肝脏的血浆脂质和脂蛋白

　　一、血浆脂质

　　血浆中的脂类有甘油三酯（或三脂酰甘油，TG）、磷脂（PL）、胆固醇（Ch）和游离脂肪酸（FFA）。血浆中的胆固醇又分游离胆固醇（FC）和胆固醇酯（CE）两种。故常称血浆胆固醇为总胆固醇（TC）。

　　血浆脂质明显受膳食、年龄、性别和生理状态（如某些激素自体稳定状态）的影响。男性和女性的TC均随年龄增加而升高。从青春期起直至绝经期，女性的TC水平低于男性，而HDL-C高于男性，这是这一年龄组女性动脉粥样硬化发病率低于男性的原因之一。

　　每种脂类的组成均很复杂，如血浆胆固醇69%-77%为CE，CE中的脂酸53%为亚油酸（18：2），23%为油酸（18：1），11.5%为软脂酸（16：0）。TC中的脂酸45%为油酸，26%为软脂酸，16%为亚油酸，少量硬脂酸（18：0），软油酸（16：0）和花生四烯酸（20：4）等。在TC和CE中所含脂酸成分不同，是由于催化甘油和FC进行酯化的酶的特异性不同有关。

　　血浆中的磷脂主要是磷脂酰胆碱（卵磷脂）占67%，溶血磷脂占7%，神经磷脂占21%，乙醇胺磷脂（脑磷脂）占4%。每种磷脂的脂酸均不相同。

　　由于饮食等因素对血脂水平影响较大，在采血前需：①保持平常饮食一周以上，体重恒定。②无急性疾病。心肌梗塞后至少6周才宜检测。③未服过降血脂药物或影响血脂的药物，如避孕药、雄激素、肾上腺皮质激素等。④应在进餐12h后采血。

　　二、血浆脂蛋白

　　脂类不溶于水，肠道消化吸收的脂类和肝合成的脂类，必需以可溶解的形式，才能转运给各种组织和器官利用或贮存，这种可溶的形式就是脂蛋白。脂蛋白是由非极性TG、CE、两性分子PL、Ch和蛋白质组成。各种血浆脂蛋白都含有这些成分，但含量和比例各不相同。

　　（一）血浆脂蛋白的分类

　　可用不同的方法进行分类。最常用的有超速离心法和电泳法。近年也有许多实验室按脂蛋白中载脂蛋白（apo）的组成分类。

　　1.超速离心法  可将其分为四类：乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。

　　2.电泳法  可将脂蛋白分为四类：乳糜微粒，α-脂蛋白，β-脂蛋白，前β-脂蛋白。

　　3.按脂蛋白中载脂蛋白的组成分类　由于每一类脂蛋白都是不均一的混合物，每类都含有可分离的载脂蛋白。且脂蛋白的结构、性能、代谢及对药物的反应都受载脂蛋白控制。所以国外有些人按脂蛋白颗粒中载脂蛋白的不同来分类。每个脂蛋白颗粒若只含一个载脂蛋白，叫做单脂蛋白。例如多数LDL仅含一个apoB，叫做脂蛋白B，简称LP-B。有的脂蛋白颗粒也可含有多种不可分离的载脂蛋白，叫做复脂蛋白。例如脂蛋白B：C-Ⅰ：C-Ⅱ：C-Ⅲ，简称LP-B：C。近年VLDL已按颗粒中所含apo分类为LP-B：C、LP-B：C：E，LP-A-Ⅱ：B：C和极少量LP-B。含apoB的脂蛋白族主要分类为LP-B，LP-B：C，LP-B：C：E和LP-A-Ⅱ：B：C：D：E。HDL可分类为四种颗粒，即LP-A-Ⅰ、LPA-Ⅰ：AⅡ、LP-A-Ⅰ：A-Ⅳ和LP-A-Ⅰ：A-Ⅱ：E。这些颗粒的结构和功能都不同。LP-A-Ⅰ可增加细胞中胆固醇的外流，而LPA-Ⅰ：A-Ⅱ则有抑制作用。在不同的生理情况下，每个脂蛋白颗粒可有不同的密度、大小、脂质和蛋白质的比例，但载脂蛋白的种类是不变的。

　　（二）载脂蛋白（apoprotein；apo）

　　脂蛋白中的蛋白质成分称为载脂蛋白。它是决定脂蛋白结构、功能和代谢的核心组分。不同脂蛋白的脂质含量有较大区别，质的差异较少。但每种脂蛋白都由具有其特征的载脂蛋白组成。目前至少已发现18种载脂蛋白，它们是apoA-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅳ、B-48、B-100、C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ0-2、D、E、F，G、H、I、J、apo（a）。它们大部分由肝脏合成。它们的一级结构也已阐明。

　　脂蛋白在脂蛋白代谢中具有重要的生理作用，至少包括以下几方面：①作为脂蛋白的构成成分，并稳定脂蛋白的结构。②修饰并影响脂蛋白代谢有关的酶活性，是酶的辅助因子，如apoC-Ⅱ是脂蛋白脂肪酶（LPL），apoA-Ⅰ是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）的辅因子。③作为脂蛋白受体的配体，参与脂蛋白与细胞表面脂蛋白受体的结合过程。如apoB-100，apoE是LDL受体的配体，apoE是LDL受体相关蛋白（LRP）的配体，apoA-Ⅰ是HDL受体的配体。通过它们与受体特异性识别和结合，介导脂蛋白的受体代谢途径。许多研究显示不少高脂蛋白血症是源于载脂蛋白与受体结合功能异常。

　　1.apoA-Ⅰ    在人和哺乳类动物，肝和小肠是合成apoA-Ⅰ的器官。人成熟的apoA-Ⅰ由243个氨基酸残基组成，是单一链，分子量约为283000。apoA-Ⅰ是不均一的，有10种不同的亚组分，至少有六种多态性，如apoAⅠ0、apoAⅠ-1、apoAⅠ-2、apoAⅠ+1、apoAⅠ+2等，其中apoAⅠ0含量最多。

　　apoA-Ⅰ是HDL中的主要载脂蛋白，占HDL3载脂蛋白的65%，占HDL2载脂蛋白的62%。在CM、VLDL和LDL中也有少量存在。

　　apoA-Ⅰ血浆浓度为1.1-1.4g/L，其血浆中生物半寿期为4天左右。

　　apoA-Ⅰ的主要生理功用：对卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）有激活作用，促进血浆中的游离胆固醇转变为胆固醇酯；作为HDL受体的配体，使肝细胞膜上的HDL受体可以结合摄取HDL。

　　2.apoB   apoB有两种，一种为肝脏分泌的apoB-100，一为小肠分泌的apoB-48。但大鼠肝脏除合成B-100外也合成B-48。apoB-100主要存在于LDL和VLDL中，apoB-48存在于CM和乳糜微粒残粒（GMR）中。

　　apoB-100的基因定位于2号染色体，有43kbp，mRNA为14.5kb，信号肤由24或27个氨基酸残基组成。成熟B-100由4536个氨基酸残基组成，含糖量约8%~10%，包括甘露糖、半乳糖、果糖、葡萄糖和唾液酸。分子最为549000。apoB-48由2152个氨基酸残基组成，分子量为265000，约为apoB-100的48%，故得名。apoB-48和B-100均为同一基因表达。B-48的氨基酸序列中缺少B-100中同LDL受体结合的部分，这是因为在肠道细胞中，mRNA被修饰，过早出现了终止密码，使链在2152个氨基酸残基处终止了翻译。

　　apoB的功能为：①构成脂蛋白的组成成分。B-100是肝脏组装和分泌VLDL必需的，B-48是小肠合成CM必需的。②B-100是LDL识别LDL受体的蛋白质决定子。LDL约75%是经LDL受体途径分解，主要在肝内分解，也可被肝外组织某些细胞（皮肤成纤维细胞、血管内膜内皮细胞、平滑肌细胞）上的LDL受体结合摄取。

　　许多文献报道，LDL中的apoB水平与冠心病相关性大于LDL-C，apoB/apoA-Ⅰ的比值是辨别冠心病比较好的指标之一。家族性apoB-100缺陷是一种可引起中度到重度高胆固醇血症的基因性疾病。apoB-100分子中一个氨基酸突变，降低了LDL同LDL受体的结合能力，使LDL分解障碍，导致血浆LDL堆聚。在欧美人群中发生频率为1/500，它可能是欧美人群高胆固醇血症一种重要的基因障碍。apoB是合成CM和VLDL所必需的，无β脂蛋白血症者由于不能合成apoB，故患者不能合成CM和VLDL，脂质以脂滴形式堆聚在肠黏膜细胞和肝细胞中。

　　3.apoC   apoC有C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ三种亚类，C-Ⅲ又根据唾液酸的数目分为C-Ⅲ0、C-Ⅲ1、C-Ⅲ2。是一类低分子量的载脂蛋白，分子量介于6600-8800。主要由肝脏合成，C-Ⅲ也可由小肠合成少量。它们是HDL、VLDL和CM的组成成分。

　　apoC-Ⅰ由一条链构成，含57个氨基酸残基，具有活化LCAT的作用，参与HDL的 构建。C-Ⅱ由一条含79个氨基酸残基的多肤链构成，是LPL的激活剂。LPL催化CM和VLDL中的TG水解。C-Ⅱ先天性缺乏，可致严重的高甘油三酯血症。apoC-Ⅲ由一条含79个氨基酸残基的链构成。对LPL的活性和肝LRP均有抑制作用。最近研究表明，C-Ⅲ基因多态性与高甘油三酯血症密切相关，也与动脉粥样硬化的严重程度有关。C-Ⅲ缺乏症是另一种遗传性脂质代谢紊乱性疾病，临床表现为血浆HDL水平极低，apoA-Ⅰ、C-Ⅲ明显缺乏、角膜混浊，皮肤和肌腱多发性黄色瘤，早发的严重冠状动脉粥样硬化。用分子杂交技术从基因水平研究表明，apoA-Ⅰ、C-Ⅲ编码区的突变是A-Ⅰ基因与C-Ⅲ基因发生重组。由于A-Ⅰ和C-Ⅲ基因紧密相连，组成一个多基因家族。因而这一突变不仅抑制了apoA-Ⅰ基因的表达，也阻止了apoC-Ⅲ基因的表达，导致apoA-Ⅰ、apoC-Ⅲ缺乏症。

　　4.apoE   apoE由肝脏合成，含299个氨基酸残基，一级结构已经阐明。主要存在于VLDL、CM、CMR和HDL1中。apoE是LDL受体和LDL受体相关蛋白的配体，在肝脏等组织摄取CMR、HDL1、VLDL时起重要作用，有助于将外周组织的胆固醇运至肝脏经代谢排除。起到抗动脉粥样硬化作用。在组织损伤后的修复中也有重要作用。

　　apoE具有多态性，即apoE可以分子大小/电荷互不相同的多种形式存在。人的apoE主要有三种等位基因：E2、E3和E4。有6种表型，即E2/2、E3/3、E4/4纯合子和E2/4、E2/3、E3/4杂合子。在正常人群中，E3/3出现频率最高，多超过60%。含E3的杂合子（E3/4、E3/2）次之，二者之和多超过30%，其它出现频率最低，E2/2、E4/4和E2/4三者之和不超过8%。人的三种主要apoE异构体的差别在于112位和158位是否含有半胱氨酸。apoE3含有一个半胱氨酸，位于112位；E4不含半胱氨酸，112位是精氨酸；E2含两个半胱氨酸，分别位于112和158位。E3和E4第158位均为精氨酸。其余顺序完全相同。apoE3是apoE的母体形式。apoE2和E4是发生在两个不同部位的单一核苷酸点突变的结果。这些点突变导致Cys/Arg的相互取代，形成上述三种主要异构体。在158位有一精氨酸残基对与LDL受体相关蛋白结合是必需的，故E3和E4同LDL受体有相同的结合活性，apoE2仅只E4的2%。由于apoE能和LDL受体结合，又能和LDL受体相关蛋白结合，所以它可通过多种代谢途径参与机体的脂质代谢调节，成为影响血脂水平的重要内在因子。E4、E3和E2的结构不同，受体结合活性和代谢动力学差异明显，这是apoE多态性影响血脂水平的理论根据，也是其与高脂蛋白血症和动脉粥样硬化密切相关的分子基础。研究表明，apoE2等位基因与Ⅲ型高脂蛋白血症密切相关，apoE4可能是高胆固醇血症的遗传易患因子。

　　（三）脂蛋白的结构

　　各种血浆脂蛋白具有相似的基本结构，主要由疏水性较强的TG和CE构成脂蛋白的内核，位于分子内部。而具有极性及非极性两种基团的载脂蛋白，磷脂和游离胆固醇则以单分子层借其非极性基团与内部的疏水键相连系，覆盖于脂蛋白表面，极性基团向外，呈球状。CM、VLDL主要以TG为内核。LDL、HDL主要以CE为内核。CM的蛋白质含量仅1%，HDL高达60%。大多数载脂蛋白如apoA-Ⅰ、A-Ⅱ、C、E等均具两性α-螺旋结构，即载脂蛋白一边是亲水的极性基团，另一边是疏水的非极性基团。这种两性α-螺旋结构有利于载脂蛋白与脂质结合，并稳定脂蛋白结构。某些载脂蛋白如apoB-100是脂蛋白的必需组成成分，不能转移至其它脂蛋白，另一些载脂蛋白如apoC是游离的，可转移至其它脂蛋白。

　　大多数FC位于脂蛋白表面，这是脂蛋白的FC能同细胞膜表面FC迅速交换的原因。这一交换过程对胆固醇转运是重要的。近年研究还表明少量胆固醇也位于内部脂核中，少量TG和CE也位于脂蛋白表面，使它们能受到细胞表面的酶的作用。