127
Metabolismo de los Lípidos
y las Lipoproteínas
Dr. Fernando D. Brites
Bioquímico. Doctor de la UBA. Profesor Adjunto Regular a cargo de la Cátedra Labora-
torio Avanzado en Clínica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA. Investigador Adjunto
de CONICET.
Dr. Leonardo A. Gómez Rosso
Bioquímico. Jefe de Trabajos Prácticos Regular de la Cátedra Laboratorio Avanzado en
Bioquímica Clínica, Farmacia y Bioquímica, UBA. Becario CONICET tipo II.
Dr. Tomás Meroño
Bioquímico. Ayudante de 1º de la Cátedra Análisis Clínicos I, Facultad de Farmacia y
Bioquímica, UBA.
Laboratorio de Lípidos y Lipoproteínas. Departamento de Bioquímica Clínica. Instituto
de Fisiopatología y Clínica. Facultad de Farmacia y Bioquímica. UBA. CONICET.
Objetivos
• Clasificar las lipoproteínas.
• Conocer las características de las principales lipoproteínas.
• Interpretar el metabolismo de las lipoproteínas conociendo las enzimas, proteínas trans-
portadoras y receptores que intervienen en el mismo.
• Integrar el metabolismo lipoproteico por medio de la descripción de los ciclos exógeno
y endógeno.
Contenidos
Generalidades sobre los lípidos y las lipoproteínas. Clasificación
Características de las principales lipoproteínas
Enzimas que intervienen en el metabolismo lipoproteico
Proteínas transportadoras de lípidos
Integración del metabolismo de las lipoproteínas
128
Organización
129
Introducción: Generalidades sobre los lípidos y las lipoproteínas
Los lípidos, por su carácter hidrofóbico, no se encuentran circulando libres en el plasma, sino que
se unen a proteínas, conformando complejos macromoleculares solubles denominados
lipoproteínas. Las lipoproteínas transportan todos los lípidos que circulan en el plasma: colesterol
libre y esterificado, triglicéridos y fosfolípidos. Sólo una pequeña proporción de los ácidos grasos
forman parte de las lipoproteínas, ya que la mayoría de ellos circulan unidos a la albúmina. Los
lípidos no polares, como el colesterol esterificado y los triglicéridos, conforman el núcleo
hidrofóbico de la estructura lipoproteica, mientras que la superficie hidrofílica está compuesta
por grupos lipídicos más polares, como el colesterol libre y los fosfolípidos, ambos intercalados
con moléculas proteicas, lo cual permite la solubilidad de los complejos.
La fracción proteica de las lipoproteínas está integrada por diferentes polipéptidos específicos
denominados apoproteínas, que se designan con las letras: A-I, A-II, A-IV, A-V, B
48’
B
100’
C-I, C-
II, C-III, D, E, etc. En un comienzo, se consideraba que las únicas funciones de las apoproteínas se
relacionaban con la conformación de la estructura de las lipoproteínas y el transporte de los
lípidos. Posteriormente, se comprobó que las apoproteínas intervenían activamente en el meta-
bolismo de las lipoproteínas.
Asociadas a las lipoproteínas existen, además, enzimas y proteínas transportadoras de lípidos,
que intervienen en su transformación a lo largo del metabolismo lipídico y en el cumplimiento
de sus diferentes actividades fisiológicas.
La nomenclatura más utilizada para las lipoproteínas se basa en la separación por
ultracentrifugación a diferentes densidades, características para cada familia lipoproteica.
Las variaciones en la densidad de estas partículas están determinadas por su composición
relativa en lípidos y proteínas. Las lipoproteínas también pueden separarse por sus diferencias
de tamaño, movilidad electroforética y composición apoproteica. Las principales lipoproteínas
son: quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), lipoproteínas de densidad
intermedia (IDL), lipoproteínas de baja densidad (LDL), lipoproteína a [Lp(a)] y lipoproteínas de
alta densidad (HDL). A su vez, cada una de estas familias lipoproteicas son heterogéneas y se
componen de distintas subfracciones que surgen por diferencias en su tamaño y composición,
las cuales poseen diferentes roles con respecto a la aterogénesis.
a)
Clasificación de las lipoproteínas según la densidad
Las lipoproteínas se diferencian entre sí por exhibir distintas proporciones de lípidos y apoproteínas,
lo cual les confiere distinta densidad de flotación. En la figura 1 se observan las principales
lipoproteínas con su composición química.
Tradicionalmente, esta clasificación ha sido la más empleada. El método de ultracentrifugación
permite entonces separar a las lipoproteínas según su densidad hidratada. Las densidades de
flotación correspondientes a cada fracción lipoproteica se observan en la tabla 1.
Entre las lipoproteínas antes mencionadas, se incluye a la Lp(a), aunque su nombre responde a la
clasificación según el contenido apolipoproteico. Las lipoproteínas más ricas en la fracción lipídica
son las menos densas, mientras que aquellas con mayor proporción de apoproteínas son las más
densas. A su vez, el tamaño de las lipoproteínas varía inversamente con la densidad de flotación.
b)
Clasificación de las lipoproteínas según la movilidad electroforética
Las diferencias en la composición lipídica y apoproteica confieren a las lipoproteínas distinta
carga eléctrica, lo cual permite su separación por electroforesis (Figura 2). El soporte de elección
para la separación de las principales fracciones lipoproteicas es el gel de agarosa. Los quilomicrones,
debido a su elevado tamaño, no migran y permanecen en el punto de siembra. Las VLDL migran
en posición de α
2
globulinas (preβ). Las IDL y LDL se ubican en posición de β globulinas. No
obstante, en un individuo normolipémico, la contribución principal a esta banda está dada por la
LDL. Por su lado, la mayor parte de las HDL migra en posición de α
1
globulinas, pero como se verá
más adelante, existen subfracciones de HDL con movilidad preβ. La Lp(a) se encuentra entre las
posiciones preβ y β. Esta lipoproteína recibe también el nombre de preβ sumergida, dado que su
densidad es mayor que la correspondiente a la VLDL (preβ), y para que la misma pueda ser
visualizada en una electroforesis en gel de agarosa, su concentración debe estar elevada.
130
FIGURA 1
C
OMPOSICIÓN
QUÍMICA
PORCENTUAL
DE
LAS
PRINCIPALES
LIPOPROTEÍNAS
Referencias: VLDL, Lipoproteína de muy baja densidad; IDL, Lipoproteína de densidad inter-
media; LDL, Lipoproteína de baja densidad; Lp(a), Lipoproteína con apo (a); HDL, Lipoproteína
de alta densidad; TG, Triglicéridos; FL, Fosfolípidos; P, Proteínas; CL, Colesterol libre; CE,
Colesterol esterificado.
Actividades
1. Ordene las diferentes lipoproteínas de acuerdo a su mayor a menor contenido proporcional
en triglicéridos
I. Lpa
II. VLDL
III. HDL
IV. IDL
131
c)
Clasificación de las lipoproteínas según el tamaño
El tamaño de las lipoproteínas varía en sentido inverso a la densidad. De esta manera, los
quilomicrones constituyen las partículas más grandes y las HDL representan las lipoproteínas
más chicas. La electroforesis en geles reticulados, en los cuales el tamaño del poro disminuye a
partir del sitio de siembra, permite separar las lipoproteínas de acuerdo al tamaño de las mis-
mas. De manera similar, el aislamiento de las distintas subfraccciones lipoproteicas requiere en
general de geles de poliacrilamida en gradiente de concentración.
d)
Clasificación de las lipoproteínas según el contenido apolipoproteico
Las clasificaciones precedentes consideran únicamente las propiedades físicas de las lipoproteínas
como criterio de distinción. Existe la posibilidad de emplear también la nomenclatura que define
a las lipoproteínas según su composición apolipoproteica. En esta clasificación se destaca la
presencia de las diferentes apolipoproteínas, las cuales representan la parte biológicamente más
activa de las lipoproteínas (Tabla 2). De hecho, las apolipoproteínas cumplen un rol estructural,
V. LDL
VI. Quilomicrones
a) VI- IV- III-V-II
b) V- III- I- IV- II- VI
c) III- V- IV-VI- I
d) VI- II- IV- III- V- I
e) III- V- I- II- VI
2. ¿Cuál es la lipoproteína más rica en colesterol (tanto libre como esterificado)?
a) Lpa
b) VLDL
c) HDL
d) IDL
e) LDL
f) Quilomicrones
T
ABLA
1
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS LIPOPROTEÍNAS
Densidad
(g/ml)
<0,95
0,95-1,006
1,006-1,019
1,019-1,063
1,063-1,210
1,055-1,120
Movilidad
electroforética
Origen
pre-β (α
2
)
β
β
α (α
1
)
pre-β
1
Peso
molecular
(10
6
Da)
>150
5-130
4
3
0,3
5,5
Tamaño
(nm)
100-1000
30-100
25-30
20
8-12
25
Lípido
mayoritario
TG
TG
TG / COL
COL
FL
COL
Apoliproteínas
principales *
B
48
,A-I, A-II,
A-IV, A-V, C-I,
C-II, C-III, E*
B
100
, A-V, C-I,
C-II, C-III, E
B
100
, E
B
100
A-I, A-II, A-IV,
A-V, C-I, C-II,
C-III, E
(a),B
100
TG, Triglicéridos; COL, Colesterol; FL, Fosfolípidos.
* La composición apoproteica varía según el grado de maduración de la lipoproteína y de la subespecie específica.
Lipoproteína
Quilomicrón
VLDL
IDL
LDL
HDL
Lp(a)
132
actúan como cofactores enzimáticos y además posibilitan el reconocimiento de las lipoproteínas
por receptores específicos.
Las apoproteínas más estudiadas en relación con la enfermedad cardiovascular son las
apoproteínas A-I, principal constituyente proteico de las HDL y la apoproteína B
100
. Esta última
es prácticamente toda la apoproteína de las LDL y es uno de los mejores marcadores de riesgo
aterogénico.
Además de la apo B
100
, existe otra apo B, denominada apo B
48
, de síntesis intestinal, que compo-
ne a los quilomicrones. El peso molecular de la apo B
48
es de 265 kDa, mientras que el de la apo
B
100
es de 550 kDa. La síntesis de apo B está regulada por “splicing alternativo”. En el intestino,
existe un codón de terminación que determina la formación de la apo B
48
, de menor peso molecular
que la apo B
100
sintetizada en el hígado a partir del mismo gen.
Es importante destacar que, mediante el extenso desarrollo de las técnicas inmunológicas, se ha
demostrado que cada clase de lipoproteínas, separadas por ultracentrifugación, encubre una
mezcla heterogénea de partículas de igual densidad pero distinta composición apolipoproteica.
Empleando este criterio que se debe a Petar Alaupovic, se pueden distinguir dos tipos de partí-
culas lipoproteicas: las simples, con una única apolipoproteína, y las complejas, con dos
apolipoproteínas por lo menos. Según esta nomenclatura, las partículas lipoproteicas deben ser
designadas nombrando a todas las apolipoproteínas contenidas. A continuación se muestran
ejemplos de diferentes partículas lipoproteicas: LpA-I, LpA-I:C-III:E, LpA-I:A-II, LpB, LpB:E, LpB:C-
III, LpB:C-III:E, LpB:C-I:C-II:C-III:E, etc.
Si bien este método de clasificación de las lipoproteínas proporciona importante información,
en ciertos casos, su utilización puede resultar compleja. Por este motivo, se suele simplificar la
designación de las lipoproteínas, nombrando solamente a las apoproteínas mayoritarias. De esta
manera, surgen dos grandes familias de partículas lipoproteicas: aquellas que contienen apo A,
LpA, y las que contienen apo B, LpB.
Distintos trabajos han sugerido que la utilización del concepto de partículas lipoproteicas per-
mite avanzar en el conocimiento del metabolismo de las lipoproteínas, así como en la predicción
del riesgo de padecer enfermedad cardiovascular aterosclerótica.
La partícula Lp(a) es en efecto una partícula de tipo LpB:(a). La diferencia entre esta partícula
lipoproteica y las restantes es que en este caso la unión entre la apo B
100
y la apo (a) es de tipo
covalente.
FIGURA 2
M
IGRACIÓN
ELECTROFORÉTICA
DE
LAS
LIPOPROTEÍNAS
SOBRE
GEL
DE
AGAROSA
133
T
ABLA
2
CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES APOLIPROTEINAS
Referencias: VLDL, Lipoproteína de muy baja densidad; IDL, Lipoproteína de densidad intermedia; LDL, Lipoproteína
de baja densidad; HDL, Lipoproteína de alta densidad; VHDL, Lipoproteína de muy alta densidad; Lp, partícula
lipoproteica; LCAT, Lecitina: colesterol aciltransferasa; LPL, lipoproteína lipasa.
Función
-Interviene en la estructura
-Activa la LCAT
-Se une al receptor de HDL
-Estimula el transporte
inverso del colesterol
-Interviene en la estructura
-Modula la actividad de la
LCAT
-Activa la LCAT
-Estimula el transporte
inverso del colesterol
-Facilita la interacción del
quilomicrón y de la VLDL con
la LPL
-Favorece la captación
hepática de remanentes
-Interviene en la estructura
-Se une al receptor B:E
-Interviene en la estructura
-Activa la LCAT
-Inhibe la captación hepática
de las lipoproteínas ricas
en triglicéridos y sus
remanentes
-Activa la LPL
-Inhibe la captación hepática
de las lipoproteínas ricas
en triglicéridos y sus
remanentes
-Inhibe la LPL
-Inhibe la captación hepática
de las lipoproteínas ricas
en triglicéridos y sus
remanentes
-Regula la unión de las
lipoproteínas al receptor B:E
-Se une a receptores B:E y E
-Estimula el transporte
inverso del colesterol
-Interacciona con el sistema
fibrinolítico
Concentración
(g/L)
0,80-1,50
0,30-0,60
0,10-0,30
1,5.10
-8
0,60-1,20
<0,05
0,05-0,08
0,03-0,07
0,02-0,06
0,01-0,06
0-1,20
Masa
(kDa)
28,5
17
46
39
550
265
6,5
8,8
8,9
34
300-700
Origen
Hígado
Intestino
Hígado
Intestino
Hígado
Hígado
Intestino
Hígado
Hígado
Hígado
Ubicuo
Hígado
Lipoproteína
principal
HDL
HDL
Quilomicrón
HDL
Quilomicrón,
VLDL, HDL
VLDL, IDL
LDL, Lp(a)
Quilomicrón
Quilomicrón
HDL
Quilomicrón
VLDL
HDL
Quilomicrón
VLDL
HDL
Quilomicrón
VLDL, IDL
HDL
Lp(a)
Apoproteínas
A-I
A-II
A-IV
A-V
B
100
B
48
C-I
C-II
C-III
E
(a)
134
Características de las principales lipoproteínas
a) Quilomicrones
Se sintetizan en el intestino con la función de transportar los lípidos dietarios hacia el hígado.
Son las lipoproteínas más grandes, con un diámetro superior a los 100 nm. En la
ultracentrifugación, flotan a una densidad menor de 0,95 g/ml. En la electroforesis en gel de
agarosa, permanecen en el origen. El 90 por ciento de su contenido son triglicéridos dietarios, el
resto colesterol y fosfolípidos. El contenido apoproteico del quilomicrón naciente o recién sinte-
tizado consiste en apo B-48, A-I, A-II, A-IV y A-V. Ya en la circulación, el quilomicrón recibe apo
C-I, C-II, C-III y E de las HDL, y pierde parte de las apo A. En ausencia de apo B
48
, la síntesis de
quilomicrones no se produce, generándose el síndrome de malabsorción conocido como
abetalipoproteinemia.
En condiciones normales no persisten quilomicrones en el plasma después de un ayuno de 12
horas.
b) Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)
Son sintetizadas y secretadas por el hígado. Tienen un diámetro variable de 30 a 100 nm. Por
ultracentrifugación, pueden separarse en el rango de densidades de 0,95 a 1,006 g/ml y en la
electroforesis tienen movilidad de pre-beta o alfa-2-globulinas.
La porción lipídica de estas lipoproteínas contiene 60 % de triglicéridos, 20 % de colesterol y el
resto son fosfolípidos. Sus constituyentes apoproteicos son la apo B
100
, A-V, C-I, C-II, C-III y E.
Cabe destacar que existe un solo mol de apo B
100
por mol de VLDL.
La VLDL tiene la función de transportar los triglicéridos de síntesis endógena, que son secretados
a la circulación, impidiendo así la esteatosis hepática, además de redistribuir ácidos grasos a
diferentes tejidos que los requieran.
c) Lipoproteínas de densidad intermedia (IDL)
Son el producto del catabolismo parcial de las VLDL. Estas lipoproteínas son más pequeñas que
sus precursoras (25 a 30 nm), tienen una densidad comprendida entre 1,006 y 1,019 g/ml y su
movilidad electroforética coincide con las beta globulinas. Las IDL tienen aproximadamente
igual proporción de colesterol y triglicéridos. Su contenido apoproteico consiste en apo B
100
y E.
Por cada molécula de VLDL que se degrada, se produce una de IDL. Existe una transferencia
total de la apo B
100
de la VLDL a la IDL, mientras que se van perdiendo las apoproteínas C y en
menor grado la E, a la vez que se hidrolizan los triglicéridos por acción enzimática. En estado
postprandial aumenta progresivamente la concentración de la IDL en el plasma, alcanzando
su pico máximo a las seis horas después de la ingesta.
La IDL continúa perdiendo sus triglicéridos por acción enzimática y su apo E hasta convertirse
finalmente en LDL.
d) Lipoproteínas de baja densidad (LDL)
La degradación final de la IDL en el plasma, origina una lipoproteína más pequeña (aproximada-
mente 20 nm), muy rica en colesterol esterificado, con un contenido apoproteico exclusivo de
apo B
100
proveniente de la IDL que es su precursora. Estas lipoproteínas flotan en un rango de
densidades de 1,019 a 1,063 g/ml y poseen una movilidad electroforética de beta globulinas.
Las LDL distribuyen colesterol a los tejidos que lo requieren, para la reposición de sus componen-
tes de membranas celulares o para la síntesis de hormonas esteroideas, y, en condiciones norma-
les, conducen parte del exceso de colesterol de regreso al hígado. Cabe destacar la participación
de esta lipoproteína en la regulación de la biosíntesis del colesterol a través de su unión a
receptores específicos, como se verá más adelante.
135
Las LDL pueden presentar modificaciones de origen genético o como consecuencia de altera-
ciones del medio. Estas lipoproteínas modificadas poseen mayor capacidad aterogénica que
las nativas.
e) Lipoproteínas de alta densidad (HDL)
Por ultracentrifugación, se pueden separar en el rango de densidades de 1,063 a 1,210 g/ml.
Migran con movilidad de alfa-1-globulinas en la electroforesis y tienen un diámetro de 8 a 12
nm. Prácticamente, el 50 % de la partícula son apoproteínas, las principales son A-I y A-II,
aunque también pueden transportar apo A-V, C-I, C-II, C-III y algunas HDL también apo E.
Alrededor del 20 % es colesterol, casi el 60 % son fosfolípidos y el resto son escasos triglicéridos.
La función de las HDL es vehiculizar el colesterol, desde los tejidos periféricos hacia el hígado,
para su reciclaje o catabolismo a ácidos biliares. Este proceso de denomina transporte inverso
del colesterol.
Las lipoproteínas de alta densidad tienen diferentes orígenes: pueden provenir de la síntesis
hepática, intestinal o resultar del catabolismo de las lipoproteínas ricas en triglicéridos
(Quilomicrones y/o VLDL) en la circulación plasmática. Las HDL recién sintetizadas o nacientes
son discoidales y se las conoce como pre-beta HDL, denominación que surge de la electroforesis
bidimensional utilizada para su detección. Estas partículas nacientes migran en posición pre-β,
mientras que el resto de las HDL migran en posición α. Las pre-β HDL están constituídas por apo
A-I, fosfolípidos y colesterol libre. En el plasma estas partículas maduran adquiriendo forma
esférica (HDL
3
y HDL
2
).
Pueden distinguirse por lo menos dos subfracciones de HDL: HDL
2
y HDL
3
que varían en su
densidad, tamaño y composición. Las HDL
2
(d= 1,063 a 1,120 g/ml) tienen mayor peso molecular
y son más ricas en fosfolípidos y colesterol que las HDL
3
(d= 1,120 a 1,210 g/ml). El nivel de la
HDL
2
está influenciado por variables fisiológicas como las hormonas sexuales, insulina, ejercicio
físico y dieta, a diferencia de la HDL
3
cuyo nivel depende directamente de la síntesis y secreción
hepática o intestinal.
Existe otra subfracción menos densa y más rica en colesterol denominada HDL
1
o HDL
c
o
apoE-HDL, dado que es la fracción de HDL que contiene apo E. Su formación es inducida por
dietas ricas en colesterol y grasas saturadas y respondería a una mayor necesidad de conducir
el exceso de colesterol hacia el hígado.
Actividades
3. El nivel de las partículas de colesterol HDL
3
depende de:
a) Hormonas sexuales
b) Insulina
c) Ejercicio físico
d) Dieta
e) Síntesis y secreción hepática o intestinal
Enzimas que intervienen en el metabolismo lipoproteico
Estas son la lipoproteína lipasa (LPL), lipasa hepática o triglicérido-hidrolasa hepática (LH) y la
lecitina:colesterol acil transferasa (LCAT).
a) Lipoproteína lipasa (EC 3.1.1.34)
Es la enzima responsable de la hidrólisis de los triglicéridos de los quilomicrones y de las VLDL,
produciendo así quilomicrones remanentes e IDL, respectivamente. Actúa entonces como
triglicérido-hidrolasa y, además, puede comportarse como fosfolipasa.
136
Esta enzima se localiza en la superficie de las células endoteliales de los capilares del tejido
adiposo y muscular esquelético y cardíaco. Se encuentra unida al heparán sulfato del endotelio
del cual puede liberarse por la inyección de heparina. En el plasma post-heparínico, puede deter-
minarse la actividad total de la LPL proveniente de diferentes tejidos teniendo la precaución de
inhibir la lipasa hepática, que también se libera por acción de la heparina. Es activada por apo C-
II e inhibida por apo C-III. La deficiencia congénita de apo C-II produce hiperquilomicronemia y
aumento de VLDL, lo que prueba la inactividad de la enzima. Adicionalmente, su actividad se ve
influenciada por factores que interaccionan con el heparán sulfato como la apo A-V, la cual
acerca las lipoproteínas sustrato a la enzima.
Cabe destacar la importancia de los diversos orígenes de la LPL en relación con su actividad
biológica. Si bien las enzimas provenientes de diferentes fuentes son inhibidas por los mismos
anticuerpos anti-LPL, su actividad no es regulada de la misma manera por ciertas hormonas, en
especial la insulina. Estudios in vivo e in vitro demuestran una correlación positiva entre la
actividad de la LPL del tejido adiposo y la insulinemia. Por otro lado, la insulina transforma la
forma inactiva de pro-LPL en LPL activa y aumenta la secreción de la enzima a sus sitios de
acción en el endotelio capilar del tejido adiposo. En cambio, la LPL del músculo cardíaco y
esquelético no es regulada por la insulina.
Actividades
4. Marque en qué tejido la LPL es regulada por la insulina
a) Músculo cardíaco
b) Músculo esquelético
c) Endotelio capilar del tejido adiposo
d) Célula endotelial hepática
e) Célula alfa pancreática
b) Lipasa hepática (EC 3.1.1.3)
Actúa a continuación de la LPL hidrolizando los triglicéridos de las IDL. También tiene actividad
fosfolipasa. Esta enzima se sintetiza en las células parenquimatosas del hígado.
Al igual que la LPL, también se libera por inyección de heparina. En contraste con la LPL, no
requiere apo C-II como activador. La inyección de anticuerpos anti-LH produce acumulación de
IDL en el plasma. Esto prueba la intervención de la enzima en el catabolismo hepático de la IDL.
La LH, al igual que la LPL, se encuentra bajo regulación hormonal, principalmente de la insulina.
En la diabetes hipoinsulinémica, la actividad de la LH está disminuida.
Existe también una relación inversa entre el nivel de HDL, en especial la subfracción de HDL
2
, y
la actividad de la enzima, lo que sugiere la intervención de esta lipasa, con actividad fosfolipasa,
en el catabolismo hepático de HDL
2
.
c) Lipasa endotelial
Es una enzima cuya síntesis ocurre en células endoteliales de vasos que irrigan hígado, pulmón,
riñón y placenta, aunque no de músculo esquelético. A diferencia de la LPL y de la LH, esta
enzima posee mayor actividad fosfolipasa que triglicérido-hidrolasa, por lo que se propone que
participa en el metabolismo de las HDL. La sobreexpresión de esta enzima en ratones se asoció
a una disminución de los niveles del colesterol-HDL (C-HDL) y de la concentración de apo A-I, el
componente apoproteico mayoritario de las HDL. Asimismo, estudios realizados en humanos
evidenciaron una asociación entre variantes genéticas que disminuyen la actividad de la lipasa
endotelial con altas concentraciones séricas de C-HDL, por lo que actualmente se estudia la
posibilidad de utilizar inhibidores de lipasa endotelial como estrategia terapéutica para aumen-
tar los niveles séricos de C-HDL.
137
c) Lecitina: colesterol acil transferasa (EC 2.3.1.43)
Es una enzima de síntesis hepática que circula en el plasma. Es la responsable de la esterificación
del colesterol circulante en el organismo. Actúa transfiriendo ácidos grasos de la posición 2 de la
lecitina al colesterol libre, resultando la formación de lisolecitina y colesterol esterificado.
La LCAT se encuentra en el plasma asociada a las HDL. La apo A-I de estas lipoproteínas es el
activador específico de la enzima. La apo E también activa la LCAT, pero no con tanta eficiencia
como la apo A-I. La diferencia entre apo E y A-I reside en la estructura terciaria de la apo A-I,
que aumenta la afinidad de ésta por la enzima. Los cambios en la estructura o en la secuencia de
aminoácidos, reducen marcadamente la eficiencia de apo A-I como activador.
En los pacientes con deficiencia de apo A-I está reducida la actividad de la enzima y los niveles
de colesterol esterificado disminuyen un 40 %. Este déficit se compensa, en parte, mediante la
capacidad activadora de la apo E, e incluso de la apo A-IV.
Todo el colesterol esterificado que contienen las HDL, VLDL y LDL se esterifica por acción de la
LCAT. Una vez que actúa la enzima esterificando el colesterol libre de las HDL, éste es transferido
a las otras lipoproteínas, por medio de una proteína transportadora de colesterol esterificado
(CETP). Se considera que el conjunto LCAT-apo A-I- CETP es el complejo esterificante y de trans-
ferencia del colesterol plasmático. Este proceso contribuye al transporte inverso del colesterol.
La actividad de la LCAT esterificando el colesterol libre de las HDL es denominada actividad α-
LCAT, aunque también existiría una actividad ß-LCAT sobre las lipoproteínas con apo B que en
condiciones fisiológicas es prácticamente despreciable.
Proteínas transportadoras de lípidos
Existen proteínas no ligadas estructuralmente a las lipoproteínas, pero que intervienen en el
transporte de moléculas de lípidos entre una lipoproteína y otra, contribuyendo al remodelamiento
intravascular de las lipoproteínas. Son las proteínas transportadoras de colesterol esterificado,
triglicéridos y fosfolípidos.
a) Proteína transportadora de colesterol esterificado (CETP)
La CETP es sintetizada por el hígado y el tejido adiposo. Transporta colesterol esterificado desde
las HDL hacia las lipoproteínas con apo B, así como triglicéridos en sentido opuesto. De esta
manera, promueve la acumulación de ésteres de colesterol en lipoproteínas que contienen apo
B, las cuales, a su vez, son rápidamente clarificadas contribuyendo así a la remoción hepática de
ésteres de colesterol. La CETP también se relacionaría directamente con el proceso aterogénico
causando la transferencia de ésteres de colesterol plasmático a partículas que depositarán este
colesterol en los tejidos (VLDL pequeñas, IDL y LDL). Por otro lado, la CETP posee la capacidad de
intercambiar colesterol esterificado por triglicéridos entre las distintas lipoproteínas con apo B
y, entre otras acciones, contribuyen a la formación de las LDL pequeñas y densas, subfracción de
LDL con elevado potencial aterogénico. Las especies con alta actividad de CETP (conejos, huma-
nos, monos) desarrollan aterosclerosis. En cambio los roedores, con baja o nula actividad de
CETP, son más resistentes al depósito de colesterol en las arterias.
Pacientes con deficiencia de CETP, estudiados como modelo metabólico para aclarar la función
fisiológica de esta proteína, acumulan partículas de HDL que se enriquecen en colesterol y en
apo E, denominadas “HDL
c
-like” .
Actualmente, el modelo de animales transgénicos que sobreexpresan CETP confirman el rol de
CETP antes mencionado.
b) Proteína de transferencia de fosfolípidos (PLTP)
La PLTP permite el intercambio de fosfolípidos principalmente entre las VLDL y las HDL y entre
partículas de HDL. Es sintetizada por la placenta, el hígado, el pulmón, el páncreas y el tejido
adiposo y se halla vinculada al metabolismo tanto de las lipoproteínas con apo A como al de las
138
lipoproteínas con apo B. En las lipoproteínas con apo A, la PLTP participa en el remodelamiento
plasmático de las HDL de manera tal que HDL
3
, pequeñas, son depletadas de fosfolípidos para
formar partículas preβ
1
-HDL, altamente eficientes en promover el eflujo del colesterol celular,
(ver transporte inverso del colesterol) y, por otro lado, se favorece la aparición de HDL
2
, grandes.
Este rol de la PLTP sobre las HDL sugiere un efecto promotor sobre el transporte inverso del
colesterol. Sin embargo, recientemente se demostró que la PLTP posee dos funciones claramente
aterogénicas. A la vez que aumentaría la producción de lipoproteínas con apo B por el hígado, al
participar en el ensamblaje de las VLDL nacientes, reduce los niveles de antioxidantes de las
mismas. Por lo tanto, esta última función de la PLTP explica la asociación entre mayor riesgo
cardiometabólico y la alta actividad de PLTP observado en distintos estudios clínicos.
Si bien los últimos estudios apoyan el rol proaterogénico de la PLTP, si esta enzima favorece o no
el desarrollo de enfermedad aterosclerótica aún no ha sido completamente dilucidado.
Receptores de lipoproteínas
Los receptores involucrados en el metabolismo lipoproteico son proteínas especializadas que
reconocen específicamente una o más de las apoproteínas que se encuentran en la superficie de
las lipoproteínas. Estos receptores se localizan en las membranas celulares y cumplen un rol
fundamental en el metabolismo lipoproteico. Entre los receptores más estudiados se encuen-
tran: receptor B:E o LDL, receptor E, y receptores scavenger.
a) Receptor B:E o LDL
El receptor B:E, también llamado receptor de LDL, es una glicoproteína transmembrana. Tiene un
peso molecular aproximado de 160 kDa y está constituido por 839 aminoácidos. Una vez en la
superficie celular, los receptores B:E se localizan en regiones recubiertas de clatrina cuyo nom-
bre en español sería “fositas cubiertas”. Estos receptores se encuentran en fibroblastos, hepatocitos,
células de músculo liso, de corteza adrenal, de ovario y de testículo.
El rol metabólico de los receptores B:E consiste principalmente en la fijación de partículas LDL e
IDL, aunque también de HDL ricas en colesterol que poseen apo E. Las distintas lipoproteínas se
fijan a este receptor a través de la apo B
100
y de la apo E, siendo la afinidad por esta última
considerablemente mayor que por la apo B
100
.
Una vez que la lipoproteína se ha fijado al receptor, se produce la invaginación de la membrana
a nivel de las “fositas cubiertas”, formándose así vesículas de endocitosis. En un primer momen-
to, estas vesículas se hallan recubiertas de clatrina, pero rápidamente los complejos lipoproteína-
receptor aparecen en vesículas irregulares, desprovistas de clatrina llamadas receptosomas. En
esta etapa, los receptores se disocian de las lipoproteínas y son reciclados hacia la membrana
celular. Las lipoproteínas son vehiculizadas hacia estructuras multivesiculares que se fusionarán
con lisosomas. Los constituyentes de las lipoproteínas son degradados por las hidrolasas ácidas.
El colesterol esterificado es hidrolizado por una colesterol-esterasa ácida y entonces, el pool de
colesterol libre originado regula distintos procesos fundamentales para la homeostasis celular:
a) inhibición de la 3 hidroxi-3 metil glutaril coenzima A reductasa (HMG-CoA reductasa),
enzima clave de la síntesis intracelular de colesterol
b) estimulación de la acil coenzima A colesterol acil transferasa (ACAT) que promueve la
esterificación del colesterol libre que se depositará en el citoplasma bajo la forma de
colesterol esterificado
c) inhibición de la síntesis de más receptores B:E
b) Receptor E
El receptor E es una glicoproteína transmembrana que tiene un peso molecular de aproximada-
mente 600 kDa y está constituido por 4.526 aminoácidos. Se lo encuentra en diversas células
animales, excepto en los fibroblastos.
139
El rol metabólico de los receptores E consiste en la fijación de los remanentes de quilomicrones,
IDL y también de HDL ricas en colesterol que poseen apo E. Las distintas lipoproteínas se fijan
a este receptor a través de la apo E.
A diferencia del receptor B:E, el receptor E no es regulado por la concentración intracelular de
colesterol.
c) Receptor scavenger
Los receptores scavenger (SR) son diversas proteínas localizadas en la superficie celular. Tradi-
cionalmente, estos receptores han sido involucrados en el reconocimiento de lipoproteínas mo-
dificadas y altamente aterogénicas tales como LDL acetiladas, LDL glicosiladas, LDL oxidadas,
entre otras. Su presencia en macrófagos es la base de un modelo de aterogénesis altamente
difundido. Según este modelo, las LDL ingresan a la pared arterial, sufren modificaciones quími-
cas de su estructura (por ejemplo oxidación) y son entonces captadas por los receptores scavenger
de los macrófagos. Dado que este proceso no es regulado por la concentración intracelular de
colesterol, los lípidos se acumulan progresivamente en los macrófagos, los cuales se convierten
así en células espumosas.
En los últimos años, ha sido posible caracterizar una importante variedad de receptores scavenger
gracias al desarrollo de las técnicas de clonación del cDNA. Cada uno de ellos puede tener
diferentes ligandos y, a su vez, un mismo tipo celular es capaz de expresar distintas clases de
receptores scavenger. Los más estudiados desde la fisiopatología de la aterosclerosis son el CD36
y el receptor símil-lectina para LDL oxidadas (LOX1). El CD36 se expresa en monocitos, macrófagos,
células de músculo liso y plaquetas; mientras que el LOX1 inicialmente fue descripto como un
receptor scavenger específico de células endoteliales, aunque subsecuentemente se identificó
también en monocitos, macrófagos, células de músculo liso y plaquetas. Brevemente, la función
de estos receptores consiste en mediar la endocitosis de lipoproteínas aterogénicas, particular-
mente las LDL oxidadas.
Por otro lado, Acton y col. identificaron un receptor perteneciente a la familia de receptores
scavenger que estaría involucrado en el transporte inverso del colesterol. El mismo fue designa-
do como receptor scavenger clase B tipo I (SRBI). Su presencia fue demostrada en hígado y
tejidos esteroidogénicos de ratón (glándula adrenal y ovario) y actuaría como proteína de ancla-
je para las HDL. Una vez producida la fijación de la lipoproteína al receptor, ésta no sería endocitada
sino que habría una captación selectiva del colesterol esterificado transportado por las HDL. De
esta manera, en el transporte inverso, el colesterol en exceso que es recogido de los tejidos
periféricos por las HDL alcanzaría el hígado a través de este receptor. Además, el receptor SRBI
estaría involucrado en el abastecimiento del colesterol esterificado requerido por los tejidos
esteroidogénicos. Posteriormente, se comprobó que el receptor SRBI también era capaz de me-
diar el eflujo de colesterol libre celular, primer paso del transporte inverso del colesterol.
Por otro lado, se ha atribuido a este grupo de receptores un rol más general, ya que se los ha
asociado a procesos de defensa, tanto contra material generado externamente (bacterias y vi-
rus) como internamente (material endógeno dañado o senescente).
Actividades
5. ¿Cuál de los siguientes receptores NO es regulado por la concentración intracelular de
colesterol?
a) E
b) B:E
c) Scavenger
d) Receptor de LDL
e) a y c son correctas
140
6. Las funciones o características de los receptores son (marque la que corresponda)
Receptores
B:E E Scavenger
Presentes en fibroplastos, hepatocitos, células de múscu-
lo liso, de cortesa adrenal, de testículo y de ovario.
Es una glicoproteína transmembrana
Se lo encuentra en diversas células animales, excepto en
los fibroplastos
Han sido involucradas en el reconocimiento de
lipoproteínas modificadas y altamente aterogénicas
El rol metabólico consiste en la fijación de los remanen-
tes de quilomicrones, IDL y HDL ricas en colesterol que
poseen apo E
Las LDL ingresan a la pared arterial, sufren modificacio-
nes químicas de su estructura (por ejemplo oxidación) y
son captadas por los receptores de los macrófagos
Las distintas lipoproteínas se fijan a este receptor a tra-
vés de la apo B
100
y de la apo E
Las lipoproteínas son vehiculizadas hacia estructuras
multivesiculares que se fusionarán con lisosomas
Integración del metabolismo de las lipoproteínas
El metabolismo de las lipoproteínas es frecuentemente dividido en tres rutas metabólicas con
exclusiva finalidad didáctica, ya que in vivo las mismas se encuentran estrechamente vincula-
das. La figura 3 muestra un esquema simplificado del metabolismo lipoproteico.
La proteína involucrada en la absorción intestinal del colesterol dietario fue identificada y deno-
minada Niemann-Pick C1 Like 1 (NPC1L1). Los fitoesteroles contenidos en algunos alimentos
funcionales actúan a este nivel, al igual que la droga hipocolesterolemiante ezetimibe bloquea a
la mencionada proteína. Durante la absorción intestinal, los ácidos grasos provenientes de la
hidrólisis de los triglicéridos y del colesterol de la dieta, se reesterifican en el retículo endoplásmico
de las células de la mucosa, produciéndose nuevamente triglicéridos y colesterol esterificado.
Dentro de los enterocitos, estos lípidos se ensamblan con las apoproteínas B-48, A-I, A-II, A-IV
y A-V, además de unirse con moléculas lipídicas más polares, como fosfolípidos y colesterol libre.
En dicho ensamble cumple una función relevante la proteína de transferencia microsomal (MTP).
El quilomicrón naciente es entonces secretado a la circulación linfática y atraviesa el conducto
torácico para llegar a la circulación sanguínea. En el trayecto, recibe otras apoproteínas como
las C-I, C-II, C-III y E, cedidas por las HDL. Una vez formado el quilomicrón maduro, puede
interaccionar con la enzima LPL en la superficie del endotelio capilar. La LPL hidroliza rápida-
mente los triglicéridos a la vez que se desprenden de la estructura del quilomicrón moléculas de
colesterol, fosfolípidos y apoproteínas A y C, que son transferidas a la familia de las HDL. Simul-
táneamente, en las HDL, la LCAT esterifica el colesterol con ácidos grasos de la lecitina.
De estas acciones enzimáticas resulta una partícula más pequeña, llamada quilomicrón rema-
nente. Estos remanentes son pobres en triglicéridos, contienen más colesterol que el quilomicrón,
carecen de apo C, pero son muy ricos en apo E. Por medio de la apo E y debido a que no poseen
apo C, pueden unirse a los receptores hepáticos para su internalización y degradación. El
contenido de colesterol de estos remanentes puede ser excretado por vía biliar, o incorporarse
a las lipoproteínas de síntesis hepática. En condiciones de ayuno (12 horas) no deberían
existir quilomicrones ni sus remanentes en el plasma de un individuo normal.
El camino metabólico explicado es denominado circuito exógeno (Figura 4).
141
Referencias: CL, Colesterol libre; CE, Colesterol esterificado; VLDL, Lipoproteína de muy baja densidad;
IDL, Lipoproteína de densidad intermedia; LDL, Lipoproteína de baja densidad; HDL, Lipoproteína de
alta densidad; preβ-HDL, Subfracción de las HDL con movilidad electroforética preβ; LCAT, lecitina:
colesterol aciltransferasa; CETP, proteína transportadora de colesterol esterificado.
FIGURA 3
V
ÍAS
PRINCIPALES
DE
TRANSPORTE
DEL
COLESTEROL
ENTRE
EL
HÍGADO
,
INTESTINO
Y
DEMÁS
TEJIDOS
PERIFÉRICOS
Los triglicéridos sintetizados en el hígado se secretan en forma de VLDL naciente. En el retículo
endoplásmico rugoso, los ribosomas sintetizan las apoproteínas. Es en el retículo endoplásmico
liso donde se produce el ensamble entre los triglicéridos y las apolipoproteínas, incorporándose
también fragmentos de membranas del retículo, que aportan fosfolípidos y colesterol a la es-
tructura. En dicho ensamble cumplen una función relevante la MTP y la PLTP. Estas VLDL nacien-
tes son secretadas a la circulación por el aparato de Golgi. En el plasma, las VLDL maduran
adquiriendo más apo C-II procedente de las HDL. De esta forma, resultan un buen sustrato para
la acción de la LPL. Esta enzima hidroliza los triglicéridos, produciendo también remanentes de
VLDL denominados IDL y a semejanza del catabolismo de los quilomicrones, se desprenden lípídos
y apoproteínas que se incorporan a la fracción de HDL.
Estas IDL carecen de apo C, pero conservan la apo E y B necesarias para ligarse a los receptores
E y B:E e internalizarse para su degradación. Sin embargo, éste es el camino minoritario ya que
el 85 % de las VLDL no son tomadas por las células hepáticas, sino que continúan su degradación
por acciones enzimáticas sucesivas, resultando así la formación de diferentes poblaciones de
lipoproteínas intermedias. La LPL deja de actuar cuando su sustrato ha sido depletado de su apo
C-II. A su vez, la LH comienza a actuar cuando esas lipoproteínas perdieron toda su apo C. Esta
enzima completa la hidrólisis de triglicéridos, produciendo finalmente LDL.
Mientras que la VLDL se cataboliza en pocas horas (4 a 8 horas), la LDL lo hace a lo largo de
dos a tres días.
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