Lipoproteiinit ja niiden aineenvaihdunta

Kolesteroli on rengasrakenteinen yhdiste, jota tarvitaan

• solujen kalvorakenteiden osana
• eräiden hormonien lähtöaineena (steroidihormonit)
• ruoansulatuksessa tärkeiden sappihappojen lähtöaineena.

Kolesteroli voi esiintyä joko vapaana tai siihen voi liittyä rasvahappo, jolloin puhutaan esteröityneestä kolesterolista (myös kolesteroli- tai kolesteryyliesteristä). Elimistöllä ei ole keinoja hajottaa kolesterolia. Sitä voidaan poistaa elimistöstä vain siten, että maksa erittää sitä sappeen joko sellaisenaan tai sappihapoiksi muutettuna, jolloin osa poistuu elimistöstä ulosteen mukana, osa imeytyy suolesta takaisin verenkiertoon.

Triglyseridit ovat glyserolin ja eri rasvahappojen yhdisteitä. Esimerkiksi voi, ruokaöljyt ja ihonalainen rasva koostuvat pääosin triglyserideistä. Triglyseridejä tarvitaan

• solujen (esimerkiksi lihasten) energian lähteenä, ”polttoaineena”
• energiavarastona (rasvakudos).

Koska kolesteroli ja triglyseridit eivät liukene veteen, niitä ei voi kuljettaa verenkierrossa sellaisenaan. Ne paketoidaan kuljettimiin, pallomaisiin hiukkasiin, joita kutsutaan lipoproteiineiksi (kuva 1). Kaikissa lipoproteiineissa on neljää ainesosaa:

• kolesteroli (vapaa ja esteröitynyt)
• triglyseridit
• fosfolipidit
• proteiini.

Kolesteroli ja triglyseridit ovat lipoproteiinihiukkasen hyötykuormaa.

Fosfolipidit ovat toisesta päästään vesi- ja toisesta päästään rasvaliukoisia (amfipaattisia). Vesiliukoinen osa suuntautuu ulos veriplasmaan ja rasvaliukoinen osa rasvaa sisältävään ytimeen päin.

Lipoproteiinien valkuais- eli proteiiniosia kutsutaan apoproteiineksi eli apolipoproteiineksi (lyh. apo). Niillä on erilaisia tehtäviä. Osa niistä on välttämättömiä hiukkasen tukirankoja (esimerkiksi LDL:n apoB ja HDL:n apoA-I). Osa telakoi hiukkasen solujen pinnalla olevaan tarttumakohtaan (reseptoriin). Se toimii ikään kuin osoitelappuna, joka ratkaisee, minne hiukkanen kulkeutuu. Esimerkiksi LDL:n apoB tarttuu solujen pinnan LDL-reseptoriin, joka kuljettaa sen sisältämän kolesterolin solun käyttöön.

Osalla apoproteiineista on toiminnallinen tehtävä. Esimerkiksi triglyseridejä kudoksissa hajottava entsyymi, lipoproteiinilipaasi, tarvitsee toimiakseen apoCII:ta (apo-cee-kaksi). ApoCII:n synnynnäinen puutos johtaa hyvin korkeisiin plasman triglyseridiarvoihin, koska nämä eivät pääse verenkierrosta pois.

Lipoproteiinit jaetaan luokkiin, jotka eroavat toisistaan tehtävänsä, hiukkaskokonsa, tiheytensä ja koostumuksensa suhteen. Järjestyksessä suurimmasta (ja kevyimmästä) pienimpään (ja tiiveimpään) lipoproteiinit ovat

• kylomikronit
• VLDL (very low density lipoprotein)
• IDL (intermediate density lipoprotein)
• LDL (low density lipoprotein)
• HDL (high density lipoprotein).

Paaston aikana maksa erittää verenkiertoon VLDL-hiukkasia, joiden ytimessä on enimmäkseen triglyseridejä, mutta myös pieni määrä kolesterolia. Kudosten hiussuonissa VLDL:n triglyseridit hajotetaan energian lähteeksi (lihaskudos), mahdollinen ylimäärä siirtyy rasvakudokseen varastoitavaksi. Hiukkanen pienenee triglyseridien poistuessa, ja koska kolesteroli pysyy hiukkasessa, sen suhteellinen määrä kasvaa. Välivaiheena on IDL, joka rutiinimäärityksissä niputetaan yhteen LDL:n kanssa. Kun IDL:stä poistetaan vielä lisää triglyseridejä, tuloksena on LDL, jonka ydin koostuu nyt valtaosin kolesterolista. LDL luovuttaa kolesterolinsa sitä tarvitseville kudoksille, minkä jälkeen hiukkanen siirtyy LDL-reseptorin välityksellä maksaan.

Rasvaa sisältävän aterian jälkeen suolen seinämän solut rakentavat imeytyneistä rasvahapoista triglyseridejä ja pakkaavat ne kylomikroneihin, jotka eritetään verenkiertoon. Ne käyvät läpi vastaavan kierroksen kuin VLDL edellä: triglyseridit hajotetaan kudosten käyttöön ja tuloksena on kolesterolilla rikastunut jäännöshiukkanen (remnantti), joka poistuu verenkierrosta maksaan.

HDL ottaa vastaan ns. perifeerisistä kudoksista (käytännössä muualta paitsi maksasta) ylimääräisen kolesterolin ja luovuttaa sen LDL:lle, joka kuljettaa sen maksaan. Osaksi HDL voi kuljettaa kolesterolin maksaan suoraankin.

Normaalissa lipoproteiiniaineenvaihdunnassa solut saavat tarvitsemansa energian ja kolesterolin, ja loppu poistuu ripeästi verenkierrosta. Minkä tahansa häiriön johdosta liikenne ruuhkautuu ja veriarvot nousevat haitallisesti.