Транспорт липидов представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих перемещение гидрофобных молекул жиров и их производных в водной среде организма. Поскольку липиды нерастворимы или слабо растворимы в воде, их транспорт требует участия специализированных белков и образования комплексных структур — липопротеинов, способных эффективно переносить липиды между тканями и органами.
Основная функция системы транспорта липидов заключается в доставке жирных кислот, триацилглицеринов, фосфолипидов, холестерина и его эфиров из мест синтеза или всасывания к местам использования или депонирования. Для этого липиды связываются с белками-переносчиками, образуя коллоидно-растворимые комплексы, которые циркулируют в плазме крови.
Важнейшими участниками липидного транспорта являются липопротеины — сферические частицы, состоящие из ядра, содержащего неполярные липиды (триацилглицерины и эфиры холестерина), и оболочки, образованной амфифильными молекулами — фосфолипидами, свободным холестерином и аполипопротеинами.
Липопротеины различаются по плотности, размеру и составу, что отражает их функциональную специализацию.
После переваривания жиров в тонком кишечнике под действием липаз и желчных кислот образуются свободные жирные кислоты и моноглицериды, которые всасываются энтероцитами. Внутри клеток кишечного эпителия липиды ресинтезируются в триацилглицерины и включаются в состав хиломикронов.
Хиломикроны, покрытые аполипопротеинами (апоВ-48, апоА-IV), поступают в лимфатическую систему, а затем в кровь. После попадания в плазму к ним присоединяются апоС-II и апоЕ, получаемые от ЛПВП. АпоС-II активирует липопротеинлипазу — фермент, локализованный на поверхности эндотелия капилляров, который гидролизует триацилглицерины хиломикронов до глицерина и свободных жирных кислот.
Жирные кислоты захватываются мышечной и жировой тканями, где либо окисляются с образованием энергии, либо реэтерифицируются в триацилглицерины для запасания. Оставшиеся частицы — остаточные хиломикроны, обогащённые холестерином, удаляются печенью посредством рецепторов к апоЕ.
Печень синтезирует триацилглицерины, фосфолипиды и холестерин, упаковывая их в ЛПОНП. Эти липопротеины секретируются в кровь, где подвергаются действию липопротеинлипазы, аналогично хиломикронам. В результате гидролиза триацилглицеринов образуются остаточные частицы — ЛППП, которые далее превращаются в ЛПНП.
ЛПНП переносят холестерин ко всем клеткам организма. Клеточный захват осуществляется через рецептор-опосредованный эндоцитоз с участием рецепторов к апоВ-100. После интернализации комплекса ЛПНП-рецептор липопротеин разрушается в лизосомах, высвобождая холестерин.
Избыток холестерина ингибирует активность 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы, ключевого фермента биосинтеза холестерина, и стимулирует эстерификацию холестерина с участием ацил-КоА-холестерин-ацилтрансферазы (ACAT), предотвращая его накопление в свободной форме.
Обратный транспорт холестерина осуществляется при участии ЛПВП. Эти частицы образуются в печени и кишечнике в виде дисковидных структур, содержащих апоА-I и фосфолипиды. ЛПВП связывают избыток холестерина из клеток периферических тканей посредством белка-переносчика ABCA1.
Холестерин, поступивший в ЛПВП, этерифицируется ферментом лецитин-холестерин-ацилтрансферазой (LCAT), превращая ЛПВП в сферические частицы. Далее эфиры холестерина могут переноситься в ЛПОНП и ЛПНП с помощью белка CETP (холестеринэфир-переносящий белок) либо доставляться напрямую в печень через рецепторы SR-BI.
В печени холестерин используется для синтеза желчных кислот или экскретируется с желчью в кишечник, завершая цикл его обмена.
Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты транспортируются в крови в комплексе с сывороточным альбумином. Этот тип транспорта обеспечивает быструю доставку жирных кислот к тканям, особенно к скелетным мышцам и сердцу, для β-окисления.
При необходимости депонирования жирных кислот они поступают в жировую ткань, где реэтерифицируются с глицеролом, образуя триацилглицерины.
Регуляция транспорта липидов осуществляется на уровне синтеза аполипопротеинов, активности липопротеинлипазы, экспрессии рецепторов ЛПНП и ЛПВП, а также гормональными влияниями. Инсулин стимулирует образование ЛПОНП и активирует липопротеинлипазу, способствуя депонированию жиров. Глюкагон и катехоламины, напротив, усиливают липолиз и мобилизацию жирных кислот.
Баланс между притоком и выведением холестерина, а также соотношение ЛПНП и ЛПВП имеют решающее значение для поддержания липидного гомеостаза и профилактики атеросклеротических изменений сосудов.
Эффективный транспорт липидов обеспечивает энергоснабжение тканей, структурное обновление клеточных мембран, биосинтез сигнальных молекул и гормонов. Нарушения в системе липопротеинного обмена приводят к метаболическим патологиям, включая гиперлипопротеинемии, ожирение и атеросклероз, что подчёркивает фундаментальное значение механизмов транспорта липидов для биохимии и физиологии человека.