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Marcelle Souza – MED 118 Metabolismo de lipoproteínas e aterosclerose 1° grupo de estudos São complexos macromoleculares esféricos de lipídeos e proteínas específicas (apolipoproteínas ou apoproteínas). As partículas lipoproteicas incluem o quilomicra, VLDL, LDL e HDL. Elas diferem na composição lipídica e proteica, no tamanho, na densidade e no local de origem. A função das lipoproteínas é manter solúvel seus componentes lipídicos no plasma e promover um eficiente mecanismo de transporte de lipídeos entre os tecidos. Em humanos, esse sistema de transporte é menos eficiente que em outros animais, podendo acontecer uma deposição gradual de lipídeos nos tecidos, especialmente de colesterol. Essa deposição pode ser um fator de risco, pois contribui para a formação de ateromas. Os quilomicra são formados nas células da mucosa intestinal e transportam triacilgliceróis, colesterol, vitaminas lipossolúveis e ésteres de colesterol da dieta para os tecidos periféricos. Síntese das apolipoproteínas A apolipoproteínas B-48 é exclusiva dos quilomicra e sua síntese inicia no RER, sendo glicosilada enquanto se move através do RE e do complexo de Golgi. Montagem dos quilomicra A organização das apolipoproteínas e dos lipídeos para formar os quilomicra requer a proteína microssomal transferidora de triacilgliceróis (PMT), que carrega a apo B-48 com os lipídeos. Modificação dos quilomicra nascentes Quando alcança o plasma, o quilomicra nascente recebe a apo-E e apo-C-II do HDL circulante. A apo-C-II é necessária para a ativação da lipase lipoproteica, enzima que degrada os triacilgliceróis dos quilomicra. Degradação dos triacilgliceróis pela lipase lipoproteica A lipase lipoproteica, ativada pelo apo-C-II, hidrolisa os TAG carregados pelas lipoproteínas, formando AG livres e glicerol. Os AG são armazenados (no adipócito) ou usados para gerar energia (nos músculos). O glicerol é usado pelo fígado, por exemplo, na síntese de lipídeos, na glicólise ou na gliconeogênese. Pacientes com deficiência de lipase lipoproteica ou de apo-C-II (hiperlipoproteinemia do tipo I ou deficiência familiar de lipase lipoproteica) apresentam grande acúmulo de TAG-quilomicra no plasma (hipertriacilglicerolemia), mesmo no jejum. Regulação da atividade da lipase lipoproteica A síntese e a transferência da lipase lipoproteica para a superfície luminal dos capilares é estimulada pela insulina. A enzima dos adipócitos tem Km maior, favorecendo a remoção dos AG das lipoproteínas circulantes e seu armazenamento como TAG somente quando a concentração plasmática de lipoproteínas estiver elevada. A do músculo cardíaco tem Km menor, permitindo ao coração acesso contínuo aos combustíveis circulantes (importância dos AG como fonte de energia nesse tecido). Formação dos remanescentes de quilomicra Quando mais de 90% dos TAG do quilomicra foi degradado pela lipase lipoproteica, a partícula diminui de tamanho e aumenta em densidade. A apo-C-II retorna ao HDL e o quilomicra remanescente é removido da circulação pelo fígado devido à presença de apo-E, que se liga aos receptores hepáticos e são captados pelos hepatócitos por endocitose. As apolipoproteínas, os ésteres de colesterol e outros componentes são degradados por hidrólise após endocitose, liberando aminoácidos, colesterol livre e AG. O receptor é reciclado. Marcelle Souza – MED 118 Resumo do metabolismo dos quilomicra 1. As células da mucosa intestinal secretam quilomicra ricos em TAG, produzidos principalmente a partir de lipídeos da dieta. 2. A apo-C-II e apo-E são transferidas da HDL para os quilomicra nascentes. 3. Nos capilares, a lipase lipoproteica extracelular presente nas paredes dos tecidos e ativada pela apo-C-II degrada os TAG dos quilomicra, transformando em AG e glicerol. 4. A apo C-II é devolvida para a HDL 5. Os remanescentes, ricos em ésteres de colesterol, ligam-se por meio da apo-E aos receptores do fígado, onde são endocitados. As VLDL são produzidas no fígado e são compostas predominantemente de TAG endógenos. Sua função é carregar esse lipídeo do fígado para os tecidos periféricos, onde os TAG são degradados pela lipase lipoproteica. O “fígado graxo” (esteatose hepática) ocorre em condições em que existe desequilíbrio entre a síntese hepática de triacilgliceróis e a secreção de VLDL. Essas condições incluem obesidade, diabete melito não controlada e ingestão crônica de etanol. Liberação das VLDL As VLDL são secretadas pelo fígado diretamente no sangue como VLDL nascentes, contendo apo- B-100. Elas obtêm apo-E e apo-C-II da HDL circulante, sendo a última necessária para ativação da lipase lipoproteica. Abetalipoproteinemia é um tipo raro de hipolipoproteinemia causada por um defeito na PTM, que impede o carregamento de apo-B com lipídeos, não formando quilomicra nem VLDL e acumulando TAG no fígado e intestino. Modificação das VLDL circulantes Na circulação, os TAG das VLDL são degradados pela lipase lipoproteica, ficado essas partículas menores e mais densas. Apo-C-II e apo-E retornam ao HDL, retendo apenas apo-B-100. Por fim, alguns TAG são transferidos das VLDL para as HDL em uma reação de troca que, simultaneamente, transfere ésteres de colesterol das HDL para as VLDL. Essa troca é mediada pela proteína transferidora de ésteres de colesterol (PTEC). Produção de LDL a partir de VLDL no plasma As VLDL são convertidas em LDL no plasma. Durante a transição, são observadas IDL, que podem ser captadas por endocitose mediada por receptor que usa a apo-E como ligante. Existem três isoformas da apo-E, sendo que a apo-E-2 tem pouca afinidade pelos receptores, e pacientes homozigotos para apo-E-2 apresentam deficiência na depuração dos remanescentes de quilomicra e IDL. Esses indivíduos têm hipolipoproteinemia familiar tipo III e apresentam hipercolesterolemia e aterosclerose prematura. Por um mecanismo ainda não esclarecido, a apo-E-4 aumenta a suscetibilidade à doença de Alzheimer. Resumo do metabolismo das VLDL 1. O fígado secreta as VLDL nascentes, ricas em TAG 2. Apo C-II e apo-E são transferidas da HDL para as VLDL 3. Apo-C-II ativa a lipase lipoproteica e degrada os TAG das VLDL 4. Forma IDL 5. Apo-C-II e apo-E devolvidas ao HDL 6. LDL formadas no plasma. As LDL ligam- se a receptores específicos nos tecidos extra-hepáticos e no fígado, onde são endocitadas As LDL contêm muito menos TAG que suas precursoras VLDL e têm alta concentração de colesterol e ésteres de colesterol Endocitose mediada por receptores A principal função das LDL é prover colesterol para os tecidos periféricos (ou retorná-lo para o fígado). As LDL ligam-se aos receptores na membrana celular específicos para LDL, que reconhecem a apo-B-100. Receptores de LDL são Marcelle Souza – MED 118 glicoproteínas carregadas negativamente que formam aglomerados em depressões na membrana celular, sendo que o lado citosólico da depressão é recoberto pela proteína clatrina. Depois da ligação, o complexo LDL-receptor é internalizado por endocitose (a deficiência de receptores funcionais de LDL causa elevação dos níveis de LDL circulantes e, assim do colesterol plasmático, levando à hiperlipidemia tipo II e aterosclerose prematura). As vesículas contendo LDL perdem a capa de clatrina e fundem-se a outras vesículas semelhantes, formando os endossomos. O pH dos endossomos diminui e a LDL se desliga do seu receptor, o qual pode ser reciclado. As LDL remanescentes são transferidas para os lisossomos e degradadas, liberando colesterol livre, aminoácidos, AG e fosfolipídeos. Captação das LDL modificadas pelos receptores "removedores” (scavanger) nosmacrófagos Os macrófagos possuem altos níveis de um receptor “removedor”, o qual é responsável por intermediar a endocitose das LDL quimicamente modificadas, nas quais os componentes lipídicos ou apo-B estão oxidados. Sua expressão não é regulada pelo aumento dos níveis de colesterol e, portanto, ésteres de colesterol se acumulam nos macrófagos formando as “células espumosas”, as quais participam da formação do ateroma. As HDL são formadas no sangue por adição de lipídeos à apo-A-1, uma apoproteína sintetizada pelo fígado e pelo intestino e secretada no sangue. As HDL são reservatório de apolipoproteínas As HDL são reservatórios circulantes de apo-C-II e de apo-E Captação de colesterol não esterificado pelas HDL Elas captam o colesterol dos tecidos extra- hepáticos e os transportam novamente para o fígado como éster de colesterol. As HDL são excelentes aceptoras de colesterol não esterificado por possuírem alta concentração de fosfolipídeos, que agem solubilizando o colesterol. Esterificação de colesterol Quando o colesterol é captado pelas HDL, ele é esterificado pela enzima LCAT presente no plasma, a qual é sintetizada pelo fígado. A LCAT liga-se às HDL nascentes e é ativada pela apo-A- 1. A esterificação mantém um gradiente de concentração de colesterol, permitindo o fluxo contínuo de colesterol para a HDL. À medida que as HDL nascentes acumulam ésteres de colesterol, elas se transformam em HDL3 e, por fim HDL2, partículas ricas em ésteres de colesterol e que transportam esses ésteres para o fígado. A proteína transferidora de ésteres de colesterol (PTEC) transfere alguns deles para as VLDL em uma permuta por TAG, diminuindo a inibição por produto da LCAT. Como as VLDL são catabolizadas a LDL, os ésteres de colesterol são por fim captados pelo fígado. Transporte reverso de colesterol A transferência seletiva do colesterol dos tecidos periféricos para as HDL e das HDL para o fígado (para a síntese de ácidos biliares ou para descarte via bile) e/ou para os tecidos estereoidogênicos (para síntese de hormônios) é um processo crucial na homeostasia do colesterol. Essa é, em parte, a base da relação inversa existente entre a concentração plasmática da HDL e a aterosclerose, e também para a designação das HDL como “bom colesterol”. O transporte reverso do colesterol envolve o efluxo de colesterol dos tecidos periféricos para as HDL, a esterificação do colesterol pela LCAT, a ligação das HDL ricas em ésteres de colesterol a células hepáticas e esteroidogênicas, a transferência seletiva dos ésteres de colesterol para dentro dessas células e a liberação das HDL depletadas de lipídeo (HDL3). O efluxo do colesterol das células periféricas é, ao menos em parte, mediado pela proteína transportadora ABCA1. A doença de Tangier é uma deficiência muito rara de ABCA1, caracterizada pela ausência praticamente total de HDL devido à degradação das apo-A-1 pobres em lipídeos. A captação de ésteres de colesterol pelo fígado é mediada por receptores da superfície Marcelle Souza – MED 118 celular, RR-B1. A lipase hepática, que degrada TAG e fosfolipídeos, também participa da conversão das HDL2 em HDL3. A lipoproteína (a) ou Lp(a) é uma partícula que, quando em grandes quantidades no plasma, está associada com o aumento do risco de doença coronariana. A Lp(a) tem estrutura quase idêntica à de uma LDL, diferenciando-se pela presença de apo(a) na Lp(a). Os níveis circulantes de Lp(a) são determinados principalmente por fatores genéticos, mas fatores como a dieta podem influenciar (AG trans aumentam a concentração de Lp(a)). 1) Uma menina de 12 anos de idade tem uma história clínica de hipertrigliceridemia. Quando ela foi examinada inicialmente, a concentração de triglicerídeos plasmáticos estava na faixa de 1.200 mg/dl. Uma análise das lipoproteínas revelou níveis reduzidos de HDL e uma elevação nos níveis dos quilomícrons e VLDL. Análise das apoproteínas indicou uma quantidade normal de apo-C-II, mas a apo-C-II tinha um baixo peso molecular e alto ponto isoelétrico (dados obtidos através da análise da proteína em géis de eletroforese bidimensional). Então a apo-C-II era defeituosa, e um diagnóstico de deficiência de apo-C-II foi feito. O paciente foi tratado com uma dieta com baixo teor de gordura, e a concentração de triglicerídeo plasmático foi mantida entre 500mg/dl. A. Quais as lipoproteínas que ordinariamente contém apo-C-II? Quilomícron, VLDL, IDL e HDL. B. Por que uma deficiência de apo- C-II causaria uma hipertrigliceridemia? Porque a apo-C-II é responsável pela ativação da lipase lipoproteica, a qual hidrolisa os TAG em AG e glicerol. O mau funcionamento de apo-C-II não permitira a ativação da lipase lipoproteica, levando ao cumulo de TAG na corrente sanguínea e consequente hipertrigliceridemia. C. Qual a razão para o tratamento com baixo teor de gordura na dieta? Para manter os níveis baixos de TAG no organismo. Arteriosclerose: artéria dura Arteriolosclerose: arteríola dura A aterosclerose é um tipo de arteriosclerose A aterosclerose é tipicamente patológica, relacionada ao processo inflamatório originado no endotélio com formação de placa ateromatosa. A arteriosclerose pode ser fisiológica e abrange túnicas íntimas e médias. - Aterosclerose: Principal causa de morte nas sociedades industrializadas; Origem multifatorial; Acúmulo de LDL; Lesão endotelial; Inflamação; Arteriosclerose; É fisiológica até certo ponto, evoluindo com a idade conforme um padrão. - Fatores predisponentes: Tabagismo Sedentarismo Hipertensão arterial Diabetes descompensada Obesidade Pré-disposição genética - Formação do ateroma: A LDL passa para o espaço subendotelial, o qual é um espaço pró-oxidante. A LDL é oxidada e começa a liberar citocinas, as quais atraem monócitos. Os monócitos sofrem diapedese e no espaço subendotelial se transformam em macrófagos, os quais endocitam a LDL oxidada, Marcelle Souza – MED 118 formando as células espumosas. Essas células espumosas podem se acumular no tecido logo abaixo do endotélio formando as estrias gordurosas. Eventualmente, essas células espumosas sofrem apoptose e liberam mais citocinas, o que retroalimenta o processo fisiopatológico. - Resposta imunológica: Macrófagos são responsáveis pela fagocitose de LDL (processo que seria totalmente benéfico se não envolvesse apoptose): forma “foam cells”, as células espumosas. Morte celular: liberação de citocinas; retroalimentação positiva da resposta inflamatória. A capa fibrótica dos endotélios é importante para evitar a exposição dos núcleos lipídicos, porque o ambiente subendotelial tem um fator tecidual pró- trombogênico e, caso ocorra uma lesão, há o favorecimento da formação de trombos. - As metaloproteínas promovem distribuição da capa fibrótica, o que leva à exposição do núcleo lipídico. - Possíveis complicações da placa ateromatosa: formação de trombos e calcificação - Angioplastia: cirurgia que utiliza um stent vascular para reestabelecer o fluxo sanguíneo normal - Sintomatologia tardia; lesões irreversíveis; HDL baixo e LDL alto. - Tratamento: exercício físico; alimentação regrada e eventuais procedimentos cirúrgicos. 2) No dia 05 de novembro de 2020, o paciente C.A.C. chegou à Unidade de Pronto Atendimento – UPA Santa Luzia- com queixa de dor retroesternal em aperto há 40 minutos, com irradiação para o braço esquerdo. Considerando o paciente do sexo masculino, 75 anos, portador de hipertensão arterial sistêmica, dislipidemia e diabetes mellitus insulinodependente, responda: A. A queixa de dor retroesternal pode estar associadaà aterosclerose? Como justificar/discutir a sua resposta. Sim, porque causa obstrução das artérias, o que limita a irrigação sanguínea e oxigenação do músculo cardíaco. Quando o paciente fizer mais esforço, vai sentir mais dor porque irá aumentar o fluxo sanguíneo e não vai ter uma passagem suficiente de sangue pelos tecidos cardíacos. Ou, o paciente também pode estar sofrendo um infarto, que é a morte do tecido cardíaco pela falta de irrigação e oxigenação do mesmo. B. Como as LDL influenciam no processo patológico mencionado na questão acima? E como elas são formadas? O acúmulo de LDL no espaço subendotelial leva à formação das células espumosas, evoluindo para estrias gordurosas que precedem a formação das placas ateromatosas. C. Por que baixos níveis de HDL significam alto risco para doença coronariana? Porque o HDL capta colesterol dos tecidos extra- hepáticos, inclusive das células espumosas. Se tiver baixos níveis de HDL, há acumulo de colesterol nas artérias, o que pode obstruí-las e, a depender do local que ocorre essa obstrução, faltar suprimento para o coração, desencadeando uma doença coronariana.
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