10 Stofwechsel - von Eckardstein
Lipoproteine
Lipoproteine
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Flashcards
Stoffwechsel und Funktion
HDL Metabolismus
- wo entsteht HDL, woher kommen die komponenten
Anders als Chylomikronen und VLDL entstehen HDL nicht durch intrazelluläre Assemblierung von Apolipoproteinen und Lipiden, sondern extrazellulär. Das wesentliche Strukturprotein der HDL, ApoA-I, wird zum größten Teil durch Hepatozyten und zu einem kleineren Teil von den Epithelzellen des Jejunums als lipidfreies oder geringfügig lipidiertes Protein sezerniert. Wegen seiner elektrophoretischen Mobilität wird es als prä-β-HDL bezeichnet.
Im nächsten Schritt interagiert ApoA-I mit dem ATP-binding-cassette-Transporter A1 (ABCA1), welcher daraufhin Phosphatidylcholin und Cholesterin aus der Plasmamembran auf ApoA-I überträgt. Bei dieser Interaktion entstehen diskoidale HDL (› Abb. 18.8a). In der Leber und im Dünndarm ist dieser Lipideffluxprozess limitierend für die Entstehung von HDL.
Stoffwechsel und Funktion
Tangier disease
(ABCA1-Defizienz)
• Vergrösserte, orange Tonsillen
• Schaumzellen in der Darmschleimhaut
• Hepato-/Splenomegalie
• periphere Neuropathie
• vorzeitige Koronare Herzkrankheit
• Thrombozytopenie
• HDL-Defizienz
Bei dieser Erkrankung ist die Freisetzung von Cholesterinaus der Zelle gestört, wodurch es einerseits zu einer verminderten Bildung von High Density Lipoproteinen sowie andererseits zu einer vermehrten Cholesterinspeicherung insbesondere in Zellen des retikulohistiozytären Systems kommt
Im nächsten Schritt interagiert ApoA-I mit dem ATP-binding-cassette-Transporter A1 (ABCA1), welcher daraufhin Phosphatidylcholin und Cholesterin aus der Plasmamembran auf ApoA-I überträgt. Bei dieser Interaktion entstehen diskoidale HDL (› Abb. 18.8a). In der Leber und im Dünndarm ist dieser Lipideffluxprozess limitierend für die Entstehung von HDL, was am besten durch den HDL-Mangel von Patienten mit Tangier-Krankheit, deren ABCA1 durch Mutationen inaktiv ist, veranschaulicht ist. Auch die Cholesterinüberladung von Makrophagen wird durch den ABCA1-vermittelten Lipidefflux begrenzt. Das Fehlen von ABCA1 führt bei Tangier-Patienten zu einer ausgeprägten Schaumzellbildung im Monozyten-/Makrophagen-System. In Makrophagen interagieren die diskoidalen HDL mit einem weiteren ABC-Transporter, nämlich ABCG1, wodurch der Cholesterinefflux fortgesetzt wird
Das freie Cholesterin und das Phosphatidylcholin der diskoidalen HDL sind die bevorzugten Substrate der Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (LCAT), die durch ApoA-I aktiviert wird und die an C2 befindliche Fettsäure des Phosphatidylcholins auf die freie Hydroxygruppe des Cholesterins überträgt. Es entstehen Cholesterylester, die den Kern der nun entstehenden sphärischen HDL bilden, und Lysophosphatidylcholin, das auf Albumin transferiert wird ie zunächst kleinen HDL3 können des Weiteren einen Cholesterinefflux aus peripheren Körperzellen (v.a. lipidbeladene Makrophagen) auslösen, wozu sowohl ABCG1 als auch der Scavenger-Rezeptor B1 (SR-B1) beitragen. Hierdurch und durch die fortdauernde LCAT-Reaktion wachsen die HDL zu größeren Partikeln. Außerdem nehmen die HDL die Oberflächen-Remnants der Chylomikronen und VLDL auf. An dieser Reaktion ist das Phospholipidtransferprotein (PLTP) beteiligt, das auch kleinere HDL-Partikel fusionieren kann. Als Ergebnis dieser HDL-Reifung entstehen größere HDL2.
Stoffwechsel und Funktion
Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase
-> welche Reaktion wird katalysiert?
Stoffwechsel und Funktion
Rolle von CETP bei der Entstehung eines proatherogenen Lipoproteinprofils
(Proatherogen = fördern die Verkalkung und Verstopfung von Blutgefäßen)
Von HDL2 werden die Cholesterylester durch direkte und indirekte Transfermechanismen an Leberzellen oder steroidhormonproduzierende Zellen abgegeben.
• Der indirekte Transport ist beim Menschen der quantitativ wichtigste und wird durch das Cholesterylestertransferprotein (CETP) vermittelt (› Abb. 18.16). Dieses Protein tauscht Triglyceride von ApoB-haltigen Lipoproteinen (v.a. VLDL, IDL oder LDL) gegen Cholesterylester der HDL. Durch diesen Transfer werden die ursprünglich cholesterinarmen VLDL zu cholesterinreichen LDL, die somit letztlich das Cholesterin der HDL zur Leber transportieren. Die von den VLDL erworbenen Triglyceride in HDL sind ein bevorzugtes Substrat der hepatischen Lipase (HL) und haben eine sehr kurze Halbwertszeit. Im Ergebnis der kombinierten Aktion von CETP und HL entstehen wieder kleinere HDL3 und lipidarmes ApoA-I.
Stoffwechsel und Funktion
Biliäre Lipidausscheidung
Biliär bedeutet "gallig", "die Galle betreffend" oder "zur Galle gehörig".
Stoffwechsel und Funktion
LXR (und RXR)
-> stimulierende Stoffe
=> welches Protein wird vermehrt synthetisiert?
Transkriptionale Regulation von ABCA1 durch den Liver-X-Rezeptor LXR und Oxysterole
Die Leber-X-Rezeptoren (LXR) dimerisieren mit dem Retinoid-X-Rezeptor (RXR). Sie werden durch Oxysterine aktiviert
In der Leber und in Makrophagen wird die Expression von ABCA1 und damit die Bildung von HDL bzw. die Cholesterinentladung stimuliert.
ABCA1 ist ein Membranprotein, das im Rahmen des reversen Cholesterintransports Cholesterin aus dem Zytosol an die Zelloberfläche transportiert (Cholesterin-Efflux). Es gehört zur Familie der ATP binding cassettes (ABC)
Stoffwechsel und Funktion
Pleiotrope Funktionen von HDL
Als pleiotrop (Adj.) bezeichnet man die Eigenschaft eines Arzneimittels oder Hormons durch seine Wirkung auf verschiedene Zielstrukturen unterschiedliche Wirkungen hervorzurufen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von pleiotropen Effekten.
Stoffwechsel und Funktion
Einflussfaktoren auf den HDL-Cholesterin-Spiegel
- primär und Sekundär
Bei der primären Hypercholesterinämie ist ein Gendefekt für den erhöhten Cholesterinspiegel verantwortlich, der familiär gehäuft auftritt und sich auf die LDL-Rezeptoren auswirkt.
Die häufigere sekundäre Hypercholesterinämie stellt rund 70% der Erkrankungsfälle. Hier wird die Hypercholesterinämie durch andere Erkrankungen oder ein Fehlverhalten ("Risikofaktoren") ausgelöst.
Stoffwechsel und Funktion
Metabolisches Syndrom
Der Begriff Metabolisches Syndrom bezeichnet die Kombination von gestörtem Kohlenhydratstoffwechsel (Insulinresistenz), Hypertonie, Dyslipoproteinämie (Erhöhung der VLDL- bei gleichzeitiger Erniedrigung der HDL-Lipoproteine) und abdomineller (stammbetonter) Adipositas.
-> erhöhtes Herzinfarkrisiko
Stoffwechsel und Funktion
Reverser Cholesterin Transport
-> was wird durch LXR aktivierung ausgelöst?
HDL-Stoffwechsel und reverser Cholesterintransport (= Transport von Lipiden aus der Peripherie zur Leber).
Der reverse Cholesterintransport beschreibt den Abtransport von Cholesterin durch Bindung an das High Density Lipoprotein (HDL) aus den extrahepatischen Geweben über das Plasma zurück zur Leber.
Das Ziel der LXR-Aktivierung ist letztlich die Neutralisierung des unveresterten Cholesterins durch Veresterung und Efflux (› Abb. 18.19). So aktiviert LXR mehrere Gene, die im HDL-Stoffwechsel und reversen Cholesterintransport eine Schlüsselrolle spielen (› Abb. 18.20):
• In der Leber und in Makrophagen wird die Expression von ABCA1 und damit die Bildung von HDL bzw. die Cholesterinentladung stimuliert.
• LXR stimuliert auch CETP, was bei normaler LDL-Rezeptor-Funktion den Transfer des Cholesterins zur Leber fördert.
• In der Leber werden sowohl die direkte Cholesterinsekretion in die Galle durch Stimulation von ABCG5 und ABCG8 als auch die indirekte Cholesterinsekretion durch Induktion von CYP7A, dem Schlüsselenzym der Gallensäuresynthese, gefördert. Diese wiederum aktivieren über den Transkriptionsfaktor FXR (Farnesoid-X-Rezeptor) den Gallensäureexporter ABCB11 (› Kap. 27.4).
• Die Aktivierung von ABCG5 und ABCG8 im Dünndarm, welche das Cholesterin aus den Enterozyten zurück in das Darmlumen pumpen (› Kap. 28.2.3), verhindert die Rückresorption des biliär ausgeschiedenen Cholesterins in den enterohepatischen Kreislauf.