heart/chol/wyntk.htm

http://www.healthcommunities.com/high-cholesterol/overview-of-high-cholesterol.shtml

LDL

http://emedicine.medscape.com/article/126568-overview

Hipercolesterolemia poligenica

Há uma associação entre excesso de lípidos alimentares, nomeadamente ácidos gordos saturados e uma  alteração genética da homeostase do colesterol.

O colesterol é inferior a 300.

É sensível à dieta.

Hipercolesterolemia familiar

São hipercolesterolémias elevadas de origem genética, pouco sensíveis à dieta.

Nas formas heterozigoticas, o colesterol situa-se  entre 300 e 400 e nas homozigoticas acima de 400.

São quase sempre devidas a alterações dos receptores BE.

Acompanham-se de xantomas cutâneos e tendinosos.

Os homozigoticos desenvolvem doença coronária antes dos 30 anos, sendo o prognostico grave.

As formas heterozigoticas tratam-se com estatinas.

As homozigoticas podem ser tratadas com sequestrantes dos ácidos biliares e colesterol-aferese.

Bibliografia

http://www.pitt.edu/~super1/lecture/lec3191/006.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Familial_hypercholesterolemia

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000392.htm

http://emedicine.medscape.com/article/121298-overview

http://www.genome.gov/25520184

Hipertrigliceridémias

As VLDL e os triglicéridos estão aumentados, mas não os quilomicra.

O soro encontra-se turvo.

Hipertrigliceridémias primarias

Hipertrigliceridémia familiar

Triglicéridos aumentados na ausência de outras causas

Existe noutros membros da família

É devida à hiperprodução de VLDL

Sindroma de deficiência em HDL

Hipertrigliceridémia moderada

Grande baixa das HDL

Hipertensão dislipémica familiar

Hipertensão antes dos 60 anos

Hipertrigliceridémia

Ocorre em 15% dos hipertensos

Hipertrigliceridemia com remanescentes

Remanescentes semelhantes às IDL

Bibliografia

http://www.esculape.com/fmc/triglyceride.html

http://emedicine.medscape.com/article/126568-overview

Hipertrigliceridémias secundárias

Podem-se observar na obesidade, alcoolismo, diabetes e insuficiência renal

Hiperlipemia mista

Triglicéridos e colesterol aumentados.

Embora as alterações lipídicas muitas vezes não sejam grandes, acarreta um risco aumentado, especialmente na diabetes tipo 1.

Quilomicronemias

Correspondem ao tipo I de Frederickson.

Há aumento isolado de quilomicra.

Num soro mantido 24 horas no frigorifico, os quilomicra sobrenadam.

Devem-se a uma deficiência  da liproteina lipase.

São muito raras.

Dislipemias familiares com IDL( tipo III)

Há uma acumulação de IDL reconhecível na electroforese por uma banda englobando as beta e pré-beta (broad beta) e pelas suas caracteristocas na ultracentrifugação(floating beta).

O colesterol e trigliceridos estão aumentados.

Deve-se a uma homozigotia do alelo E2, que tem uma capacidade deficiente de ligação aos receptores, ao contrario dos E3 e E4.

Dislipemias normolipemicas

Tipo IV latente

Designação introduzida por  HALPERN em 1973 para designar aumento da pré-beta com trigliceridos normais.

Os triglicéridos surgem aumentados quando doseados três horas após uma refeição

As VLDL têm uma composição alterada

Apoproteinas

Há casos de aumentos isolados de apo B.

Lp(a)

É uma variante das LDL, sendo a sua síntese controlada geneticamente.

Bibliografia

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/007262.htm

Isoformas da apo E

Descreveram-se isoformas da apo E com normolipémia.

Dislipemias secundarias

Diabetes

Diabetes e mortalidade cardiovascular

A mortalidade cardiovascular representa 70 a 75% da mortalidade dos diabéticos, sendo maior nas mulheres

O papel da insulina no  metabolismo das  lipoproteinas é independente dos seus efeitos sobre a glicose.

Modula a lipoproteina lipase e pode influenciar a LCAT.

Os trigliceridos estão aumentados nas diabetes.

O colesterol está nornal.

As HDL estão significativamente mais baixas.

As apo AI estão baixas no tipo I.

As apo CII e CIII estão aumentadas.

Nas mulheres as alterações lipidicas são  maiores e nunca recuperam totalmente.

A dislipemia representa um factor de risco importante pois que a mortalidade cardiovascular representa 70% das causas de mortalidade da diabetes.

Suprarenal

Os corticoides provocam uma resposta bifásica nos lipidos – descida seguida de subida

No Cushing e em doentes  tratados com corticoides os triglicéridos estão elevados e associados a uma maior captação de ácidos gordos livres

Tiroideia

No hipotiroidismo há hipercolesterolémia e por vezes hipertrigliceridemia por uma captação deficiente de LDL pelos receptores e actividade diminuída da lipoproteina lipase.

Colestase

Há uma hiperlipemia marcada causada por uma lipoproteina anormal, a lipoproteina X.

Há uma hiperlipemia marcada causada por uma lipoproteina anormal, a lipoproteina X.

Nefropatias

A insuficiência renal crónica pode estar associada com hipertrigliceridémia e hiperquilomicronemia.

A lipoproteina lipase tem uma actividade diminuída devido à existência de um seu inibidor.

Os trigliceridos estão associados com a clearance de creatinina.

A hemodiálise não melhora esta situação.

As HDL estão baixas, sendo a sua subida após uma transplantação um sinal de bom prognóstico.

Na nefrose há hipercolesterolémia.

Na hemodiálise há hipertrigliceridemoa.

Capitulo 5

HIPOLIPEMIAS

Deficit em apo B

Noções gerais

As apo B são necessárias para a síntese dos quilomicra.

São transportadoras de vitaminas lipossoluveis especialmente as D e A.

É de considerar que os ácidos gordos de media cadeia são absorvivos directamente pelo fígado, tendo outra metaboização. A sua administração será portanto útil nesta situação.

Será também útil administrar suplementos de vitaminas A e D.

A-betalipoproteinemia

É uma forma autossomica recessiva.

Faltam as Apo B-100 e B-48.

Há ausência de quilomicra, VLDL e LDL.

Hipobetalipoproteinemia

É uma forma autossomica dominante

Forma homozigotica

Ausência de VLDL

Diminuição das LDL e HDL

Forma heterozigotica

Diminuição de 50% das LDL e VLDL

Forma heterozigotica

Diminuição de 50% das LDL e VLDL

A-betalipoproteinemia normotrigliceridemica

Falta a apo- 100 mas não a apo B-48

Ausência de LDL e VLDL

Quilomicra em quantidades normais

Deficiência em Apo A-I

Hipo-alfalipoproteinemia familiar

Autosomica dominante.

Teores de HDL e Apo AI 50% do normal.

Predisposição para a ateroesclerose prematura.

Doença de Tangier

Ausência quase total de HDL.

Anomalia do gene da Apo A-I que impede a convrsão da pré-pro-apo A-I.

Bibliografia

http://en.wikipedia.org/wiki/Tangier_disease

http://ghr.nlm.nih.gov/condition/tangier-disease

Deficiência familiar em apo E

Doença rara causada por duas formas aberrantes de m-RNA.

Deficiência em apo C-II

Doença autossomica recessiva.

Defiiciencia total ou grande de apo C-II.