¿Qué son las apolipoproteínas?
Las apolipoproteínas son las proteínas que forman parte de las lipoproteínas, que son complejos macromoleculares pseudomicelares, compuestos por un centro o núcleo apolar formado por triglicéridos y ésteres de colesterol, rodeados por una capa de fosfolípidos y lipoproteínas y que participan en la homeostasis lipídica.
El plasma sanguíneo de un ser humano posee docenas de apolipoproteínas diferentes, clasificadas en cinco grupos principales: las apolipoproteínas A, B, C, D y E. Algunos de estos grupos pueden subdividirse de acuerdo a la presencia de variantes o isoformas, y para ello se agrega un número en letras romanas que designa la subclasificación.
Cada una de estas clases de apolipoproteínas se asocia con un tipo específico de partícula lipoproteica o lipoproteína, y por ello es necesario entrar en contexto con algunas características y definiciones de estos complejos macromoleculares.
Tipos de lipoproteínas
De acuerdo a la densidad en la cual flotan por ultracentrifugación, las lipoproteínas (los complejos a los que pertenecen las apolipoproteínas) se agrupan comúnmente en 6 clases con propiedades y funciones diferentes, a saber:
- Quilomicrones.
- Partículas remanentes de quilomicrones.
- Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL, del inglés very low density lipoproteins).
- Lipoproteínas de densidad intermedia (IDL, del inglés intermediate density lipoproteins).
- Lipoproteínas de baja densidad (LDL, del inglés low density lipoproteins).
- Lipoproteínas de alta densidad (HDL, del inglés high density lipoproteins).
Características de las lipoproteínas
- Composición mixta de lípidos y proteínas. Las lipoproteínas están compuestas por una combinación de lípidos, como triglicéridos y colesterol, y proteínas llamadas apoproteínas. Esta mezcla de componentes permite que las lipoproteínas sean solubles en agua y, por lo tanto, puedan transportar lípidos en la sangre.
- Transporte de lípidos. La principal función de las lipoproteínas es transportar lípidos a través del sistema circulatorio. Esto incluye transportar el colesterol, tanto el LDL (colesterol malo) hacia los tejidos, como el HDL (colesterol bueno) desde los tejidos hacia el hígado para su eliminación.
- Clasificación con base en la densidad. Las lipoproteínas se clasifican en diferentes clases según su densidad, lo que a su vez está relacionado con su contenido de lípidos y proteínas. Las principales clases de lipoproteínas incluyen las lipoproteínas de alta densidad (HDL), las de baja densidad (LDL), las de muy baja densidad (VLDL) y las quilomicrones.
- Papel en el riesgo cardiovascular. Particularmente, el colesterol LDL, está estrechamente relacionado con el riesgo de enfermedad cardiovascular. El aumento de los niveles de colesterol LDL se asocia con un mayor riesgo de enfermedades del corazón, mientras que niveles más altos de colesterol HDL se asocian con bajo riesgo.
- Síntesis y metabolismo. Las lipoproteínas se sintetizan en el hígado y el intestino delgado. Después de cumplir su función de transporte de lípidos, son metabolizadas y descompuestas en diversos tejidos y finalmente eliminadas del cuerpo.
Funciones de las apolipoproteínas
- Reconocimiento y unión a receptores. Contienen secuencias específicas que permiten la unión a receptores de la superficie de las células. Estos receptores reconocen las apolipoproteínas en las lipoproteínas y facilitan la captación de lípidos por parte de las células. Por ejemplo, la apolipoproteína B-100 (ApoB-100) se une a los receptores de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en las células, permitiendo la captación de colesterol.
- Activación de enzimas. Algunas apolipoproteínas activan enzimas específicas que participan en el metabolismo de lípidos. Por ejemplo, la apolipoproteína C-II (ApoC-II) activa la lipoproteína lipasa, una enzima que hidroliza los triglicéridos en las lipoproteínas, liberando ácidos grasos que las células pueden utilizar.
- Transporte de lípidos. Actúan como componentes estructurales en las lipoproteínas y permiten que estas partículas transporten lípidos, como triglicéridos y colesterol, a través del torrente sanguíneo. Las diferentes apolipoproteínas se asocian con diferentes clases de lipoproteínas, como ApoB-100 en LDL, ApoA-I en HDL, y ApoE en VLDL y quilomicrones.
- Homeostasis del colesterol. Desempeñan un papel crucial en el metabolismo del colesterol. Controlan la distribución del colesterol y su captación por las células, lo que es esencial para mantener los niveles adecuados de colesterol en el cuerpo.
- Reconocimiento y catabolismo de lipoproteínas. Son reconocidas por el hígado y otros órganos y tejidos, lo que regula el catabolismo de las lipoproteínas. Por ejemplo, el hígado reconoce la ApoB-100, lo que facilita la eliminación de las lipoproteínas LDL del torrente sanguíneo.
- Antioxidante y antiinflamatorio. Algunas apolipoproteínas, como ApoA-I en HDL, tienen propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. Ayudan a proteger las lipoproteínas y las células de daños causados por radicales libres y procesos inflamatorios.
Tipos de apolipoproteínas
Existen cinco tipos principales de apolipoproteínas, cuya denominación corresponde a las letras del alfabeto A, B, C, D y E.
- Apolipoproteína A (I, II, IV). El grupo de apolipoproteínas A contiene las clases I, II y IV. Entre ellas, la apolipoproteína A-I es el componente proteico de las HDL y también puede hallarse en mínimas proporciones en los quilomicrones. Se produce en el intestino y en el hígado. Entre sus funciones principales está la de participar como cofactor enzimático. ApoA-II es el segundo componente de las partículas HDL y también puede encontrarse en otras lipoproteínas. Es sintetizada también en el hígado y es un dímero que puede tener funciones en la regulación de la unión de las lipoproteínas a los receptores apoE.
- Apolipoproteína B. Este grupo se encuentra, sobre todo, en los quilomicrones, las VLDL, las IDL y las LDL. Existen dos formas principales, que se conocen como apolipoproteína B100 (apoB-100) y apolipoproteína B-48 (apoB48). La apoB-100 es sintetizada por los hepatocitos (células hepáticas) y es un componente esencial, especialmente en las lipoproteínas VLDL, IDL y LDL, mientras que apoB-48 es sintetizada por los enterocitos (células intestinales) y se encuentra restringida a los quilomicrones y sus partículas remanentes. ApoB-100 es un complejo de varias subunidades, pesa más de 300 kDa y es una proteína glicosilada. ApoB-48 es una proteína cercanamente relacionada con apoB-100, se piensa que es un fragmento de la misma, pero algunos autores consideran que es producto de la transcripción y traducción de un gen diferente.
- Apolipoproteína C (I, II, III). Las apolipoproteínas C-I, C-II y C-III son los componentes proteicos de la superficie de los quilomicrones, y de las lipoproteínas VLDL y HDL. Participan en múltiples funciones metabólicas, y entre ellas destaca la redistribución de las clases de lipoproteínas, es decir, están implicadas en el remodelado metabólico de estas estructuras.
- Apolipoproteína E. Estas proteínas participan en la formación de los quilomicrones, las VLDL y las HDL. Tienen muchas funciones, pero quizá las más importantes se relacionan con la concentración de colesterol en la sangre y con su transporte hacia los distintos tejidos o su eliminación a través del hígado. Muchos tipos de enfermedades están relacionadas con defectos en esta apolipoproteína, bien sea con su síntesis a partir de los mensajeros de ARN, por defectos con los factores que regulan su transcripción y traducción, o directamente con su actividad o conformación estructural. Se ha relacionado con enfermedades cardiovasculares coronarias, con defectos congénitos de deposición y acumulación de colesterol e incluso con enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.
Referencias
- Elliott, D. A., Weickert, C. S., & Garner, B. Apolipoproteins in the brain: implications for neurological and psychiatric disorders. Clinical Lipidology.
- Fox, S. I. Human Physiology (9th ed.). McGraw-Hill Press.
- Mahley, R. W., Innerarity, T. L., Rall, S. C., & Weisgarber, K. H. Plasma lipoproteins: apolipoprotein structure and function. Journal of Lipid Research.
- Rawn, J. D. Biochemistry. Neil Patterson Publishers.
- Smith, J. D. Apolipoproteins and aging: emerging mechanisms. Ageing Research Reviews.