Lipoproteína de baixa densidade

As lipoproteínas de baixa densidade ou LDL (do inglés Low-density lipoproteins) constitúen un dos cinco grandes grupos de lipoproteínas que circulan polo sangue transportando lípidos (os outros tipos son os quilomicrons, VLDL, IDL, e HDL). As LDL teñen unha densidade que está entre a das VLDL e a das HDL. Todas as lipoproteínas son partículas globulares formadas por unha mestura de proteínas e lípidos coa parte externa hidrófila e a interna hidrófoba, de tamaño moito menor que o dunha célula humana.
As LDL conteñen a proteína apolipoproteína B (ApoB) e transportan moléculas de colesterol, fosfolípidos, e triglicéridos ao interior das células por vía sanguínea. A célula ten un receptor para captar a LDL e introducila dentro da célula. Cando a célula necesita unha cantidade adicional de colesterol para a síntese de membranas e outros produtos, sintetiza proteínas receptoras de LDL, que insire na membrana plasmática. Este receptor capta as LDL, que son internalizadas e despois levadas aos lisosomas, onde se hidrolizan os ésteres de colesterol dando lugar a colesterol libre, que queda a disposición da célula. Este mecanismo regulado da absorción de colesterol está alterado nalgúns individuos que herdaron xenes defectuosos para a produción das proteínas receptoras de LDL, polo que nestes individuos o receptor de LDL está ausente ou é defectuoso, e, por tanto, as súas células non poden captar as LDL cargadas de colesterol, o que fai que estas se acumulen en maior concentración no sangue.
As LDL poden supoñer un risco de desenvolver unha enfermidade cardiovascular cando invaden o endotelio dos vasos sanguíneos e son oxidadas, xa que as formas oxidadas son retidas máis doadamente polos proteoglicanos do endotelio. Unha complexa serie de reaccións bioquímicas regula a oxidación das partículas LDL, estimulada principalmente pola presenza de restos de células necróticas e radicais libres no endotelio. O incremento da concentración das LDL no sangue está fortemente asociado cun aumento do desenvolvemento de aterosclerose na parede das arterias, o que finalmente ten como resultado a rotura das placas, o que desencadea a formación de coágulos no interior das arterias, que causa un estreitamento ou peche da súa luz, orixinando enfermidades vasculares, infarto de miocardio, e outras complicacións vasculares.
As LDL denomínanse tamén "colesterol malo" porque o colesterol e outros lípidos que transportan no seu interior poden depositarse nas paredes das arterias polo mecanismo indicado, atraer a macrófagos, e orixinar aterosclerose. Ao contrario das LDL, outras lipoproteínas chamadas HDL denomínanse "colesterol bo" porque retiran as moléculas de lípidos da parede arterial.
Denomínase colesterol LDL (LDL-C) a cantidade de colesterol que se estima conteñen como media as LDL nunha análise de sangue, calculada utilizando unha fórmula matemática.
Unha condición hereditaria na que hai altos niveis de LDL en sangue é a hipercolesterolemia familiar. Bioquímica
Estrutura
As partículas de LDL miden aproximadamente 22 nm de diámetro e teñen unha masa duns 3 millóns de daltons. Como as LDL conteñen un número variable e cambiante de moléculas de ácidos graxos, presentan unha ampla distribución de tamaños e masas. A determinación da estrutura das LDL foi unha tarefa complicada debido á súa estrutura heteroxénea. Describiuse recentemente a estrutura dunha LDL á temperatura do corpo humano en condicións nativas, cunha resolución duns 16 ángstroms utilizando microscopía crioelectrónica. As partículas de LDL poden ser emulsificadas, e circulan polo sangue levando no seu interior ácidos graxos e outros lípidos por todo o corpo, que doutro modo non serían solubles directamente no sangue. Todas as partículas de LDL conteñen unha soa molécula de apolipoproteína, concretamente da apolipoproteína B-100 (Apo B-100), que é unha proteína de 4536 residuos de aminoácidos e unha masa de 514 kDa), xunto con de 80 a 100 moléculas de proteínas secundarias adicionais. As LDL, igual que as outras lipoproteínas, teñen unha parte interna moi hidrofóbica que consta de ácidos graxos poliinsaturados, como o linoleato e centos ou miles (xeralmente unhas 1500 como media) moléculas de colesterol esterificadas ou non esterificadas. Esta parte central contén tamén triglicéridos e outras graxas, rodeadas dunha capa de fosfolípidos e colesterol non esterificado. A parte externa da LDL é hidrófila, xa que nela se sitúan as partes hidrófilas das proteínas e dos fosfolípidos e colesterol non esterificado. Fisioloxía
As partículas LDL fórmanse a partir das VLDL (orixinadas no fígado), as cales se transforman ao perder triglicéridos pola acción do encima lipoproteína lipase (LPL) e fanse menores e máis densas (conteñen menos moléculas de lípidos dentro da mesma cuberta de proteínas), e pasan a ter unha maior proporción de ésteres do colesterol. Esta transformación ocorre no sangue e converte as VLDL en IDL e despois en LDL.
Transporte ao interior da célula
Cando unha célula necesita unha cantidade adicional de colesterol, que supera á súa produción interna pola vía do HMGCoA, empeza a sintetizar receptores de LDL, e insíreos na súa membrana plasmática. Os receptores de LDL difunden libremente ata que se asocian coas depresións revestidas de proteína clatrina da membrana. As partículas de LDL do torrente sanguíneo únense especificamente a estes receptores de LDL, e despois estas depresións invaxínanse e forman vesículas de endocitose que se introducen na célula, levando o seu cargamento de lípidos e o receptor. Este proceso denomínase endocitose mediada por receptor.
Despois a vesícula despréndese do seu recubrimento de clatrina, e fusiónanse cos endosomas temperáns nos que libera a LDL e os receptores, despois a endosomas tardíos e a lisosomas. Aquí son hidrolizados os ésteres do colesterol da LDL. Os receptores de LDL son reciclados, xa que se envían de volta á membrana plasmática. porén, se os receptores de LDL se unen a PCSK9, o transporte de receptores de LDL é redirixido aos lisosomas, onde son degradados.
Papel inmunitario
As LDL interfiren co sistema de percepción do quórum bacteriano que regula á alza os xenes necesarios para unha infección invasiva por Staphylococcus aureus. O mecanismo do antagonismo implica a unión da apolipoproteína B, á feromona autoindutora de S. aureus, o que impide que realice sinalización celular a través do seu receptor. Os ratos deficientes en apolipoproteína B son máis susceptibles a unha invasión bacteriana infectiva.
Patróns dos subtipos de LDL
As partículas LDL varían no seu tamaño e densidade, e diversos estudos atoparon que se unha persoa presenta un patrón que teña maior cantidade de partículas LDL densas, chamado Patrón B, iso equivale a ter un maior factor de risco para enfermidades cardíacas coronarias, comparado co que ten outra persoa que presente un patrón con maior cantidade de LDLs máis grandes e menos densas, chamado Patrón A. Crese que isto se debe a que é máis fácil que as partículas máis pequenas penetren no endotelio dos vasos sanguíneos. Outro patrón, chamado Patrón I (I de intermedio), indica que a maioría das partículas de LDL teñen un tamaño moi próximo ao dos ocos normais que hai no endotelio (26 nm). Segundo un estudo, os tamaños de 19, 0–20, 5 nm denomínanse Patrón B, e os de 20, 6–22 nm desígnanse como Patrón A.
Algúns investigadores médicos suxeriron que a correspondencia entre o Patrón B e a enfermidade cardíaca coronaria é máis forte que a que ten a cantidade de LDL medida nas probas estándar de perfil lipídico. As probas que miden estes subtipos de patróns de LDL son máis caras e non están dispoñibles de forma xeral, polo que a proba de perfil lipídico común é a que máis se segue usando.
Tamén se atopou unha correspondencia entre maiores niveis de triglicéridos e maiores nives de partículas LDL máis pequenas e máis densas e alternativamente menores niveis de triglicéridos e maiores niveis de LDL máis grandes e menos densas (máis "boiantes" ou "flotantes").
Outro método de análise das subclases de lipoproteínas é a espectroscopia RMN, que distingue as subclases baseándose nas lixeiras diferenzas nas propiedades espectrais dos lípidos que transportan. As lipoproteínas ricas en triglicéridos orixinan a produción de LDL de tamaño e contido en colesterol anormais, e a cantidade destas partículas está asociada co risco de enfermidade coronaria e é subestimada nas probas de medida do colesterol convencionais. Probas de medición
As análises de sangue adoitan informar sobre o colesterol LDL (LDL-C): a cantidade de colesterol que se estima conteñen como media as LDL analizadas, utilizando a fórmula da ecuación de Friedewald. Nun contexto clínico, as estimacións calculadas matematicamente do LDL-C utilízanse comunmente para medir a cantidade de LDL que podería orixinar aterosclerose. O problema con este tipo de aproximacións é que os valores de LDL-C son xeralmente discordantes coas medicións directas de partículas LDL e coa velocidade real da progresión da aterosclerose.
Poden tamén facerse medidas directas de LDL, que revelan mellor as particularidades do paciente, pero que se fan menos frecuentemente porque o seu custo é algo maior. Por exemplo, a medida directa de partículas LDL por resonancia magnética nuclear (RMN) considérase que mide mellor o risco individual de episodios vasculares.
Estimación de partículas LDL polo contido de colesterol
As medidas clínicas da concentración de lípidos son unhas das análises clínicas máis usadas, non porque teñan a mellor correlación cos resultados individuais, senón porque os métodos de laboratorio necesarios son máis baratos e están máis xeneralizadamente dispoñibles.
O perfil lipídico non mide as partículas LDL. Só fai unha estimación delas usando a ecuación de Friedewald
ao restar a cantidade de colesterol asociado con outras partículas, como as HDL e VLDL, asumindo un estado prolongado de xaxún e outras condicións, aplicando a fórmula: L ≈ C − H − k T {\displaystyle L\approx C-H-kT} onde H é o colesterol HDL, L é o colesterol LDL, C é o colesterol total, T son os triglicéridos, e k vale 0, 20 se as cantidades se miden en mg/dL e 0, 45 se se miden en mmol/L.
Este método ten limitacións, a máis notable é que as mostras deben obterse despois de 12 a 14 h de xaxún e que o colesterol LDL (LDL-C) non se pode calcular se os triglicéridos no plasma son >4, 52 mmol/L (400 mg/dL). Mesmo a niveis de triglicéridos de 2, 5 a 4, 5 mmol/L, esta fórmula considérase inexacta. Se están elevados tanto o colesterol total coma os niveis de triglicéridos entón debe utilizarse unha fórmula modificada, coas cantidades medidas en mg/dL: L
C − H − 0, 16 T {\displaystyle L
C-H-0, 16T} Esta fórmula proporciona unha aproximación que é bastante exacta para a maioría da xente, asumindo que o sangue foi extraído despois dun xaxún de 14 horas ou máis, pero non revela a concentración real de partículas LDL porque a porcentaxe de moléculas de lípidos contida nas LDL correspondente ao colesterol varía, e pode haber unha variación de 8: 1.
Porén, a concentración de partículas LDL, e en menor medida o seu tamaño, ten unha correlación máis forte e consistente co resultado clínico do individuo que a cantidade de colesterol contido nas LDL, mesmo se a estimación do colesterol LDL (LDL-C) é aproximadamente correcta. Hai probas e un recoñecemento crecente de que este tipo de medicións (concentración, tamaño) teñen unha correlación lixeiramente máis forte coa progresión da aterosclerose e os episodios cardiovasculares que as obtidas usando medidas químicas da cantidade de colesterol transportado polas LDL. É posible que as concentración de colesterol LDL sexan baixas, pero o número de partículas LDL sexa alto e as taxas de episodios cardiovasculares sexan altas. En correspondencia, é posible que a concentración de colesterol LDL sexa ralativamente alta, pero o número de partículas LDL sexa baixo e os episodios cardiovasculares tamén. Se se utiliza a concentración de partículas LDL para predicir episodios cardiovasculares, moitos outros correlatos destes resultados clínicos, como diabetes mellitus, obesidade e o costume de fumar, perden a maior parte da súa precisión preditiva.
Rangos normais
A seguinte táboa é unha guía dada en 2005 polos NIH dos Estados Unidos e outras institucións sobre os niveis de colesterol LDL, estimados ou medidos, o risco asociado de enfermidades coronarias e a súa interpretación. Co tempo, ao facérense máis investigacións clínicas, estes niveis recomendados foron mesmo reducíndose, porque a redución de LDL, mesmo a niveis anormalmente baixos, foi a estratexia máis efectiva para reducir a taxa de mortes por causas cardiovasculares nun amplo ensaio clínico aleatorizado de dobre cego en homes con hipercolesterolemia; e foi moito máis efectiva que a anxioplastia coronaria (con stent) ou a cirurxía de bypass.
Non obstante, hai tamén publicacións sobre os riscos de ter un nivel de colesterol LDL moi baixo.
Medición directa das concentracións de partículas LDL
Hai varios métodos que se poden usar para medir a concentración e tamaño das partículas lipoproteicas. As evidencias indican que a metodoloxía RMN (desenvolvida, automatizada e abaratada e afinada en precisión por Jim Otvos e asociados) dá moi bos resultados para previr o risco de aterosclerose. Usando o método de RMN, as concentracións de partículas LDL totais, en nmol/L de plasma, divídense normalmente en percentís referidos a 5. 382 homes e mulleres, que non están recibindo medicación, e que participaron no ensaio MESA, realizado nos Estados Unidos.
Rangos óptimos
As concentracións de partículas LDL clasifícanse normalmente por percentís, <20%, 20–50%, 50–80%, 80–95% a >95%. No amplo estudo MESA obtivéronse estes resultados: A incidencia baixa de aterosclerose ao longo do tempo dábase no grupo de poboación <20%, e esta incrementábase nos grupos dos percentís máis altos. Outras moitas medidas que se proporcionan habitualmente inclúen os tamaños das partículas, concentracións de partículas LDL pequenas, concentracións de partículas HDL grandes e totais, xunto con estimacións do patrón de resistencia á insulina e as medidas de colesterol estándar (para comparar cos datos no plasma obtidos con outros métodos).