LIPOPROTEINE

Generalità.

Il compito principale del metabolismo delle lipoproteine è quello di assorbire giornalmente dal tratto gastro-intestinale circa 100 g di grassi neutri, costituiti per circa il 99% da trigliceridi e il restante da colesterolo e suoi esteri, e di porli a disposizione dell’organismo sia come fonte energetica che per la sintesi di componenti strutturali.

La via esogena delle lipoproteine inizia con la formazione nella mucosa intestinale dei chilomicroni ricchi di trigliceridi, come accennato in precedenza, che giungono in circolo attraverso le vie linfatiche dove vengono idrolizzati dalle lipasi perdendo la maggior parte dei loro trigliceridi.

Si formano così acidi grassi liberi che costituiscono una fonte importante di energia per i tessuti, in particolare per la muscolatura. In conseguenza dell’idrolisi rimangono piccole particelle di residui di chilomicroni ricche di colesterolo, poi assorbite dal fegato attraverso specifici recettori.

La via endogena del metabolismo delle lipoproteine inizia nel fegato.

Le particelle di residui di chilomicroni vengono scisse e si formano le VLDL (Very Low Density Lipoproteins), lipoproteine a bassissima densità ricche di colesterolo che vengono immesse in circolo.

Qui, attraverso alcune fasi intermedie, avviene la loro trasformazione in LDL (Low Density Lipoproteins), lipoproteine a bassa densità, ricche di colesterolo. Gli acidi grassi liberi che si formano in tale circostanza rappresentano una fonte di energia per il tessuto muscolare e quello adiposo.

Le particelle LDL sono il vettore più importante per il colesterolo nel plasma e assicurano alle cellule dei tessuti l’apporto di colesterolo per le necessità strutturali delle membrane e per altri scopi di sintesi. Le particelle LDL vengono assorbite nella cellula tramite un processo mediato da un recettore. Il colesterolo non utilizzato dalle cellule dei tessuti viene assorbito nel fegato, l’unico organo in grado di catabolizzarlo e dove arriva trasportato dalle HDL (High Density Lipoproteins), lipoproteine ad alta densità sintetizzate nel fegato e nell’intestino.

Il colesterolo in eccesso viene convertito in acidi biliari e poi eliminato nell’intestino.

Le lipoproteine, dunque, fungono da mediatori nel trasporto dei lipidi. Generalmente di forma sferica, sono costituite da uno strato superficiale di lipidi idrofili e di proteine, da una zona intermedia e da una zona centrale di lipidi idrofobi.

Riassumendo, le lipoproteine vengono classificate in:

  1. ricche di trigliceridi (Chilomicroni; VLDL)
  2. ricche di colesterolo (LDL; HDL)

ed espletano le seguenti funzioni:

  • legano i lipidi, li rendono idrosolubili e fungono da mediatori nel trasporto dei lipidi;
  • attivano enzimi importanti per il metabolismo lipidico intravascolare, come la lipasi lipoproteica (attivazione da parte della Apo C) e la lecitina-colesterolo-aciltransferasi (attivazione da parte della Apo A-I)
  • sono i leganti dei recettori lipoproteici che fungono da mediatori nel trasporto dei lipidi dal circolo all’interno delle cellule e viceversa.

I recettori lipoproteici sono presenti sulla membrana cellulare di cellule che consumano i lipidi e fungono da mediatori dell’assorbimento e della liberazione delle particelle lipoproteiche. L’assorbimento quantitativo delle particelle lipoproteiche viene regolato dal numero e dall’attività dei recettori lipoproteici cellulari.

 

Metabolismo dei chilomicroni

Le cellule del della mucosa intestinale, dopo averli riassorbiti ed elaborati, riversano i prodotti della digestione intestinale dei lipidi nella linfa come chilomicroni, come si è detto in precedenza, grosse micelle lipoproteiche costituite per il 95% da trigliceridi e per il 2-4% da colesterolo.

Al momento della loro secrezione contengono due apoproteine, la Apo A-I e la Apo B-48. In circolo completano il loro assetto in apoproteine assumendo le apoproteine E e C, quest’ultima fornita dalle HDL circolanti.

Oltre alla funzione strutturale, la Apo C possiede una importante funzione di attivazione della lipoproteinlipasi (LPL) enzima che idrolizza i trigliceridi e praticamente ubiquitario in quanto è localizzato negli endoteli dei tessuti extraepatici.

Per azione della LPL i chilomicroni perdono progressivamente il loro contenuto in trigliceridi e si trasformano in lipoproteine a densità più elevata, dette “remnants” (residui) dei chilomicroni. Alla fine del processo idrolitico la Apo C viene restituita alle HDL.

I remnants hanno una vita media di 1 ora circa, poi grazie alla presenza della apoproteina E, sono rapidamente rimossi dal plasma da parte degli epatociti.

 

Metabolismo delle VLDL

Una delle funzioni più importanti del fegato è quella di sintetizzare trigliceridi – detti “endogeni” per differenziarli da quelli “esogeni” di tipo alimentare – e di secernerli sotto forma di VLDL.

Al momento della loro secrezione, oltre ai trigliceridi, le VLDL contengono una discreta quota di colesterolo e una apolipoproteina B. Analogamente a quanto avviene per i chilomicroni, le VLDL in circolo, dopo essersi arricchite a spese delle HDL di Apo C, vengono trasformate dalla LPL in lipoproteine con minore contenuto in trigliceridi e con densità intermedia rispetto alle VLDL e alle LDL, cioè in IDL.

Queste ultime vengono rapidamente metabolizzate secondo due diversi meccanismi:

  • una piccola quota viene direttamente inglobata dalle cellule epatiche ed extraepatiche grazie a un recettore specifico che riconosce sia la Apo B che la Apo E;
  • conversione in LDL.

 

Metabolismo delle LDL

Le LDL vengono prodotte prevalentemente dalle VLDL e sono il vettore principale del colesterolo plasmatico, più del 95% della loro frazione apolipoproteica è costituita da APO B-100 ed una parte minore da Apo E.

Le LDL sono i donatori di colesterolo per le cellule dei tessuti che utilizzano questo lipide. L’assorbimento delle LDL avviene tramite un recettore specifico che riconosce le Apo B-100 e le Apo E; tale mediazione di recettori specifici protegge la cellula da un sovraccarico di colesterolo.

Circa il 75% delle LDL viene metabolizzato attraverso la via dei recettori delle Apo B E Apo A, una piccola parte viene metabolizzata dal fegato ed il resto attraverso vie aspecifiche (scravenger way) come, ad esempio, la fagocitosi da parte dei macrofagi del sistema reticolo-endoteliale.

I recettori per le LDL del fegato sono soggetti ad una regolazione metabolica, cioè sono stimolati da una scarsa concentrazione di colesterolo e soppressi da una elevata. Pertanto, un aumento dell’attività dei recettori per le LDL determina una maggiore eliminazione di queste molecole dal plasma.

Si può ipotizzare che una nutrizione ricca di colesterolo e di acidi grassi saturi determini una soppressione cronica dei recettori per le LDL, con conseguente aumento della concentrazione plasmatica di colesterolo-LDL.

Le persone che sono affette dalla cosiddetta “ipercolesterolemia familiare omozigote di tipo II“ risultano prive della funzione recettoriale per le LDL ed hanno come conseguenza l’accumulo del colesterolo e degli esteri del colesterolo nei macrofagi.

 

Metabolismo delle HDL

Secondo le indagini più recenti le HDL sono prodotti di degradazione dei chilomicroni. Per azione della LPL vengono liberate dalle superficie dei chilomicroni particelle a struttura lamellare, ricche di fosfolipidi e colesterolo, corrispondenti alle HDL “nascenti”.

Il processo di maturazione avviene in seguito all’azione della lecitin-colesterolo-aciltransferasi (LCAT) che esterifica il colesterolo libero delle particelle: mano a mano che la reazione enzimatica procede e il colesterolo esterificato si ridistribuisce migrando nella parte centrale della lipoproteina, quest’ultima acquisisce la conformazione sferica propria delle HDL.

Le HDL costituiscono un sistema, in costante equilibrio, che ha il compito di rimuovere l’eccesso di colesterolo dai tessuti secondo un meccanismo abbastanza noto.

Dopo aver sottratto dai tessuti il colesterolo in eccesso e dopo averlo esterificato, con l’intervento della LCAT, lo trasferiscono alle LDL. Da queste lipoproteine il colesterolo in eccesso viene successivamente ridistribuito ai siti di utilizzazione e di eliminazione. Poiché il fegato è l’unico organo capace di metabolizzare ed eliminare il colesterolo, si ritiene che la maggior parte (oltre i 2/3) del colesterolo delle LDL raccolto dai tessuti venga trasferito al fegato. Le HDL sono pertanto veri e propri spazzini fisiologici (“scravengers”) del colesterolo dei tessuti.