Lipoproteínas: concepto, estructura, composición, funciones, tipos
¿Qué son las lipoproteínas?
Las lipoproteínas son partículas complejas que funcionan en el transporte y la absorción de lípidos a través de la sangre, desde y hacia diferentes tejidos. Están formadas principalmente por lípidos no polares como el colesterol y los triglicéridos, además de algunos fosfolípidos y proteínas.
Se trata de agregados moleculares que son sintetizados principalmente en los intestinos y en el hígado, que, al entrar en circulación, se encuentran en un estado de flujo constante, lo que implica que cambian de composición y estructura física regularmente a medida que son “capturados” y metabolizados por los tejidos periféricos corporales que son “diana”.
Los componentes lipídicos que no son absorbidos a través de las lipoproteínas en un tejido determinado usualmente regresan como “remanentes” hacia el hígado, donde son procesados ulteriormente.
La mayor parte de las lipoproteínas son estudiadas debido a su relación con la salud del hombre, de acuerdo con lo cual se han definido cuatro tipos con relevancia clínica, cada uno de los cuales con funciones fisiológicas distintas: los quilomicrones, las lipoproteínas de muy baja densidad, las lipoproteínas de baja densidad y las lipoproteínas de alta densidad.
En este sentido, las lipoproteínas plasmáticas están muy relacionadas con procesos patológicos de gran importancia para los humanos, tales como la arterioesclerosis y la enfermedad de la arteria coronaria.
Estructura
Las lipoproteínas plasmáticas son partículas con una morfología estructural casi esférica, pues son, en realidad, micelas complejas de lípidos y proteínas, en las cuales las regiones hidrofóbicas o apolares de los lípidos se enfrentan entre sí en el centro, mientras que las porciones hidrofílicas o polares están expuestas hacia la superficie, en contacto con el medio acuoso.
El “caparazón” o la “cubierta” hidrofílica de estas partículas consiste fundamentalmente en moléculas no esterificadas de colesterol, fosfolípidos con sus “cabezas” polares “mirando” hacia afuera y proteínas denominadas apolipoproteínas; mientras que la porción central o el “núcleo” consiste en ésteres de colesterol y triglicéridos.
Composición de las lipoproteínas
Como se ha explicado, las lipoproteínas son partículas que consisten básicamente en una mezcla de lípidos y proteínas que cumplen funciones de transporte.
Porción lipídica
Dependiendo del tipo de lipoproteína que se considere, la composición lipídica puede variar, especialmente en relación con las cantidades de fosfolípidos y moléculas de colesterol libres o esterificadas.
Además de la composición, la masa o la proporción de lípidos en las lipoproteínas también es muy variable. En los quilomicrones, por ejemplo, los lípidos representan más del 98% de la masa lipoproteica, mientras que para las lipoproteínas de alta densidad estos pueden ser menos del 50%.
Las lipoproteínas generalmente se asocian con el transporte de triglicéridos para su almacenamiento (tejido adiposo) o su empleo en el metabolismo (células o fibras musculares).
Estos triglicéridos pueden ser de origen exógeno (absorbidos en los intestinos a partir de los alimentos) o de origen endógeno (sintetizados y secretados por el hígado y las células intestinales).
Los quilomicrones y las lipoproteínas de muy baja densidad son los dos tipos de lipoproteínas que poseen mayor abundancia en triglicéridos y colesterol, por lo que su densidad es considerablemente menor que la de otras lipoproteínas.
En cambio, el componente lipídico de las lipoproteínas de baja densidad y las de alta densidad consiste principalmente en colesterol y fosfolípidos. Entre los fosfolípidos más abundantes que se han encontrado en las lipoproteínas están las esfingomielinas y las fosfatidilcolinas, cuyas relaciones molares varían de una lipoproteína a otra.
Es importante destacar que muchas propiedades físicas de las lipoproteínas están relacionadas con su contenido y composición lipídica, entre ellas las propiedades de flotación, la carga superficial y la tendencia de migración en campos eléctricos.
Porción proteica
Las proteínas que se asocian con todas las lipoproteínas plasmáticas se conocen como apolipoproteínas o apoproteínas y así como ocurre con los lípidos, la cantidad de estas moléculas presente en las distintas clases de lipoproteínas es muy variable.
Los quilomicrones, de las lipoproteínas menos densas, poseen alrededor de 1% de proteínas y el contenido máximo ha sido reportado en algunas lipoproteínas de alta densidad (de las lipoproteínas más pequeñas) con valores cercanos al 50%.
Se han aislado y descrito más o menos 10 tipos diferentes de apoproteínas en el ser humano, las cuales se nombran, de acuerdo con la nomenclatura “ABC”, como: Apo A-I, Apo A-II, Apo A-IV, Apo B-100, Apo B-48, Apo C-I, Apo C-II, Apo C-III, Apo D y Apo E.
La proteína principal de las lipoproteínas de alta densidad se conoce como apolipoproteína A (Apo A-I y Apo A-II), la de las lipoproteínas de baja densidad es la apoproteína B (que también se encuentra en los quilomicrones y las partículas de muy baja densidad) y la apolipoproteína de los quilomicrones es la Apo B-48, más pequeña que la Apo B de las lipoproteínas de baja densidad.
Las apoproteínas C-I, C-II y C-III son proteínas de bajo peso molecular que se encuentran en el plasma formando parte de las partículas de alta y de muy baja densidad.
Algunas de las proteínas asociadas con las lipoproteínas son glucoproteínas, tal es el caso de la Apo E, que ha sido aislada a partir de lipoproteínas de muy baja densidad y de alta densidad.
Funciones principales
En líneas generales, las apolipoproteínas tienen a su cargo funciones como:
- Formar parte de la estructura principal de las lipoproteínas.
- Funcionar como cofactores enzimáticos para algunas proteínas con actividad enzimática que participan en su metabolismo.
- Ligandos específicos para los receptores de lipoproteínas en la superficie de las células de los tejidos “blanco” o “diana” para el transporte de triglicéridos y colesterol.
Funciones de las lipoproteínas
Las lipoproteínas participan activamente en el transporte y la absorción intestinal de los ácidos grasos que son obtenidos a partir de los alimentos, además, estas partículas también contribuyen en el transporte de lípidos desde el hígado hacia los tejidos periféricos y en el transporte reverso, es decir, desde los tejidos periféricos hacia el hígado y el intestino.
Estos agregados moleculares, entonces, hacen que las sustancias lipídicas hidrofóbicas sean “compatibles” con el medio acuoso que constituye la mayor parte de los fluidos corporales animales, permitiendo su “transporte y entrega” hacia los tejidos donde son necesarios.
Una función secundaria que se ha atribuido a las lipoproteínas consiste, adicionalmente, en el transporte de compuestos tóxicos foráneos con características hidrofóbicas y/o anfipáticas (un extremo hidrofóbico y otro hidrofílico), como es el caso de algunas toxinas bacterianas, etc.
También pueden transportar vitaminas liposolubles y moléculas antioxidantes a través del cuerpo.
Tipos de lipoproteínas (clasificación)
Las lipoproteínas se clasifican de acuerdo con su densidad, característica directamente relacionada con la relación entre la proporción de lípidos y de proteínas que las componen, y que resulta de gran utilidad al momento de su separación mediante procesos de ultracentrifugación.
Así pues, estas partículas han sido clasificadas en cuatro grupos diferentes, cada uno de los cuales cumple una función específica y tiene propiedades diferentes. Estos grupos son: los quilomicrones, las lipoproteínas de muy baja densidad, las lipoproteínas de baja densidad y las lipoproteínas de alta densidad.
Quilomicrones
Los quilomicrones (CM, del inglés Chylomicrons) se forman a partir de los ácidos grasos y los lípidos que ingresan al cuerpo con los alimentos, los cuales, una vez son absorbidos por las células del epitelio intestinal, se mezclan y recombinan entre sí y con algunas proteínas.
La formación de los quilomicrones antecede a su liberación o secreción hacia el sistema linfático y posteriormente hacia la circulación.
Una vez alcanzan ciertos tejidos extrahepáticos, estas partículas son metabolizadas inicialmente por una enzima conocida como lipoproteína lipasa, capaz de hidrolizar triglicéridos y liberar ácidos grasos que pueden ser incorporados a los tejidos u oxidados como combustible.
Lipoproteínas de muy baja densidad
Las lipoproteínas de muy baja densidad o VLDL (del inglés Very Low Density Lipoprotein), también conocidas como “lipoproteínas pre-β” son producidas en el hígado y cumplen la función de la exportación de triglicéridos, que representan uno de sus principales componentes.
Estas son unas de las lipoproteínas encontradas en el plasma de los animales en ayuno y su concentración aumenta con el progreso de la edad.
Lipoproteínas de baja densidad
Estas lipoproteínas, conocidas como LDL (por las siglas en inglés de Low Density Lipoprotein) o como β-lipoproteínas, representan los pasos finales del catabolismo de las lipoproteínas de muy baja densidad y son ricas en moléculas de colesterol.
Las lipoproteínas de baja densidad son las más abundantes, representando cerca del 50% de la masa total de lipoproteínas plasmáticas y responsables del transporte de más de 70% de colesterol en la sangre. Al igual que las lipoproteínas de muy baja densidad, la concentración plasmática de estas lipoproteínas aumenta a medida que el cuerpo envejece.
Lipoproteínas de alta densidad
Las lipoproteínas de alta densidad (HDL, del inglés High Density Lipoprotein) o α-lipoproteínas, son lipoproteínas implicadas en el metabolismo de las lipoproteínas de muy baja densidad y de los quilomicrones, pero también participan en el transporte de colesterol. Estas partículas son ricas en fosfolípidos.
Algunos autores sugieren, además, que existen otros tipos de lipoproteínas como las llamadas lipoproteínas de densidad intermedia (IDL, del inglés Intermediate Density Lipoprotein) y varias subdivisiones de las lipoproteínas de alta densidad (HDL1, HDL2, HDL3 y así sucesivamente).