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HIPERLIPOPROTEINEMIA TIPO III
Química Biológica Patológica
Dra. Silvia [email protected]
Tema:13 (Bolilla 8)
2012
Clasificación General Déficit en LPL (Tipo I) Déficit Apo CII (Tipo Ib)
Hipertrigliceridemias endógena Hiperlipidemia familiar combinada Hipercolesterolemia familiar Apo B100 defectuosa familiar Hipercolesterolemia Poligénica Abeta Lipoproteinemia Hipobetalipoproteinemia familiar
Déficit Lipasa Hepática DisbetaLipoproteinemia (Tipo III,Beta ancha)
Hiper
Hipo
VIA ENDOGENA
VIA EXOGENA
VIA
EXOGENA y ENDOGENA
Hipo--lipoproteinemia familiar Deficiencia LCAT (ojo de pez) Enfermedad de Tangier Deficiencia Apo AI
Hiper--lipoproteinemia Deficiencia CETP
Deficiencia HDL
Alteraciones Familiares del Metabolismo
HDL
VIA REVERSA
Historia: 1950. Fue descrito por primera vez por Gofman y col. y lo
llamo originalmente xantoma tuberosum, basado en excesivo numero de xantomas en tendones extensores y en la superficie de las manos.
1967. Fredrickson y col. la establecen como una hiperlipoproteinemia tipo III. Basó su clasificación de las distintas dislipoproteinemias usando ultracentrifugación y electroforesis en papel. Se la denomina también como enfermedad de la banda ancha, enfermedad de la remoción de remanentes y disbetalipoproteinemia
1973. Havel y Kane demuestran en plasma de pacientes con esta enfermedad, un incremento en los niveles plasmáticos de Apo E o apoproteína rica en arginina. Apo E es un componente de VLDL, QM y ciertas subclases de HDL. Apo E fue descubierto como el mayor ligando del R de LDL y de LRPs. La apo E mutante no se une normalmente a los receptores de lipoproteínas, generando la acumulación de -VLDL.
1977. Utermann y col. identifican la Apo E2/2.
Actividad de Binding del receptor de Apo E-2 (), Apo E-3 () y apo E-4() seguido como un ensayo de competición in vitro. 125ILDL como un competidor para el binding de complejos apoE-DMPC (di-miristoil-fosfatidilcolina) a fibroblastos humanos normales. ApoE2 es desde pacientes HL tipo III.
PATOGENESIS
No hay depuración de Remanentes LP: defecto en el ligando
1-2% capacidad de binding al RLDL
La depuración (clearence) de Apo E-3 (E3+) y Apo E-2(E3-)radiomarcadas simultaneamente inyectada en pacientes normales (izquierda) y con HL tipo III (derecha).
El clearence de Apo E2 estuvo retrasado en ambos casos: no hay defecto en el receptores, sino en los ligandos
Apo E3 Apo E3
Apo E2 Apo E2
Variación de Apo B y Apo E en función de los distintos fenotipos de Apo E
Introducción
Apolipoprotein E es un componente ppal de lipoproteinas en el plasma.
ApoE fue descripta por primera vez por Shore & Shore (1973) como un constituyente de VLDL.
ApoE tiene un rol importante en el transporte de lípidos tanto en el plasma como en el SNC.
I-Biología Molecular de Apo E
Gen apoE Humano : cromosoma 19, localizado en el extremo 5‘ de 50-kb de una agrupamiento de genes con Apo C-I y Apo C-II.
Producido por varios tejidos: hígado, cerebro, bazo, pulmon, adrenal, ovario, riñon y musculo. Apo E del plasma es generalmente producido por el hígado.
Enfoque Isoeléctrico
Isoelectroenfocado
Dis
min
uye
el
pH
II-Biología Molecular de Apo E
La forma normal de ApoE es Apo E3.
HLP tipo III al menos 90% de los individuos con HLP tipo III son homocigotos para Apo E2
Elementos estructurales de Apo E:
El dominio N-terminal contiene 4-hélices; el sitio de unión RLDL de alta afinidad también requiere Arg172 en la región bisagra que conecta los dominios N- y C- terminal y dos sitios polimorficos en posición 112 y 158 que distingue las tres isoformas de Apo E
C-terminal: la región de unión a lípidos (LP); un sitio de union a heparina (residuos 243-272)
Tabla Nº : Frecuencia de las isoformas de Apo E humanas y sus diferencias
Isoforma
Frecuencia alelica (%)
Variación de aminoácido Afinidad
RLDL
Preferencia binding
a LP
Desordenes Asociados
112 158
Apo E2 7 Cys Cys Baja HDL HLP tipo III
Apo E3 78 Cys Arg Alta HDL Desconocidos
Apo E4 15 Arg Arg Alta VLDL, LDL Alzheimer, ateroscle
rosis
La presencia de cisteína en posición 158 afecta un arreglo de un puente salino existente en Apo E3. En Apo E2 resultante en una interacción con Arg 150 que altera la habilidad de interactuar efectivamente con los R-LDL
APOPROTEÍNA E: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
Alelos E2/2 E3/3 E4/4Residuo nº 112 Cys Cys Arg
Residuo nº 158 Cys Arg Arg
Algunas variantes raras de Apo E estan asociadas con hiperlipoproteinemia Tipo III dominante como apoE3-Leiden.
El alelo E4 relacionado a gran riesgo de enfermedades cardiovasculares (fumadores)
ApoE4 es el mayor riesgo para la enfermedad de Alzheimer y también se asocia con la baja de la edad de inicio.
El alelo E4 tiene contribución a la patogénesis de la enfermedad aterosclerótica.
Alelo 2-Alelo E3- Alelo E4
Variantes Raras de Apo E
• La isoforma menos comun es E4 (Cys112Arg)
From Walden & Heagle (1994) Apoprotein E in lipidemia, Annals of Internal Medicine, Vol.120, 12, 1026-1036
Gen Apo E
Mas variantes raras de ApoE ApoE1 (Gly127→Asp, Arg158→Cys) - ApoE1Harrisburg
(LyS146→Glu) ApoE1Hammersmith (LyS146→Asn, Arg147→Trp) - ApoE1Baden
(Arg180→Cys) ApoE1 (Leu252→Glu) - ApoE2 (Arg136→Cys) ApoE2Christchurch (Arg136→Ser) - ApoE2Heidelberg
(Arg136→Cys) ApoE2 (Arg142→Leu) - ApoE2 (Arg142→Cys) ApoE2 (Arg145→Cys) - ApoE2Sendai
(Arg145→Pro) ApoE2 (Lys146→GIn) - ApoE2Dunedin
(Arg228→Cys) ApoE2 (Val236→Glu) - ApoE3 (Ala99→Thr,
Ala152→Pro) ApoE3-Leiden (Cys112→Arg; residues 121–127a) - ApoE3 (Cys112→Arg,
Arg142→Cys) ApoE3 (Cys112→Arg, Arg142→Gly) - ApoE3 (Arg136→Ser) ApoE3 (Arg145→His) - ApoE3 (Arg251→Gly) ApoE3′(Arg136→His) - ApoE4Philadelphia
(Glu13→Lys, Arg145→Cys) ApoE4Freiburg (Leu28→Pro) - ApoE5 (Glu3→Lys) ApoE5 (Glu13→Lys) - ApoE5 (Pro84→Arg,
Cys112→Arg) ApoE5 (GIn204→Lys, Cys112→Arg) - ApoE5 (Glu212→Lys) ApoE7 Suita (Glu244, 245→Lys)
Dominio de Unión al Receptor de Apo-E
Porción de binding de LP del R LDL
Apo-E, es la proteína mayoritaria en
LDL, presenta tres alelos comunes:
Apo-E3 es la forma más común
Apo-E4 ha sido relacionado a la enfermedad de Alzheimer y elevado riesgo de enfermedad cardíaca.
Apo-E2 se une pobremente a R LDL y está asociada con hiperlipidemia tipo III
Parcial estructura de Apolipoproteina E y el R LDL
From Walden & Heagle (1994) Apoprotein E in lipidemia, Annals of Internal Medicine, Vol.120, 12, 1026-1036
• Las mutaciones en apoE en hiperlipoproteinemia tipo III causan la LP con propiedades de binding anormal entre los residuos 136 to 150
• Resulta en la remoción en un aa cargado positivamente en el dominio de unión (+10)
LRPs (Low density lipoprotein receptor-
related protein)
Conformado por 5 unidades estructurales:
Los LRPs incluyen:
LRP1,
LRP1b,
LRP2 (también llamada megalina),
LRP4 (también llamada MEGF7
(multiple epidermal growth factor-
like domains protein 7),
LRP5/6,
LRP8 (también llamada Receptor 2
de apolipoprotein E),
Receptor VLDL receptor (VLDLR) y
LR11/SorLA1
Pasos involucrados en la depuración y captación hepática de QM y VLDLr: a- Secuestro b- Procesamiento c- Captación (Internalización)
Apo E tiene un sitio de union a
heparina (residuos 243-
272)
Causas que contribuyen a la expresión de HLP tipo III:
(1) Sobreproducción de LP(2) Lipólisis defectuosa de LP(3) Captación hepática defectuosa de
remanentes“Cofactores”: Insulino resistencia, hipotiroidismo,
alcoholismo, falla renal, estrógenos, obesidad están asociados a su expresión.
Tabla VI: Hiperlipoproteinemia Tipo III
Hallazgos Clínicos % de Pacientes
Xantomas: Palmar Tendon Tuberoso y tuberoeruptivo Xanthelasma
5513647
Arco Corneal 11
Enfermedad coronaria 28
Enfermedad Vascular periférica 21
Enfermedad cerebro vascular 4
Gota 4
Diabetes mellitus 4
Hipotiroidismo 4
Número pacientes 185
Hombre/ Mujeres 131/54
Rango de edad, Años 16 a 95
Colesterol (mg/dl) 450
Triglicéridos(mg/dl) 570- 1800
Courtesy of Professor PN Durrington
Striate palmer xanthomas: yellow-orange discolouration in creases of the skin on the palms of hands, or seed-like lesions in the palms, fingers and flexor surfaces of the wrist
Tuberoeruptive xanthomas: raised yellow lesions usually on the elbows and knees.
Tuberoeruptive Xanthomas
• Causa un incremento de tanto las concentraciones séricas de colesterol y trigliceridos en ayunas.
• 270-470mg/dl para Colesterol Total
• 450 – 1800 mg/dl para Triglicéridos
• Mas comun en el hombres, con una definitiva incidencia en la adultez temprana.
• Condición Autosomica Recesiva con Penetrancia Variable
• Rara en niños.
HLP Tipo III
Diagnóstico basado en el Laboratorio
• Lipidograma Electroforético
• Estudios de ADN para detectar los homocigotos
• Ultracentrifugación para identificar partículas β-VLDL ricas en colesterol
• Historia Familiar
Diagnóstico Bioquímico: Métodos Cuantitativos
(1) Métodos electroforéticos de Wikinski, Schreier y Rosental consiste en la electroforesis en gel de agarosa de suero entero, que separa quilomicrones en el origen, una banda ancha que comprende la zona entre el origen y la beta, donde también quedan las beta lipoproteínas (LDL). La zona alfa es ocupada por las HDL. Para separar los RLPs de la LDL, se realiza una incubación con la solución de Wieland y Seidel (2 h con una solución de MgCl2 0.1 mol/l, heparina 1.5 g/l, y NaCl 10 g/l), que inmoviliza los remanentes porque neutraliza su carga eléctrica, y en una segunda electroforesis se separan las LDL que conservaron su carga negativa. La banda de RLPs se visualiza, se recupera y se usa para extraer y medir el colesterol con reactivo férrico.
-LP: HDL
Pre -LP: VLDL-LP: LDL
Incubación 2h- con MgCl2 0.1 mol/l, heparina 1.5 g/l, y NaCl 10 g/l. Inmoviliza los remanentes
2º Electroforesis se separa las LDLs Se separan los Remanentes y se cuantifica
Colesterol
Valores de Colesterol(Rvo ferrico)
Normales de Referencia: 5.7 ± 7.0 mg/dl Pacientes con HL Tipo III:162 ± 345 mg/dl
Cual es el riesgo del desarrollo de aterosclerosis?
From Klippel JH, Reynolds HY, Stein JH et al. Internal Medicine, 5th Edition. St Louis: Mosby; 1998.
HLP acelera el inicio de la aterosclerosis.
Riesgo aumenta 5 veces con niveles de colesterol 300 mg/dL comparado con 200 mg/dL.
Resumen:
• Causa de aterosclerosis.
• Es rara e incluye distintas variantes de alelos apo E.
• Aterosclerosis es evitable! Importancia del diagnostico precoz.
• Multi-factorial. Factores tanto geneticos como ambientales contribuyen a la expresion de su fenotipo
• Niveles de Colesterol e IDL se encuentran elevados por arriba de lo normal.
TRATAMIENTO: Disminuir Ingesta de Grasas Inhibidores HMGCoA
Reductasa(cervistatina, fluvastatina, lovastatina,pravastatina,simvastatina)
Fibratos
Referente en el país:
Bibliografía: JOHN D. BRUNZELL. Chapter 59: Familial Lipoprotein Lipase Deficiency, Apo C-II
Deficiency, and Hepatic Lipase Deficiency. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases. Volume II. Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly and David Valle, EDITORS. McGraw-Hill. Seventh Edition (p.1913-1932).
STANLEY C. RALL, JR, ROBERT W. MABLEY. Chapter 61: Type III Hyperlipoproteinemia (Dysbetalipoproteinemia): The Role of Apolipoprotein E in Normal and Abnormal Lipoprotein Metabolism. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases. Volume II. Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly and David Valle, EDITORS. McGraw-Hill. Seventh Edition. (p.1953-1980).
ALDAMIZ-ECHEVARRÍA AZUARA L; SANJURJO CRESPO P; DALMAU SERRA J; BALDELLOU VÁZQUEZ A: Dislipemias primarias en la infancia: Protocolo de diagnóstico y tratamiento de dislipemias primarias en la infancia.
REGINA WIKINSKI, LAURA E. SCHREIER, GABRIELA A. BERG, FERNANDO D. BRITES, GRACIELA LOPEZ, ANA I. GONZALEZ, VALERIA ZAGO LIPOPROTEINAS REMANENTES ATEROGENICAS EN HUMANOS. MEDICINA (Buenos Aires) 2010; 70: 375-380
Greenow K, Pearce JP, Ramji DP. The key role of apolipoprotein E in atherosclerosis. J Mol Med 2005; 83: 329-342
Hatters DM, Peters-libeu CA, Weisgraber KH. Apolipoprotein E structure:insights into function. Biochem Scien 2006; 31: 443-454
Alguna pregunta de esta parte?
Muchas gracias por su atención