Alle Inhalte, Abbildungen und Grafiken sind urheberrechtlich geschützt. Diese dürfen ohne das schriftliche Einverständnis der Autorin nicht reproduziert, vervielfältigt, verändert oder veröffentlicht werden. ©Geta. C. Fabian. 2019
Lipoproteine (LP) sind wie Pralinen: innen weich, außen fest. Ihre Hüllen bestehen aus Fetten gespickt mit Cholesterin und Protein, die den Transport durch das Blut managen. Diese Proteine, die Apoproteine, sind das Merkmal der LP, durch die sie an Zielzellen binden.
Im Innern enthalten die LP eine Mischung aus TG, Phospholipiden und Cholesterin. Ihre jeweiligen prozentualen Anteile im LP definiert ihre Aufgaben: Chylomikronen enthalten einen hohen Anteil an TG und wenig Cholesterin. Ihre Aufgabe ist der Transport von TG. LDL enthalten weniger TG und mehr Cholesterin. Ihre Aufgabe ist der Transport von Cholesterin.
Im Folgenden beschreibe ich knapp den Aufbau und die Funktion jedes Lipoproteins, bevor ich mich der Atherosklerose zuwende.
Chylomikronen
Die Chylomikronen sind der erste Schritt in der Verteilung vom Nahrungsfett in Körper. Diese LP haben einen Durchmesser von rund 1000 Nanometer (nm) und einem TG-Gehalt von bis zu 90 %. Darmzellen synthetisieren und beladen Chylomikronen mit Fetten (Lipidierung). Von hier aus treten sie zuerst in die Lymphe ein und von hier ins Blut. Die Chylomikronen docken an Zielzellen an und geben den Großteil der TG ab. Sie kehren als Chylomikron-Reste (chylomicron remnants) zur Leber zurück. Ihr Durchmesser schrumpft auf ca. 150 nm. Ihre Füllung hat sich in ihrer Zusammensetzung nicht verändert: rund 90 % Fette und wenig Cholesterin. Die Leber recyclet die Chylomikron-Reste. (Abb.1)
Fett der Hauptenergieträger der ketogenen Ernährung. Die tägliche Aufnahme von Fett entsprechend hoch. Chylomikronen verteilen die erste Runde von Fett in den Körper. Ihr Anteil im Blut ist höher als bei einer fettarmen Ernährung.
Abb. 1 Chylomikronen sind große Partikel, die im Darm geformt werden und mit Fetten (TG) aus der Nahrung beladen werden (Lipidierung). Nachdem sie ihre Ladung am Zielgewebe abgegeben haben, werden sie die Leber aufgenommen und recycelt.
VLDL und LDL
Die Chylomikronen transportieren die erste Runde Fette zum Zielgewebe. Zurück kehren sie als Chylomikron-Reste, die verbleibendes Fett zur Leber transportieren. Hier werden die Triglyceride für die zweite Runde in very-low-density lipoproteins (VLDL) verpackt. Der Durchmesser der VLDL liegt zwischen 30 nm und 90 nm und ihre Füllung enthält rund 60 % TG. Sie enthalten dreimal mehr Cholesterin als Chylomikronen. VLDL erfüllen ähnliche Aufgaben wie Chylomikronen: der Transport von Fetten. Der Unterschied ist, dass TG nicht aus dem Essen stammen, sondern aus der Leber.
Der TG-Vorrat der Leber hat drei Zuflüsse: aus überschüssigen Kohlenhydraten, aus Chylomikronen-Resten und aus mittelkettige Fettsäuren. Diese sind weniger affin für Chylomikronen und transferieren aus dem Darm direkt in die Leber. In der Leber schlagen TG drei Wege ein: sie werden oxidiert, sie werden zu Ketone oder werden zu VLDL (Abb. 2).
VLDL docken an Zielzellen an, wo Enzyme ihre TG-Ladung löschen. Die Zielzellen nehmen die Fettsäuren auf und oxidieren sie zu Energie oder lagern sie intrazellulär ein.
Leere VLDL werden low-density-lipoproteins (LDL) genannt. Sie enthalten rund 13 % TG und rund 50 % Cholesterin. Ihr Durchmesser ist zwischen 20 nm und 25 nm. Befreit von ihrer TG-Ladung, liefern die LDL das Cholesterin zu allen Organen des Körpers. Ausnahme ist das Gehirn, das sein eigenes Cholesterin synthetisiert. Zellen bekommen Fett und Cholesterin in zeitlich versetzten Stufen. Zuerst das Fett in Chylomikronen und VLDL, anschließend das Cholesterin in LDL.
Abb. 2 Quellen und Schicksale der TG in der Leber.
Die Leber resorbiert und recycelt den Großteil, rund 70 %, der LDL-Partikel. Die anderen Organe bekommen den Rest. Damit das Cholesterol in Zellen ankommt, binden die LDL zuerst an ihrem Rezeptor (LDLR). Nach der Aufnahme baut die Zelle das LDL ab und setzt das Cholesterin frei. Der LDLR gelangt wieder an der Zelloberfläche (Abb. 3).
Neben der Leber nehmen Zellen der Nebennierenrinde, der Geschlechtsorgane und der Haut LDL auf. Daraus synthetisieren sie Hormone. Auch Zellen der Blutgefäße, die Endothel- und Muskelzellen, nehmen LDL auf. Auch sie brauchen Cholesterin. Ist das LDL gesund, stellt es kein Problem dar. Ist das LDL modifiziert, ist es ein Problem.
Abb. 3 LDL wird durch den LDL-Rezeptor (LDLR) in Zellen aufgenommen. Das LDL wird abgebaut. Der LDLR gelangt wieder an die Oberfläche der Zelle.
Das geschädigten LDL reagiert in den Gefäßwänden mit Immunzellen, die entzündlich reagieren. Diese Reaktion fördert die Entwicklung atherosklerotischer Plaques. Ob und wie viel LDL in den Wänden der Blutgefäße gelangt, hängt von der endothelialen Barriere ab. Diese Barriere besteht aus den Endothelzellen und deren Glykokalyx, eine Schicht aus Glykoproteinen. LDL wandert durch eine beschädigte Barriere verstärkt in die Gefäße ein und verursacht Entzündungen. Ich gehe später genauer darauf ein.
VLDL transportieren Fett. LDL, dessen Nachfolger, liefert Cholesterin. Eine hohe Menge an diesen Lipoproteinen im Blut weisen auf einen hohen Umsatz von Fett hin. Doch welche Rolle spielt das LDL bei der Entstehung von Atherosklerose? Gesamt-LDL war Jahrzehnte ein bestimmender Faktor, wenn die Gesundheit der Blutgefäße im Fokus stand. Die Forschung der letzten Jahre verschiebt ihren Blickpunkt und modifiziertes LDL gewinnt an Bedeutung.
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