Low Density Lipoprotein

Low Density Lipoprotein (LDL) bezeichnet Vertreter einer von mehreren Klassen der Lipoproteine. Es dient als Transportvehikel für im Blutplasma wasserunlösliche (lipophile) Substanzen wie Cholesterin, Cholesterinester, Triglyceride, Fettsäuren und Phospholipide sowie fettlösliche Vitamine, etwa Vitamin E und Vitamin A.

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Funktion

LDL transportiert vom Körper selbst gebildetes Cholesterin von der Leber zu den Geweben und zirkuliert im Blut für circa fünf Tage.

Struktur

Menschliches LDL hat eine Dichte von 1,019 bis 1,062 g/ml und eine Größe von 18 bis 25 nm. Es besteht aus einem Apolipoprotein B100 (Apo B100) mit einer molaren Masse von 550 kDa (4536 Aminosäure-Einheiten), Cholesterinestern, freiem Cholesterin und Phospholipiden. Es sind zahlreiche Mutationen von ApoB-100 beim Menschen bekannt, wobei einige mit hohem Cholesterinspiegel assoziiert sind.

Rolle bei Krankheiten

Für einen kausalen Zusammenhang zwischen erhöhtem Cholesterinspiegel bzw. LDL-Cholesterin im Blut und der Entstehung von Arteriosklerose, bzw. koronarer Herzkrankheiten sprechen verschiedene epidemiologische Studien. Auch in der Ätiologie der Alzheimerkrankheit spielt ein erhöhter Cholesterinspiegel eine Rolle. Weil LDL die größten Cholesterinanteile im Blut transportiert, wird es oft und in umstrittener Weise als das "böse Cholesterin" [im Gegensatz zum "guten Cholesterin", dem High Density Lipoprotein (HDL)] bezeichnet.

LDL ist sehr leicht oxidierbar (z. B. durch pro-oxidative Metallkationen), und bildet dann sogenanntes oxidiertes LDL, wobei einerseits durch den Oxidationsvorgang fettlösliche Vitamine, insbesondere Vitamin E, verbraucht werden und anderseits einige Tryptophan-Einheiten von apoB-100 oxidiert werden. Oxidiertes LDL wird in den Arterienwänden von Makrophagen ungehemmt und konzentrationsunabhängig aufgenommen (phagozytiert) und gespeichert. Diese Fettüberladung der Makrophagen führt zur Bildung von Schaumzellen, was in der medizinischen Forschung als eine der Ursachen für die Entstehung von Arteriosklerose betrachtet wird.

Abbau

Für den Abbau des LDL-Cholesterins im Blut gibt es im menschlichen Körper zwei voneinander unabhängige Wege. Den LDL-Rezeptorweg und den sogenannten "Scavenger-Pathway". Der größte Teil, ca. 65% des LDL-Cholesterins im Plasma, wird über LDL-Rezeptoren verstoffwechselt, wobei ein Bereich zwischen den Aminosäure-Einheiten 3359-3369 am apoB-100 als Rezeptor-Bindungsstelle identifiziert wurde und für die Bindung von LDL am Rezeptor verantwortlich ist. LDL-Rezeptoren findet man in allen Zelltypen der Arterien und in Hepatozyten (Leberzellen).

Labormessungen (Diagnostik)

Bei Blutuntersuchungen bzw. Labormessungen wird unterschieden zwischen dem Cholesterinwert (hier wird das Gesamtcholesterin im Blut erfasst) und dem LDL-Cholesterin (hier wird nur der Cholesterinanteil des LDL erfasst). Das LDL-Cholesterin wird heute in Routinelabors nicht direkt bestimmt, sondern aus den direkt gemessenen Werten Gesamtcholesterin, Triglyceride und HDL berechnet. Die Formel für die sogenannte Berechnung nach Friedewald lautet "LDL-Cholesterin = Gesamt-Cholesterin - (HDL + [Triglyceride/5])". In Deutschland liegt der Referenzwertbereich für LDL-Cholesterin für Frauen und Männer zwischen 70 und 180 mg/dl.

Für Forschungszwecke wird das LDL zumeist durch Ultrazentrifugation aus dem Blutplasma isoliert und ist als Bande in der Dichtegradientenlösung aufgrund seiner Gelbfärbung, die vom Carotinoid-Gehalt stammt, gut sichtbar. Das LDL ist nach der Isolierung sehr oxidationsempfindlich und kann nur sauerstofffrei in einem geschlossenem Gefäß (durch Verdrängung von Luft mit Argon) über einige Tage bei 4°C gelagert werden.