Apolipoproteínas

Apolipoproteínas

Os lípidos combinados com proteínas denominam-se lipoproteínas

Apolipoproteína ( apo ) é uma proteína que se liga a lípidos formando, desta forma, uma lipoproteína. A apo é pois a fracção proteica da lipoproteína. Existem vários tipos de apos, sendo os principais a apo A e a apo B, estando cada uma destas associadas ao colesterol-HDL ( apo A ) ou colesterol-LDL, -VLDL ou -IDL ( apo B ). A apo A associa-se ao colesterol dos tecidos, ajudando no transporte para o fígado, enquanto a apo B é a responsável pela ligação do colesterol-LDL aos receptores celulares, sendo parte constituinte deste colesterol-LDL, e pode originar o acúmulo nas artérias, destes lípidos, com a formação das placas de ateroma.

As apoproteínas, ou apolipoproteínas, são pois a parte proteica das lipoproteínas. São proteínas anfipáticas ( substância anfipática é aquela substância, como os lípidos, com duplo carácter em relação à água, é polar e apolar ao mesmo tempo, isto é, possui solubilidade e insolubilidade em água ) com alta composição em estruturas helicoidais associadas de forma débil às lipoproteínas. As apos são mais helicoidais quando se incorporam às lipoproteínas, sendo α-hélices com resíduos hidrófilos e hidrófobos colocados em posições opostas na estrutura. As α-hélices das apoproteínas, flutuam sobre os fosfolípidos das lipoproteínas, servindo como ligandos para os receptores celulares e como coenzimas do metabolismo das lipoproteínas. Pode haver transferência de apoproteínas entre várias lipoproteínas distintas.

As apos são sintetizadas principalmente no fígado e intestino delgado.

No Homem existem muitos tipos de apo, sendo as mais importantes as seguintes:

• apo A-I: com 243 aminoácidos e 29 kDa, activam a lecitina-colesterolaciltransferase ( LCAT )
• apo A-II: com 77 aminoácidos e 17 kDa, inibe a LCAT e activa a lipase hepática. Única apo dimérica, composta por 2 polipeptídeos iguais, de 77 aminoácidos cada, ligados por uma ponte S-S na cistina 6
• apo A-III
• apo A-IV: com 376 aminoácidos e 46 kDa, tem acção na absorpção lipídica a nível intestinal
• apo B-48: com 2152 aminoácidos e 241 kDa, actua na depuração do colesterol
• apo B-100: com 4536 aminoácidos e 513 kDa, tem também acção na depuração do colesterol
• apo C-I: com 56 aminoácidos e 6.6 kDa, hipotetiza-se que active a LCAT
• apo C-II: com 79 aminoácidos e 8.9 kDa, tem acção na activação da lipoproteína lipase
• apo C-III: com 79 aminoácidos e 8.8 kDa, hipotetiza-se que tenha acção sobre a inibição da lipoproteína lipase e activação da LCAT
• apo D: com 169 aminoácidos e 19 kDa, tem função desconhecida
• apo E: com 299 aminoácidos e 34 kDa, actua na depuração do colesterol
• apo F
• apo G
• apo H
• apo I
• apo J ou cluterina

Com excepção do dímero apo A-II, todas as apos são monómeros.

O fígado secreta as apo A-I e A-II, enquanto que os enterócitos apenas secretam apo A-I

As apos destacam-se no seu papel de marcadores de risco coronário. Nesta função de marcador de risco de patologia coronária, destacam-se as apo A-I e apo B e a relação apo B/apo A-I.

As lipoproteínas são partículas esféricas, formadas por um núcleo lipídico, de lípidos neutros não polares, nomeadamente ésteres de colesterol e triglicerídeos, envolvidos por substâncias polares, os fosfolípidos, colesterol livre e proteínas. A apolipoproteína é o componente proteico das lipoproteínas.

As apo distinguem-se entre si pelo tamanho e composição química, desempenhando 4 funções principais:

• agregam e secretam as lipoproteínas ( apo B-100, apo B-48 )
• oferecem integridade estrutural à lipoproteína ( apo B, apo E, apo A-I, apo A-II )
• são co-activadores enzimáticos ( apo C-I, apo C-II, apo C-III )
• ligam-se ou fazem ancoragem aos receptores de proteínas específicas para a captação celular ( apo A-I, apo B-100, apo E )

As lipoproteínas subdividem-se, segundo padrões de densidade, em alta, baixa, intermédia e muito baixa densidade;

• HDL com uma densidade compreendida entre 1.063 g/ml e 1.210 g/ml
• LDL com uma densidade compreendida entre 1.019 g/ml e 1.063 g/ml
• IDL com uma densidade compreendida entre 1.006 g/ml e 1.019 g/ml
• VLDL com uma densidade inferior a 1.006 g/ml

Para além das lipoproteínas em circulação, também podemos encontrar os quilomicra, cuja densidade é inferior a 0.95 g/ml, e que mais não são que a forma transitória da gordura absorvida no intestino.

Os HDL são constituídos por 50% de apo ( A-I em maior quantidade, A-II, C-I, C-II, C-III, E e J ), 20% de colesterol livre e esterificado, 15% de fosfolípidos e 5% de triglicerídeos.
90-95% dos HDL, as que contêm mais apo A-I ( Lp AI ), apresentam electroforeticamente mobilidade α e 5-10% apresentam mobilidade β

Apolipoproteína A-I ( apo A-I )

Verifica-se existir uma relação independente e inversa entre patologia coronária e a concentração de HDL-colesterol e a sua apo principal, a apo A-I.

Apolipoproteína A1

HDL-colesterol e apo A-I, para além de serem marcadores de diminuição de risco cardiovascular, também mostram acção directa antiaterogénica.

A apo A-I é o principal componente da HDL-colesterol e o seu gene situa-se no cromossoma 11, conjuntamente com os genes da apo C-III e apo A-IV, sendo sintetizado predominantemente a nível hepático e intestinal. A apo A-I estimula o efluxo do colesterol das células periféricas, dando o substracto para LCAT que está envolvido na maturação da HDL.

Apolipoproteína

Transporte reverso do colesterol

O transporte reverso do colesterol, retira o colesterol livre das células, por uma acção das HDL. Os ésteres de colesterol, por acção da LCAT, são transferidos para as lipoproteínas que contêm apo B, por acção da CETP. O colesterol das HDL é removido de forma selectiva pelos receptores SR-BI ( via directa ), após os triglicerídeos terem sofrido hidrólise pelos LLH. Pela via indirecta, os receptores B/E hepáticos removem as VLDL, LDL e quilomicra. As partículas de HDL retornam ao interstício, reiniciando a retirada do colesterol, ou são catabolizados no rim por endocitose mediada pela cubilina/megalina. As PLA-2 e LLE também têm participação na transformação e catabolismo das HDL

** LCAT enzima lecitina colesterol aciltransferase

** CETP proteína de transferência do colesterol esterificado

** LLH lipase hepática

** PLA-2's enzimas fosfolipase A2 solúveis

** LLE lipoproteína lipase endotelial

Transporte reverso do colesterol

HDL-colesterol e apo A-I são mediadores importantes do processo envolvente do transporte de colesterol livre dos tecidos periféricos, como paredes arteriais, e subsequente transporte para o fígado e outros tecidos esteroidogénicos, um fenómeno chamado de transporte reverso do colesterol. Este transporte reverso do colesterol tem função anti-aterogénico e possibilita a eliminação, por via biliar, do colesterol. A HDL-colesterol também actua por forma directa e indirecta nos locais de lesões ateroscleróticas por meio de acção antioxidante e anti-inflamatória.

A apo A-I também tem a capacidade de agir como “limpador” de lípidos oxidados.

HDL-colesterol forma-se no plasma e no compartimento extravascular, ao contrário das outras lipoproteínas que se formam no fígado e intestino, sofrendo transformação na circulação.

As apo A-I, que são os principais constituintes da HDL-colesterol, são sintetizadas nos hepatócitos e enterócitos, passando para a circulação, quer como forma livre quer associada a lípidos. No plasma associam-se a componentes lipídicos que se desprendem dos quilomicra e VLDL na hidrólise dos triglicerídeos sob a acção da lipase lipoproteica. A redução do núcleo destas partículas favorece a projecção de elementos de superfície, como sejam os fosfolípidos ou colesterol livre, que caracteriza a primeira fase do transporte reverso do colesterol e que compreende a remoção pelas HDL do colesterol celular, esterificação pela lecitina colesterol aciltransferase e sua transferência para as lipoproteínas que contêm apo B, podendo então o colesterol ser removido pelo fígado para ser eliminado por via biliar.

Verifica-se que os níveis de apo A-I estão reduzidos de forma acentuada em doentes com coronariopatia. É controversa a questão sobre se apo A-I ou HDL é melhor marcador preditor para o risco de doença coronária. Todos os estudos mostraram correlação inversa entre os níveis de apo A-I e a doença coronária. Os níveis de apo A-I apresentam-se baixos em homens com doença coronária, mas este facto não ocorre nas mulheres com doença coronária. A correlação dos níveis de apo A-I em mulheres com doença coronária apenas é significativa quando é feita correcção para o colesterol total e IMC.

Estudos apontam para o facto de outros factores, para além da HDL-colesterol, serem importantes no risco coronário e o mesmo se verifica com apo A-I.

Apo A-I e HDL diminuem a activação e agregação plaquetária, estimulam a fibrinólise e corrigem a capacidade vasodilatadora prejudicada que surgem da disfunção endotelial que a dislipidemia induz ou da aterosclerose.

Apolipoproteína B ( apo B )

A apo-B é a apolipoproteína maior existente nas quilomicra, LDL, VLDL ou IDL, tendo um papel fundamental na estrutura proteica das lipoproteínas. Apenas se apresenta uma molécula de apo B em cada lipoproteína, permanecendo unida a esta desde a síntese hepática até à depuração da circulação.

Apolipoproteína B

Uma vez que cada partícula de lipoproteína contém uma só molécula de apo B ( lipoproteína <---> apo B ), e 90% das lipoproteínas são LDL, para uma mesma concentração de LDL, um aumento de apo B sugere a existência de partículas com menor relação lípido/proteína, ou seja partículas de LDL pequenas e densas.

A apo B também tem por função a ligação entre LDL e o receptor celular da LDL

A apo B48, cuja concentração plasmática é baixa, é um importante componente das quilomicra, sendo sintetizada nos enterócitos e tem função importante na absorpção lipídica da dieta.

A apo B100 é de síntese hepática, tendo acção reguladora da síntese e eliminação do colesterol.

O gene do apo B encontra-se no cromossoma 2, sendo que mutações neste gene podem originar diminuída afinidade com a LDL aumentando os níveis circulantes de LDL-c. A semi-vida plasmática de apo B mutada é tripla a quádrupla da apo B normal, podendo assim ser mais oxidada e com maior capacidade aterogénica. Os níveis plasmáticos dos indivíduos mutados para apo B podem atingir os valores de 400 mg/dl, embora possam ser normais as concentrações desta LDLc.

Também a situação de hipo-β-lipoproteinemia leva à síntese de proteínas B truncadas, existindo níveis mais baixos de lipoproteínas contendo apo B no plasma, o que origina níveis baixos de LDLc.

Pacientes podem não possuir a proteína de transporte de lípidos essencial para a formação das lipoproteínas e assim, dado não poderem fazer quilomicra absorvem mal as gorduras e as vitaminas A,B,D e K.

Dado que cada partícula com potencial aterogénico contém apenas uma molécula apo B, o nível desta apo B plasmática representa o número total de partículas aterogénicas. A apo B48 é responsável por menos de 1% das apo B plasmáticas e assim, na prática, o total de apo B plasmático é igual ao número de partículas apo B100 plasmáticas que engloba VLDL, LDL, IDL e Lp(a) sendo que mais de 90% destas partículas são LDL. De referir que nas situações de hipertrigliceridemia esta relação se mantém.

A determinação da apo B apresenta vantagem sobre a determinação de LDL como preditor da patologia cardiovascular, principalmente quando está presente a LDL pequena e densa, uma vez que a concentração de colesterol, nesta situação, está subestimando o número de partículas de LDL.

No tratamento com estatinas, verificou-se vantagem similar. Foi observada a superioridade como preditor de acontecimentos cardiovasculares de apo B sobre a LDL em todas as condições, independentemente do sexo, idade, concentração de triglicerídeos ou de colesterol total.

Os triglicerídeos têm papel conhecido na doença ateromatosa podendo acumular risco de doença cardiovascular. Concentração sérica de triglicerídeos superior a 400 mg/dl invalida o cálculo da VLDL e do LDL e desta forma a avaliação do risco cardiovascular fica prejudicada.

Apo B e apo A-I são indicadores úteis e fáceis de dosear na avaliação dos efeitos terapêuticos com estatinas, na medicação anti-lipídica. As estatinas reduzem apo B ( ligadas a LDL, VLDL, IDL, quilomicra ) e aumentam apo A-I ( ligadas ao HDL ).

Relação apo B/apo A-I

Verificou-se que a relação apo B/apo A-I apresenta importante valor preditivo na doença coronária. A relação apo B/apo A-I mostrou ser o factor de risco com maior força na estratificação do risco e controlo terapêutico. A relação apo B/apo A-I mostrou superioridade comparativamente com a relação consagrada colesterol total/HDL-c.

Esta relação apo B/apo A-I foi preditor de eventos em situação pós-tratamento com estatinas ao contrário da LDL-c.

O doseamento das apos tem demonstrado ter um valor importante na prevenção de doenças cardiovasculares como factor de risco destas doenças. A apo B reflete o número de partículas lipoproteicas aterogénicas contrariamente ao que representa a apo A-I, que dependendo da HDL indica as partículas anti-aterogénicas.

Como se mencionou anteriormente, a capacidade antiaterogénica da apo A-I é-lhe conferida pela habilidade de remover o colesterol celular do organismo, sendo assim o seu doseamento plasmático uma importante medida na determinação do risco cardiovascular do doente. A apo B vai além do LDL-colesterol. As partículas de LDL variam no que diz respeito à sua composição ( LDL-colesterol, LDL pequenas e densas ) enquanto que a apo B é um índice mais preciso que consegue identificar de forma mais exacta a partícula LDL comparativamente com o critério de medida do HDL-colesterol.

Apo B é um critério mais exacto do que LDL-colesterol ou colesterol não HDL como marcador de risco de doença cardiovascular e é um melhor guia na terapêutica com estatinas.

Durante o tratamento com estatinas, LDL não é um bom critério de sucesso desse tratamento, ao contrário do que se verifica com apo B e da relação apo B/apo A-I.

As partículas de HDL contêm a enzima paraoxonase que hidrolisa os peróxidos lipídicos, sendo catalizador da ruptura dos fosfolípidos oxidados em LDL e elimina os produtos resultantes da oxidação da LDL, nomeadamente lipoperóxidos e lipofosfatidilcolina. A HDL, enquanto anticoagulante e pró-fibrinolítica, inibe a activação do factor X, a activação plaquetária e a secreção de plasminogéneo tecidual ( tPA ) e do inibidor do plasminogéneo ( PAI ). Tem também a capacidade de estimular a actividade da PCR.

Colesterol-HDL

A HDL tem acção de protecção endotelial pelos seguintes mecanismos:

• inibição da infiltração de LDL-oxidados
• inibição da adesão de monócitos no endotélio por inibição das VCAM-I e ICAM-I e da e-selectina
• menor produção de endotelina 1
• estimulação da síntese de PgI2
• modulação da produção de peptídeo natriurético C
• activação de eNOS ( síntese do óxido nítrico endotelial )
• estimulação da produção de células musculares lisas
• prevenção do dano celular e necrose resultantes da activação do sistema complemento

Colesterol-HDL e colesterol-LDL

Proteínas só podem ser consideradas apolipoproteínas se:

• tiverem propriedades únicas e distintas química, física e imunologicamente
• tiverem propriedades distintas estrutural e funcionalmente
• sejam componente integral do sistema de transporte dos lípidos
• tiverem a propriedade de formarem lipoproteínas

As apos produzem o chamado sistema ABC, com a finalidade de ser uniformizada a designação das apos.

Lp(a)

Algumas proteínas das apos são constituídas por vários polipeptídeos, com propriedades únicas e distintas, formando parte do componente integral do sistema de transporte de lípidos e participam em conjunto com outros polipeptídeos na formação das apos. Os polipeptídeos são designados pelo acréscimo de números romanos à apo que integram: A-I, C-II, etc. Para além desta subdivisão das apos, também alguns polipeptídeos podem ter variantes, sendo estas designadas por número árabe: A-I.1, C-III.2, etc.

As lipoproteínas podem ser divididas em famílias, sendo que uma família lipoproteica é um sistema polidisperso de partículas contendo apenas uma apoproteína. Quando uma lipoproteína apenas tem uma família, isto é uma única apolipoproteína, esta designa-se de primária, simples ou discreta. Família secundária ou complexa é a lipoproteína formada por mais de uma apoproteína.

Neste conceito, as lipoproteínas designam-se pelas apos que as formam. As lipoproteínas são designadas por HDL, LDL, VLDL, IDL, Lp(a), CM ( quilomicrom ).

Novos conceitos em lipoproteínas

A designação das apo B inclui a percentagem de peso comparativamente com a apo B mais pesada a que foi atribuída a designação de apo B100 ( 100 = 100% ), sendo as restantes chamadas de apo B48 ( 48% ), apo B74 ( 74% ), etc.

As únicas biologicamente importantes são as apo B100 e apo B48. A distinção entre apo B100 e apo B48, que provêm do mesmo gene, é devida ao mRNA intestinal que é formado de um códão STOP, não se sabendo ainda qual o enzima responsável por esta transformação, mas que revela especificidade muito alta de órgão.

A apo I foi inicialmente designada de apo S por ser induzida pela ingestão de açúcar.

Apo J ou cluterina existe no HDL e pode ser associada ao colesterol e fosfolípidos para formar imunocomplexos circulantes.

As apos têm as seguintes funções:

• são componentes integrantes das lipoproteínas
• intervêm no transporte transcelular lipídico

•              *     transporte do colesterol pela apo B
•              *     catabolismo mediado por receptores pelas apo B e apo E
•              *     efluxo do colesterol efectuado pela apo A-I

• actuam pela inibição de várias enzimas

Uma proteína tem de ser sintetizada, modificada intra e extracelularmente, incorporar lípidos, ser remodelada e transferida ao plasma. A síntese destas proteínas é exclusivamente hepática ou intestinal, com a única excepção da apo E, cuja síntese é no cérebro, e as sínteses minor da apo C-I na suprarrenal e apo E no rim e suprarrenal.

Verifica-se que nos doentes diabéticos pode ocorrer glicosilação não enzimática.

A densidade das lipoproteínas é inversamente proporcional ao seu diâmetro. Electroforeticamente, as lipoproteínas designam-se de quilomicra ( sem mobilidade electroforética ), α-lipoproteínas ( mobilidade na zona das α-globulinas ), β-lipoproteínas ( com mobilidade na zona das β-globulinas ), pré-β-lipoproteínas ( lipoproteína com mobilidade na zona das α2-globulinas ).

Quilomicra e VLDL são particularmente ricas em triglicerídeos ao contrário das LDL que são ricos em colesterol

HDL, as lipoproteínas mais pequenas, são as mais densas devido ao seu mais alto conteúdo em apolipoproteínas ( cerca de 50% ) sendo que a apo A-I prefaz 70-80% das proteínas totais, enquanto que as restantes apoproteínas são a apo A-II e apo C, e em quantidades muito pequenas as apo D, apo E e apo A-IV.

Lipoproteínas

Metabolismo das lipoproteínas

O metabolismo das lipoproteínas depende das apolipoproteínas constituintes das lipoproteínas.

Os ésteres de colesterol, fosfolípidos e triglicerídeos são hidrolizados, originando seus metabolitos que consoante o comprimento da cadeia vão directamente para a corrente portal ( ácidos gordos de cadeia curta e média ) ou são absorvidos pelos enterócitos ( ácidos gordos de cadeia longa ).

A apo A é a apoproteína mais abundante nas quilomicra mas a apo B48 é fundamental para a formação desta lipoproteína. Nas situações patológicas, em que não há apo B, as quilomicra não se formam.

Importante a noção que as apoproteínas contendo apo B ( quilomicra, VLDL, IDL, LDL ) transportam lípidos para as células enquanto que as apo A ( ligadas a HDL ) transportam colesterol das células para o fígado, para a sua catabolização, sendo este fenómeno designado de transporte reverso do colesterol. O transporte reverso do colesterol compreende 3 fases:

1. efluxo do colesterol das células extra-hepáticas para o plasma
2. modificação intravascular do colesterol, por processo envolvendo LCAT, com transferência dos ésteres de colesterol para a apo B
3. transferência do colesterol para os hepatócitos

A transferência do colesterol é processada envolvendo as HDL, que são captadas por receptores, sendo transferidos os ésteres de colesterol por retroendocitose ou translocação.

Por retroendocitose entende-se endocitose mediada por receptor. Os macrófagos captam as HDL recebendo os ésteres de colesterol, intervindo neste processo CETP e CI

Receptores BE ( receptores que reconhecem apo B e apo E )

A maioria das LDL só é catabolizada após fixação aos receptores da membrana celular. O receptor tem 2 zonas funcionais e uma de ligação, na parte externa da membrana e na zona de internalização, no folheto interno dessa membrana. Os receptores são sintetizados nos ribossomas, onde se encontra como precursor dos receptores, que migra para o complexo de Golgi. É no cromossoma 19 que se encontra o gene destes receptores BE. Os lisosomas captam as LDL, sendo as proteínas hidrolizadas em aminoácidos e os ésteres de colesterol e ácidos gordos são formados a partir do colesterol.

De referir que os macrófagos não possuem receptores para as LDL mas captam LDL modificadas.

Proteína modificada à lipoproteína ( LPR )

Com 5 domínios funcionais, a LPR não reconhece a apo B, ligando-se fracamente à VLDL, mas com alta afinidade aos remanescentes da VLDL ricos em apo E.

Existem os receptores para VLDL, receptores 2 das apo E e receptores das HDL.

Estudos efectuados para avaliação do risco coronário não revelaram os doseamentos séricos de apo A-I e apo B terem vantagem sobre as lipoproteínas convencionais ( HDL, VLDL, LDL, IDL, quilomicra ) apesar de haver associação estatística entre apo A-I e doença coronária, sendo o custo inferior quando usamos as lipoproteínas convencionais comparativamente com as apolipoproteínas.