LIPOPROTEÍNAS

Partes: 1, 2

Índice

2. El transporte de lípidos a través del cuerpo humano
3. Principales clases de lipoproteínas
4. Principales funciones de las lipoproteínas
5. El Colesterol
6. Concentraciones de lipoproteínas en el plasma
7. Lípidos y ateroesclerosis
8. Significado clínico del análisis de las apolipoproteínas
9. Aspectos generales de los métodos inmunoquímicos
10. Recolección, almacenamiento y conservación de la muestra
11. Bibliografía

1. Introducción

Las lipoproteínas son conjugados de proteínas con lípidos, especializadas en el transporte de estos últimos y se dividen en varios grupos según su densidad:
HDL: Lipoproteínas de alta densidad. Estas se conocen como las protectoras. Ya que no permiten que las otras lipoproteínas que son las agresoras se peguen a las células y nos provoque daños en nuestro cuerpo.
IDL: Lipoproteínas intermedias.
LDL: Lipoproteínas de baja densidad. Estas son las agresoras y son las que más daño nos pueden producir porque contienen
mayor cantidad de colesterol, estas cantidades de colesterol y ésteres asociadas a la LDL son habitualmente de unas dos terceras partes del colesterol plasmático total.
Su importancia radica en el conocimiento de la homiostasis del colesterol que puede comprenderse revisando las consecuencias que tienen las concentraciones plasmáticas elevadas de colesterol cuando se mantiene de forma prolongada. El colesterol es muy insoluble y se acumula en los leucocitos que se depositan en las zonas de lesión sobre las paredes internas de las arterias.
Si las concentraciones de colesterol son demasiado altas para su posterior eliminación hacia el torrente sanguíneo, estas células quedan repletas de depósitos grasos, que luego se endurecen formando una placa, y finalmente obstruyen vasos sanguíneos causando infartos, o sea, ataques cardiacos.
VLDL: Lipoproteínas de muy baja densidad y son precursoras de las lipoproteínas se baja densidad.

Conformación de una lipoproteína

Tanto el colesterol como los triglicéridos son transportados en sangre formando parte de moléculas llamadas lipoproteínas. Estas lipoproteínas están constituidas además por fosfolípidos, colesterol, proteínas y apolipoproteínas (Figura 1). De acuerdo a la participación porcentual de los diferentes componentes estructurales, se las clasifica en quilomicrones (QM), lipoproteínas de baja densidad (LDL), lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), lipoproteínas de elevada densidad (HDL) y lipoproteínas de densidad intermedia (IDL).

2. El transporte de lípidos a través del cuerpo humano

Los lípidos no pueden movilizarse en los fluidos corporales debido a su naturaleza hidrofóbica. Por ello, para permitir su transporte en el organismo, son combinados con proteínas llamadas betaglobulinas para formar lipoproteínas.
Una vez que los lípidos han sido absorbidos a través del intestino, se combinan en el plasma sanguíneo con cadenas de polipéptidos para producir una familia de lipoproteínas distinta, las que son clasificadas en función de su densidad, determinada mediante centrifugación. Como los lípidos son mucho menos densos que las proteínas, se observa una relación inversa entre el contenido de lípidos y su densidad; por ejemplo, un alto contenido de lípidos significa partículas de baja densidad.

3. Principales clases de lipoproteínas

En esencia, las lipoproteínas están agrupadas en 3 categorías principales:

1. Quilomicrón (QM) y proteína de muy baja densidad («Very Low Density Lipropotein» o VLDL). Son relativamente bajas en proteínas, fosfolípidos y colesterol, pero altas en triglicéridos (55 a 95 %). En términos más amplios, estas partículas son denominadas «lipoproteínas ricas en triglicéridos»

2. Lipoproteínas de densidad intermedia («Intermediate Density Lipoproteins» o IDL) y lipoproteínas de baja densidad («Low Density Lipoproteins» o LDL). Están caracterizadas por elevados niveles de colesterol, principalmente en la forma de ésteres colesterílicos. La segunda forma de colesterol mencionada (LDL) es altamente insoluble. En virtud de que hasta el 50 % de la masa de LDL es colesterol, no resulta sorprendente que el LDL tenga un rol significativo en el desarrollo de la enfermedad aterosclerótica.  

3. Lipoproteínas de alta densidad («High Density Lipoproteins» o HDL). Los aspectos notables de estas partículas son su alto contenido de proteína (50 %) y su relativamente alto contenido de fosfolípidos (30 %). Generalmente, las HDL son divididas en dos subclases: HDL2 y HDL3. Las HDL2 son grandes y menos densas; las HDL3 son menores y más densas.

4. Principales funciones de las lipoproteínas

Los quilomicrones y las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) transportan por el cuerpo los triacilgliceroles provenientes de la comida y los endógenos (producidos por el organismo).
Las lipoproteínas de baja densidad (LDL) y las de alta densidad (HDL) transportan el colesterol proveniente de la comida y el endógeno. Las HDL y las lipoproteínas de muy alta densidad (VHDL) transportan los fosfolípidos ingeridos y los endógenos.
Las lipoproteínas consisten de un centro de lípidos hidrofóbicos rodeado por una cubierta de lípidos polares lo que, a su vez, está rodeado por una cubierta de proteína. Las proteínas que se utilizan en el transporte de los lípidos son sintetizadas en el hígado y son denominadas «apolipoproteínas» o «apo». Hasta 8 apolipoproteínas pueden estar involucradas en la formación de la estructura de una lipoproteína. Las proteínas son llamadas Apo A-1, Apo A-2, Apo B-48, Apo C-3, etc.
En su conjunto, las lipoproteínas conservan una concentración de lípidos en sangre de unos 500 mg de lípidos totales en 100 ml de sangre. De estos 500, 120 mg son triacilgliceroles (TAG), 220 mg es colesterol y 160 mg es fosfolípido.
Las LDL contienen, típicamente, el 50-70 % del colesterol total sérico y ambos están directamente relacionados con los riesgos de enfermedades cardíacas o coronarias. Las HDL contienen, normalmente, el 20-30 % del colesterol total; los niveles de HDL están inversamente relacionados con los riesgos de enfermedades cardíacas o coronarias. Las VLDL contienen 10-15 % del colesterol sérico total y la mayor parte de los triglicéridos en el suero post-ayuno; las VLDL son precursoras de las LDL; se presume que algunas formas de VLDL, en especial las VLDL residuales, son aterogénicas.
Pequeñas cantidades de colesterol son transportadas, también, por dos clases menores de lipoproteínas: las lipoproteínas de densidad intermedia («Intermediate Density Lipoproteins» o IDL), de densidad 1,006-1,019 Kg. /L y las lipoproteínas(a) de densidad 1,045-1,080 Kg. /L.
Los quilomicrones (densidad <1,006 Kg. /L) aparecen en la sangre transitoriamente, luego de una comida de contenido graso y normalmente desaparecen por completo antes de 12 horas. Son ricos en triglicéridos y responsables por el aumento postprandial (luego de comer) de los triglicéridos en el plasma aunque normalmente no tienen efecto importante sobre la concentración de colesterol total.

5. El Colesterol

El nivel de colesterol en la sangre está determinado en parte por herencia y en parte por factores adquiridos tales como dieta, cantidad de calorías y nivel de la actividad física.
Los factores que afectan al colesterol en sangre comprenden edad, sexo, peso corporal, dieta, consumo de alcohol y tabaco, ejercicio físico, factores genéticos, antecedentes familiares, medicamentos, situación menopausia, el uso de una terapia de reemplazo hormonal y desórdenes crónicos tales como hipotiroidismo, enfermedad obstructiva del hígado, enfermedad pancreática (inclusive diabetes) y enfermedad renal. En muchas personas, un elevado nivel de colesterol sanguíneo constituye un alto riesgo de desarrollo de una enfermedad en las arterias coronarias. Los niveles sanguíneos de colesterol total y varias fracciones de colesterol, en especial el colesterol-LDL y el colesterol-HDL son útiles en la evaluación y el monitoreo del tratamiento de pacientes con enfermedades cardiovasculares y otras relacionadas. Los niveles sanguíneos de los mencionados componentes del colesterol, inclusive los triglicéridos, han sido separados en las categorías «deseable», «al límite» y «alto riesgo» por el Instituto Nacional de los Pulmones, el Corazón y la Sangre de los Estados Unidos, en su informe del año 1993. Estas categorías conforman una base útil para la evaluación y el tratamiento de los pacientes con hiperlipidemia (niveles de lípidos por encima de lo normal). La terapia para reducir estos parámetros de riesgo incluye dieta, ejercicio físico y medicación y reducción de la masa grasa corporal, lo que resulta particularmente efectivo cuando se lo combina con dieta o ejercicio físico.

6. Concentraciones de lipoproteínas en el plasma

El nivel de los lípidos en el plasma es el indicador clínico más comúnmente usado para medir el riesgo potencial de alguna enfermedad cardiovascular prematura. Los niveles de triglicéridos, colesterol y colesterol-HDL post-ayuno también pueden ser usados para identificar posibles anormalidades. Es característico de las mujeres la menor concentración de triglicéridos (80 mg/Dl.) respecto de la de los hombres (120 mg/Dl.); las mujeres también tienen más alto nivel de colesterol-HDL (55mg/Dl. versus 43 mg/Dl. para los hombres). El bebé recién nacido tiene niveles de triglicéridos y de colesterol total entre un medio y un tercio de los de un adulto. Los niveles de colesterol-HDL son relativamente altos en el recién nacido (35 mg/Dl.) en el que la proporción entre colesterol total y colesterol-HDL es igual a 2; en los adultos esa proporción es de 3,5 para las mujeres y de 4,6 para los hombres. Los niveles de lípidos en los infantes son, quizá, los «ideales»; al nacimiento, el colesterol total en plasma es bajo mientras que el colesterol-HDL es relativamente alto. Excepto en el caso de anormalidades genéticas, las paredes vasculares de los recién nacidos están libres de rastros de grasa. La acumulación de grasa aparece durante los primeros años de vida, indicando que la ingesta alimentaría y los factores ambientales probablemente influyen sobre la iniciación y la progresión de la aterosclerosis. Al nacimiento, no se observan diferencias entre bebés varones o mujeres ya que las hormonas sexuales tienen, aparentemente, una reducida influencia en esta etapa del desarrollo.
Las apolipoproteínas (Apo) son componentes estructurales de las lipoproteínas plasmáticas que, que juegan un papel importante en la regulación del metabolismo.
De las nueve apolipoproteínas que se conocen, todas difieren en su contenido de aminoácidos y su peso molecular; su concentración plasmática en individuos sanos se encuentra en el rango de 0.03 a 0.15 g/l.
Las apolipoproteínas poseen una conformación molecular típica conocida como "alfa hélice anfipática", en la que su porción hidrofóbica integra un alto contenido de aminoácidos no polares y su porción hidrofílica integra los residuos polares de los aminoácidos que son abundantes. Cada estructura es esencial para la integridad de la lipoproteína, para que sea capaz de interaccionar con los lípidos de la porción hidrofóbica de la molécula de lipoproteínas e interaccionar simultáneamente con el ambiente acuoso.
Basados en un criterio alfabético, las apolipoproteínas pueden agruparse en cuatro familias que incluyen miembros de diferente estructura, función y carácter metabólico.

Apolipoproteínas A
Las apolipoproteínas A son un grupo de proteínas distribuidas en forma variable sobre diferentes lipoproteínas; por ejemplo, la Apo A-I y Ia Apo A-II se encuentra principalmente en HDL, pero también en los quilomicrones. La Apo A-IV se encuentra en forma libre en el plasma o unida a lipoproteínas.

Apolipoproteinas	Peso molecular Kda	Concentración en plasma g/l	Función
Apo AI	28,000	1.0 – 1.5	Activar enzima LCAT
Apo AII	17,000	0.3 – 0.5	?
Apo AIV	46,000	0.15 – 0.20	Secreción de quilomicrones y transporte reverso de colesterol.
Apo B48	250,000	0.5	Secreción de quilomicrones
Apo B100	513,000	0.8 – 1.0	Interacción con receptor LDL
Apo CI	6,500	0.04 – 0.07	Activación de LACT
Apo CII	8,500	0.03 – 0.08	Cofactor de LPL
Apo AIII	8,750	0.8 – 0.15	Inhibición de LPL y su receptor
Apo E	39,000	0.03 – 0.06	Interacción con receptor LDL y receptor Apo E

La Apo A-I es la apolipoproteína más abundante en el plasma; está presente casi en forma total en HDL y constituye cerca del 90% y 60-70% de la fracción proteica en las subfracciones HDL2 y HDL3 respectivamente. Los niveles plasmáticos de Apo A-I son generalmente mayores en mujeres y correlacionan positivamente con la concentración de HDL-Colesterol. Esta correlación no es válida en sujetos con hipertrigliceridemia, en donde la fracción HDL está enriquecida con triglicéridos y casi ausente el colesterol.
La Apo A-I es sintetizada inicialmente en el hígado e intestino como un precursor proteico, el cual es degradado hasta su forma madura en plasma, que es una simple cadena polipéptida que contiene 243 aminoácidos. Como el componente proteico de mayor concentración de HDL, participa activamente en el "transporte reverso de colesterol", actúa como activador de la enzima lecitin-colesterol-acetiltransferasa (LCAT), y como liga para el complejo receptor-HDL, localizado en el hepatocito y sobre diversas células periféricas.
La apolipoproteína Apo A-II es el segundo componente proteico de mayor concentración de HDL, aunque está ausente en la subfracción HDL2, este mismo constituye la tercera parte como componente proteico de HDL3. La Apo A-II se encuentra en menor concentración en plasma respecto de Apo A-I, y los niveles plasmáticos no correlacionan con los niveles HDL-colesterol. Desde un punto de vista estructural, la Apo A-II es diferente al resto de las proteínas transportadoras de lípidos porque es la única apolipoproteínas plasmática presente en forma de dimero. La Apo A-II está formada de dos cadenas polipeptidicas de 77 aminoácidos, unidos por un enlace disulfuro de los residuos de cistina de la posición 6. La función especifica de la Apo-II no está claramente especificada, pero recientes estudios indican que interviene en la regulación de la actividad de la lipasa hepática. Sin embargo, una absoluta ausencia de Apo-A-II fue observada en una familia japonesa, no encontrándose asociación con algún trastorno metabólico o condición clínica significativa. Lo anterior confirma que la Apo A-Il tiene una reducida participación en el metabolismo de lípidos.
La apolipoproteína A-IV se encuentra en concentraciones mínimas en el plasma y es aquí donde circula en forma libre, así como también se encuentra unida a los quilomicrones y HDLA (cerca del 50%). La Apo A-IV está constituida por una cadena polipeptidica compuesta de 376 aminoácidos, fuertemente conformada como una alfa-hélice de naturaleza anfipática, condición que es necesaria para unir los quilomicrones en las células del intestino y participar en el transporte reverso o contraflujo de colesterol, favoreciendo la interacción entre el HDL y las células.

Apolipoproteína B
La apolipoproteína B es una proteína con gran peso molecular, presente en los quilomicrones, lipoproteínas VLDL y LDL. Las concentraciones plasmáticas de Apo B se encuentran en el rango de 0.8 - 1.0 g/l en individuos normolipémicos. Su concentración es directamente correlacional con los valores de colesterol total y colesterol HDL.
Dos formas moleculares llamadas Apo B100 y Apo B48, existen en plasma. La primera es una simple cadena polipeptidica de 4,536 aminoácidos; es una de las proteínas más grandes que existen en el plasma, sintetizada en el hígado y secretada dentro de VLDL. Esta es cuantitativamente mantenida durante la conversión de VLDL a IDL hasta LDL, de la cual es el único componente proteico. La Apo B 100 es indispensable para el acoplamiento de las partículas de lipoproteínas (VLDL). Esta juega un papel importante como molécula, ligando para LDL y su receptor. También participa en la regulación de los niveles de colesterol a nivel sanguíneo.
La Apo B48 está constituida por una cadena polipeptidica de 2,152 aminoácidos (estos aminoácidos son similares a los de Apo B 100, por lo tanto, Apo B48 es el 48% similar con respecto de Apo B 100). Los niveles plasmáticos de Apo B48 en un sujeto normal en un periodo de ayuno, es de 50 veces menor respecto de la concentración de Apo B 100. Esta concentración tiene un remarcado incremento durante el periodo postprandial.
La Apo B48 es sintetizada en el intestino y es una molécula esencial para la formación de quilomicrones.

Apolipoproteína C
Es una familia de proteínas de bajo peso molecular incluyendo la Apo C-I, C-Il y C-III. Las tres apolipoproteínas difieren en su peso molecular, composición de aminoácidos y su función. Las apolipoproteínas C son sintetizadas en mayor proporción en el hígado y en menor proporción en intestino; están presentes en lipoproteínas que integran en su mayor parte triglicéridos, tal es el caso de quilomicrones, VLDL, HDL. La Apo C en plasma tiene un importante papel, manteniendo el equilibrio dinámico entre HDL, quiomicrones y VLDL. La concentración plasmática en sujetos normales es muy bajo, 0.03 g/l para Apo C-II y 0.15 g/l para Apo C-III. Sólo se puede observar un incremento en periodos postprandiales y en pacientes con hipertrigliceridemia.
Apo C-I es la apolipoproteína más pequeña; está compuesta de 57 aminoácidos. En procesos in vitro es capaz de activar la enzima lecitin-colesterol-acetiltransferasa (LCAT). Esta situación no indica que realice la misma función in vivo; sin embargo, la concentración y afinidad por la enzima es más elevada que la Apo A-I.
Apo C-Il es un polipéptido de 79 aminoácidos, que está distribuido en forma variable de acuerdo a las diferentes clases de lipoproteínas. Esta juega un papel muy importante en la regulación del metabolismo de los triglicéridos; es en realidad, un cofactor esencial para la actividad de la lipasa lipoprotéica, enzima responsable de la hidrólisis de los triglicéridos presentes en las lipoproteínas, y es determinante en el catabolismo de lo quilomicrones y VLDL.
Apo C-III está formado por 79 aminoácidos y está presente en plasma en su forma glicosilada. En relación a un análisis isoeléctrico, existen tres isoformas identificables C-III0, C-III1 y C-III2, dependiendo de las moléculas de ácido siálico a las que esté unido (la cual le sirve para favorecer su unión con su receptor o a otras moléculas). Apo C-II y C-III participan en la regulación de la lipasa lipoprotéica, generando un efecto de inhibición sobre ella.

Apolipoproteína E
La Apo E es un polipéptido de 299 aminoácidos, encontrándose en VLDL e LDL y como una subfracción de HDL llamada HDL1. La concentración plasmática en sujetos normales es de 0.03 - 0.07 g/l y se llega a incrementar 2 a 3 veces por hiperlipoproteinemia y en un padecimiento conocido como enfermedad beta-ancha, caracterizada por la presencia de una banda gruesa de lipoproteínas que emigra a la región pre-beta en un corrimiento electroforético. La Apo E se encuentra los humanos en tres isoformas reconocidas por análisis isoeléctrico, llamadas E2, E3 y E4. Las tres isoformas difieren una de otra por la sustitución de un simple aminoácido (arginina por cistina) en dos posiciones específicas de la secuencia de Apo E. La presencia de tres isoformas, cada una de ellas codificadas por un simple alelo, generan seis diferentes fenotipos, tres homocigotos (E2/E2, E3/E3 y E4/E4), y tres heterocigotos (E2/E3, E2/E4 y E3/E4), distribuidos en forma variable en la población. El fenotipo E3/E3 es el más común (60% de la población) y el E2/E2 es el más raro y sirve como criterio absoluto de hiperlipoproteinemia tipo III.
La Apo E es reconocida por su receptor específico (presente en el hígado y responsable del catabolismo de los residuos de quilomicrones) y por el receptor LDL (que también une a Apo B 100) la isoforma E2 no es reconocida por ningún tipo de receptor.