Lipoproteine: Transporter für Cholesterin und Co

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Lipoproteine sind Fett-Eiweiß-Gemische und dienen der Aufnahme, dem Transport sowie der Verstoffwechselung von wasserunlöslichen Substanzen wie Fetten oder Cholesterin. Es handelt sich dabei um kugelförmige Gebilde.

In Abhängigkeit der Beladung mit Cholesterin und Triglyzeriden variiert die Größe der Lipoproteine. Je geringer der Anteil an Triglyzeriden ist, desto kleiner ist das Lipoprotein. Mit Abnahme des Fettanteils steigt gleichzeitig dessen Dichte, da Eiweiße „dichter“ sind.

Lesetipp: Cholesterin

Stoffwechsel

Lipoproteine werden in den Darmzellen und in der Leber gebildet. Es wird zwischen Chylomikronen, VLDL, IDL, LDL und HDL unterschieden, die spezifische Aufgaben und Funktionen erfüllen. Lipoproteine transportieren wasserunlösliche Substanzen und sind zu unterschiedlichen Anteilen aus Cholesterin, Triglyzeriden, Phospholipiden und Lipoproteinen zusammengesetzt.

Apolipoproteine sind Eiweiße, die den Lipoproteinen aufgelagert sind. Einige dienen dem Zusammenhalt und der Struktur der Lipoproteine sowie deren Löslichkeit im Blut. Andere ermöglichen die spezifische Bindung an Rezeptoren bzw. vermitteln die Wirkung von Enzymen. Jede Lipoproteinklasse besitzt ein charakteristisches Muster an sogenannten Apolipoproteinen.

Mit der Nahrung aufgenommenes Fett und Cholesterin werden über den exogenen Weg; vom Körper gebildetes Fett und Cholesterin über den endogenen Weg transportiert und verstoffwechselt. Die Vorgänge sind sehr komplex und sollen hier nur vereinfacht wiedergegeben werden.

 

 

Exogener Stoffwechsel

Nach einer fetthaltigen Mahlzeit bilden die Zellen der Dünndarmschleimhaut sogenannte Chylomikronen. In diese wird der Großteil der wasserunlöslichen Nahrungssubstanzen verpackt: Triglyzeride, Fettsäuren, Cholesterin, Phospholipide sowie fettlösliche Vitamine (= exogene Lipide). Vom Darm gelangen die Chylomikronen über die Lymphe direkt ins Blut, von wo aus diese im Körper verteilt werden. Dabei werden große Mengen der gespeicherten Triglyzeride in die Skelett- und Herzmuskulatur sowie ins Fettgewebe abgegeben. Die verbleibenden Reste (Chylomikronen-Remnants) werden von der Leber aufgenommen und vollständig abgebaut. Die noch enthaltenen Fette sowie Vitamine werden gespeichert.

Notiert
Chylomikronen werden im Darm gebildet, nehmen „fettige“ Bestandteile der Nahrung auf und transportieren diese über die Lymphe ins Blut. Von dort aus werden Triglyzeride an die Gewebe abgegeben. Der Rest gelangt in die Leber und wird dort unter anderem zur Neusynthese körpereigener Strukturen verwendet.

Endogener Stoffwechsel

Der endogene Stoffwechselweg beginnt mit der Bildung sogenannter VLDL in der Leber. Dieses enthält vorwiegend vom Körper gebildete Lipide: gespeicherte und neu gebildete Triglyzeride sowie Cholesterin (= endogene Lipide). Nach Abgabe ins Blut versorgt VLDL die Gewebe mit Triglyzeriden. Auf diesem Weg schrumpft das VLDL weiter, bis schließlich das cholesterinreiche LDL entsteht.

Notiert
VLDL entstehen in der Leber und nehmen hier Triglyzeride und Cholesterin auf. Nach Abgabe ins Blut versorgt VLDL die Gewebe mit Triglyzeriden und wird so langsam zum LDL umgebaut.

Der Großteil des nun zirkulierenden LDLs versorgt die Gewebe mit Cholesterin. Ein Teil gelangt erneut zur Leber und wird hier abgebaut. Das dabei freigesetzte Cholesterin wird gespeichert, zur Bildung von Gallensäuren, Vitamin D-Vorstufen sowie neuen Lipoproteinen genutzt oder mit der Galle ausgeschieden. Der Bedarf der Zellen an Cholesterin wird über die Anzahl an sogenannten LDL-Rezeptoren geregelt. Ist der Gehalt an freiem Cholesterin in der Zelle hoch, wird die Zahl der Rezeptoren über einen Feedback-Mechanismus herunterreguliert. Ist das zirkulierende LDL-Angebot aber größer als der Bedarf, erhöht sich zwangsläufig die LDL-Konzentration im Blut.

Notiert
LDL entsteht aus VLDL und enthält viel Cholesterin. Es versorgt die Körpergewebe mit Cholesterin und gelangt anschließend zur Leber, wo verbliebenes Cholesterin für den Aufbau körpereigener Substanzen dient oder ausgeschieden wird.

Der Rücktransport des Cholesterins aus den Geweben erfolgt über HDL. Darm und Leber produzieren hierfür kleine Vorläufer, die durch Aufnahme von Cholesterin aus den Geweben allmählich zu kugeligen Gebilden reifen. HDL nimmt Cholesterin aus den Geweben und Blutgefäßwänden auf. Es wird entweder zur Leber transportiert, wo Cholesterin aufgenommen, ausgeschieden, verstoffwechselt oder in neu gebildete Lipoproteine verpackt wird.

Die HDL-Konzentration im Blut unterliegt verschiedenen Einflussgrößen, von denen die genetische Disposition vermutlich den größten Stellenwert einnimmt.

Notiert
HDL entsteht in Darm und Leber. Es nimmt Cholesterin aus den Geweben und Blutgefäßwänden auf und transportiert diese zurück zur Leber.

 

 

Lipoproteine und krankhafte Gefäßveränderungen

HDL und LDL

Die Konzentrationen von LDL- und HDL-Cholesterin im Blut werden zur Risikobewertung für arteriosklerotische Gefäßveränderungen herangezogen, die wiederum die häufigste Ursache für die koronare Herzkrankheit und ernsthafte Folgen wie Herzinfarkte, Schlaganfälle und Thrombosen sind.

HDL gilt als gefäßschützend, da es Cholesterin aus Makrophagen und Schaumzellen, welche bei der Arteriosklerose eine entscheidende Rolle spielen, aufnehmen und abtransportieren kann. Zudem soll es antientzündlich und antioxidativ wirken.

LDL hingegen erhöht mit steigenden Konzentrationen das Risiko für krankhafte Gefäßveränderungen. Auf Monozyten, Makrophagen, glatten Muskelzellen und Endothelzellen der Blutgefäße sind LDL-Rezeptoren lokalisiert, die oxidierte LDL-Partikel aufnehmen können. Reichern sich diese jedoch durch einen Rezeptormangel oder -defekt in der Arterienwand an, wandeln sich die Makrophagen zu Schaumzellen – der Beginn der Arteriosklerose. Die LDL-Transporteiweiße sind dabei umso atherogener, je kleiner und dichter die Partikel sind. Diese „small dense“-LDL binden schlechter an den LDL-Rezeptor, zirkulieren so länger im Blut und werden schneller oxidiert.

Sonderfall Lipoprotein (a)

Lipoprotein (a) wird in der Leber gebildet, weist strukturell eine starke Ähnlichkeit mit LDL auf und gilt ab einer bestimmten Blutkonzentration als potenter Risikofaktor für Arterienverhärtungen. Es enthält zusätzlich das Apolipoprotein (a), das für die atherogene Wirkung verantwortlich gemacht wird. Dieses ähnelt strukturell dem Plasminogen und soll auf diese Weise die Bildung von Blutgerinnseln fördern.

In prospektiven Studien zeigte sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Höhe der LP(a)-Konzentration im Blut und der Häufung von ischämischen sowie koronaren Herzerkrankungen [Cra 1998]; [Dan 2000].

 

 

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