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Lipoproteínas plasmáticas SUMÁRIO 1. Visão geral .................................................................................................................... 3 2. Estrutura e composição das lipoproteínas ................................................................ 4 3. Funções das apolipoproteínas .................................................................................... 7 4. Distúrbios hereditários relacionados ao metabolismo defeituoso das lipoproteínas .......................................................................................................... 8 Referências bibliográficas ............................................................................................... 12 Lipoproteínas plasmáticas 3 1. VISÃO GERAL As lipoproteínas plasmáticas são partículas de diferentes tamanhos e densidade que transportam os triacilgliceróis (triglicerídeos) e o colesterol entre os órgãos e tecidos. O metabolismo da lipoproteína está intimamente ligado com o metabolismo de substratos para energia. As lipoproteínas plasmáticas transportam os lipídios, colesterol e triglicerídeos de baixa solubilidade de e para os tecidos. As lipopro- teínas plasmáticas são compostas de apoproteínas, fosfolipídios e colesterol. Os quilomícrons transportam o triacilglicerol da dieta, enquanto o VLDL transporta o triacilglicerol sintetizado no fígado. A lipoproteína de baixa densidade (LDL) fornece colesterol aos tecidos para uso na síntese e reparo da membrana. A lipoproteína de alta densidade (HDL) distribui o colesterol liberado durante o reparo da membrana para o fígado (ou seja, transporte reverso do colesterol). As hiperlipoproteinemias são produzidas por deficiências nos componentes de transporte de lipídios. Figura 1. Lipoproteínas do sangue, LDL e HDL. Fonte: Alila Medical Media/shutterstock.com. Lipoproteínas plasmáticas 4 2. ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DAS LIPOPROTEÍNAS As partículas esféricas de lipoproteínas possuem um núcleo hidrofóbico de triacilgliceróis e ésteres de colesterol rodeado por uma camada de fosfolipídios associada ao colesterol e à proteína. Além de triacilgliceróis, as partículas de lipo- proteínas contêm colesterol, fosfolipídios e proteínas (apolipoproteínas). Quanto à posição das proteínas na membrana das lipoproteínas, algumas estão embebidas na superfície da partícula, enquanto outras, são somente fracamente ligadas e podem ser facilmente trocadas. Eles também transportam vitaminas lipossolúveis, como a vitamina A e a vitamina E. Quatro classes de lipoproteínas plasmáticas diferem que circulam no sangue nas quantidades relativas de lipídios e proteínas que contêm: o Quilomicron possui como componentes os triacilgliceróis que é o mais alto em com- paração as outras lipoproteínas; quanto ao colesterol é o que possui o mais baixo teor; em relação às proteínas possui o teor mais baixo delas; suas apolipoproteínas presentes na membrana são a B-48, C-II, E. Sua função é transportar o triacilglicerol da dieta para os tecidos periféricos (por exemplo, músculo, tecido adiposo) e o co- lesterol da dieta para o fígado. Já o VLDL (lipoproteína de densidade muito baixa) possui como componentes os triacilgliceróis e colesterol em quantidade moderada; o teor de proteína baixo; suas apolipoproteínas são B-100, C-II, E. Como função, ela transporta triacilglicerol derivado do fígado para tecidos extra-hepáticos (por exem- plo, tecido adiposo, músculo); quanto à metabolização, é formado e secretado pelo fígado e convertido em LDL por hidrólise de ácidos graxos pela lipase de lipoproteína capilar. O LDL (lipoproteína de baixa densidade) tem como composição triacilgli- ceróis em quantidade baixa; colesterol é o mais alto; já a quantidade de proteína é moderada; sua apolipoproteína é a B-100. Como função distribui colesterol do fígado para os tecidos extra-hepáticos. Quanto ao metabolismo é derivado de VLDL, sendo endocitada por células-alvo com receptores de LDL e degradada, liberando coleste- rol, o que diminui ainda mais a captação de colesterol. O HDL (lipoproteína de alta densidade) possui triacilgliceróis em baixa quantidade; colesterol em moderada quantidade; proteína em alta quantidade; suas apolipoproteínas são apo I, apo C-II e apoE. Como função, retira o colesterol das membranas celulares na periferia e o devolve ao fígado (ou seja, transporte reverso do colesterol). É secretado pelo fígado e intestino; ativa LCAT (lecitina colesterol aciltransferase) formando ésteres de co- lesterol; transfere apoC-II e apoE para quilomícrons nascentes e VLDL. É considerado o “bom colesterol” e quanto maior a concentração, menor o risco de doença arterial coronariana. Além dos triacilgliceróis, as partículas nascentes de VLDL formadas no fígado também contêm algum colesterol, cerca de 17%, e inclui como componente proteico a apoB-100. Essas partículas VLDL obtêm apoC-II e apoE do HDL. A conversão de Lipoproteínas plasmáticas 5 partículas nascentes de VLDL circulantes em partículas de LDL ocorre por partículas de lipoproteína de densidade intermediária (IDL). A degradação dos triacilgliceróis pela lipoproteína capilar ativada por apoC-II converte partículas nascentes de VLDL em remanescentes de IDL, que são então convertidos em partículas de LDL. Os áci- dos graxos e o glicerol são liberados na corrente sanguínea para serem utilizados pelo fígado e por tecidos alvos. As partículas de LDL que permanecem após o meta- bolismo de VLDL e IDL são enriquecidas em colesterol, cerca de 45%, que entregam aos tecidos periféricos ou ao fígado. A apoB-100, a única apolipoproteína em LDL, li- ga-se a receptores de LDL na membrana celular de células-alvo no fígado e outros te- cidos. Após a endocitose mediada por receptor, o LDL é degradado nos lisossomos, liberando colesterol livre para uso na síntese de membrana, síntese de sais biliares (fígado) ou síntese de hormônio esteroide (tecidos endócrinos, ovários e testículos). O excesso de colesterol não necessário às células é esterificado pela enzima co- lesterol aciltransferase (ACAT) e armazenado como ésteres de colesterol. O coleste- rol livre no citosol tem as seguintes funções regulatórias: ativa ACAT; suprime a HMG CoA redutase diminuindo assim a “síntese de novo”, ou síntese endógena do coles- terol. Também, suprime a síntese adicional do receptor de LDL e diminui ainda mais a captação de LDL. O HDL, o “colesterol bom”, é sintetizado no fígado e no intestino delgado e realiza o transporte reverso do colesterol dos tecidos extra-hepáticos para o fígado. HDL também atua como um repositório de apolipoproteínas (por exemplo, apoC-II e apoE), que podem ser doados de volta para VLDL e quilomícrons. A LCAT (lecitina-colesterol aciltransferase) medeia a esterificação do colesterol livre removi- do dos tecidos periféricos por HDL. O HDL é convertido de forma discoide para uma forma esférica quando o colesterol esterificado é transferido para o centro da molé- cula. O HDL transfere ésteres de colesterol para VLDL em troca de triacilgliceróis, e VLDL transfere triacilglicerol para HDL. Essa transferência é mediada pela proteína de transferência de éster de colesterol (CETP). Essa transferência explica por que um aumento no VLDL leva a uma redução nos níveis de colesterol HDL. Os ésteres de colesterol são devolvidos ao fígado por endocitose de HDL mediada por receptor. O HDL é aumentado pelo estrogênio (as mulheres, portanto, têm níveis mais altos de HDL), exercícios, perda de peso, cessação do tabagismo, eliminação da gordura trans, gorduras monoinsaturadas e fibra alimentar solúvel. Se liga! À medida que a proporção de lipídios para proteínas dimi- nui, as partículas se tornam menores e mais densas na seguinte ordem: quilo- mícrons > VLDL > LDL > HDL. Lipoproteínas plasmáticas 6 Saiba mais! Um aumento acentuado de triacilglicerol (> 1.000 mg/dL) produz turbidez no plasma e esse aumento da turbidez pode resultar de um aumento nos quilomícrons ou VLDL. Saibamais! Como os quilomícrons são os menos densos, eles formam um supranato ou sobrenadante (ou seja, flutuam na superfície) em um tubo de ensaio que é deixado na geladeira durante a noite. Um aumento no VLDL produz um precipitado em um tubo de ensaio que é deixado na geladeira durante a noite porque é mais denso. Figura 2. Estrutura da lipoproteína de baixa densidade (LDL). Fonte: Designua/shutterstock.com. Lipoproteínas plasmáticas 7 Tabela 1. Estrutura e composição das lipoproteínas Lipoproteína Características principais Quilomícron • Triacilgliceróis: mais alto; Colesterol: mais baixo; Proteína: mais baixo; Apolipoproteínas: B-48, C-II, E; • Transporta o triacilglicerol da dieta para os tecidos pe- riféricos e o colesterol da dieta para o fígado. VLDL • Triacilgliceróis: moderado; Colesterol: moderado; Proteína: baixo; Apolipoproteínas: B-100, C-II, E; • Transporta triacilglicerol derivado do fígado para tecidos ex- tra-hepáticos (por exemplo, tecido adiposo, músculo); • Formado e secretado pelo fígado; convertido em LDL por hidró- lise de ácidos graxos pela lipase de lipoproteína capilar. LDL • Triacilgliceróis: baixo; Colesterol: mais alto; Proteína: moderada; Apolipoproteína: B-100; • Distribui colesterol do fígado para os tecidos extra-hepáticos; • Derivado de VLDL; endocitada por células-alvo com recep- tores de LDL e degradada, liberando colesterol, o que di- minui ainda mais a captação de cholesterol. HDL • Triacilgliceróis: baixo; Colesterol: moderado; Proteína: alta; Apolipoproteínas: A-I, C-II, E; • Retira o colesterol das membranas celulares na periferia e o de- volve ao fígado (ou seja, transporte reverso do colesterol); • Secretado pelo fígado e intestino; ativa LCAT formando ésteres de coles- terol; transfere apoC-II e apoE para quilomícrons nascentes e VLDL; • “Bom colesterol”; quanto maior a concentração, me- nor o risco de doença arterial coronariana. Fonte: Autoral. 3. FUNÇÕES DAS APOLIPOPROTEÍNAS As apolipoproteínas (apo) são as proteínas constituintes das partículas lipoprotéicas responsáveis pela estabilização de sua estrutura e que têm diferentes funções no meta- bolismo lipídico. Foram identificadas as apolipoproteínas B, A, C, D, E, J, (a). O percentual e o tipo de apo divergem nas classes das lipoproteínas. A apolipoproteína A-I (apoA-I) tem como função a ativação da lecitina colesterol aciltransferase (LCAT), que esterifica o colesterol do tecido captado pelo HDL. Consiste na proteína estrutural principal para HDL1. A apolipoproteína C-II (apoC-II) tem como função a ativação da lipoproteína lipa- se capilar, que libera ácidos graxos e glicerol dos quilomícrons, VLDL e IDL. A apolipo- proteína B-48 (apoB-48) é um componente dos quilomícrons. A apolipoproteína B-100 (apoB-100) contém o domínio B-48 mais o domínio de reconhecimento do receptor LDL, permitindo a ligação aos receptores LDL. Apenas proteína estrutural em LDL. A apolipo- proteína E (apoE) media a absorção de quilomícrons remanescentes e de lipoproteínas de densidade intermediária (IDLs) pelo fígado. Lipoproteínas plasmáticas 8 Os quilomícrons representam os triacilgliceróis derivados da dieta alimentar e são uma fonte de ácidos graxos e glicerol para a síntese de triacilglicerol no fígado. Eles transportam lipídeos da dieta (por exemplo, ácidos graxos de cadeia longa, vitami- nas solúveis em gordura) do intestino para os tecidos periféricos. Esse transporte se segue em etapas. Na Etapa 1, os quilomícrons nascentes formados na mucosa intestinal são secretados na linfa e, eventualmente, entram na veia subclávia através do ducto torácico. Os quilomícrons nascentes são ricos em triacilgliceróis dietéticos (85%) e contêm apoB-48, que é necessário para a sua montagem e secreção. Eles contêm apenas uma quantidade mínima, menor que 3%, de colesterol dietético. Na Etapa 2, acontece a adição de apoC-II e apoE de HDL que leva à formação de quilo- mícrons maduros. Na Etapa 3, a lipoproteína lipase capilar é ativada pela apoC-II e hidrolisa os triacilgliceróis nos quilomícrons, liberando glicerol e ácidos graxos livres no sangue. O glicerol é fosforilado no fígado pelo glicerol quinase em glicerol 3-fos- fato, que é usado para sintetizar mais VLDL. Os ácidos graxos livres entram no tecido adiposo para produzir triacilgliceróis para armazenamento. No músculo, os ácidos graxos são oxidados para fornecer energia. Na Etapa 4, a ApoC-II retorna para HDL. Na Etapa 5, os quilomícrons remanescentes, que permanecem após a remoção dos ácidos graxos livres, eles se ligarão aos receptores do tipo apoE no fígado, e são en- docitados. O colesterol que vem da dieta, dietético, fornecido ao fígado pelos quilo- mícrons remanescentes, serão utilizados para a síntese de ácidos biliares e, também, deprime a síntese de “novo colesterol”, ou seja, uma rota alternativa para a síntese de colesterol. O excesso de colesterol será excretado pela bile. As lipoproteínas do tipo VLDL (lipoproteína de densidade muito baixa) transportam triacilgliceróis sintetiza- dos no fígado para os tecidos periféricos. O VLDL é degradado por hidrólise em LDL (lipoproteína de baixa densidade). O HDL (lipoproteína de alta densidade) é um reser- vatório de apolipoproteínas e transporta o colesterol dos tecidos para o fígado. 4. DISTÚRBIOS HEREDITÁRIOS RELACIONADOS AO METABOLISMO DEFEITUOSO DAS LIPOPROTEÍNAS Entre os principais distúrbios hereditários relacionados a defeitos no metabo- lismo das lipoproteínas temos a abetalipoproteinemia. Essa condição consiste em um distúrbio lipídico autossômico recessivo raro, caracterizado pela falta de lipoproteínas apoB. Os quilomícrons, VLDL e LDL estão ausentes nessa condição e os níveis de triacilglicerol e colesterol estão extremamente baixos. Os achados clínicos incluem um acúmulo de triacilgliceróis nas células da mucosa intestinal, levando à má absorção de gordura e vitaminas lipossolúveis. Podemos encontrar Lipoproteínas plasmáticas 9 ataxia espinocerebelar, retinite pigmentosa e anemia hemolítica que respondem bem a megadoses de vitamina E. Existem algumas hiperlipoproteinemias que podem ser decorrentes de alterações genéticas ou mesmo serem adquiridas. A hiperlipoproteinemia do tipo I consiste em uma deficiência familiar de lipoprote- ína lipase associada à deficiência de ApoC-II. Possui como patogênese a incapa- cidade de hidrolisar quilomícrons. É uma doença que se manifesta de forma rara na faixa etária infantil. Clinicamente, o Quilomicron e triacilglicerol estão aumen- tados, colesterol e LDL normal quando realizamos o teste de quilomícrons temos como resultado um supranato, mas não infranato. A hiperlipoproteinemia do tipo II é uma condição que cursa com hipercolesterolemia familiar. Possui como patogênese, receptores de LDL ausentes ou defeituosos. É uma desordem autos- sômica dominante com doença arterial coronariana prematura. Cursa clinicamen- te com os xantomas do tendão de Aquiles, são patognomônicos. Como causas adquiridas desta doença temos: diabetes, hipotireoidismo, icterícia obstrutiva, síndrome nefrótica. A hiperlipoproteinemia do tipo IIa possui como transtorno lipídico o aumento do LDL (frequentemente maior que 260 mg/dL) e colesterol, triacilglicerol normal; já o tipo IIb cursa com aumento do LDL, colesterol e tria- cilglicerol. A hiperlipoproteinemia do tipo II, disbetalipoproteinemia familiar ou “doença remanescente” possui como patogênese a deficiência de apoE, e os remanescentes de quilomícrons e IDL não são metabolizados no fígado. É uma condição dominante autossômica que cursa com aumento do risco de doença arterial coronariana se associa clinicamente com a hiperuricemia, obesidade, diabetes. Nos achados laboratoriais, o colesterol e o triacilglicerol aumentam igualmente, e cursam com aumento de quilomícrons e remanescentes de IDL. A hiperlipoproteinemia do tipo IV é uma hipertrigliceridemia familiar. Possui como patogênese a diminuição do catabolismo ou aumento da síntese de VLDL. É umadesordem autossômica dominante, sendo a hiperlipoproteinemia mais comum. Cinicamente, o aumento do triacilglicerol começa na puberdade, cursa com au- mento da incidência de doença arterial coronariana e doença vascular periférica nesses indivíduos. Entre as causas adquiridas temos: o alcoolismo, diuréticos, β-bloqueadores, insuficiência renal, pílulas anticoncepcionais orais (efeito do estrogênio). Entre os achados laboratoriais temos triacilglicerol aumentado, co- lesterol ligeiramente aumentado, um teste de quilomícrons com infranato turvo e HDL diminuído (relação inversa com VLDL). A hiperlipoproteinemia do tipo V, mais comumente, uma hipertrigliceridemia familiar com fatores de exacerba- ção. Possui como patogênese a combinação dos mecanismos tipo I e tipo IV. Particularmente comum em alcoólatras e indivíduos com cetoacidose diabética. Se associa clinicamente com síndrome de hiperquilomicronemia: dor abdominal, pancreatite, dispneia (troca de oxigênio prejudicada), hepatoesplenomegalia (alteração gordurosa), pápulas na pele. No laboratório temos triacilglicerol muito aumentado, LDL normal e teste de quilomícrons com supranato e infranato. Lipoproteínas plasmáticas 10 Tabela 2. Distúrbios hereditários relacionados ao metabolismo defeituoso das lipoproteínas Transtorno lipídico Patogênese Associações clínicas Achados laboratoriais TIPO I: Deficiência familiar de lipoproteína lipase. Deficiência de ApoC-II Incapacidade de hidro- lisar quilomícrons. Doença infantil rara Quilomícron e triacilglicerol aumentados, colesterol normal e LDL; Teste de quilomícrons: su- pranato, mas não infranato. TIPO II: Hipercolesterolemia familiar Receptores de LDL ausen- tes ou defeituosos Desordem autossômica do- minante com doença arte- rial coronariana prematura; Os xantomas do tendão de Aquiles são patognomôni- cos; Causas adquiridas: diabetes, hipotireoidismo, icterícia obstrutiva, síndro- me nefrótica. Tipo IIa: aumento do LDL (frequentemente > 260 mg/ dL) e colesterol, triacilgli- cerol normal; Tipo IIb: aumento do LDL, colesterol e triacilglicerol. TIPO III: Disbetalipoproteinemia familiar ou “doença remanescente” Deficiência de apoE; rema- nescentes de quilomícrons e IDL não são metaboliza- dos no fígado. Dominante autossômico; Aumento do risco de do- ença arterial coronariana; Hiperuricemia, obesidade, diabetes. O colesterol e o triacilglice- rol aumentam igualmente; Aumento de quilomícrons e remanescentes de IDL. TIPO IV: Hipertrigliceridemia familiar Diminuição do catabolismo ou aumento da síntese de VLDL. Desordem autossômica do- minante Hiperlipoproteinemia mais comum; O aumento do triacilglice- rol começa na puberdade; Aumento da incidência de doença arterial corona- riana e doença vascular periférica. Causas adquiridas: alcoo- lismo, diuréticos, β-bloque- adores, insuficiência renal, pílulas anticoncepcionais orais (efeito do estrogênio). Triacilglicerol aumenta- do, colesterol ligeiramente aumentado; Teste de quilomícrons: in- franato turvo; HDL diminuído (relação inversa com VLDL). TIPO V: Mais comumente, uma hipertrigliceridemia familiar com fatores de exacerbação Combinação dos mecanis- mos tipo I e tipo IV. Particularmente comum em alcoólatras e indivíduos com cetoacidose diabética; Síndrome de hiperquilomi- cronemia: dor abdominal, pancreatite, dispneia (troca de oxigênio prejudicada), hepatoesplenomegalia (al- teração gordurosa), pápulas na pele. Triacilglicerol muito aumen- tado, LDL normal; Teste de quilomícrons: su- pranato e infranato. Fonte: Autoral. Lipoproteínas plasmáticas 11 RESUMO Função apoA-I Triglicerídeos Transporte de lipídeos Composição Apoproteínas Fosfolipídeos Quilomícrons Baixa turvidez no plasma HDL Síntese Baixa solubilidade Dos tecidos Alta densidade Transporte LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS Colesterol Fornece colesterol Fígado VLDL Membranas plasmáticas Fígado Aos tecidos Reparo Da dieta Colesterol Tecidos Dos tecidos Para os tecidos Triacilglicerol da dieta TransporteTriacilglicerol do fígado LDL Baixa densidadeRetira o colesterol Mais Proteínas Mais Lipídeos Alta turvidez no plasma apoC-II apoB-48 apoB-100apoE apoB-48 apoC-II apoE apoB-100 apoC-II Fonte: Autoral. Lipoproteínas plasmáticas 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AREAS, A. P. (org.). Bioquímica humana. São Paulo: Pearson, 2014. BÁSICA, Bibliografia; COMPLEMENTAR, Bibliografia. BIOQUÍMICA I. Porto Alegre: Artmed, 2001. BAYNES, J.; DOMINICZAK, M. H. Bioquímica médica. São Paulo: Manole, 2000. CONN, E. E.; STUMPF, P. K. Introdução a bioquímica. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 2017. HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. Tradução André Krumel Portella... et al. 5. ed. Porto Alegre: ARTMED, 2012. HONG, Yuh Ching. Bioquímica clínica. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2014. MORAN, L. A.; HORTON, H. R.; SCRIMGEOUR, K. G.; PERRY, M. D. Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Pearson: 2013. NELSON, David L. Princípios de bioquímica de Lehninger. [Coordenação da tradução de] Ana Beatriz Gorini da Veiga et al. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. VOET, D.; VOET, Judith G.; PRATT, C. W. Fundamentos de bioquímica: a vida em nível molecular . 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. sanarflix.com.br Copyright © SanarFlix. Todos os direitos reservados. Sanar Rua Alceu Amoroso Lima, 172, 3º andar, Salvador-BA, 41820-770 VISÃO GERAL ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DAS LIPOPROTEÍNAS FUNÇÕES DAS APOLIPOPROTEÍNAS DISTÚRBIOS HEREDITÁRIOS RELACIONADOS AO METABOLISMO DEFEITUOSO DAS LIPOPROTEÍNAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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