지질 대사 과정 알아보기 아포지단백(apolipoprotein)과 지단백(lipoprotein) | HDL, LDL, Chylomicron의 작용

I. 지질대사와 지단백(lipoprotein)의 구조와 종류

■ 지질(lipid)이란?

- 지질(lipid)은 소수성(hydrophobic)이라 물에 녹지 않아 혈액에서는 지단백(lipoprotein) 형태로 수송됨

1) 콜레스테롤(cholesterol)

- 세포막의 구성성분, steroid 호르몬과 담즙산의 전구체

- LDL의 형태로 주로 운반됨

- 식사로 인한 콜레스테롤의 농도변화는 크지 않음

2) 중성지방(Triglyceride)

 - 에너지원으로 이용

 - VLDL 또는 Chylomicron의 형태로 운반

 - 식후 크게 증가하므로, 검사 시 금식 후 검사 필요함

3) 유리지방산 (Free fatty acid)  

 - 혈중지질의 2% 이하, 알부민을 통해 수송됨

 - 산화되어 에너지원으로 이용

 - 간으로 섭취될경우 TG(triglyceride) 또는 Phospholipid(인지질)의 합성재료로 이용

※ 지방조직에서 유리지방산이 동원되는 경우 (Lipolysis)

> 촉진 : catecholamine, Growth hormone, glucocorticoid, thyroid hormone

> 억제 : insulin, adenosine, PGE

 

■ 지단백(lipoprotein)의 구조와 종류 

- 지단백은 지질을 말초조직으로 운반하고, 지질과 콜레스테롤의 재활용을 위해 간으로 운반하는 역할을 한다

 

 

지단백의 종류	주요 구성 지질	아포단백(apolipoprotein)		분비장소
		주요 구성	부 구성
Chylomicrons(CM)	식이 섭취 TG	Apo B48	Apo A Apo CII Apo E	소장
VLDL	내인성 TG	Apo B100	Apo C Apo E	간
IDL	내인성 TG cholesteryl esters	Apo B100	Apo E	간
LDL	cholesteryl esters	Apo B100		간
HDL	cholesteryl esters	Apo AI	Apo C	간과 소장

- Lipoprotein은 지질대사효소들과 결합하는 부분인 표면단백질인 아포단백(apolipoprotein)을 갖고 있음

- 지단백질은 밀도에 따라 Chylomicrons, VSDLS. intermediated-density lipoproteins(IDLs), LDL, HDL로 분류

- 중성지방(TG)가 많을수록 밀도는 낮음 (Chylomicrons, VLDL)
- 단백질 성분이 많을 수록 밀도는 높음 (HDL)

 

II. 지질 대사 과정 

 

1) Chlyomicron

● 기능과 기전 

- 섭취된 식이(외인성) 지방은 소장으로 흡수된 후 chylomicrons로 포장된다

- TG가 가장 많은 구성(90%), 소장 상피세포에서 분비됨

- Apo CII가 LPL(lipoprotein lipase)를 활성화하고 LPL 이 TG →FFA로 분해함.
- 근육과 지방조직으로 FFA(free fatty acid)를 운반함

- 남아 있는 chylomicron remnant(밀도상승) 간으로 이동함

● 임상적 활용 

- 식이 지질을 운반하는 역할 → 식후 1시간 최고치, 식후 4시간 이후는 거의 존재하지 않음

- 금식후 Chylomicron이 존재할 경우 type I or type V 가족성 고콜레스테롤 혈증 의심 가능함

 

2) VLDL(very low density lipoprotein), IDL(intermediated density lipoprotein)

● VLDL의 생성과정

- 간(hepatocyte)에 생산한 내인성 TG(중성지방)

- 포도당의 해당작용 → DHAP 효소 → glycerol 합성

- 간에서 들어온 포도당의 TCA 회로 → Acetyl CoA → SER(매끈면소포체)에서 cholesterol 생합성

- 간세포 내에 Free fatty acid는 세포질에 존재함

- 골지체에서 조합되어 간에서인지질 또는 콜레스테롤 생성가능

 

● VLDL의 기능

-  Apo CII이 LPL을 활성화 시켜 지방조직과 근육조직에 지방산 전달

- 이후 VLDL은 IDL로 전환

- VLDL 역시 Lipoprotein lipase(LPL)효소를 통해 말초조직으로 FFA 운반

- VLDL은 ILD로 전환됨

- IDL은 HDL과 상호작용을 통해 TG(중성지방)을 주고, Cholesterol을 받음  

 

3) LDL(low density lipoprotein)

● LDL의 기능과 기전

- 주기능은 간에서 말초조직으로 콜레스테롤 수송(70% 콜레스테롤 수송에 관여함)

- 부신이나 고환같은 steroid 호르몬을 만드는 기관으로의 수송을 담당함

- LDL은 동맥벽에 침착될 수 있는데, 이는 동맥을 좁게 하여 관상동맥질환과 같은 혈관질환의 원인이 됨.

- smll dense LDL (phenotype B, more small & dense)가 죽상경화증과 관련이 큼

- 간의 LDL수용체가 Apo B100을 인식, LDL의 70-80%는 간세포의 LDL receptor에 의해 섭취됨 

- hepatic LDL receptor pathway를 통한 혈장 LDL 농도 조절

 

4) HDL(high density lipoprotein)

주요 기능: Reverse cholesterol transport = 말초조직에서 간으로의 콜레스테롤 수송

1} HDL의 콜레스테롤 직접수거 및 수송

- 말초조직의 ABCA1( (ATP-binding cassette transporter A1) 같은 막 단백질을 통해 free cholesterol 수거

- 이후 LCAT(lecithin cholesterol transferase)의 작용을 통해 free cholesterol이 cholesterol ester로 전환

- 간세포의 SRB1 수용체와 결합하여 간세포로 콜레스테롤 이동

- HDL 입자는 재활용되어 다시 콜레스테롤 수거를 위해 이용됨

 

2} VLDL 또는 IDL과의 상호작용을 통한 간접적 제거

- HDL은 CETP(콜레스테롤 에스터 전달 단백질을 통해 VLDL과 IDL과 상호작용

- 단백질을 제공하고, TG과 cholesterol esters를 가져가고 VLDL과 IDL은 LDL로 전환

- 전환된 LDL은 간의 LDLR(수용체)에 의해 간세포로 흡수

- 이후 콜레스테롤은 간에서 담즙산으로 전환하여 배출

 

★ HDL의 임상적 활용

- Atherosclerosis 의 anti - risk factor : 동맥벽의 콜레스테롤 침착 방지역할

- HDL감소의 원인: Insulin resistance 관련, 남성, 비만, 흡연, DM...

- HDL 20mg/dL 이하 + TG 400mg/dL이하는 유전질환 의심

 

5)   Lipoprotein (a), Lp(a)

- thrombogenic, atherogenic과 연관성 높음

III. 아포단백(Apolipoprotein)의 종류

아포지단백종류	역할과 특징관련	지단백과 그기능
ApoAI	HDL-C의 주요 단백질, 말초조직에서 간으로 콜레스테롤 운반(RCT, reverse cholesterol transport)	HDL 가장 주된 구성 HDL-C: RCT에서 핵심역할
ApoAII	HDL의 구조적 성분, 세포 콜레스테롤 유출(cellular cholesterol efflux)에 관여	HDL의 두번쨰로 주된 구성 hepatic lipase의 활성기능
ApoAIV	HDL과 연관, RCT에 영향, LPL 활성 촉진	HDL: LPL 활성화 통해 중성지방 분해에 기여
ApoAV	HDL 및 중성지방 조절	HDL: 혈장 TG 농도 조절에 중요한 역할
ApoB	동맥경화성 지단백(VLDL, IDL, LDL)의 주요 단백질, LDL 수용체와 결합	VLDL, IDL, LDL의 주요구성 LDLR 결합 통해 콜레스테롤 대사 조절
ApoCI	HDL과 VLDL 대사에서 ApoE 매개 수용체 결합 억제	HDL, VLDL: ApoE 작용 억제로 지단백 대사 조절
ApoCII	VLDL 구성 성분, LPL 활성화	VLDL: LPL 결합부위 제공, 효소 활성화 통해 중성지방 분해
ApoCIII	TG 대사의 주요 조절 인자, LPL 효소-지단백 상호작용 억제, CETP 촉진으로 RCT 관여	VLDL, TG: 높은 ApoCIII 농도는 고TG혈증 및 VLDL 증가와 관련
ApoCIV	VLDL과 주로 연관, 지질 대사에서 역할	VLDL: 지질 대사 조절
ApoE	TG 풍부 지단백(킬로미크론, VLDL)의 주요 단백질, 수용체(LDLR, LRP) 결합 통해 대사	킬로미크론, VLDL: 간 및 말초조직에서의 대사 조절
ApoH	LDL 산화 억제, 대식세포에서 콜레스테롤 유입 감소 및 유출 증가로 항동맥경화 작용	LDL: 산화 방지 및 콜레스테롤 대사 지원
ApoM	HDL 입자와 연관, HDL 크기 및 기능 조절로 항동맥경화 작용	HDL: 입자 조절 및 기능 향상
Lp(a)	LDL 입자에 Apo(a)가 결합된 지단백, 강력한 동맥경화성 특성으로 CVD 위험 증가	LDL: LDL-C 수준과 독립적으로 심혈관 질환(CVD) 위험 요인