Hiperpilemias

Composición y metabolismo de las lipoproteínas

La importancia de las alteraciones en el metabolismo lipídico radica principalmente en su asociación con la aterosclerosis, forma de arteriosclerosis caracterizada por el acúmulo de material lipídico, especialmente colesterol, en la pared de las arterias de mediano y gran tamaño, con un desarrollo lento, progresivo y silencioso hasta que la lesión alcanza un tamaño capaz de producir isquemia. La enfermedad coronaria o cardiopatía isquémica (CI) es la principal complicación clínica de la aterosclerosis, proceso multifactorial que se desarrolla por la interacción nociva entre el colesterol, las lipoproteínas plasmáticas, los monocitos-macrófagos, las plaquetas y las células endoteliales y musculares lisas de la pared arterial.

Las grasas representan el 40 por ciento de la ingesta energética en nuestra población. Una elevada proporción son triacilglicéridos y en menor medida fosfolípidos, colesterol y otros esteroles. A nivel de la luz intestinal y por acción de una serie de lipasas y esterasas, estos lípidos compuestos son hidrolizados y absorbidos por la mucosa, donde se reesterifican y son exportados a la circulación para su distribución a los diferentes tejidos. Pues bien, estos lípidos son transportados en sangre en forma de lipoproteínas.

Lipoproteínas plasmáticas

A diferencia de los ácidos grasos libres, que se asocian a la albúmina, los triglicéridos y los ésteres de colesterol se asocian con fosfolípidos y colesterol libre y con proteínas específicas (apolipoproteínas) para constituir las denominadas lipoproteínas. Éstas presentan una forma subesférica donde los lípidos más apolares se sitúan en el interior de la partícula, mientras los fosfolípidos y las apolipoproteínas ocupan la superficie de la misma, facilitando la estabilidad del conjunto en el medio acuoso. Su misión es transportar triglicéridos y colesterol de unos tejidos a otros, aunque no puede desdeñarse su función como transportadoras de vitaminas liposolubles -retinol acetato, tocoferol y carotenoides- y de otras moléculas de interés biológico.

Clásicamente se distinguen cuatro grandes clases de lipoproteínas plasmáticas atendiendo a sus propiedades físicoquímicas (ver Tabla I). Mediante ultracentrifugación se identificaron inicialmente los quilomicrones, las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), las lipoproteínas de baja densidad (LDL) y las lipoproteínas de alta densidad (HDL), atendiendo a su creciente peso específico (ver Tabla I). La explicación de su metabolismo hace necesario considerar otros tipos o subclases de lipoproteínas, como las de densidad intermedia (IDL) y las subfracciones HDL2 y HDL3 dentro de las de alta densidad. Por último, debe indicarse también la existencia de la denominada lipoproteína(a) (Lp(a)), que resulta de la asociación de una LDL con la apolipoproteína(a) (ver Tabla I).

TABLA I. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y COMPOSICIÓN DE LAS LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS

Quilomicrones VLDL IDL LDL HDL2 HDL3 Lp(a) Densidad (g/ml) <0.95 0,95-1,006 1,006-1,019 1,019-1,063 1,063-1,125 1,125-1,21 1,05-1,11 Diámetro (nm) 100-500 30-80 25-35 20-25 9-12 6-9 21-26 Migración electroforética origen pre- – - - - - pre- –                 Composición (%)               Proteína 0,5-2 8 19 22 40 56 30 Triglicérido 85 55 23 6 5 3 5 colesterol esterificado 2 12 29 42 17 13 35 colesterol libre 2 7 9 22 33 3 9 Fosfolípido 7 18 19 8 5 25 21                 Apolipoproteínas (%)               A-I 0-5       70 65   A-II 0-1       10 20   A-IV 10         1   B-100   35-40 45-50 95-100     40-60 B-48 20-25             C-I 5-10 3 1   1 1   C-II 15 7-8 5   1 1   C-III 35-40 35-40 30-35   10 5   E 5 5-10 10-15   1-10 1   apo(a)             40-60

Las diferencias en peso específico entre las diferentes clases de lipoproteínas se deben a la proporción de lípidos frente a proteínas, que es decreciente desde los quilomicrones a las HDL (ver Tabla I). También hay una tendencia decreciente en ese sentido en cuanto al tamaño de la partícula, que varía desde más de 1.000 nm en un quilomicrón a sólo 10 nm en una HDL3. Los lípidos más abundantes en quilomicrones y VLDL son los triglicéridos; el colesterol es muy abundante en las LDL y, de hecho, en la especie humana éstas transportan alrededor del 70 por ciento del colesterol plasmático; el componente mayoritario en las HDL es la proteína seguido de los fosfolípidos, aunque el más dinámico metabólicamente hablando es el colesterol. Estas características han permitido agrupar las lipoproteínas en transportadoras de triglicéridos (quilomicrones y VLDL) frente a transportadoras de colesterol (LDL y HDL). No debemos olvidar, no obstante, que ésos son datos porcentuales y que una partícula promedio de VLDL contiene unas 3600 moléculas de colesterol esterificado, mientras que una de LDL sólo contiene 1300, dado su muy diferente tamaño.

Otro aspecto importante es la enorme heterogeneidad de las lipoproteínas. Observemos que el criterio para definir una clase de lipoproteínas es un rango de densidades; pues bien, dentro del mismo existe un contínuo de partículas configurando una población polidispersa, habiendo una mayoría de partículas con una determinada densidad, que determina la "moda" de la población. Éso ocurre en el más sencillo de los casos, en otros la población es verdaderamente heterogénea, distinguiéndose varias "modas" y varias inflexiones en la distribución de frecuencias, que señalan la existencia de diferentes subfracciones, como puede ser el caso de las HDL. Esta heterogeneidad se manifiesta ya atendiendo a un primer parámetro (densidad o tamaño, por ejemplo) pero si ahora consideramos alguna otra característica o propiedad de las lipoproteínas, la complejidad se multiplica. Así, para una misma densidad o tamaño pueden existir partículas con diferente composición en lípidos o con apolipoproteínas distintas, lo que implica que difícilmente pueden existir en el plasma dos partículas idénticas en todas sus características. Esta realidad es un reflejo del complejo metabolismo de las lipoproteínas y dificulta tremendamente su estudio.

La ultracentrifugación ha sido y es la técnica de elección para el aislamiento de las lipoproteínas. Una vez separadas las lipoproteínas, bien utilizando un gradiente de densidad o mediante ultracentrifugación secuencial en equilibrio de densidad, se determina analíticamente algún componente -colesterol, triglicéridos, fosfolípidos, apolipoproteínas- y así se establece el perfil de lipoproteínas. Esta técnica, no obstante, es muy laboriosa y consume mucho tiempo y recursos, por lo que su aplicación se restringe a casos concretos. A efectos clínicos, la concentración plasmática de colesterol y la de triglicéridos es ya muy informativa sobre los niveles de lipoproteínas. En el laboratorio clínico, ésto se completa con la determinación del colesterol asociado a las HDL (cHDL), habitualmente mediante métodos de precipitación selectiva del plasma, y la estimación del colesterol asociado a las LDL (cLDL) mediante la fórmula de Friedewald: cLDL = colesterol total - cHDL - triglicéridos totales/5 (este cálculo asume que triglicéridos totales/5 es una medida del colesterol asociado a las VLDL, lo cual se aproxima a la realidad sólo cuando la concentración de triglicéridos no supera los 300 mg/dl de plasma).

La otra técnica que se utiliza para la separación de las lipoproteínas y se utiliza con fines analíticos es la electroforesis de zona. La variación en la abundancia y en el tipo de apolipoproteínas entre las distintas lipoproteínas hace que presenten distinto punto isoeléctrico y, por lo tanto, diferente movilidad electroforética (ver Tabla I). Si se practica una electroforesis del plasma en un gel de agarosa, por ejemplo, y se tiñen los lípidos, aparecen tres bandas, de menor a mayor movilidad hacia el ánodo: ß, que corresponde a las LDL; pre-ß, que corresponde a las VLDL, y a, que se corresponde con las HDL. No es habitual que haya quilomicrones si la muestra de plasma se ha tomado de un individuo en ayunas de 12 h, pero en el caso de que haya, se localizan en el origen de la electroforesis por su gran tamaño, que les impide penetrar en el gel. También pueden llegar a distinguirse los ácidos grasos libres asociados a la albúmina, en una banda de mayor migración que la a. La Lp(a) tiene una movilidad pre-ß, igual que las VLDL, de manera que pasa desapercibida si se analiza el plasma total (de ahí que también se denominara lipoproteína pre-ß oculta); por otra parte, su densidad cabalga entre LDL y HDL2, así que para identificarla clásicamente se ha procedido al análisis electroforético de la fracción de densidad superior a 1,006 g/ml; si el plasma contiene Lp(a), aparece una banda con movilidad pre-ß en esa fracción. Actualmente, se dispone de anticuerpos específicos contra ella, de manera que se utilizan métodos inmunológicos para su identificación y cuantificación.

Apolipoproteínas

Las apolipoproteínas desempeñan un importante papel en el metabolismo de las lipoproteínas por cuanto no sólo mantienen su estructura sino que también determinan su destino. Se han indentificado más de diez apolipoproteínas distintas, cuyas características más sobresalientes se indican en la Tabla II y su presencia en las distintas lipoproteínas en la Tabla I. Digamos que son numerosas las proteínas que en algún momento pueden asociarse a las lipoproteínas (por ejemplo, la propia albúmina, enzimas que actúan sobre los lípidos, proteínas inhibidoras de proteasas, etc) pero no se consideran apolipoproteínas porque su papel biológico no es formar parte integral de la lipoproteína. Las apolipoproteínas contienen numerosos dominios con estructura de hélice a anfipática, con una cara hidrofóbica que interacciona con los lípidos de la lipoproteína y otra polar que se encara hacia el medio acuoso, disposición que estabiliza la partícula. Las apolipoproteínas A, C y E tienen numerosos de esos dominios a lo largo de su estructura y presentan una alta analogía, de lo que se deduce que están relacionadas evolutivamente; la apo B y la apo D son singulares, con una secuencia aminoacídica y una estructura génica muy diferente.

La apo A-I se sintetiza en hígado e intestino y es la apolipoproteína principal de las HDL. Es la apolipoproteína más abundante en el plasma tanto en humanos como en las demás especies animales. Como la mayor parte de las apolipoproteínas, se libera al plasma en forma de proforma y ahí se procesa por proteolisis parcial y desamidación, apareciendo varias formas cuyo significado fisiológico se desconoce. Cuando se da una deficiencia total de apo A-I, las HDL prácticamente no existen en el plasma y las escasas partículas de esa densidad que se identifican poseen una estructura muy alterada. Esta apolipoproteína es activadora de la lecitina:colesterol aciltransferasa (LCAT) (ver más adelante) y participa activamente en la interacción de estas lipoproteínas con receptores de membrana y con otras proteínas del plasma, lo que muestra la relevancia de la apo A-I en el metabolismo de las HDL.

La apo A-II se encuentra también en las HDL pero no todas ellas la contienen, distinguiéndose partículas HDL con apo A-I, otras con apo A-I y apo A-II y otras, muy minoritarias, sólo con apo A-II. La apo A-II se sintetiza en hígado y su significado fisiológico realmente no se conoce, pues aunque se han elaborado ratones transgénicos con esta apolipoproteína, los resultados que han aportado son contradictorios.

La apo A-IV se sintetiza en intestino e hígado y se encuentra mayoritariamente libre en el plasma. Los quilomicrones recién sintetizados llevan apo A-IV pero se desprenden de ella en el plasma, sin conocerse las causas. También se encuentra en las HDL3 y forma complejos con la LCAT, a la cual también activa. De hecho, una vez actúa la LCAT, la apo A-IV de las HDL se libera. Como su síntesis está estrechamente relacionada con la absorción grasa, se ha despertado interés por su estudio como un marcador de ese proceso.

Existen dos formas de apo B, la B-100 y la B-48, que proceden del mismo gen. En la especie humana existe una disociación en cuanto al lugar de síntesis de estas proteínas, la B-100 se sintetiza en el hígado mientras que la B-48 lo es en intestino. En la rata, por el contrario, el hígado puede sintetizar ambas. Centrándonos en la especie humana y en el hígado, el mARN se traduce normalmente para sintetizar una proteína de 4.536 aminoácidos, la apo B-100; mientras se va sintetizando, se asocia con triglicéridos y otros lípidos por acción de la proteína microsomal transferidora de lípidos (MTP) para constituir una partícula de VLDL. En intestino existe una enzima que actúa sobre aquel mARN, desaminando una citosina del codon 2.153 y dando lugar a un codon de parada, de manera que al traducirse se sintetiza una proteína de 2.152 aminoácidos, la apo B-48, con un peso molecular del 48 por ciento aproximadamente de la B-100. Análogamente a lo que ocurría en hígado, la apo B-48 se asocia con lípidos para constituir ahora un quilomicrón. La apo B-48 se encuentra únicamente en los quilomicrones y en las lipoproteínas denominadas remanentes, que son productos del catabolismo de los primeros. La apo B-100 se encuentra en VLDL y también en las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y en las LDL, productos ambas del catabolismo en el plasma de las VLDL. Tanto la apo B como la MTP son esenciales para la síntesis de estas lipoproteínas: si la apo B que se sintetiza está truncada debido a una mutación y dispone de menos del 40 por ciento de la secuencia total, las lipoproteínas que se sintetizan son inestables y el paciente manifiesta la enfermedad denominada hipobetalipoproteinemia; si la MTP no es funcional, no se sintetizan quilomicrones ni VLDL y el paciente manifiesta la abetalipoproteinemia, muy grave en su condición homocigótica. Aparte de este relevante papel en la estructura de las lipoproteínas, la apo B-100 es el ligando del receptor LDL. El dominio de reconocimiento se sitúa en torno al aminoácido 3.360, de manera que la apo B-48 carece de esta propiedad. La estructura de la apo B-100 es flexible y el extremo C-terminal puede plegarse ocultando aquel dominio de reconocimiento; esto ocurre fisiológicamente en las VLDL, pudiéndose decir que en ellas la apo B-100 es inactiva, pero no en las LDL. La mutación denominada apo-B3.500, que afecta al aminoácido de esa posición, determina que la apo B-100 esté permanentemente replegada, impidiendo también la interacción de las LDL con el receptor LDL. Esta alteración retrasa la eliminación de las LDL del plasma y produce una hipercolesterolemia (deficiencia de apo B-100).

Las apolipoproteínas C tienen todas ellas bajo peso molecular y se asocian a todo tipo de lipoproteínas, salvo las LDL (ver Tabla II). Se sintetizan principalmente en hígado, aunque también en intestino. La apo C-I es la menos abundante y su función es incierta: in vitro activa la LCAT y los ratones transgénicos que carecen de apo C-I presentan una captación hepática de remanentes de VLDL disminuida, pero realmente su función en humanos es incierta. La apo C-II es el cofactor de la lipoproteína lipasa (LPL), enzima que hidroliza los triglicéridos de las lipoproteínas, pudiéndose decir que es la señal para que actúe la lipasa sobre una partícula lipoproteica determinada. Los defectos de la apo C-II conducen a una hipertrigliceridemia del mismo carácter que la deficiencia de la propia LPL. La apo C-III es la más abundante de las apolipoproteínas C y actúa inhibiendo a la LPL, lo cual se ha deducido tanto de estudios directos in vitro como de la acelerada hidrólisis de los triglicéridos que se observa en los individuos deficientes de esta proteína. Así pues, puede decirse que la proporción de apo C-II (activador) y apo C-III (inhibidor) en una misma partícula lipoproteica determina la tasa de hidrólisis de sus triglicéridos a cargo de la LPL. Finalmente, todas las apo C, aunque especialmente la apo C-III por su abundancia, dificultan el reconocimiento de las lipoproteínas que contienen apo B por sus receptores, por lo que retrasan su eliminación del plasma.

TABLA II. CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES APOLIPOPROTEÍNAS

Apolipoproteínas

Masa molecular (kDa)

Concentración en plasma (mg/dl)

Función

A-I	28.300	100-150	Activador LCAT, ligando receptor
A-II	17.400	30-50	Estructura HDL
A-IV	45.000	15	Activador LCAT
B-100	549.000	70-90	Estructura VLDL/LDL, ligando receptor LDL
B-48	264.000	<5	Estructura quilomicrones
C-I	6.550	4-7	Activador LCAT
C-II	8.850	3-8	Activador LPL
C-III	8.750	8-15	Inhibidor LPL
E	34.200	3-6	Ligando receptores LDL y LRP
apo(a)	300.000-800.000	0-200	?

La apo E es una proteína de carácter relativamente básico por su abundancia de restos de arginina. Se encuentra en quilomicrones, VLDL y en HDL y se sintetiza en hígado y macrófagos. También es abundante en el sistema nervioso, siendo sintetizada por las células de microglía, pero este compartimento parece no estar relacionado con el de las lipoproteínas plasmáticas. La función de la apo E parece ser el permitir el aclaramiento de las lipoproteínas remanentes y de las IDL por el hígado, tanto a través del receptor LDL como del receptor LRP, que luego se comentarán, pero también presenta otras acciones, como la de activar la LCAT y la lipasa hepática e inhibir la LPL. Los ratones transgénicos que carecen de apo E son altamente sensibles a la dieta rica en grasas y desarrollan lesiones ateromatosas con facilidad. La apo E es una proteína polimórfica, existiendo tres formas principales establecidas en la especie humana, que son la E2, la E3 y la E4. La más común es la E3, con una frecuencia alélica en torno al 80 por ciento; la frecuencia de la E4 varía según las poblaciones, siendo mayor en las nórdicas europeas y estadounidense (cerca del 14 por ciento) que en las orientales y en las mediterráneas (alrededor del 8 por ciento). Curiosamente la E4 se considera la forma originaria de la que han derivado las otras evolutivamente. Se diferencian en uno o dos aminoácidos entre ellas: con respecto a la E3, la E4 tiene Arg en vez de Cys en posición 112 y una carga positiva neta, y la E2 tiene Cys en vez de Arg en posición 158 y una carga negativa neta. A la E2 este cambio de un aminoácido le impide ser reconocida por el receptor LDL, facultad que disponen las otras dos formas. Así, en los individuos homocigóticos para E2, el aclaramiento de las partículas remanentes se enlentece y pueden llegar a desarrollar una dislipidemia (hiperlipemia tipo III o disbetalipoproteinemia). Por otra parte, la E4 se ha revelado como uno de los factores de riesgo más importantes de padecer enfermedad de Alzheimer y, de hecho, esta proteína parece asociarse fuertemente con el péptido ß amiloide (Aß), favoreciendo su depósito y la formación de placas extracelulares en el sistema nervioso central.

Las otras apolipoproteínas (D, G, F, H y J) son muy minoritarias y su función no está aclarada todavía. Mención especial merece la apolipoproteína(a). Esta proteína se ha identificado solamente en el hombre, ciertos primates, el cobaya y el erizo europeo. Se sintetiza en hígado y se asocia a través de un puente disulfuro con la apo B-100 de las LDL, para constituir la denominada lipoproteína(a). En la especie humana presenta un altísimo polimorfismo, con una variedad de pesos moleculares desde 300 a más de 800 kDa, y la concentración de Lp(a) es también muy dispar, desde indetectable (que coincide con el genotipo nulo de la apo(a)) hasta niveles de 200 mg/L. Las concentraciones elevadas de Lp(a) no se corresponden necesariamente con elevaciones de otras lipoproteínas (por ejemplo, LDL) sino con la forma de apo (a) que se sintetiza; así, las formas de bajo peso molecular se asocian con concentraciones altas en plasma y al contrario, lo que se atribuye a la diferente estabilidad de la apo(a) - mayor cuanto más pequeña. Por lo tanto, la concentración plasmática de Lp(a) está determinada genéticamente; ahora bien, los factores dietéticos y hormonales ejercen cierta influencia. Por ejemplo, se conoce que el hipotiroidismo y la acromegalia se asocian con elevaciones de esta lipoproteína, así como el consumo de ácidos grasos insaturados, especialmente los trans. El tratamiento hipolipemiante habitual no la afecta, salvo el ácido nicotínico, que la reduce y, sorprendentemente, los esteroides anabolizantes indicados para corregir la anemia de pacientes en hemodiálisis, producen grandes descensos de la concentración de Lp(a) sin conocerse los mecanismos. Su destino metabólico está también por descifrar pues no es reconocida por el receptor LDL ni por otros, al menos con la misma afinidad que las otras lipoproteínas. La apo(a) posee numerosas repeticiones de unos dominios denominados "kringle", que aparecen en proteínas relacionadas con la coagulación y la fibrinolisis, como el plasminógeno, la protrombina, el activador tisular del plasminógeno (t-PA) y en el factor XII. El hallazgo de la elevada homología de la apo(a) con el plasminógeno permitió establecer una conexión entre las lipoproteínas y la coagulación sanguínea y se incrementó el interés por esta lipolipoproteína. El plasminógeno posee cinco "kringle" diferentes, del 1 al 5, que parecen conferirle afinidad por sustratos proteicos ricos en lisina; por su parte, la apo(a) posee un "kringle" V (con homología con el 5 del plasminógeno), diez tipos diferentes de "kringle" IV (IV-1 al IV-10) y concretamente múltiples repeticiones del "kringle" IV-2, cuyo número varía de unos individuos a otros y es la causa del gran polimorfismo de la apo(a). Al poseer estos "kringle" la apo(a) es capaz de desplazar al plasminógeno (o la plasmina) de sus sitios de unión y de interferir en su activación por el t-PA, por lo cual en presencia de Lp(a) la capacidad fibrinolítica está mermada. Probablemente ésta sea la causa del conocido papel de la Lp(a) como factor de riesgo cardiovascular. Debe señalarse, no obstante, que esta calidad de factor de riesgo se manifiesta en individuos con hipercolesterolemia principalmente, por lo que es más eficaz concentrarse en el control de la hiperlipemia que en la reducción de la concentración plasmática de Lp(a). La función de la Lp(a) no se conoce; alguien la ha entendido como una alternativa a la vitamina C, pues es antioxidante y aparece en especies que no sintetizan ácido ascórbico (y por tanto es vitamina) y no en las demás; otros admiten que es un reactante de fase aguda; finalmente, se ha propuesto que es un vehículo de colesterol hacia zonas de lesión (cicatrización), postulándose que la apo(a) facilitaría la fijación a proteínas de matriz extracelular y, tras la rotura del puente disulfuro por reducción, se liberaría una LDL, que sería utilizada por los fibroblastos como aporte de colesterol para mantener su proliferación. Fuera de cuestiones teleológicas, los animales transgénicos con Lp(a) humana tienen disminuida su actividad fibrinolítica y desarrollan aterosclerosis con facilidad, lo que indica que es una lipoproteína aterogénica.

Enzimas

La lipoproteína lipasa (LPL) es una acilglicerol éster hidrolasa sintetizada por múltiples tejidos (excepto el hígado) y de acción extracelular. Funcionalmente, se encuentra anclada al endotelio vascular a través de glucosaminglicanos y ahí hidroliza los triglicéridos de las lipoproteínas circulantes, quilomicrones y VLDL principalmente. Los ácidos grasos resultantes cruzan la barrera endotelial de una manera dirigida y son captados por las células de los tejidos subyacentes. Así, puede decirse que la LPL es como la caña de pescar que echa la célula a la sangre cuando requiere ácidos grasos; piénsese que aquellas lipoproteínas de gran tamaño nunca pueden alcanzar las inmediaciones de las células de los tejidos, al no poder atravesar la pared de los vasos. La forma activa de la LPL es dimérica y para su acción debe fijarse a la lipoproteína, para lo cual parece interaccionar específicamente con la apo B y con los fosfolípidos de la superficie; además, requiere la presencia de apo C-II en la lipoproteína, que es su activador fisiológico. Cumplida su misión, se desprende del endotelio y circula en sangre asociada a las lipoproteínas para ser eliminada por el hígado; precisamente, la presencia de LPL sobre las lipoproteínas parece estimular su interacción con ciertos receptores de membrana, facilitando su captación por las células. La expresión de la LPL está regulada hormonalmente de manera característica y diferente en cada tejido; así, por ejemplo, la insulina activa la LPL en tejido adiposo, de manera que en situación de alimentación los ácidos grasos de los triglicéridos circulantes se dirigen principalmente a ese tejido; por otro lado, la progesterona estimula la LPL de glándula mamaria y ello permite que en época de lactación ese tejido se abastezca suficientemente de ácidos grasos. La actividad global de LPL en el organismo determina la tasa de hidrólisis de los triglicéridos circulantes y, así, cualquier deficiencia congénita o adquirida de esta enzima conduce a la hipertrigliceridemia. El caso más grave es la deficiencia de LPL, que en su condición homocigota produce la hiperpidemia tipo I o hiperquilomicronemia.. Un síndrome similar se observa en la deficiencia de apo C-II. En esos casos debe restringirse el consumo de ácidos grasos de cadena larga y el de alcohol, que estimula la lipogénesis. No se dispone de un tratamiento eficaz para estimular la actividad de LPL, salvo el ejercicio físico, que produce un modesto incremento de la actividad de músculo esquelético. Los fibratos disminuyen la síntesis hepática de apo C-III y con ello indirectamente estimulan la acción de la LPL.

La lipasa hepática endotelial (HL) se sintetiza en hígado y actúa fisiológicamente anclada a los endotelios de los vasos que irrigan este órgano. Presenta actividad de fosfolipasa A1, aunque in vitro también hidroliza triglicéridos y monoglicéridos. Sus efectos sobre el metabolismo de las lipoproteínas son variados: actúa sobre las lipoproteínas remanentes facilitando su captación por las células hepáticas y también sobre las IDL en su conversión a LDL; en cuanto a las HDL, modula la transformación de las HDL2 en HDL3 y la trasferencia de ésteres de colesterol a las células hepáticas. En concordancia con ello, la deficiencia de HL produce un acúmulo de lipoproteínas remanentes y HDL ricas en apo E y triglicéridos, síndrome similar a la disbetalipoproteinemia. También se ha detectado HL en el ovario y en las cápsulas suprarrenales, donde parece facilitar la utilización del colesterol de las HDL por esas glándulas. No se conoce que requiera ningún cofactor, a diferencia de la LPL, aunque su acción es más eficaz sobre las lipoproteínas que contienen apo E. Respecto a su regulación, los estrógenos disminuyen su expresión y, efectivamente, la mujer presenta menor actividad que el varón, lo cual contribuye a la mayor proporción de HDL2 en la mujer.

La lecitina: colesterol aciltransferasa (LCAT) es una enzima de origen hepático pero que actúa en el plasma esterificando el colesterol de las lipoproteínas con un ácido graso procedente de la fosfatidilcolina, concretamente el de posición 2'. Esta acción se realiza fundamentalmente sobre las HDL y, precisamente, la apo A-I es activadora de esa enzima. Este efecto de la apo A-I es más bien estructural, no alostérico, y también lo desempeñan la apo A-IV, la apo C-I y la apo E. Además, la LCAT también puede actuar sobre las LDL, que carecen de esas apolipoproteínas. Esta capacidad de actuar sobre las HDL y sobre las LDL llevó a considerar dos tipos de actividad de LCAT: la a y la ß respectivamente. Es ilustrativa la existencia de dos síndromes asociados a la alteración de la LCAT: la propiamente dicha deficiencia de LCAT y la enfermedad del ojo de pescado. La primera se debe a mutaciones que afectan la actividad catalítica de la enzima (desparecen ambos tipos de actividad) y se manifiesta por un incremento del contenido de colesterol libre en todas las lipoproteínas, disminuyendo la proporción de colesterol esterificado; las HDL, tal como las conocemos en la situación normal, desaparecen y se acumulan partículas discoidales ricas en fosfolípidos, colesterol libre y apo A-I. En la enfermedad del ojo de pescado la LCAT presenta una alteración estructural que le impide actuar sobre las HDL pero que no sobre las LDL, de manera que se conserva la actividad ß-LCAT.

Proteínas transferidoras de lípidos

La proteína transferidora de lípidos neutros, también denominada proteína transferidora de ésteres de colesterol (CETP), es una proteína plasmática que facilita la transferencia e intercambio de lípidos neutros entre las diversas lipoproteínas. Una de las consecuencias de la acción de la CETP es, precisamente, la homogeneización de las especies de ésteres de colesterol entre las distintas lipoproteínas, habida cuenta que aquéllos se forman principalmente en las HDL por acción de la LCAT. De forma neta, la CETP transfiere ésteres de colesterol desde las HDL a las lipoproteínas que contienen apo B, principalmente VLDL, en intercambio equimolecular por triglicéridos. Ello determina un enriquecimiento de las VLDL en ésteres de colesterol y un enriquecimiento de las HDL en triglicéridos. Este mismo intercambio de lípidos se realiza entre las VLDL de tamaño grande y las de menor tamaño. No se ha identificado ninguna apolipoproteína que actúe como cofactor específico de la CETP, sin embargo, su actividad está modulada por la denominada proteína inhibidora de la CETP; interesantemente, los ácidos grasos libres - y en especial el ácido oleico - desplazan a esa proteína inhibidora de la superficie de las lipoproteínas, con lo que estimulan la actividad de CETP. In vitro, la acción de la CETP sobre las HDL es más eficaz en las que contienen apo A-I y A-II que en las que sólo contienen apo A-I; esto aparentemente contrasta con el hecho de que en la deficiencia de CETP se acumulan HDL ricas en apo E, lo que llevó a pensar que el sustrato preferente de la CETP era ese ultimo tipo de lipoproteínas. Una interpretación que concilia ambas observaciones es suponer que las HDL ricas en apo E proceden metabólicamente de las partículas de HDL que contienen apo A-I y apo A-II. En cualquier caso, lo que es evidente es que la CETP participa activamente en el metabolismo de las HDL y, en conjunción con la LPL, la HL y la LCAT determinan la compleja interconversión entre las diferentes subpoblaciones de HDL. La principal fuente de CETP es el hígado pero también la sintetizan los macrófagos, el tejido adiposo, el intestino, el músculo, etc. La expresión de la CETP está inducida por la dieta rica en grasas y por la hipercolesterolemia pero, curiosamente, la máxima actividad de CETP se ha observado en la hiperlipemia tipo I; probablemente, la expresión de CETP responde a la concentración plasmática de lípidos en general. Es de destacar que la actividad de CETP es importante en la especie humana, primates y en el conejo, por ejemplo, mientras que en las otras especies (rata, ratón, cerdo, etc.) o bien no se sintetiza o bien presentan una alta actividad de aquella proteína inhibidora. Esto representa una diferencia sustancial en el metabolismo de las lipoproteínas entre estas especies y así, en las que tienen CETP, las lipoproteínas más abundantes en plasma son las LDL, mientras que en las otras predominan las HDL. Por otra parte, las especies que carecen de CETP son más resistentes a la arteriosclerosis. La deficiencia de CETP en humanos se da con relativa frecuencia en el Japón y se asocia con incrementos de la concentración de cHDL, pero no está claro que ello conlleve un menor riesgo cardiovascular necesariamente. Por el momento, la calidad de la CETP como factor proaterogénico o bien antiaterogénico todavía está en debate.

El plasma humano contiene también la proteína transferidora de fosfolípidos (PLTP), que se sintetiza en diversos tejidos y en el plasma actúa facilitando la transferencia neta de fosfolípidos desde las VLDL a las HDL y la interconversión entre las HDL. Su actividad no está correlacionada con la CETP y no se conocen patologías asociadas a esta proteína.

Receptores

El primer receptor de lipoproteínas que se identificó fue el receptor LDL, a cargo de Joseph L. Goldstein y Michael S. Brown en los años 70, por lo cual recibieron el premio Nobel en 1985. Se trata de una proteína de membrana de 839 aminoácidos, con cinco dominios perfectamente diferenciados, tres de ellos expuestos hacia el medio extracelular, uno que la ancla en la membrana y el último citoplasmático. El dominio 1, en la región N-terminal, es el de reconocimiento de la apo B-100 y la apo E (de ahí que también se denomine receptor B/E), presenta siete bucles característicos estabilizados por puentes de cistinas y diversos aminoácidos ácidos. El dominio 2 presenta una alta homología con el precursor del factor de crecimiento epidérmico; el dominio 3 contiene diversos sítios de glicosilación; el 4 es la región hidrofóbica que atraviesa la membrana; finalmente, el dominio 5 citoplasmático interacciona con la clatrina y permite que el receptor se localice precisamente en las denominadas fosas de clatrina. Estas fosas tienen la propiedad de invaginarse formando endosomas que contienen las lipoproteínas (LDL) unidas a sus receptores. Por un descenso del pH en el endosoma, se disocian los complejos LDL-receptor; las moléculas de receptor recirculan hacia la membrana dentro de vesículas, mientras que el endosoma se fusiona con lisosomas y las lipoproteínas son hidrolizadas a cargo de las enzimas lisosomales. Los productos finales de esta hidrólisis -colesterol libre, ácidos grasos, aminoácidos y también la vitamina E- son finalmente transferidos al citoplasma o a otras estructuras para su utilización por la célula. Concretamente, el colesterol es transferido a la membrana plasmática -principal reservorio de este lípido- o al retículo endoplasmático, donde es esterificado por la acil-CoA: colesterol aciltransferasa (ACAT), que permite la formación de gotas lipídicas que se acumulan en el citosol. El exceso de colesterol libre ejerce una serie de acciones reguladoras, como la inhibición de la biosíntesis endógena de colesterol y la inhibición de la actividad del receptor LDL. Esta regulación se ha esclarecido en los últimos años gracias también a la labor del laboratorio de los doctores Goldstein y Brown, principalmente. En la región promotora de los genes del receptor LDL así como de la hidroximetilglutaril-CoA reductasa (HMG-CoA reductasa) y de otras enzimas de la colesterogénesis, se presentan unos elementos de respuesta a esteroles (SRE), con los que interaccionan los factores denominados SREBP (proteínas que se enlazan a los SRE) activados y promueven su transcripción. Estos factores de transcripción proceden de la fragmentación parcial de sus precursores que se localizan en el retículo endoplasmático. Pues bien, también en el retículo se encuentra una proteína (SCAP o proteína que activa la rotura de los SREBP) que es sensible a la concentración de colesterol; cuando ésta disminuye, la SCAP lo detecta y se produce la rotura proteolítica de la SREBP, liberándose un fragmento (SREBP activado) que viaja al núcleo y estimula la transcripción de aquellos genes. Cuando la concentración de colesterol aumenta, no se libera la SREBP y la expresión de aquellos genes disminuye. De esta manera se regulan coordinadamente la síntesis de colesterol y la captación de colesterol lipoproteico a través del receptor LDL en función de la concentración de colesterol libre en la célula (el retículo, concretamente).

Como se ha dicho, el ligando principal del receptor LDL es la apo B-100, pero para ser reconocida esta apolipoproteína debe adoptar una determinada conformación en el espacio, que solamente es posible en las LDL y no en las VLDL. La función del receptor LDL, no obstante, es más amplia dado que también interacciona, y con elevada afinidad, con la apo E, apolipoproteína que se encuentra en diversas lipoproteínas.

Salvo excepciones todas las células disponen de receptor LDL, el cual les permite abastecerse suficientemente de colesterol. El hígado presenta una elevada actividad de este receptor y cuantitativamente es el órgano más importante en la eliminación de las LDL del plasma. En términos de actividad específica, la más alta de receptor LDL se detecta en la glándula suprarrenal, donde se sintetizan elevadas cantidades de hormonas esteroídicas a partir de colesterol. La actividad de receptor LDL global en el organismo determina la tasa catabólica fraccional de las LDL del plasma, si no de forma exclusiva sí de forma muy importante. Así, los defectos en este receptor producen la denominada hipercolesterolemia familiar, muy grave en su condición homocigótica. Para disminuir la concentración plasmática de LDL se persigue, pues, aumentar la actividad de receptor LDL. Una alternativa la constituyen las estatinas, que son inhibidores competitivos de la HMG-CoA reductasa; estos fármacos inhiben la colesterogénesis y consecuentemente inducen la expresión del receptor LDL a través del mecanismo antes indicado. Ahora bien, de acuerdo con ese mismo mecanismo, cualquier agente que produzca una disminución de la concentración de colesterol libre en el retículo, deberá estimular la expresión del receptor. Pues bien, los ácidos grasos insaturados y especialmente el oleico en comparación con los saturados estimulan la acción esterificadora de la ACAT y, efectivamente, incrementan la actividad del receptor LDL.

En los últimos años se han identificado toda una pléyade de proteínas de membrana con analogía con el receptor LDL, que constituyen la familia del receptor LDL. A ella se adscriben, entre otros, la proteína relacionada con el receptor LDL o LRP y el receptor VLDL. Ambas proteínas poseen estructuras con alta homología con el dominio rico en cisteínas del receptor LDL y se supone que éste es el dominio de reconocimiento, en este caso de la apolipoproteína E. El LRP se expresa principalmente en hígado y ahí puede desempeñar un papel importante en el aclaramiento de las lipoproteínas remanentes. También se expresa en macrófagos y en cerebro, donde puede participar en el activo metabolismo lipídico que se da en este tejido. El receptor VLDL se expresa también en macrófagos y cerebro y, característicamente, en tejido adiposo y músculo, donde puede facilitar la captación de triglicéridos a partir de las lipoproteínas ricas en apo E. Muy recientemente se ha demostrado que este receptor permite la endocitosis de la Lp(a). Ahora bien, la función de estos receptores es más amplia que su acción en el metabolismo de las lipoproteínas, por cuanto interaccionan con diversos tipos de ligandos, por ejemplo, los complejos formados por los inhibidores de protesasas con sus proteasas correspondientes.

Otro gran grupo son los denominados receptores barrenderos o "scavenger" (SR), de los cuales se conocen dos familias: los SR-A y los SR-B. Los SR-A (actualmente compuesto por las proteínas SR-AI y la SR-AII) son proteínas homotriméricas, con un dominio prominente que tiene una alta homología con el colágeno. De hecho se cree que ésta es la región que interacciona con las lipoproteínas. Este tipo de receptor lo presentan los macrófagos y fue identificado por primera vez también por los científicos Goldstein y Brown. Reconocen las lipoproteínas modificadas químicamente o por peroxidación, con una aumentada carga negativa, pero también polianiones de diversa naturaleza, incluída la endotoxina, por lo tanto, su papel puede exceder el metabolismo de las lipoproteínas. En cualquier caso, este receptor permite a los macrófagos captar las LDL alteradas del medio. Es interesante también señalar que su actividad, a diferencia del receptor LDL, no está regulada. Pues bien, dado que los macrófagos pueden modificar las lipoproteínas -y otros materiales- como resultado de su propia actividad oxidativa, ante señales que los activen estas células pueden cargarse literalmente de colesterol procedente de las lipoproteínas, situación que ocurre en la lesión aterosclerótica. La función de limpieza que ejercen los macrófagos puede volverse en contra del propio organismo cuando aumenta desproporcionadamente la concentración de lipoproteínas o se altera la fisiología del macrófago.

La segunda familia de receptores barrenderos son los SR-B, que actualmente está compuesta por las proteínas CD36, SR-B1 y CLA-1. Todas ellas se localizan en la membrana plasmática y tienen entre sí una alta homología. Otra proteína, la LIMPII, también presenta una alta homología con ellas pero es lisosomal, de manera que su función en el metabolismo de las lipoproteínas no es evidente. CD36 fue inicialmente identificado como receptor de la tromboespondina y se expresa en células de la línea monocítica; "in vitro" es capaz de interaccionar con una gran multitud de ligandos (fosfolípidos aniónicos, ácidos grasos, células apoptóticas, etc.), entre ellos las lipoproteínas VLDL, LDL y HDL, no necesariamente modificadas. El caso es que los macrófagos deficientes de CD36 muestran una captación de LDL oxidadas muy reducida, por lo que parece que su función es eliminar estas lipoproteínas de la circulación. Es más, los ratones manipulados genéticamente que carecen de CD36 tienen mayor predisposición a desarrollar aterosclerosis, de ahí el interés actual por inhibir farmacológicamente su actividad para prevenir esta enfermedad. En cuanto a su regulación, se conoce que CD36 se induce por derivados oxidados de los ácidos grasos a través de los factores de transcripción PPAR –receptor de los activadores de la proliferación peroxisomal, tipo–, lo que coincide con que su acción vaya dirigida a eliminar los ácidos grasos oxidados presentes en las lipoproteínas. Hay que señalar que la CD36 no desencadena por sí misma ningún proceso de endocitosis, a diferencia del receptor LDL o del SR-A, y, por lo tanto, la internación de la partícula debe darse en concertación con algún otro receptor o bien la captación debe ser selectiva para algunos de los componentes de la lipoproteína. Es interesante, a este respecto, que existe una estrecha asociación entre CD36 y la proteína que enlaza ácidos grasos (FABP), proteína que facilita el transporte intracelular de estos lípidos.

SR-B1 y CLA-1 probablemente son homólogos entre sí, siendo la última la proteína que se encuentra en humanos. Se expresan en multitud de tejidos pero especialmente en aquellos con un intenso metabolismo de esteroides, como hígado, intestino, cápsula suprarrenal y placeta. In vitro CLA-1 reconoce las diversas lipoproteínas, tanto en su forma nativa como modificadas por acetilación u oxidación. En el ratón, SR-B1 parece desempeñar un papel importante en la provisión de colesterol a las glándulas esteroidogénicas y al hígado a partir de las HDL. SR-B1 no media la internación de la lipoproteína completa sino que permite la captación selectiva de los ésteres de colesterol. Esta proteína, pues, se integra dentro de la denominada captación selectiva de ésteres de colesterol, proceso descrito hace años y que se conocía que se daba especialmente en células de murinos. Pero el papel fisiológico de este receptor se complica al considerar que también permite el eflujo de colesterol cuando las células se exponen a aceptores de carácter fosfolipídico. Así pues, SR-B1 mediaría tanto en la adquisición como en la cesión de colesterol. Por su parte, la función de CLA-1 en humanos no se conoce con exactitud pero se supone que desempeñe un papel análogo a SR-B1 en ratón.

Como acabamos de ver, las células captan ésteres de colesterol directamente o bien internan las lipoproteínas mediante endocitosis, lo cual conduce a la hidrólisis total de la lipoproteínas liberándose colesterol. Este colesterol, junto con el que se está sintetizando en el retículo endoplásmico, es transportado mayoritariamente a la membrana plasmática, que contiene más del 90 por ciento del total del colesterol libre celular. En algunos tipos celulares, este transporte está mediado por las proteínas denominadas caveolinas, en otros se produce asociado a balsas lipídicas conocidas como rafts. A su vez, desde la membrana plasmática el colesterol libre puede retornar al retículo, proceso en el que participa la proteína mdr-1 (la misma que confiere resistencia a múltiples drogas en ciertos tumores). A su vez, en este intenso trasiego de colesterol entre los distintos compartimentos celulares participa la denominada NPC-1, proteína que debe su nombre a que su alteración es causa de la lipidosis tipo C de Niemann-Pick. El colesterol en el retículo endoplásmico puede ser esterificado con ácidos grasos de cadena larga (oleico y linoleico, especialmente) por acción de la acil:colesterol aciltransferasa 1 (ACAT-1). Esta enzima, presente en la mayor parte de tejidos, requiere que la concentración intracelular de colesterol libre supere un cierto umbral para ser activa y, por lo tanto, su función es derivar colesterol libre a la formación de ésteres de colesterol cuando se excede aquella concentración. Los ésteres de colesterol se depositan en el citoplasma en forma de gotitas, que son frecuentes en las células de las glándulas esteroidogénicas y muy evidentes en los macrófagos expuestos a LDL modificadas, dando lugar al fenotipo de células espumosas. Por último, los ésteres de colesterol en el citoplasma pueden ser hidrolizados por una actividad denominada genéricamente hidrolasa neutra de ésteres de colesterol (NCEH) pero cuya naturaleza no se conoce con exactitud. Se propuso que fuera la lipasa sensible a las hormonas (HSL) que, como se sabe, es la enzima que hidroliza los triglicéridos acumulados en el tejido adiposo y permite su liberación en situaciones de ayuno. Dado que la HSL se activa por AMPc, se abrieron expectativas de poderse intervenir farmacológicamente en este proceso para favorecer la eliminación del colesterol del macrófago. De hecho, así sucede en los macrófagos murinos, pero en los humanos el caso es que esta enzima no se expresa. Recientemente, se ha detectado la presencia de la lipasa activada por sales biliares (BSSL o lipasa pancreática no específica) en el macrófago humano y se ha sugerido que ésta sea la enzima que hidrolize los ésteres de colesterol citoplasmáticos en el macrófago. Independientemente de cual sea la enzima responsable, el colesterol libre formado puede ser utilizado para fines metabólicos o bien recogido por las HDL para su posterior eliminación, que luego se comentará. Una actividad interesante del macrófago es la de convertir el colesterol en su derivado 27-hidroxicolesterol por acción de la colesterol 27-hidroxilasa. Este derivado es mucho más hidrosoluble que el propio colesterol y puede ser recogido por la albúmina, a parte de las HDL, para su transporte al hígado y transformación en sales biliares. Precisamente, la deficiencia de colesterol 27-hidroxilasa es causa de la xantomatosis cerebrotendinosa, donde se acumulan grandes cantidades de colesterol en las células del sistema retículo endotelial.

Aunque no se trata propiamente de un receptor, otra proteína de membrana que debe mencionarse dentro del metabolismo de las lipoproteínas es la ABC-1. Pertenece a la numerosa familia de proteínas que contienen el denominado "ATP-binding cassette". Es una proteína de alto peso molecular, con 12 dominios hidrofóbicos que se insertan en la membrana plasmática. Su función es translocar colesterol libre desde la cara interna a la cara externa de la membrana (actúa como una "flipasa"), con lo cual permite la eliminación del exceso de colesterol celular, que es recogido por las HDL. La deficiencia de esta proteína es causa de la enfermedad de Tangier que, a nivel bioquímico, se caracteriza por la reducción de la concentración plasmática de HDL. La interpretación actual a este síndrome es que las HDL nacientes, ricas en apo A-I y fosfolípidos, al no poder recoger colesterol libre de las células por la falta de ABC-1, se inestabilizan y se degradan rápidamente. El caso es que, aparte de la práctica ausencia de HDL en el plasma, en estos pacientes se depositan masivamente ésteres de colesterol en los macrófagos, dando lugar a amígdalas anaranjadas típicas de esta enfermedad.

Metabolismo de los quilomicrones

Los quilomicrones se sintetizan en las células de la mucosa intestinal a partir de los lípidos de la dieta. Mientras se está sintetizando la apo B-48 en el retículo, por acción de la MTP se le incorporan triglicéridos a la proteína naciente, así como otros lípidos y apolipoproteínas A para constituir un quilomicrón, que es dirigido hacia la membrana basolateral y segregado por exocitosis. La síntesis y secreción de quilomicrones están directamente ligados a la tasa de absorción de lípidos de la dieta. Así, cuando la dieta carece de grasas, se sintetizan quilomicrones de pequeño tamaño (de menos de 100 nm) y a una tasa de tan solo 4g. de triglicéridos por dia. Si la dieta es rica en grasas, por el contrario, esta tasa puede aumentar hasta 75 veces, a costa de un incremento del número de quilomicrones sintetizados y, especialmente, de su tamaño, que puede llegar a ser de 500 nm. A través de la linfa, los quilomicrones alcanzan la circulación sanguínea a la altura del conducto torácico. Una vez en la sangre, los quilomicrones (denominados en este etapa nacientes), adquieren apolipoproteínas C y E de las HDL en intercambio por fosfolípidos y se desprenden de la apo A-IV. La presencia de apo C-II permite que los quilomicrones, ahora maduros, puedan ser sustrato de la LPL, que hidroliza sus triglicéridos y facilita la provisión de ácidos grasos a los tejidos subyacentes. Al ir perdiendo triglicéridos localizados en su interior, el quilomicrón se distorsiona, lo cual es compensado por la pérdida de componentes de superficie -fosfolípidos y apolipoproteínas- que son recogidos por las HDL. Como resultado final se forma un quilomicrón residual o remanente, de menor tamaño, parcialmente enriquecido en ésteres de colesterol al haber perdido triglicéridos y que conserva la apo B-48 y parte de su dotación de las otras apolipoproteínas. Precisamente, la presencia de apo E les permite ser reconocidas por los receptores hepáticos LRP, que median su captación por endocitosis y, con ello, su eliminación final del plasma. Este último proceso está facilitado por la acción de la lipasa hepática endotelial e inhibido por un exceso de apolipoproteínas C en la partícula. El devenir metabólico de un quilomicrón en el plasma se prolonga por espacio de sólo unos minutos (el recambio medio de los triglicéridos en los quilomicrones es de 7 min), de manera que en condiciones fisiológicas normales sólo se detectan estas lipoproteínas durante el período absortivo.

En la deficiencia de LPL, y también en la deficiencia de apo C-II, se acumulan los quilomicrones en el plasma, desarrollándose la hiperlipidemia tipo I o hiperquilomicronemia, con elevación de la concentración plasmática de triglicéridos y disminución de las concentraciones de LDL y de HDL. En la deficiencia de apo E (o en la homocigosis para apo E2) así como en la deficiencia de HL, se acumulan quilomicrones remanentes, lo que pone de relieve el papel de esta apolipoproteína y de la lipasa hepática en este metabolismo. Por su parte, en la deficiencia de receptor LDL no se altera el aclaramiento de los quilomicrones remanentes, lo que indirectamente pone de manifiesto la relevancia de otros receptores (LRP, concretamente) en ese proceso.

Resumiendo, los quilomicrones transportan los ácidos grasos de la dieta a los tejidos periféricos y el colesterol al hígado, junto con la vitamina E y la vitamina A, esta última en forma de acetato de retinol, en un proceso donde destacan la acción de la LPL y el receptor LRP, por un lado, y el papel de las apolipoproteínas B-48, C-II y E, por otro.

Metabolismo de las VLDL y de las LDL

Las VLDL se elaboran en las células del parénquima hepático mediante un mecanismo análogo al que se da en los enterocitos. En este caso, la apolipoproteína constituyente es la apo B-100 y los triglicéridos han sido sintetizados en el propio hepatocito a partir de ácidos grasos endógenos. La tasa de síntesis de VLDL es my variable y depende fundamentalmente de la cantidad de ácidos grasos de que dispone el hígado: los de síntesis propia (lipogénesis) y los procedentes del tejido adiposo (lipolisis). Las VLDL son segregadas al plasma y sufren una serie de cambios semejantes a los que ocurrían con los quilomicrones. Así, adquieren apolipoproteínas C y E de las HDL y actúa sobre ellas la LPL, que hidroliza sus triglicéridos dejando los ácidos grasos liberados en disposición de ser captados por las células de los tejidos subyacentes. A su vez, las VLDL son objeto de la acción de la CETP, que permite el intercambio de triglicéridos por ésteres de colesterol con las HDL. Este intercambio de lípidos ocurre también entre las propias partículas VLDL, de manera que las VLDL de tamaño pequeño ceden ésteres de colesterol a las VLDL de mayor tamaño, mientras que toman triglicéridos; seguidamente, la LPL hidroliza estos triglicéridos. Esta acción coordinada entre CEPT y LPL permite que una determinada partícula de VLDL pierda progresiva y cíclicamente lípidos neutros, primero triglicéridos, luego ésteres de colesterol y así sucesivamente. Este proceso se completa con la pérdida de fosfolípidos y parte de las apolipoproteínas, que son recogidas por las HDL. Así pues, las lipoproteínas resultantes son de menor tamaño y mayor densidad que las VLDL y se denominan IDL. El tiempo medio de recambio de los triglicéridos de las VLDL es de unos 20 min y el de residencia de una partícula de VLDL en el plasma hasta su conversión en IDL, de unas horas.

Las IDL conservan la molécula de apo B-100, que identifica su procedencia, y parte de las apolipoproteínas C y E. La presencia de esta última permite que sean eliminadas del plasma por acción del receptor hepático LRP y quizás también por la participación del proteoglicano de heparán sulfato (HSPG), que interacciona con las lipoproteínas reteniéndolas en la membrana. No obstante, el principal protagonista del aclaramiento de las IDL por el hígado parece ser el receptor LDL, reconociendo no tanto la apo B-100 sino la apo E de las mismas.

Una parte de las IDL, aproximadamente la mitad en condiciones fisiológicas normales, no son eliminadas por el hígado sino que permanecen en el plasma y sufren la acción de la lipasa hepática y la pérdida de las apolipoproteínas C y E. Las lipoproteínas resultantes siguen conservando la apo B-100, son ligeramente más densas que las IDL y ricas en ésteres de colesterol: son las LDL.

Las LDL constituyen una reserva circulante de colesterol, con un tiempo de residencia en el plasma de 2-3 dias. Cuando las células requieren colesterol, expresan el receptor LDL en su membrana, el cual les permite captar las LDL mediante endocitosis. A excepción del hígado, que puede excretar el colesterol a la bilis o utilizarlo para la síntesis de ácidos biliares, y de las glándulas esteroidogénicas, que lo destinan a la síntesis de hormonas, los requerimientos de colesterol del resto de las células son muy bajos puesto que únicamente lo utilizan para la formación de membranas y, el caso, es que también pueden sintetizarlo a partir de acetil-CoA. En coherencia con ello, aproximadamente el 75 por ciento de las LDL del plasma acaban siendo catabolizadas por el hígado. En cuanto a los receptores que protagonizan el aclaramiento de las LDL, más de dos tercios corresponde al receptor LDL.

La concentración de cLDL en el plasma viene determinada por la tasa de producción de VLDL, por un lado, y la tasa de eliminación de IDL y de LDL, por otro. Cuando el hígado recibe un exceso de colesterol procedente de la dieta (a través de los quilomicrones remanentes y del receptor LRP, no regulado), se reprime la actividad del receptor LDL hepático, por los mecanismos antes comentados, lo cual se agrava si recibe ácidos grasos saturados, que no favorecen la acción de la ACAT. Al tiempo, la síntesis de triglicéridos puede estar incrementada por efecto de una aumentada lipogénesis (por exceso de glúcidos, etanol, etc) o por estímulos hormonales, estimulándose la secreción de VLDL. En estas circunstancias se produce claramente un desbalance entre la tasa de entrada de colesterol al plasma en forma de VLDL, aumentada, y la tasa de eliminación de LDL a través del receptor, disminuida, lo que provoca el aumento de la concentración de estas últimas, causa principal de la hipercolesterolemia. Se entiende entonces cómo debe modificarse la dieta con fines profilácticos y terapéuticos: reducción del contenido de colesterol, de la proporción de ácidos grasos saturados y del contenido calórico. El aclaramiento de las LDL puede aumentarse farmacológicamente con inhibidores de la HMG-CoA reductasa que, secundariamente estimulan la actividad del receptor LDL. Estos inhidores de la síntesis de colesterol pueden incluso llegar a inhibir la producción de VLDL, por lo que su beneficio en el tratamiento de la hipercolesterolemia es doble.

Metabolismo de las HDL

Las HDL participan en el transporte de colesterol en el sentido centrípeto, desde los tejidos periféricos al hígado, en lo que se denomina "transporte reverso de colesterol", pero su papel es mucho más amplio, como ya hemos visto, por ejemplo, al comentar el metabolismo de las otras lipoproteínas.

El origen metabólico de las HDL es complejo ya que sus diversos componentes tienen una procedencia múltiple. La apo A-I, componente principal de estas lipoproteínas, se sintetiza en hígado e intestino, mientras que las otras apolipoproteínas se sintetizan preferentemente en el primero. Las HDL que segregan estos dos tejidos son partículas discoidales o bien esféricas de tamaño muy pequeño, relativamente ricas en proteínas y fosfolípidos y escasos ésteres de colesterol. Estas HDL recogen colesterol libre de las células a través de varios mecanismos: bien por simple contacto con las membranas o por interacción con receptores específicos que reconocerían la apo A-I. En este segundo caso, la interacción con el receptor (todavía sin identificar) parece desencadenar una respuesta celular que facilita el trasiego del colesterol intracelular hacia la membrana, donde sería recogido por la lipoproteína gracias a un gradiente químico de concentración favorable. En cualquier caso, para que las HDL puedan recoger el colesterol celular, éste debe localizarse en la cara externa de la membrana plasmática, proceso que, como hemos visto anteriormente, corre a cargo de la proteína ABC-1. En cuanto a la captura de colesterol, las partículas conocidas como preß1-HDL, pequeñas y ricas en apo A-I, parecen ser las más eficaces pero, en general, todas las HDL son capaces en mayor o menor medida de recoger colesterol libre. Ahora la LCAT se adhiere físicamente a estas partículas y se esterifica el colesterol. Los ésteres de colesterol que se forman ocupan el núcleo de la lipoproteína y en sucesivos ciclos, la partícula va agrandándose y adopta forma esférica, transformándose en una HDL3. Las HDL3 constituyen una población heterogénea, que en promedio contiene 3 ó 4 moléculas de apo A-I por partícula, pero coexisten partículas que contienen también apo A-II. Aunque se ha propuesto que estas últimas interaccionan peor con el hipotético receptor para apo A-I, realmente el significado fisiológico de la existencia de ambos tipos de HDL y los factores que determinan el trasiego de apo A-II entre las lipoproteínas no se conocen. Las HDL3 pueden seguir aceptando colesterol y también fosfolípidos y apolipoproteínas de las otras lipoproteínas, todo lo cual hace que aumenten de tamaño, transformándose en HDL2. Todas las HDL, si bien las HDL2 con mayor eficacia, son sustratos para la CETP, con lo que ceden ésteres de colesterol a las lipoproteínas que contienen apo B al tiempo que adquieren triglicéridos de ellas. Así pues, el colesterol celular recogido por las HDL acaba en las VLDL/LDL, desde donde puede ser cedido a los tejidos, fundamentalmente al hígado. Ésta es la rama indirecta del transporte reverso de colesterol, que en la especie humana es la mayoritaria por la alta actividad relativa de CETP. La rama directa estaría delimitada por la cesión de colesterol de las HDL a los tejidos directamente. Por ejemplo, la pequeña fracción de las HDL2 que han adquirido apo E, bien de las lipoproteínas bien de los macrófagos, les permite ser reconocidas por el receptor LRP o por el receptor LDL y ser captadas por endocitosis. Otras pueden interaccionar con el receptor SR-B1 (o CLA-1) y ceder selectivamente los ésteres de colesterol sin ser internalizadas. Para completar el metabolismo de las HDL hay que considerar el destino de los triglicéridos y de los fosfolípidos. La HL hidroliza preferentemente los fosfolípidos y transforma las HDL2 en HDL3, permitiendo el reciclado de estas lipoproteínas. La hidrólisis de los triglicéridos, por su parte, por acción de la HL o de la LPL, al parecer determina la pérdida de apo A-I de la partícula. Esta proteína se constituye en aceptor de colesterol libre, reiniciando un nuevo ciclo o bien es eliminada por el riñón. El tiempo medio de residencia de una HDL en el plasma humano (en realidad, de la apo A-I), es de unos 5 días pero hay que reconocer que el metabolismo integral de las HDL es muy complejo y no se conocen con exactitud todas las transformaciones que sufren estas partículas ni los factores que las controlan.

Las alteraciones primarias que afectan al metabolismo de las HDL son muy raras. La deficiencia de apo A-I se asocia con niveles de cHDL muy bajos, pero no implica la ausencia total de HDL porque persisten lipoproteínas con apo A-II y apo E. En la deficiencia de LCAT las HDL son anormales: discoidales, carentes de ésteres de colesterol y relativamente ricas en fosfolípidos y proteína, lipoproteínas que recuerdan a la LpX, lipoproteína que aparece en las colestasis, donde aparte de una regurgitación de bilis hacia el plasma se presenta también una cierta deficiencia de LCAT. En la enfermedad del ojo de pescado, la ausencia de actividad a-LCAT determina también un descenso del número de partículas de HDL, aunque menos acusado que en el caso anterior. Otra alteración es la enfermedad de Tangier, donde la concentración de HDL plasma es muy baja al parecer por una aumentada degradación de las mismas, que tiene como causa última la deficiencia de ABC-1, que impide el abastecimiento de colesterol a las HDL. Aunque el defecto no afecta primariamente a las HDL, en este apartado de hipoalfalipoproteinemias también debe mencionarse la deficiencia de LPL, que en su condición homocigótica cursa con niveles extremadamente bajos de HDL, probablemente debido al enriquecimiento de triglicéridos de las HDL, lo cual acelera su catabolismo. Más frecuentes son los descensos moderados de las HDL que, resumidamente, pueden tener origen en una disminuida actividad de LPL o una hipertrigliceridemia por otras causas, donde también se estimula la transferencia de triglicéridos a las HDL por acción de la CETP y aumenta su degradación. En el otro extremo tenemos la deficiencia de CETP, donde se produce hiperalfalipoproteinemia. En este caso es fácil entender el aumento de la concentración de cHDL, ya que los ésteres de colesterol quedan confinados a las HDL, donde se forman. Menos evidente es la causa del aumento de la concentración de apo A-I, en definitiva, del número de partículas de HDL; en el terreno de la especulación podría decirse que la falta de transferencia de triglicéridos desde las VLDL/IDL a las HDL, evita la acción de las lipasas sobre estas últimas y, con ello, aumenta el tiempo de residencia de la apo A-I en el plasma. Estas alteraciones dan luz sobre algunos de los pasos metabólicos que sufren estas lipoproteínas pero son muchos aún los aspectos que están por descifrar, como el significado de las diferentes subpoblaciones de HDL o los factores que controlan el trasiego de apolipoproteínas entre ellas.

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