血 浆 脂 蛋 白 及 其 代 谢 紊 乱
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血 浆 脂 蛋 白 及 其 代 谢 紊 乱. 于嘉屏. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
脂蛋白
胆固醇 游离胆固醇 胆固醇酯 脂 质 磷 脂 卵磷脂 溶血卵磷脂 脑磷脂 神经磷脂 甘油酯 甘油三酯 甘油二酯 甘油一酯 脂肪酸 各种脂肪酸 载脂蛋白 AⅠ、 A-Ⅱ、 A-Ⅳ、 B-100 、 B-48 、 Lp(a) 、 C-Ⅰ、 C-Ⅱ、 C-Ⅲ、 D、 E 、 E-Ⅱ、 E-Ⅲ、 E-Ⅳ
血脂组成
第一节 血浆脂蛋白
一、血浆脂蛋白的分类
• Sf:Svedberg 漂浮率表示上浮情况•血浆脂蛋白在密度为 1.063 的 NaCl 溶液中,26℃下,每秒每达因克离心力的力场下,每上浮 10-13cm 即为 1Sf单位,即 1Sf= 10-13
cm/s/dyn/g
二、脂蛋白结构与组成•三脂酰甘油及胆固醇酯为内核,载脂蛋白、磷脂及胆固醇则以单分子层与内核相连系,覆盖于脂蛋白表面。
•例: LDL 结构:分子量 300 万,球状,直径 22nm ,其内核由 1500 个胆固醇酯分子构成,表面覆盖有磷脂( 800 个分子)、胆固醇( 500 个分子)及 1分子 apo B100。
蛋白质 胆固醇 甘油三酯 磷脂
(%) 游离 (%) 酯化 (%) (%) (%) 乳糜微粒 (CM) 1-2 1-3 2-4 80-95 3-6
VLDL(pre-β ) 6-10 4-8 16-22 45-65 15-20
LDL ( β) 18-22 6-8 45-50 4-8 18-24
HDL ( α) 45-55 3-5 15-20 2-7 26-32
脂蛋白的化学组成
脂蛋白的功能•CM : 运输外源性的甘油三酯至全身各 组织•VLDL :运输内源性的甘油三酯•LDL : 运输肝脏中的胆固醇酯至周围组 织,动脉内膜下积累•HDL : 将周围组织的胆固醇运输至肝脏, 形成胆汁酸以便清除
一、 apo 组成与结构特点及生理功用
•已发现 20 余种,主要有 apo AⅠ、 AⅡ、AⅣ、 B100、 B48、 CⅠ、 CⅡ、 CⅢ、 D、E
•载脂蛋白的缺乏或异常是导致血脂异常及动脉粥样硬化的重要原因
• 异构体:某一氨基酸取代• 化学修饰: (1) 糖基化: apoCⅢ Ser74羟基可与 1或 2分子唾液酸结合形成 apoCⅢ1或 apoCⅢ2
(2) 脂酰化: apoAⅠ的软脂酰化 (3) 磷酸化: apoB48-Ser 羟基可与磷酸结合
(4) 酶解: apoCⅡ在血浆中可被蛋白酶从其 N端切去六肽生成 apoC Ⅱ1/2。
( 一 ) 载脂蛋白 AⅠ• apoAⅠ主要存在于 HDL 中,占其蛋白质总量的 60~ 70 %,在 CM 中亦有少量
1. apoA Ⅰ 的结构• 243aa , 28kD ,富含 Thr,Met , N-Asp , C-Gln ,不含 Cys,Ile
• 55%α- 螺旋结构,与磷脂结合后增至 70%• 大量双性α-螺旋结构: 6个由 22aa 构成的重复序列通过 Pro 串联而成。疏水面与亲水面。是结合转运基础;参与对 LCAT 的激活
2.apoAⅠ 的功能 (1) 维系 HDL 结构,结合及转运脂质 (2) 激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶 LCAT (3) 作为 HDL 受体的配体,参与识别 (4) 是胆固醇的接受体 (5)apoA Ⅰ 变异•由肝和小肠合成,半寿期 45 天
( 二 ) 载脂蛋白 AⅡ• apoAⅡ主要存在于 HDL 中,占其蛋白质总量的 20%,在 CM中亦有少量( 4.2% )
1. apoA Ⅱ 的结构• 77aa 二个亚基 -S-S- , 17.4kD ,不含 Arg,His,Trp 及糖分子, N-吡咯烷酮羧酸, C-Glu
• 35%α- 螺旋, 13 % β-片层, 52%无规则,双性螺旋结构,可与磷脂结合。
• 可 -S-S- 与 apoE 结合形成二聚体, 46kD 。失去与受体结合功能
( 三 ) 载脂蛋白 AⅣ
1. apoAⅣ 的结构• 376aa ,酸性糖蛋白, 46kD ,甘露糖 1.88% ,半乳糖 1.55% , N乙酰葡萄糖胺 1.55% ,唾液酸 1.1% ,分布于密度较大的 HDL 中
•成串 22aa 重复,双性 α螺旋
( 四 ) 载脂蛋白 B• LDL 重要组成蛋白质,也存在于 CM 及 VLDL , LDL 中 95 % apoB100
1.apoB 的结构•糖蛋白,半乳糖、甘露糖、氨基葡萄糖及唾液酸 10 %
• apoB100由肝脏合成, 550kD , 4536aa• apoB48由小肠合成, 550kD×48 %
• apoB100含 40 % α- 螺旋, 25 % β-片层,35 %不规则
•具有多个疏水结构域, 9个由 22 个 aa 组成的重复序列,双性 α-螺旋
• N 端 1000aa外,含多个富含 Pro 序列,与β-片层及 β- 转角有关
•与脂质结合牢固,不易分开,难以交换
• apoB100共含 25Cys , 4对 -S-S- , 16 个N- 糖苷键
•与 LDL 受体结合区域位于羧基末端• C 端结构域含三个肝素结合区,成簇的正电荷 aa ,如化学修饰,可阻断与受体结合。 3500 位 aa突变 Arg→Gln ,则不结合
2.apoB 的基因结构及染色体定位• 2p23→ter, 43kb ,含 29 个外显子及 28 个内含子。 -128到 -86bp之间含调控基因
• B48,250kD ,相当于 B100N 端 1~ 2152aa序列。
•羧基末端含双性α-螺旋及疏水的 β-片层
•缺乏与 LDL 受体结合的结构域•血浆含量低, B100的 0.1%
• apoB100mRNA14121nt ,由 5’128nt 及 3’301nt非翻译区, 13689b 的编码区及 UAA
• 前体 27aa 疏水信号肽组装前切除• apoB100mRNA 在核糖体上, 10min完成翻译,附着在内质网膜内侧面,磷脂、甘油三酯由膜外侧加入形成脂蛋白颗粒即游离于内质网腔 (30min) ,转运至高尔基体( 40min), 胆固醇加入及糖链组装, 1/3 ~ 1/2 组装 VLDL ,其余降解
• 油酸增加 3 ~ 4倍,胰岛素减少 50%~ 70 %
4.apoB 基因变异• (1)无β- 脂蛋白血症:常染色体隐性遗传,少见。脂肪吸收障碍,神经性运动失调,视网膜炎性色素沉着及棘红细胞增多。血浆 CHOL 及 TG降低,无 apoB,VLDL,LDL,CM,apoCⅢ1。
• apoB 基因突变
• (2)低β- 脂蛋白血症: apoB,VLDL,LDL,CM显著降低, apoB37。
•已发现 10多种基因变异、缺失或蛋白截短
• (3)家族性 apoB100缺陷引起的高胆固醇血症: LDL 异常导致受体结合下降,引起 LDL 代谢障碍,血浆 LDL 及 CHOL升高,频率 1/500 。 3500 位密码子 CGC→CAG ,导致 Arg→Gln
5.apoB 的生理功能• (1) 维系 VLDL 、 LDL 及 CM 的结构,结合及转运脂质
• (2) 可与肝素及特异蛋白聚糖结合: 7个结构域,富含碱性 aa ,可协助富含 TG 的 CM及 VLDL 与毛细血管内皮细胞结合,脂蛋白脂酶作用。可与动脉壁的蛋白聚糖及糖胺多糖结合,沉积,动脉粥样硬化
• (3) 与 LDL 受体结合: VLDL 覆盖
1.apoCⅠ• 57aa , 6625D , pI6.5 , 580nt 及 560nt , 5’非翻译区 63 及 40b, 3’非翻译区 111b , 19q13.2
• 约占 VLDL10%,HDL2%• 肝脏及小肠粘膜上皮细胞合成。先合成含 26aa信号肽的前肽 (83aa) ,在胞浆被切除,在高尔基体被组装成 VLDL或 HDL,分泌入血。
• 不含 Cys、 His 、 Tyr, 55% α螺旋,极易与磷脂结合,是 LCAT的激活剂
• CM 及 VLDL 在 LPL作用下,其内核 TG逐步水解, CⅠ、 CⅡ、 CⅢ、 AⅠ转移至 HDL,被肝脏降解。
2.apoCⅡ• CM14%,VLDL7 ~ 10%,HDL1 ~ 3%• 79aa , 9110D ,含较多极性 aa ,不含 Cys 、His
•二个功能结构域: C端 56 ~ 79aa ,激活 LPL所必需; 44 ~ 55aa ,具有结合磷脂的功能
• 19q13.2
• apoCⅡ具有激活 LPL 作用, 55 ~ 78aa必需, C端 3aa 不可缺少。 62Tyr用 Phe取代活性减少 60 %。推测是 LPL 的变构修饰剂,使 LPL 的催化部位与 TG 结合,促进脂解
•还可抑制肝脂酶,肝脂酶催化经 LPL 作用后 CM 及 VLDL残余颗粒中 TG 的水解,apoC Ⅱ亦可能参与 CM 、 VLDL残余颗粒的清除。
• apoCⅡ 的基因变异• (1) apoCⅡ 缺乏: LPL 不能激活,导致严重高 TG 血症,伴肝脾大、急性腹痛、皮疹样黄色瘤。常染色体隐性遗传
• (2) apoCⅡ 含量正常,但缺乏激活 LPL功能: C端缺 5aa ,严重高 TG 血症
• (3) 不影响功能的突变 Lys55→Glu55,黑人12 %
3.apoCⅢ•占 VLDL50 %, HDL2 %• 79aa , 8764D ,糖蛋白, Thr74β-O- 糖苷键与寡糖侧链相连。 1半乳糖, 1氨基半乳糖, 0/1/2 唾液酸( apoCⅢ0、 apoCⅢ1、 apoCⅢ2), 14 %、 27 %、59 %。
• 3133bp , 4外显子, 3内含子• 11q23
生理功能•抑制 LPL 活性:被吸附于底物的表面,阻碍与酶的结合
•抑制肝 apoE 受体功能:竞争性抑制 apoE与其受体的结合,阻碍肝脏对 CM残骸及β-VLDL 的摄取
•抑制肝脏 HDL 受体功能:抑制肝脏对 HDL的摄取
( 六 ) 载脂蛋白 D•主要分布于 HDL , 5%• 169aa , 33kD , <5 % α- 螺旋,含糖 18%,三种异构体,
•生理功能未知。与 LCAT关系密切,复合物存在,可能促进胆固醇酯由 HDL 转移到 VLDL 中
( 七 ) 载脂蛋白 E• 主要存在于 VLDL 、 CM 及残粒中。小部分 apoE可与 apoAⅡ形成复合体
1.apoE 的结构及多态性• 299aa , 34145 ( apoE2 ), Arg10 %多精肽,糖蛋白, Thr194β-O- 糖苷键与唾液酸相连
• E2、 E3、 E4异构体,三个等位基因• 主要由肝脏合成,脑、肾、骨骼、肾上腺、巨噬细胞少量
• Arg→Cys ,与Ⅲ型高脂血症有关,引起电泳迁移率不同,与受体结合活性改变
2.apoE 的基因结构• 3597bp , 4个外显子, 3个内含子• 19q13.23.apoE 的空间结构• 62 % α- 螺旋(双性), 9% β-片层,11 % β- 转角, 18 %不规则
4.apoE 的生理功能• (1) 在胆固醇代谢中的作用: HDLc 是 HDL获得胆固醇及酯以及 apoE 后形成的。通过所含 apoE 被肝脏 apoE 、 B受体结合及摄取,将外周组织的胆固醇转运到肝,转化成胆酸排出;与富含胆固醇的 LDL竞争性结合 E、 B受体,有效阻止肝外细胞对 LDL 的结合及摄取,发挥其抗动脉粥样硬化的作用
• (2)apoE 在肝摄取脂蛋白中的作用•肝细胞膜 apoE 受体, HDLc摄取;含 apoE 的 CM残粒及 βVLDL 亦可与受体结合而被代谢。 βVLDL 是 CM 或 VLDL 在 LPL 作用下,其内核 TG 水解后的代谢产物。若变异,则与受体结合减少,形成Ⅲ型高脂蛋白血症
• (3) 参与胆固醇的逆向转运• (4) 参与组织或器官中胆固醇在细胞之间的再分配: apoE 可将胆固醇从富含细胞转运到缺乏细胞
• (5)促进细胞的增殖及分化: apoE 参与神经的生长及再生
• (6)apoE 与免疫调节: LDL 及含 apoE 的脂蛋白具有抑制或刺激抗原诱发的 T淋巴细胞活化及增殖的能力
( 八 ) 载脂蛋白 J
• apoJ分布在 HDL2,HDL3及 VHDL 中•糖蛋白,αβ二亚基• (1) 结合与转运脂质: 3个双性 α-螺旋• (2) 参与补体功能的调节:体外加入 apoJ可抑制补体介导的红细胞的溶解
• (3) 参与精子的成熟
( 九 ) 载脂蛋白 (a)
•脂蛋白 (a):LP(a) 中除 apoB100及脂质外,还有 apo(a), 与 apoB100-S-S- 相连
1.Apo(a) 的结构•单链,具多态性, 300 ~ 800kD ,含糖 28 %, 8% α- 螺旋, 21 % β-片层, 71%不规则,易溶于水。
•与纤维蛋白溶酶原( 791aa )碱基序列高度相似, apo(a) 4529aa
•两类结构域:•①Ser 蛋白水解酶样, C端,与纤溶酶原高度相似( 94 %),纤溶酶原 Arg560-Val561 可被裂解成活性的纤溶酶,而 apo(a)Ser代替 Arg 。
•②Kringle 样,具有三个内二硫键的三环结构,含有 Lys 结合区,可与纤维蛋白的 Lys 结合。 apo(a) 含二种, 1个Ⅴ 37 个Ⅳ,还有一 Cys ,可与 apoB100 形成 -S-S-
2.apo(a) 的生理功能• (1)抑制纤维蛋白溶解,促进血凝• (2)促进所携带的 CE为组织细胞摄取利用:介导与 LDL 受体结合,也促进动脉粥样硬化斑块形成。
3.LP(a) 与动脉粥样硬化• 独立危险因子• 可通过受体途径进入巨噬细胞引起 CE 在细胞内堆积。含唾液酸多,负电荷,比 LDL更易结合
• 设想: LP(a)进入动脉壁,可与纤维蛋白的 Lys 结合,复合物沉积在动脉壁而变硬。同时抑制纤溶酶原的激活,阻滞血凝块的清除。
二、载脂蛋白的基因结构及表型
( 一 ) 基因多态性概念( 二 ) 载脂蛋白基因结构特点• 5’-末端非翻译区-内含子 1-外显子1-信号肽-内含子 2-功能蛋白-内含子 3-成熟肽-
•几个基因相接很近,呈紧密连锁状态
一、 LDL 受体
1.LDL 受体结构• 糖蛋白,836aa, 115kD, 18个 O-2个 N-连接寡糖,5个域
• 域Ⅰ:富Cys,负电荷簇与配体apoB100或apoE中带正电荷相结合
• 域Ⅱ:与小鼠上皮细胞生长因子前体高度同源• 域Ⅲ:连接糖链,支撑作用• 域Ⅳ:跨膜• 域Ⅴ:胞浆• 4个结合位点,即结合4 个 apoB100,1个 apoE
二、 VLDL 受体
•域Ⅰ:配体结合结构( 55 %相同)•域Ⅱ: EGF前体结构( 52 %相同•域Ⅲ:含糖基结构( 19 %相同)•域Ⅳ:跨膜结构( 32 %相同)•域Ⅴ:胞液结构( 46 %相同)
• LDL 受体对含 apoB100的 LDL ,含 apoE 的 VLDL 、 β–VLDL 、 VLDL残粒高亲和
• VLDL 受体仅对含 apoE 的脂蛋白 VLDL 、 β –VLDL 、 VLDL残粒高亲和,对 LDL 则显著低亲和
• VLDL 受体肝内无,广泛分布于心肌、骨骼肌、脂肪细胞
五、清道夫受体
•体外:乙酰化 LDL 可以非常高的速率被巨噬细胞摄取,导致巨噬细胞堆积脂类,并呈泡沫样外观。发现乙酰乙酰化、琥珀酰化、与丙二醛、硫酸右旋糖苷等结合的 LDL均可与巨噬细胞以高亲和力结合,总称清道夫受体
第四节 血浆脂蛋白代谢的关键酶一、脂蛋白脂酶• Lipoprotein lipase , LPL•甘油三酯水解酶, CM/VLDL 代谢中重要•心、脂肪、骨骼肌细胞合成,与毛细血管内皮细胞表面的糖萼结合,作用于 CM 及 VLDL 内核的 TG ,释出游离脂酸 (FFA)
•一般血浆不含 LPL ,固定在内皮细胞表面,注射肝素可释放
1.LPL 的结构• 448aa , 30kb , 10 个外显子, 11 个内含子, 8号染色体
• N 端 50aa 可能是 LPL 与 apoCⅡ结合的部位
•与肝素亲和力大,肝素可稳定其结构,清除延迟
2.LPL 的性质•糖蛋白, 55 ~ 75kD ,含糖 3~ 10 %• LPL 不具胆固醇酯酶活性,但具有较弱的磷脂酶 AI 的活性。
• LPL 对不同碳链长短的 TG 水解活性依次为 8:0>10:0>12:0>6:0>14:0>18:0
• LPL 对不饱和脂酸所构成的 TG 水解活性依次为 18:1>18:3>18:2>14:0>16:0>18:0
apoCⅡ 对 LPL 的激活• LPL:apoCⅡ= 1:1时, TG水解速度达到最大。• 二者结合增加 LPL 对 TG 及磷脂的亲和力• 高浓度 NaCl(1mol/L)能抑制 LPL 的活性,产物 FFA也可抑制,鱼精蛋白抑制
• apoC ⅡN 端 1~ 50 位 aa 系与脂蛋白中脂质的结合部位, 43~ 50aa 可与磷脂酰胆碱结合, 53~79aa 为活化 LPL所必需,除去 C端 Gly-Glu-Glu,激活能力减少 95%, 55 ~ 57aa 可与 LPL 结合,改变 LPL空间结构,增加活性
• apoCⅢ抑制 LPL 活性,是 apoC Ⅱ的非竞争性抑制剂,
3.LPL 的基因变异• (1)LPL 缺乏症•血浆 CM 及 VLDL 分解代谢障碍,清除延缓,乳糜状, TG高,腹痛,常伴急性胰腺炎,常染色体隐形遗传, 1/1000 000
• (2)LPL 的基因变异
二、肝脂酶• Hepatic lipase(HL)• HL 是由肝实质细胞合成,转运到肝窦状隙内皮细胞表面而发挥作用。
• 一般血浆不含 HL,肝素可使 HL释放入血• 476aa , 51kD ,与 LPL 、胰脂酶有高度同源性, 15号染色体
• HL同时具有 TG脂酶、甘油一酯脂酶和磷酸酶的活性,
• 最适 pH9.2 ~ 9.6 , 1mol/L NaCl 有激活作用,不需 apoCⅡ激活,不同免疫原性, Ca2+增加活性,氯丙嗪抑制 Ca2+作用,鱼精蛋白不抑制
•体外: HL 可水解各种脂蛋白( CM 、 VLDL 、 LDL 、 HDL )的 TG ,释出 FFA
•体内:主要作用于 HDL 及 IDL• HL选择性作用于 HDL2,磷脂水解• HL还可作用于 IDL ,生成不含 TG 的 LDL•雌激素抑制 HL ,使血浆 HDL2升高,雄激素刺激 HL 活性,使 HDL2降低,
三、卵磷脂胆固醇脂酰转移酶
• Lecithin:cholestreol acyltransferase , LCAT)
•催化胆固醇酯化,催化卵磷脂分子中 Sn-2 位不饱和脂酸转移至脂蛋白分子表面的游离胆固醇生成胆固醇酯( CE) 及溶血卵磷脂
1.LCAT 的来源及分布•主要肝实质细胞合成,分泌入血浆,小肠少量
• 50 %存在于 HDL , 35 % VHDL , 1% LDL
•半寿期 4.6 天•纯化的 LCAT极不稳定• 65 ~ 66kD ,含糖 24 %, 5种异构体
2.LCAT 的结构• 6 个外显子, 5个内含子, 16q22• 1550b , 416aa• 21 % α- 螺旋, 24 % β-片层, 55 %不规则, Glu154 ~ Lys173 双性 α-螺旋
•活性中心: Ser181-OH,Cys31-SH,Cys184-SH及 His,-SH 重要
3. 影响 LCAT 催化反应的因素• (1)底物特异性•卵磷脂唯一供体,对卵磷脂 Sn-1 及 Sn-2位脂酸有选择性,二位均为亚油酸 (18:2)的卵磷脂为最适底物。 18:2>20:4≈14:0>18:1>10:0 ≈ 12:0>8:0>16:0>18:3≈18:0
• (2)apoAI 是 LCAT 的激活剂•激活特异性不高,与双性α-螺旋有关• apoAⅡ可竞争性抑制 apoAI 与卵磷脂的结合,因而可抑制 LCAT 的活性
• apoCI 、 apoAⅣ、 apoD 和 apoE也能激活•血浆中 LCAT 大多与仅含 apoAI 而不含 apoAⅡ的 HDL颗粒结合在一起, HDL3
• LCAT 作于含 apoAIHDL 分子表面的卵磷脂,使其 Sn-2 脂酰基转移至胆固醇生成胆固醇酯,后者通过 CETP 的作用,转移到 VLDL及 LDL ,最后为肝脏受体摄取而代谢
载脂蛋白对 LCAT 的激活-------------------------------------------
Apo LCAT 活性 (%)-------------------------------------------
A 100ⅠA 1.5ⅡA 25~38ⅣC 45~78ⅠC 3.0ⅡC 5.4ⅢD 15~48E 15~40
-------------------------------------
• (3)LCAT 的抑制剂•巯基酶,受 DTNB ,对羟汞苯甲酸,对氯汞苯磺酸的抑制,可被巯基乙醇恢复。
•能封闭活性中心 Ser 羟基的化合物如二异丙基氟磷酸、二乙基硝基苯磷酸、苯磺酰氯等亦能抑制
•重金属离子 Ag+、 Cd2+、 Zn2+也能抑制•反应产物 CE 及溶血卵磷脂能抑制
4.LCAT 的作用•新生的 HDL呈双脂层圆盘状,含磷脂及游离胆固醇,不含 CE ,在 LCAT 的作用下,形成疏水性较强的 CE ,而进入 HDL内核,逐渐转变为单脂层的球状,新生 HDL 即转变为成熟的 HDL3及 HDL2,
•卵磷脂主要由 VLDL 及 CM 在 LPL 作用下脂解后释出,游离胆固醇则由肝外组织细胞膜及 LDL提供
四、血浆脂质转运蛋白
• Lipid transfer protein , LTP• Cholesterol ester transfer protein , CETP• LTP 是血浆中一类特殊蛋白质,促进 PL 、 CE 及TG 在脂蛋白之间相互转运及交换
• 1.LTP 的性质及结构• 将人血浆保温,引起 TG 由 VLDL向 LDL 及 HDL 转移,而 CE则由 HDL 及 LDL向 VLDL 转移
• 64kD,25kb,16 个外显子, 16q12-21,493aa, 疏水性糖蛋白,疏水 aa44 %
2. 作用机制及抑制剂• CETP 可能作为脂质的载体,在脂质供给体及接受体脂蛋白之间交换
• apoAI 、 apoE 及去脂酸的 Alb能抑制 CETP 活性,可与 CETP竞争与脂蛋白表面位点的结合,或修饰 CETP 的结合位点。
3. 与脂蛋白的结合及在血浆中的分布• 与卵磷脂的磷酸胆碱及脂酸带负电荷组分结合
4.LTP 在脂蛋白代谢中的作用•当 CM 及 VLDL 脂解时, PL 从 CM 及 VLDL 转移至 HDL , PTP介导。在 PL 转移至 HDL 后,游离胆固醇再从 CM 及 VLDL 表面转移至 HDL表面,这就为 LCAT提供了所需的两种底物。
• CETP 是将 LCAT催化胆固醇酯化生成的 CE从 HDL 转移至 VLDL 或 IDL 中
• CETP 是使 LDL 及 HDL 转变为小颗粒 LDL 及HDL 的重要因素
5.CETP 与高脂血症• CETP 可参与胆固醇逆向转运。体外实验: CE在 LCAT底物 HDL 中的聚集及增加,可抑制 LCAT 活性。此时,加入 CETP 可使 LCAT 重新活化,可见, CETP 可调节 LCAT 的活性并促使胆固醇从组织逆向转运。
• 家族性高胆固醇血症、伴动脉硬化的高甘油三酯血症及Ⅱ型糖尿病人其 CETP 活性缺乏或显著降低。
• CETP引起 HDL 合成的 CE向 LDL 转移,亦可能使动脉壁 CE 增加,并导致动脉粥样硬化。反之,在高 HDL-C 个体中,可能 CE 由 HDL 转移至 VLDL 及LDL 的活性降低。
第五节 血浆脂蛋白代谢一、 CM•运输外源性 TG。•脂肪消化吸收→再合成 TG,连同 PL 、 Ch,加上 apoB48、 AI、 AⅡ、 AⅣ→新生 CM→淋巴管→血液→从 HDL获 apoC 及 E,并将部分AI、 AⅡ、 AⅣ转给 HDL →成熟 CM→apoCⅡ激活 LPL→TG 及 PL水解→同时 apoAI 、 AⅡ、AⅣ、 C及 PL、 Ch离开 CM 形成新生 HDL →CM 变小→转变为富含 CE, apoB48及 apoE 的 CM残骸→ apoE 受体结合并被肝细胞摄取利用
二、 VLDL• 主要运输肝脏合成的 TG至肝外组织• 肝细胞以 Glu、 FA 合成 TG→加上 apoB100、 E及PL 、 Ch→形成 VLDL, 分泌入血→从 HDL获 apoC→apoCⅡ激活 LPL→TG 水解→同时 apoCs 、 PL 、Ch向 HDL 转移,而 HDL 的 CE又转移到 VLDL→颗粒缩小,密度增加, apoB100及 E含量相对逐渐增加→转为 IDL,IDL 的 Ch 及 TG 含量大致相等,主要含 apoB100及 E→部分 IDL 为肝细胞 E 受体摄取代谢,剩余 IDL 的 TG进一步水解,最后只剩下 CE,同时其表面的 apoE 转移至 HDL仅剩下 apoB100
→IDL 即转变为 LDL
三、 LDL•是 VLDL 在血浆中转变而来,转运肝脏合成的内源性胆固醇
•当血浆中的 LDL 与其受体结合后,受体聚集成簇,内吞入细胞与溶酶体融合。在蛋白水解酶作用下, LDL 的 apoB100水解为 aa , CE 被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸
四、 HDL•含蛋白质 50 ~ 60 %, apoAI60 ~ 70 %,apoAⅡ10 ~ 20 %,少量 apoAⅣ、 CⅠ、CⅡ、 CⅢ、 D、 E及 J;含脂质 45 ~50 %,磷脂 20 ~ 30 %,胆固醇及酯 18~ 20 %, TG3 ~ 10 %
•不均一。正常人血浆 HDL2与 HDL3
•摄取高胆固醇时,出现 HDL1, 富含 apoE及胆固醇,又称 HDLc
•主要由肝合成,小肠少量, CM 及 VLDL 脂解时产生少量
•刚从肝脏或小肠分泌出来的 HDL呈脂双层圆盘状,几乎不含胆固醇,是外周细胞游离胆固醇的最好接受体。
•参与胆固醇的逆向转运,即将肝外组织细胞的胆固醇,通过血循环转运到肝,在肝转化为胆汁酸后排出体外。
• (1) 胆固醇自肝外细胞包括动脉壁细胞如平滑肌细胞及巨噬细胞移出,前β-HDL 是接受体
• (2)HDL所运载的胆固醇的酯化和 CE 的转运 :LCAT催化产生 CE
• (3)HDL将肝外细胞胆固醇输入肝细胞:①LDL-CE 的清除: LDL 受体;② HDL-CE 的清除: HDL 受体;③由 apoE介导的清除途径
第六节 异常脂蛋白血症• 高脂血症:高 Chol 血症,高 TG 血症,高 Chol 合并高 TG 血症
• 高脂蛋白血症:根据 Chol 及 TG 水平与电泳,WHO认同 5型 6类:Ⅰ、Ⅱ a、Ⅱ b、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
• 缺点:不反映病因;低脂蛋白血症无法纳入• 趋势:依病因分类
一、 WHO 高脂蛋白血症分型• TC 、 TG 、脂蛋白电泳• 血清冰箱试验 :
清彻透明:正常血清、Ⅱ a型 “奶油盖”且下层清亮:Ⅰ型 “奶油盖”且下层混浊:Ⅴ型 无“奶油盖”但血样混浊:Ⅱ b、Ⅲ、Ⅳ型
1.Ⅰ 型高脂蛋白血症• <1/10000• TC多正常, TG极度升高,外观极度混浊,上层奶油盖,下层清亮, CM升高, LDLc和 HDLc均降低
•临床症状:①大多青少年时发病;②腹痛;③肝脾肿大;④皮肤疹状黄色瘤; ⑤脂血症视网膜
2.Ⅱ 型高脂蛋白血症•又称高β脂蛋白血症,最常见• β脂蛋白升高, TC升高, TG正常为Ⅱ a型, TG升高为Ⅱ b型
•无奶油盖,Ⅱ a型血浆清亮,Ⅱ b型不同程度混浊, LDLc升高
•临床特点:①黄色瘤;②脂性角膜环;③早发的动脉粥样硬化
3.Ⅲ 型高脂蛋白血症• VLDL具有 β而非前β迁移率: β-VLDL 。宽 β病。 1/5000
•极易患动脉粥样硬化,一半合并冠心病、外周及脑血管疾病;治疗效果满意;寄予希望探明机制
• TC 、 TG均明显升高,外观混浊,模糊奶油盖,宽 β带, Chol 主要是以 VLDL 而不是 LDL 转运
4.Ⅳ 型高脂蛋白血症•又称高 TG 血症,高前β脂蛋白血症• TC正常, TG升高,外观不同程度混浊,无奶油盖,前β脂蛋白带增宽, HDLc降低
•病因复杂,由于 VLDL 生成过多或降解受阻•主要诊断标准:①单纯的高 TG 血症;②家族其他成员也有;③成员不显示有其他类型的高脂蛋白血症。
• 0.2% ~ 0.3% ,占 60岁前 AMI 5 %
5.Ⅴ 型高脂蛋白血症•又称高 CM高β脂蛋白血症, 1/5000• TG明显升高, TC多升高, LDLc多正常,外观浑浊,奶油盖,下层浑浊,电泳有 CM,前β脂蛋白带增宽, HDLc降低
•临床表现:腹痛( 48~ 70%),胰腺炎( 38~ 50%),皮疹性黄色瘤( 37%~ 41%),肝脾肿大( 24~ 57%),葡萄糖耐量异常( 28~ 70%),高尿酸血症( 40~ 50%)和缺血性心脏病( 15~ 24%)等
6. 高 HDL 血症•超过 1g/L.• CETP 缺陷: HDL 上的 CE蓄积,使 HDL 增多; HL 活性降低: HDL 被肝细胞摄取减少并使 HDL2→HDL3减慢,浓度增加
•原发性: CETP 缺损; HL 活性降低•继发性:运动失调;饮酒过量;原发性胆汁性肝硬化;药物
1. 家族性脂蛋白脂肪酶缺乏病• LPL 对于 CM 和 VLDL 的代谢具有关键作用。• 较罕见常染色体隐性遗传病,儿童期发病,空腹血明显 CM , TG极度升高,表现为Ⅰ型
• 临床特点为经常的腹痛和反复的胰腺炎发作,皮疹性黄色瘤及肝脾肿大等,血 LPL 活性极度降低,而 apoCⅡ正常
• 血清外观极度浑浊, CM存在,奶油盖,下层透明, VLDL正常或稍高, LDLc 和 HDLc均明显降低。
• 载脂蛋白以 apoC Ⅱ代偿性增高为显著特点,这是与 apoC Ⅱ缺乏所致 LPL 活性降低的重要鉴别诊断
•诊断有赖于实验室: LPL 活性和 apoCⅡ缺乏的排除
• LPL 活性测定:肝素后静脉血,混有肝脂酶。硫酸鱼精蛋白或 1.0mol/L NaCl抑制 LPL ,计算差值;抗人肝脂酶抗体灭活肝脂酶
• apoC Ⅱ: ELISA 和 VLDL等电聚焦电泳•无资料证明患动脉粥样硬化危险,但胰腺炎及并发症危险
2. 家族性高胆固醇血症•受体介导途径,受体结构和功能异常•发病机制: LDL 受体缺乏或缺陷:受体阴性;受体缺乏,功能受损;内入缺陷。 34:28:2
• LDL 在血液中蓄积, TC明显升高。•临床特征:高 TC 血症;黄色瘤及角膜环;早发的动脉粥样硬化;阳性家族史
•诊断:组织细胞(皮肤成纤维细胞) LDL受体测定
• 1/500杂合子, 1/1 000 000 纯合子
3. 家族性Ⅲ型高脂蛋白血症•配体-载脂蛋白结构与功能改变•病理机制是受体配体-载脂蛋白 E的结构变异
• apoE 存在于 LDL 以外的所有脂蛋白中,VLDL最丰富。 3种异构体, E4 受体结合活性最高, E3居中, E2最低
•患者 E2/2 表型 91 %, E4/2,E2/2
• 机制: apoE 主要存在于 VLDL ,血液中 VLDL残基一部分通过 apoE介导为肝脏重新摄取,另一部分则继续受 LPL 的脂解转变为 IDL 。 IDL 一部分通过 apoE介导为肝脏摄取,另一部分进一步转变为 LDL 。由于 E2的受体结合活性明显低下,使 IDL 生成增加,降解减少,血中蓄积, β-VLDL
三、继发性异常脂蛋白血症
1. 糖尿病•胰岛素水平降低•胰岛素功能:促进 LPL 活性,抑制激素敏感脂肪酶活性,促进肝脏 VLDL 的合成与分泌,促进 LDL 受体介导的 LDL降解
• 40 %糖尿病患者并发异常脂蛋白血症,其中 80 %高 TC ,冠心病发病率高 3倍
2. 甲状腺机能减退•调节机体的基因表达、组织分化、物质代谢、个体发育
•促进脂类合成,促进脂质降解,分解强于合成,激活胆固醇合成限速酶- HMG-CoA还原酶,促进 LDL 受体介导的 LDL 的降解,促进肝脏胆固醇向胆汁酸的转化。
• TG 、 TC 和 LDLc升高;甲亢患者 TC 和 LDLc降低
3. 肾病综合征• TC 、 TG升高与 Alb降低•肝脏在增加 Alb 合成的同时,也刺激了脂蛋白尤其是 VLDL 的合成。 VLDL 富含 TG ,又是 LDL前体,另一可能原因是 VLDL 和 LDL 合成增加,降解减慢
4. 肝脏疾病•肝脏参与脂肪酸合成与分解,血浆脂蛋白的合成、分泌和降解,肝脏是机体 LDL 受体最丰富的器官,也是机体合成胆固醇最主要的场所,它还能将胆固醇转化为胆汁酸
• HDL :急性肝炎第一周末, HDLc极度降低,此后随着病程的发展 HDL逐渐升高直至正常。在病毒性肝炎和肝硬化患者, HDLc 的降低主要表现为 HDL3c的降低, HDL2c的变化较少。而且 HDL3c越低,预后越差。
5. 药物• (1)β肾上腺素能受体阻断剂:导致 TG升高和 HDLc降低,血压控制但总死亡率不变
• (2)利尿药: TG 和 LDLc升高,与抑制磷酸二酯酶活性有关,该酶的抑制提高了 cAMP 的水平,促进脂解,游离脂肪酸增加,肝脏合成更多的 VLDL
• (3)口服避孕药: TG 和 VLDL升高
第七节 脂蛋白代谢紊乱与动脉粥样硬化
•动脉粥样硬化( AS)主要损伤动脉内壁膜,严重累及中膜是动脉管壁胆固醇酯大量堆积成粥样硬化斑块,使血管壁纤维化增厚和狭窄的一种病理改变。
•凡能增加动脉壁内 Ch内流和沉积的脂蛋白如LDL 、 β-VLDL 、 oxLDL等,是致 AS的因素
•凡能促进胆固醇从血管壁外运的脂蛋白如 HDL 、 X-HDL ,则具有抗 AS 作用
• AS 形成过程参与因素:• ①细胞因素。有血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、血液中单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等;
• ②代谢物因素。有作用于平滑肌的增殖因子、游走因子、脂蛋白受体、凝血纤溶因子、血小板因子等;
• ③物理学因素。如剪切应力等。
一、 LDL 与 AS• AS 的主要脂类危险因素•氧化或乙酰化。巨噬细胞的清道夫受体可以大量摄取 oxLDL 而不受细胞内胆固醇含量的调控,从而导致胆固醇积聚而逐渐形成泡沫细胞
•巨噬细胞分泌的生长因子和白细胞介素能刺激平滑肌细胞增生
• oxLDL还有细胞毒性,可以抑制内皮舒张因子,引起内皮功能障碍
二、 CM 与 VLDL•颗粒大,经 LPL 水解后的残粒可以在内膜下被巨噬细胞清除而形成泡沫细胞, IDL也能直接致 AS (Ⅲ型)
•高 TG 血症也是危险因素。高 TG时,小而密 LDL 生成增多, HDLc 下降
三、 Lp(a) 与 AS• Lp(a)能沉积于细胞外基质,存在于动脉内膜下及 AS斑块中, Lp(a) 在内膜下易于与纤维连接蛋白和蛋白聚糖结合。
• Lp(a) 可以与 LDL 相互作用形成聚合物,因此延长在内膜下的存留时间,增加氧化修饰的机会,终于被巨噬细胞所摄取,促进泡沫细胞形成
• Lp(a)能抑制纤溶酶原激活,抑制血液凝块溶解,延缓血管壁损伤的修复,加速 AS 的进程。
四、 HDL 与 AS• HDL 有抗 AS 形成的作用,因为它能移除巨噬细胞的 Ch ,防止内膜下 Ch沉淀。
•抗氧化作用,抑制内膜下 oxLDL 生成,抑制内皮细胞粘附因素,防止单核细胞粘附,诱导内皮细胞 NO 合成,减轻 AS早期不正常的血管收缩,促进内皮细胞前列环素的合成,抑制 oxLDL引起的单核细胞迁移等,起到抗 AS 作用。
胆固醇酯 + H2O 胆固醇酯水解酶 胆固醇 + 游离脂肪酸
胆固醇 + O2 胆固醇氧化酶 Δ4- 胆甾烯酮 + H2O2
2H2O2 + 4- 氨基安替比林 + 酚 过氧化物酶 醌亚胺 + 4H2
O
三、总胆固醇测定
(1)影响因素:①年龄与性别;②饮食;③遗传因素;④其他。 (2)高 CHOL 血症是冠心病主要危险因素之一。 (3)病理状态下高 CHOL 有原发的与继发的两类。原发的如家族性高胆固醇血症(低密度脂蛋白受体缺陷)、家族性 apoB 缺陷症、多源性高 CHOL 、混合性高脂蛋白血症;继发的见于肾病综合征、甲状腺机能减退、糖尿病、妊娠等。
总胆固醇临床评价
( 4)低 CHOL 血症也有原发的与继发的,前者如家族性的无β或低β脂蛋白血症;后者如甲亢、营养不良、慢性消耗性疾病等。 ( 5)严重肝病患者血清胆固醇酯占总 CHOL 的比例可低达 50%以下。
总胆固醇临床评价
甘油三酯 + 3H2O 脂蛋白脂肪酶 甘油 + 脂肪酸
甘油 + ATP 甘油激酶+ Mg++ 3- 磷酸甘油 + ADP
3- 磷酸甘油 + O2 磷酸甘油氧化酶 磷酸二羟丙酮 + H2O2
H2O2 + 4- 氨基安替比林 + 4- 氯酚
苯醌亚胺非那腙 + 2H2O + HCl
四、甘油三酯测定
过氧化 物 酶
(1)冠心病( CHD )危险因子分析;(2) 是否甘油三酯过多导致 HDL-C降低;
(3)确定急性胰腺炎发展的相对危险度;
(4)确定暴发性黄色瘤、脂血性视网膜炎和手掌黄瘤是否为富含甘油三酯的脂蛋白升高的结果;(5)确定降压药、降血胆固醇药和其他药物是否能导致继发性高甘油三酯血症;
甘油三酯的临床评价
(6)作为随访测定,以检查降低血中甘油三酯的效果。确定药物剂量。
(7)甘油三酯临界值: >2.82——HDL-C降低的机会增大 >5.65——急性胰腺炎危险度增加 >56.5——患暴发性黄瘤、肝大、脾大和脂血性视网膜炎机会增大
甘油三酯的临床评价
第九节 分析前变异及标本采集一、血脂分析前变异的来源 ①生物学因素:个体内变异,年龄、性别、种族
② 生活方式:饮食、肥胖、吸烟、咖啡、运动及应急等
③ 临床:疾病引起,药物引起 ④ 血标本采集与处理:空腹、采血部位、血液浓缩、抗凝剂与保存剂、标本处理与储存条件
• 1. TC:较稳定, 1d 内 CV<3 %,冬天比夏天高 2.5% 。天间 CV6 %。排卵期高 14 %,黄体后期及月经期低 10 ~ 20 %
• 2. TG: 变异最显著, 1m 内 CV 达 23 %,餐后波动更大。 1d 内以凌晨 3时最低,下午为高峰,晚上下降,平均 24h 变动 30 %,难以评估其季节、月经及其他节律性变化。
• 3. HDL-C:1m 至 1y 内 CV7 %, <12 %,季节性变动略小于 TC 和 LDL-C
• 4. LDL-C :平均 CV9.5 % ,冬天比夏天高 2.5 %。妇女黄体期及月经期较低
• 5. apoAI:CV7 ~ 8%, 1d 内以清晨 6时最低,傍晚较高,吸烟者 CV 大
• 6. apoB:1d 内 CV6.5% ,天间 8 ~ 10%
• 7. Lp(a) :平均 CV8.6%
二、采血方法与标本处理• 1. 采血前受检者的准备 不改变平时习惯, 12h内不饮酒与咖啡,避免剧烈运动。急性疾病恢复后查,药物,孕妇产后 3m或停止哺乳后 3m。每年同一季节
• 2. 空腹(或非空腹)采血 初筛时 TC 与 HDL-C 可用非空腹血。高脂饮食引起 TG升高, LDL-C稍下降。长期饥饿 1w后 TC与 TG上升 25 %, 3w后下降,再给食时 TC 下降 13 %,而 TG上升 86 %。餐后 12h采血,前 1 天不用高脂肪食物
• 3. 抗凝剂 我国:血清;国外: EDTA抗凝 EDTA 可减轻金属离子诱发的脂质过氧化及酶分解,但渗透作用稀释偏低 3 %
真空采血管, EDTA高 50 %,血浆 TC低 4.5% ,如未充满血,则降低 10 %
柠檬酸盐及草酸盐则渗透性更大。 肝素不引起体液转移,可用于 TC测定,但不适用于 TG ,因为它激活 LPL
• 4. 血液浓缩 (1) 受检者体位:站立 5min升高 9%,站立 15min升高 16 %。应休息 15min ,坐位 5min 后抽血
(2)止血带应用: 2min升高 5%,5min升高 10 ~ 15 %,持续 15min 增高 20 ~40 %
• 5. 血清标本储存 0 ~ 4℃稳定 3 ~ 4d ,但 PL 与 TG会有少量水解, HDL-C 、 LDL-C较不稳定。长期储存最好在- 70℃, 4~ 20℃脂质分布可以发生改变。
避免反复冻融,无霜冰箱不可 .
三、我国要求1. 血脂测定项目 采用血清,如用 EDTA抗凝血浆,结果乘以 1.032. 受检者的准备及取血方法 (1)空腹 12h 后取前臂静脉血 (2)2w平时习惯,近期无急性病、外伤、手术 (3)24h 内不饮酒、不作剧烈运动 (4)停药数天或数周 (5)坐位 5min 后抽血 (6)止血带不超过 1min ,缓缓流入 (7)间隔 1w测 2 ~ 3次取平均值
•美国:冠心病危险因素:除 LDL-C升高外,包括:
①男≥ 45岁,女≥ 55岁 ②早发冠心病家族史 ③吸烟 ④高血压 ⑤HDL-C ≤0.9mmol/L ;若≥ 1.6mmol/L称为负危险因素
⑥糖尿病
三、 AS 性心血管病脂类危险因素指标的选择
1.观察血清浑浊度, CM试验, VLDL2.TC 、 TG 、 HDL-C 、 LDL-C3.Lp(a)4.apoAI 、 apoB 在冠心病危险的判别中可能与 HDL-C 、 LDL-C 不相上下
5.研究项目