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'''Low-density Lipoprotein''' ('''LDL''') oder '''Lipoprotein niedriger Dichte''' bezeichnet Vertreter einer von mehreren Klassen der [[Lipoprotein]]e. Es dient als Transportvesikel für die im [[Blutplasma]] wasserunlöslichen ([[Lipophilie|lipophilen]]) Substanzen wie [[Cholesterin]], [[Cholesterinester]], [[Triglyceride]], [[Fettsäuren]] und [[Phospholipide]] sowie für die fettlöslichen [[Vitamine]] [[Vitamin E]] und [[Vitamin A]].

== Funktion ==
LDL transportiert vom Körper selbst gebildetes Cholesterin von der [[Leber]] zu den Geweben und zirkuliert im Blut für circa fünf Tage. Cholesterin wird vor allem als Bestandteil von Zellmembranen und als Vorstufe von [[Gallensäuren]] und [[Steroidhormon]]en benötigt.

== Struktur ==
Menschliches LDL hat eine [[Dichte]] von 1,019 bis 1,063 g/ml<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Tiia Hevonoja et al. |Titel=Structure of low density lipoprotein (LDL) particles: Basis for understanding molecular changes in modified LDL |Sammelwerk=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids |Band=1488 |Nummer=3 |Datum=2000-11-15 |Seiten=189–210 |DOI=10.1016/S1388-1981(00)00123-2}}</ref> und eine Größe von 18 bis 25 [[Nanometer|nm]] (im Durchschnitt 22 nm<ref name=":0" />). Damit bildet LDL eine heterologe Gruppe aus Partikeln unterschiedlicher Größe, Zusammensetzung und Struktur. Allen Partikeln ist gemeinsam, dass ein einziges Protein, das [[Apolipoprotein|Apolipoprotein B100]] (Apo B100) mit einer [[Molare Masse|molaren Masse]] von 550 kDa (4536 [[Aminosäure]]-Einheiten), enthalten ist. Dieses macht auch etwa 95 % der Proteinmasse eines LDL-Partikel aus.<ref>{{Literatur |Autor=Hannia Campos et al. |Titel=LDL particle size distribution. Results from the Framingham Offspring Study. |Sammelwerk=Arteriosclerosis and Thrombosis: A Journal of Vascular Biology |Band=12 |Nummer=12 |Datum=1992-12-01 |Seiten=1410–1419 |DOI=10.1161/01.ATV.12.12.1410}}</ref> Darüber hinaus sind über 170 Triglyceride, über 1.600 Cholesterinester, 700 Phospholipide (insbesondere Lecithine und Sphingomyeline) und über 600 Moleküle freies Cholesterin assoziiert.<ref name=":0" /> Letzteres ist zu etwa zwei Dritteln an der Oberfläche lokalisiert. Zudem sind viele weitere Lipide wie beispielsweise Lysophosphatidylcholin oder Phosphatidylethanolamin sowie lipophile Antioxidantien wie Ubichinon-10, Vitamin E, γ-Tocopherol oder Carotinoide enthalten.<ref name=":0" />

In den 1970er Jahren nahm man an, dass die LDL-Oberfläche eine Tripel- oder Doppellipidschicht sei, in deren Kern sich ApoB befände. Heutzutage geht man davon aus, dass es sich um ein sphärisches Lipoproteinpartikel mit einer amphipathischen Lipidschicht handelt, die einen hydrophoben Kern umgibt.

Die LDL-Partikel selbst unterscheiden sich in ihrer Struktur und physikalischen Eigenschaften, je nachdem, welche und wie viele Lipide sie enthalten und abhängig von der Konformation von Apo B100.

Des Weiteren sind Untergruppen der LDL bekannt, die sich in ihrem [[Triglyceride|Triglyceridanteil]] unterscheiden. Das LDL-Muster A bezeichnet dabei die „normalen“ (übliche Form) LDL. Neben ihnen gibt es allerdings auch die „small, dense LDL“ (LDL-Muster B, auch sdLDL oder s-LDL), die einen verringerten Triglycerid- und Cholesteringehalt haben und von denen ein erhöhtes Risiko für [[koronare Herzerkrankung]]en ausgeht.<ref>{{Literatur |Autor=Akira Yamamoto |Titel=Mechanism of the production of small, dense Ldl in hypertriglyceridemia: role of cholesteryl ester transfer protein and hepatic triglyceride lipase |Sammelwerk=Atherosclerosis Journal |Band=136 |Nummer=1 |Verlag=Elsevier |Datum=1998-03-01 |Seiten=28 |DOI=10.1016/S0021-9150(97)84521-2}}</ref>

Es sind zahlreiche [[Mutation]]en von ApoB-100 beim Menschen bekannt, wobei einige mit hohem Cholesterinspiegel assoziiert sind. Neben extrinsischen Faktoren, die die Höhe des LDL-Spiegels im Blut determinieren, ist die Aktivität des Enzyms Proproteinkonvertase Subtilisin/Kexin Typ 9 ([[PCSK9]]) ein wichtiger bestimmender Faktor, da es den LDL-Rezeptor bindet und der Komplex in der [[Leber]] abgebaut wird und somit weniger LDL aus dem Blut resorbiert wird. Eine seltene Gen-Variante mit erniedrigter PCSK9-Aktivität ist mit einem niedrigeren LDL-Spiegel und seltenerem Auftreten [[Koronare Herzkrankheit|koronarer Herzerkrankungen]] verbunden. Dies führte zur Entwicklung spezifischer gegen PCSKA9 gerichteter [[monoklonaler Antikörper]],<ref>Neil J. Stone, Donald M. Lloyd-Jones: ''Lowering LDL Cholesterol is good, but how and in whom?'' [[New England Journal of Medicine]] 2015, Band 372, Ausgabe 16 vom 16. April 2015, Seiten 1564–1565, [[doi:10.1056/NEJMe1502192]]</ref> Medikamente (Hemmer) und Gentherapien.<ref>{{cite journal |author=Kiran Musunuru et al. |title=In vivo CRISPR base editing of PCSK9 durably lowers cholesterol in primates |journal=Nature |date=2021-05 |volume=593 |issue=7859 |pages=429–434|doi=10.1038/s41586-021-03534-y |pmid=34012082 |bibcode=2021Natur.593..429M |url=https://www.nature.com/articles/s41586-021-03534-y |language=en |issn=1476-4687}}</ref>

== Rolle bei Krankheiten ==

LDL ist etwa durch pro-oxidative Metallkationen leicht oxidierbar und bildet dann oxidiertes LDL, wobei einerseits durch den Oxidationsvorgang fettlösliche Vitamine, insbesondere Vitamin E, verbraucht werden und anderseits einige [[Tryptophan]]-Einheiten von apoB-100 oxidiert werden.<ref>A.Giessauf, E.Steiner, H.Esterbauer "Early destruction of tryptophan residues of apolipoprotein B is a vitamin E-independent process during copper-mediated oxidation of LDL" BBA Vol. 1256 (1995) 221-232.</ref> Oxidiertes LDL wird in den Arterienwänden von [[Makrophagen]] ungehemmt und konzentrationsunabhängig aufgenommen ([[Phagozytose|phagozytiert]]) und gespeichert. Diese Fettüberladung der Makrophagen führt zur Bildung von [[Schaumzellen]], was eine der Ursachen für die Entstehung von [[Arteriosklerose]] ist.

Dabei hängt der kausale Effekt sowohl von der Höhe als auch der Akkumulation ab, der man ausgesetzt ist. Daher ist es von besonderer Bedeutung, das ganze Leben über niedrige LDL-Blutwerte zu haben. Für die medikamentöse Senkung stehen eine Reihe von Substanzen zur Verfügung, wie z. B. die Gruppe der [[Statin]]e. So kann die Anzahl der Partikel minimiert werden, die sich in den Arterienwänden einlagern und somit auch der fortschreitende Aufbau von Plaques verlangsamt werden.<ref>{{Literatur |Autor=Brian A. Ference, Ian Graham, Lale Tokgozoglu, Alberico L. Catapano |Titel=Impact of Lipids on Cardiovascular Health: JACC Health Promotion Series |Sammelwerk=Journal of the American College of Cardiology |Band=72 |Nummer=10 |Datum=2018-09-04 |ISSN=0735-1097 |DOI=10.1016/j.jacc.2018.06.046 |Seiten=1141–1156 |Online=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109718353798 |Abruf=2023-02-09}}</ref>

== 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, etwa 65 % des LDL-Cholesterins im Plasma, wird über [[LDL-Rezeptor]]en [[Stoffwechsel|verstoffwechselt]], wobei ein Bereich zwischen den Aminosäure-Einheiten 3359 bis 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 [[Arterie]]n und in [[Hepatozyt]]en (Leberzellen). Die LDL-Partikel werden von den Rezeptoren über [[Clathrin|Clathrin-Coated-Pits]] in die Zellen aufgenommen, dort fusionieren die [[Endozytose|endozytotischen Vesikel]] mit [[Lysosomen]]. Durch den dort herrschenden sauren [[PH-Wert|pH]] löst sich das LDL vom Rezeptor, der dann zur [[Zellmembran]] zurücktransportiert wird, und wird durch lysosomale [[Proteasen]] abgebaut. Die transportierten Lipide werden ins [[Zytosol]] transportiert und als Lipidtropfen gelagert.

== Labormessungen (Diagnostik) ==

Bei Blutuntersuchungen wird unterschieden zwischen dem Cholesterinwert (auch ''Gesamtcholesterin'', hier wird das gesamte Cholesterin im Blut erfasst) und dem LDL-Cholesterin (hier wird nur der LDL-Anteil bestimmt).
Das LDL-Cholesterin wird heute in Routinelaboratorien mit Analysatoren der klinischen Chemie direkt gemessen. (Roche, Beckmann, Siemens etc.)
Eine Berechnung über die Friedewaldformel mittels der direkt gemessenen Werte Gesamtcholesterin, Triglyceride und [[High Density Lipoprotein|HDL]] erfolgt nur noch selten. Nach Friedewald wird LDL-Cholesterin indirekt berechnet, wobei Triglyceride nur zum Fünftel angesetzt werden: ''LDL-Cholesterin = Gesamt-Cholesterin - HDL - Triglyceride/5''. In Deutschland liegt der [[Referenzbereich (Medizin)|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 wegen seiner gelben Farbe, die vom [[Carotinoid]]-Gehalt stammt, als Bande in der [[Konzentrationsgefälle|Dichtegradienten]]lösung gut sichtbar.
Das LDL ist nach der Isolierung sehr oxidationsempfindlich und kann nur sauerstofffrei in einem geschlossenen Gefäß (durch Verdrängung von Luft mit [[Argon]]) über einige Tage bei 4 °C gelagert werden.

== Siehe auch ==
* [[High Density Lipoprotein]]
* [[Lipoproteine]]
* [[Lipoprotein a|Lp(a)]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:LDL}}
[[Kategorie:Transportprotein]]
[[Kategorie:Protein]]

Low Density Lipoprotein - Versionsgeschichte

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