Zásobování cholesterolem musí šlapat jako hodinky
Cholesterol je molekula – a to velmi užitečná, jak jsme viděli v minulém díle článku Cholesterol - molekula, které se bojíme a bez které bychom nepřežili. Tak to asi mluvím o tom dobrém cholesterolu, že? Určitě ne o tom zlém! Ale počkat – jak může být molekula jednou hodná a jednou zlá? Neučili jsme se ve škole, že molekula je pokaždé stejná?
Všechno to je trochu složitější a brzy uvidíme, že mluvit o cholesterolu v rámci krevních testů je vlastně hrozně nepřesné. Vše má na svědomí nerozpustnost cholesterolu ve vodě. Vzhledem k tomu, že naše tělo je převážně voda, máme problém. Například se solí to je jednoduché. Dáme si třeba slané buráky, sůl se ze střeva dostane přes buňky střevního epitelu do krve a hurá tam, kde je zrovna potřeba sodných a chloridových iontů.
Tělo nemůže cholesterol vypustit do krve jako jednotlivé molekuly. Nerozpustily by se tam. Nejspíš by vytvářely shluky nebo by přecházely do membrán okolních buněk a nedostávaly by se tam, kde jsou zapotřebí. Podobný problém mají i další ve vodě nerozpustné látky, například tuky a vitaminy rozpustné v tucích.
Co s tím? Tělo přišlo s elegantním řešením – malými ponorkami napěchovanými tuky, cholesterolem a dalšími v tucích rozpustnými látkami, plující pod snadno rozpoznatelnou vlajkou na povrchu – podobně jako jsou skutečné ponorky označené čísly pro snadnou identifikaci. Podle vlajek buňka pozná, o jaký typ částice jde, jaký náklad veze a co se s ním má stát. Někdy náklad vyloží už na povrchu buňky a teprve poté projde buněčnou membránou dovnitř. Jindy buňka pohltí celou ponorku. A naopak, když se chce buňka některých v tucích rozpustných látek zbavit, naloží je do ponorky pro další místo určení.
Ponorky z naší metafory se ve skutečnosti jmenují „lipoproteinové částice“. Název vznikl jednoduše spojením slov lipid (kam patří například tuky, fosfolipidy nebo cholesterol) a protein (bílkovina), protože se právě z těchto složek částice skládají.
Jejich povrch tvoří jediná vrstva ze speciálního typu lipidů zvaných fosfolipidy. Ty doplňuje cholesterol a bílkoviny zvané apolipoproteiny. Tento obal drží částici pohromadě a umožňuje jí pohybovat se ve vodném prostředí krve. Roli identifikačních vlajek hrají právě apolipoproteiny. Tyto molekuly však mají i jiné funkce. Některé z nich pomáhají udržet částici tvar, jiné umožňují její rozpoznání receptory nebo řídí činnost enzymů podílejících se na předávání nákladu.
Jejich hlavním nákladem jsou tuky a cholesterol. Čím větší je podíl tuků oproti bílkovinám, tím nižší mají hustotu. Tuky mají nízkou hustotu – stačí si vzpomenout na olej na hladině vody. Za chvilku uvidíme, že hustota hraje roli při jejich pojmenování. Když totiž vědci zkoumali složení krve, nevěděli zprvu, z čeho přesně se lipoproteiny skládají a v jakém poměru. Ale když dali krevní sérum do ultracentrifugy, rozdělily se jim tyto částice podle hustoty.
Takových ponorek totiž máme v těle hned několik druhů. O prvním typu jste nejspíš nikdy neslyšeli. Jmenuje se chylomikron a má za úkol přenášet hlavně tuky vstřebané z potravy do svalů a tukové tkáně. Obsahuje největší množství tuků ze všech lipoproteinových částic, a proto má nejnižší hustotu. Když odevzdá svou nálož tuků hladovým buňkám, doputuje do jater, kde se zrecykluje. O chylomikronech bude ještě řeč, ale dneska se zaměříme na částice, které vznikají v játrech.
Tyto ponorky vysílané z jater do krevního řečiště se jmenují VLDL: very low density lipoprotein neboli lipoprotein s velmi nízkou hustotou. Jsou napěchované tuky a v menší míře i cholesterolem. A tak začíná koloběh těchto látek v krvi. Dejme tomu, že si tak sedíte s křupkami u telky a vaše tukové buňky si řeknou, že by si také něco daly. Naštěstí zrovna putuje VLDL ponorka kapilárou u břišního špíčku.
Enzymatická hlídka na povrchu kapiláry – kterou nudní biochemici nazývají lipoproteinová lipáza – rozpozná vlajku na povrchu VLDL ve formě proteinu zvaného ApoC-II. Ten funguje jako signál pro spuštění akce: „Tady je náklad tuků, můžeš vykládat.“ Tuky z VLDL se začnou odčerpávat a štěpit na menší části – mastné kyseliny, které snadno prostoupí stěnou cévy do tukové tkáně. Nebo svalové, pokud jste právě udělali pár dřepů a vaše svaly potřebují palivo. A tak to jde znovu a znovu, pořád dokola, vteřinu po vteřině na naši ponorku útočí hladové enzymatické hlídky a obírají ji o tuk. Ponorka se scvrkává a scvrkává.
Nyní tedy uplynulo několik hodin, VLDL ponorka odevzdala část tuků a výrazně se od začátku svého putování zmenšila. Podíl tuků vůči bílkovinám se snížil. Částice má nyní vyšší hustotu a odteď už jí neříkáme VLDL, ale IDL: intermediate density lipoprotein neboli lipoprotein se střední hustotou. Je to vlastně ta samá částice, ale po odčerpání části tuků.
Poloprázdná ponorka IDL putuje krví, tu a tam odevzdá tuk okolním buňkám, dokud se nedostane do jater. Jaterní buňky si v naší paralele můžeme přirovnat k dokům. Když jaterní buňka potřebuje cholesterol, vyšle na povrch hlídky, které mají pátrat po ponorkách. Těmto hlídkám říkáme LDL receptory. Jakmile objeví poloprázdnou ponorku – v tomto případě IDL – a rozpoznají na jejím povrchu ApoE, navážou ji na sebe, pohltí ji do buňky a rozloží. ApoE je tedy vlajka, která signalizuje „Doručili jsme náklad. Můžete nás rozebrat.“
Takto skončí jen část IDL částic. Ty zbývající zůstávají v oběhu, postupně přicházejí o další tuky, ztrácejí ApoE a nakonec se z nich stávají menší částice bohaté na cholesterol – LDL. A tuto zkratku si už každý zkušený dyslipidemik vybaví z krevních testů.
Je to ten nechvalně známý „špatný cholesterol“. Ale je to opravdu takový padouch? Možná budete zklamaní, že tato ponorka nepluje pod vlajkou s lebkou se zkříženými hnáty, ale je označená proteinem ApoB-100. A také je velmi užitečná. LDL je totiž především specialista na přenos cholesterolu do buněk. Už od minule pak víme, že cholesterol je nezbytný pro každou buňku našeho těla. Tato LDL ponorka na dodávku cholesterolu je menší, pevnější a stabilnější než IDL.
A jaký je další osud LDL? Většinu zachytí játra. Hlídky na povrchu jaterních buněk – LDL receptory – ji rozpoznají díky její vlajce: proteinu ApoB-100. Vtáhnou ji dovnitř, kde je rozložena. Uvolněný cholesterol použijí třeba na tvorbu žlučových kyselin, buněčných membrán nebo nových lipoproteinových ponorek.
Menší část LDL zachytí jiné buňky těla, které cholesterol potřebují. Velký zájem o něj mají například nadledvinky, vaječníky a varlata, které ho využívají pro výrobu steroidních hormonů. Také jejich buňky mají na povrchu hlídky – LDL receptory.
Malý zlomek LDL částic se však vydá jinou cestou – a právě ta bude hrát hlavní roli v příběhu aterosklerózy, ke kterému se brzy dostaneme.
A kdo nám tu chybí? Správně, lipoprotein, kterému se říká „hodný cholesterol“ HDL z anglického high density lipoprotein neboli lipoprotein s vysokou hustotou. Je nejmenší, má nejvyšší podíl bílkovin – a proto i nejvyšší hustotu ze všech lipoproteinových částic. A co se týče cholesterolu, do jisté míry plní opačnou úlohu než LDL.
HDL ponorka se po svém vzniku pohybuje krevním řečištěm a sbírá přebytečný cholesterol z buněk. Ten pak odnáší do jater k dalšímu zpracování na žlučové kyseliny a odstranění z těla. Ve skutečnosti má však řadu dalších funkcí, ke kterým se vrátíme později.
Nyní už tedy známe základy. Díky nim pochopíme, jak souvisí stravování, cholesterol a kardiovaskulární choroby. Ukážeme si, proč se pohled na cholesterol během posledních desetiletí tolik měnil a proč se stále zpřesňuje. Hned příště se zaměříme na to, co je kornatění tepen, zda se ho máme bát a jak vznikla takzvaná cholesterolová hypotéza.
