脂蛋白

与蛋白质结合在一起形成的脂质-蛋白质复合物。脂蛋白中脂质与蛋白质之间没有共价键结合,多数是通过脂质的非极性部分与蛋白质组分之间以疏水性相互作用而结合在一起。因此,脂蛋白的物理特性与其所含的脂质和蛋白质的性质都有密切关系。

脂蛋白种类很多。通常用溶解特性、离心沉降行为和化学组成来鉴定脂蛋白的特性。可溶性脂蛋白──血浆脂蛋白在动物体内脂质的运输方面起重要作用,脂蛋白中的脂质还能与细胞膜的组分相互交换,参与细胞脂质代谢的调节;此外,血浆脂蛋白与动脉粥样硬化型心血管疾病之间有密切关系,低脂蛋白血和高脂蛋白血也都是血浆脂蛋白异常的疾病。不溶性脂蛋白是各种生物膜(如细胞膜、细胞器膜)的主要组成成分。

血浆脂蛋白分类

根据脂蛋白颗粒的大小和它们的水合密度(即在特定的盐密度溶液内的漂浮行为)用超离心技术可把血浆脂蛋白分成四个密度范围不同的脂蛋白族:乳糜微粒、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。低密度脂蛋白还可以再分成两个亚族:LDL1和LDL2用改进的超离心分离技术可把高密度脂蛋白再分成三个水合密度亚族:HDL2、HDL3和极高密度脂蛋白(VHDL)。

根据不同脂蛋白所带电荷和颗粒大小的差别,临床化验常用电泳方法(滤纸电泳,琼脂糖凝胶电泳,聚丙烯酰胺凝胶电泳或醋酸纤维薄膜电泳)将血浆脂蛋白分为四个区带。以血清球蛋白的迁移率作为参比对照;HDL与α-球蛋白共迁移故称为α-脂蛋白;LDL与β-球蛋白共迁移,称为β-脂蛋白;VLDL区带迁移在β-脂蛋白之前故称前β-脂蛋白;乳糜微粒留在原点样处不动。电泳技术是临床检验血浆脂蛋白类型的有效工具,因此临床检验一般引用这一命名系统。

血浆脂蛋白的命名主要是根据超离心分离方法。表1列出人血浆脂蛋白的分类及其物理特性和化学组成。

血浆脂蛋白的物理特性和化学组成

各类血浆脂蛋白在脂质(三酰甘油、磷脂、胆固醇和胆固醇酯)的含量和各种脂质的组成比例上不相同;脂蛋白中所含载脂蛋白的类别和比例也不相同。脂蛋白的物理特性与它们的脂质含量和组成以及载脂蛋白组分的性质有密切关系。脂蛋白中的脂质含量高,脂质与蛋白质的比值大,则脂蛋白的水合密度小(表1);如乳糜微粒脂质/蛋白质比值为49,脂质总量为98%,水合密度最小)。飘浮率(Sf)与脂蛋白中各类脂质的相对比例有直接关系;Sf值大者分子量和颗粒直径也大。携带三酰甘油最多的乳糜微粒是最大的脂蛋白,直径大于70纳米,最大的可达到 500纳米;其Sf值也比其他脂蛋白高;分子量超过109。高密度脂蛋白(HDL1和HDL2)所含三酰甘油少而磷脂含量较高,其漂浮率、分子量和颗粒直径都比其他脂蛋白低。各类脂蛋白的差别(各种脂质的相对克分子比例)也反映极性脂质与非极性脂质的变动。总磷脂和总胆固醇含量的比例以VLDL(0.818)和HDL(0.91~0.969)比LDL (0.478)高。胆固醇酯与游离胆固醇的比例则LDL (4.75)和HDL3(3.62)高于VLDL (2.14);其中LDL的总胆固醇含量达总脂质的46%。从表 1可以看出各类脂蛋白的脂质特征;乳糜微粒主要含外源性三酰甘油;VLDL主要含内源性三酰甘油,其磷脂主要是磷脂酰胆碱和鞘磷脂;LDL的胆固醇酯含量高;HDL含磷脂酰胆碱,胆固醇酯含量亦高。新生儿血浆内HDL含量比成人高;同年龄的雌性动物血浆内HDL含量比雄性动物高30~60%。

图

脂蛋白内的蛋白质组分称为载脂蛋白。利用超离心浮选、区带离心和生物胶 (Bio-Gel A5m)分子筛层析技术已分离出多种脂蛋白亚族;再通过脱脂能得到许多种载脂蛋白;它们以不同的比例存在于各类脂蛋白中。最大的脂蛋白乳糜微粒只含2%或更少量的载脂蛋白;而最小的 HDL或VHDL所含载脂蛋白量高达50%以上。有些载脂蛋白是脂蛋白的结构蛋白(如载脂蛋白 B是乳糜微粒、VLDL和LDL的结构蛋白);另外一些载脂蛋白则具有不同的功能。(表2)列出人血浆脂蛋白内各种载脂蛋白的名称、分子量和功能。

图

血浆脂蛋白的代谢

乳糜微粒在小肠粘膜细胞内合成装配,然后分泌到血液中去。它负责输运消化道内吸收的外源三酰甘油到其他组织中去。极低密度脂蛋白是在肝脏内合成装配,也分泌到血循环中去。小肠粘膜细胞也能合成装配小量。极低密度脂蛋白负责输运肝脏和小肠合成的内源三酰甘油。乳糜微粒和极低密度脂蛋白在血流中都被肝外组织内皮细胞表面的脂蛋白脂肪酶水解从其三酰甘油组分中释放出脂肪酸(给肌肉供能或贮存起来)。低密度脂蛋白是在血循环内形成的,主要来源是极低密度脂蛋白。后者首先降解形成中间密度脂蛋白(IDL),最后转变成低密度脂蛋白。它是携带胆固醇的脂蛋白,所含胆固醇总量高达42~46%。胆固醇输运到肝外组织可用于装配膜,也能在脂蛋白之间,脂蛋白和组织间进行交换。高密度脂蛋白的合成和分泌在肝脏和肠内进行,先合成新生的圆盘状HDL颗粒(含载脂蛋白AI和ARP、磷脂和游离胆固醇),然后在血循环中转变成球形的HDL,此时通过LCAT酶促反应将胆固醇转变成胆固醇酯移向颗粒中心。高密度脂蛋白也是携带胆固醇的脂蛋白,其主要功能是从细胞膜,从外周组织,从富含三酰甘油的脂蛋白表面清除胆固醇,将其输运到肝脏(或肾上腺皮质,性腺等组织)进行降解。高密度脂蛋白在血浆内的浓度和它的代谢对动脉粥样硬化的进展速度有很大影响,HDL能清除肝外组织的胆固醇从而抑止胆固醇的堆集。

人体脂蛋白代谢的任一环节的失调都可能导致高脂血症或高脂蛋白血症。

参考文章