Il processo di internalizzazione delle LDL avviene attraverso l'interazione di specifiche regioni di ApoB100 con il recettore delle LDL (LDL-R).Il recettore LDL-R è una proteina di 839 amminoacidi composta da una pozione extracellulare ed una intracellulare. La porzione extracellulare è composta da 7 regioni ripetute per il legame del ligando, 3 regioni EGFR, un dominio β-propeller ed un dominio O-glicosilato mentre al di là di una regione a singolo passo transmembrana è presente la porzione intracellulare contenente un motivo NPxY che ne permette l'interazione con le proteine adattarci (LDLRAP1) necessarie per la sua internalizzazione. 28 A seguito del legame tra ApoB100 e LDL-R le proteine adattatrici LDLRAP1 permettono l'interazione della regione intracellulare di LDL-R con le proteine clatrina, le quali assemblandosi tra di loro portano alla formazione di un rivestimento proteico che permette l'introflessione della membrana plasmatica e la formazione di una vescicola endocitotica.Tale vescicola unendosi con altre porta alla formazione di un endosoma precoce che va incontro ad una progressiva acidificazione e successiva trasformazione dapprima in endosoma tardivo e successivamente tramite l'unione con altre vescicole in un lisosoma. Durante questo processo il pH del compartimento scende da un valore di 7 ad un valore di 5.Tale abbassamento di pH porta ad una modificazione conformazionale del recettore del LDL, il quale si ripiega su sé stesso per mezzo del dominio βpropeller con il conseguente distacco dal LDL suo ligando.A seguito di tale modificazione conformazionale il recettore del LDL viene riconosciuto da proteine che ne mediano il legame ed il ricircolo sulla membrana plasmatica tramite la formazione di piccole vescicole che si distaccano dall'endosoma.Il contenuto restante dell'endosoma viene digerito dall'attività di enzimi litici presenti all'interno del lisosoma che vengono attivati dall'abbassamento del pH e permettono la digestione del contenuto intra-lisosomiale. 29 Il processo di ricircolo del recettore LDLR è un passaggio chiave regolato dalla presenza dell'enzima Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin type 9 (PCSK9), una proteina che quando legata con il recettore LDLR ne impedisce il ricircolo in membrana e ne comporta la conseguente digestione lisosomiale.La proteina PCSK9 è una proteasi che ha sé stessa come principale bersaglio noto della propria attività litica: a seguito della sintesi che avviene principalmente a livello epatico sotto forma di zimogeno, avviene il taglio auto-proteolitico che ne permette il corretto ripiegamento. Successivamente all'assunzione della corretta conformazione spaziale PCSK9 viene rilasciata a livello ematico dove attraverso il flusso sanguigno si sposta nell'organismo e va ad interagire con i recettori LDLR presenti sulle membrane plasmatiche.L'interazione con il recettore LDLR porta a un suo ripiegamento tale da impedire il legame del LDL-R con le proteine vettore responsabili del suo ricircolo e avendo come conseguenza la distruzione del LDL-R all'interno del compartimento lisosomiale. Tale evento conduce ad una diminuzione del numero dei LDL-R presenti sulla membrana plasmatica e ad un conseguente aumento dei livelli di colesterolo circolante.Negli anni sono state scoperte diverse mutazioni a carico del gene codificante per la proteina PCSK9, suddivise in base all'effetto che esercitavano sulla proteina in mutazioni gain of function e mutazioni loss of function.Le prime sono mutazioni che portano ad un aumento della funzionalità della proteina PCSK9 e che di conseguenza portano ad un aumento della distruzione dei recettori LDL-R e ad un conseguente aumento dei livelli di colesterolo circolante.Al contrario il secondo tipo di mutazione porta ad una perdita di funzione della proteina e ad un conseguente aumentato del riciclo dei recettori LDL-R, fatto che permette un'aumentata interiorizzazione cellulare del colesterolo ed una diminuzione dei livelli di colesterolo circolante. 30 High-Density Lipoprotein (HDL) Delle molte lipoproteine presenti del nostro organismo le uniche deputate al trasporto del colesterolo in direzione retrograda dai tessuti periferici al fegato sono le HDL.Le HDL sono le lipoproteine che tra tutte presentano le dimensioni minori (5-12 nm) e la maggiore densità (1,063-1,210 g/mL). Sono inoltre contraddistinte dalla maggior concentrazione relativa di proteine (33%) e fosfolipidi (29%) e dalla minor concentrazione di trigliceridi (8%); nella restante parte sono composte da colesterolo esterificato (20%) e non esterificato (5%). Sulla loro superficie sono espresse le apolipoproteine Apo A1, Apo A2, ApoC1, ApoC2, ApoC3 ed ApoE necessarie per la loro secrezione, captazione, al fine di permettere lo scambio di lipidi con le altre lipoproteine circolanti e con le lipoprotein-lipasi (LPL) endoteliali.Le HDL originano dall'apolipoproteina ApoA1 sintetizzata e rilasciata libera in circolo dalle cellule epatiche ed intestinali. L'interazione di ApoA1 con le cellule periferiche porta al caricamento di quest'ultima di colesterolo non esterificato e fosfolipidi tramite l'azione delle proteine di trasporto attivo ABCA1 presenti sulle membrane plasmatiche delle cellule periferiche.In questo processo l'ApoA1 combinata con colesterolo non esterificato e fosfolipidi assume la forma di Pre-β HDL, la quale successivamente, con l'acquisizione di ulteriori lipidi tra cui anche colesterolo esterificato per mezzo dell'attività dell'enzima CETP, matura alla forma di HDL3.Successivamente le particelle di HDL3 vengono ulteriormente caricate di colesterolo e fosfolipidi dai tessuti periferici tramite l'azione di ABCA1 e della sua analoga ABCG1 non attiva nei confronti di HDL3 ed anche per l'azione di scambio con altre lipoproteine tramite l'enzima CETP. L'insieme di questi processi porta all'aumento di dimensione delle particelle di HDL a questo punto classificate come HDL2.Le HDL2 possono interagire con gli epatociti attraverso due possibili vie. Nel primo caso si può avere il legame di ApoE al recettore epatocitario HDL-R a seguito del quale la lipoproteina viene interiorizzata e degradata; in alternativa si può avere l'interazione di HDL2 con il recettore di membrana del tipo Scavenger Receptor (SR-B1) il quale permette il trasferimento del colesterolo, dei fosfolipidi e dei trigliceridi all'epatocita ed il rilascio delle HDL sotto forma di HDL3 o addirittura sotto forma di ApoA1 libera. L'interazione delle HDL2 con il recettore SR-B1 è facilitato dall'azione delle lipasi epatiche (HTL). Tali lipasi sono secrete dagli epatociti ed esposte sull'endotelio per mezzo di legami con catene polisaccaridiche e proteoglicani di membrana e permettono sia l'idrolisi dei trigliceridi contenuti nelle HDL2 indipendentemente dalla presenza di ApoC2 sia l'interazione tra ApoA1 ed SR-B1.Oltre che nel tessuto epatico gli scavenger receptor (SR-B1) sono anche presenti nei tessuti steroidogenici. 31,32 Variazioni stagionali dei livelli di lipidi circolanti Le concentrazioni totali dei lipidi circolanti nel sangue di un soggetto hanno evidenziato l'esistenza di una variabilità stagionale che porta a livelli maggiori di lipidi e nello specifico di colesterolo nella stagione invernale e livelli minori nella stagione estiva.In uno studio longitudinale condotto su 517 volontari è stato osservato che in un periodo di 12 mesi non solo esisteva una simile variazione nei livelli di lipidi ma anche che questa presentava una variabilità maggiore nelle donne e negli individui ipercolesterolemici.La causa di tale fenomeno non è stata ancora univocamente chiarita. Ad oggi viene ipotizzato che la variabilità riscontrata nei livelli di lipidi circolanti derivi dalla variazione della volemia durante l'anno con la presenza di un'ipervolemia plasmatica relativa durante l'estate dovuta alla mobilizzazione di liquidi dallo spazio interstiziale verso il comparto vascolare per fare fronte agli aumenti di temperatura e/o all'attività fisica. 33,34 La presenza di questi fenomeni è stata messa in relazione, come uno dei possibili cofattori, con l'aumento della mortalità cardiovascolare legata a infarto del miocardio osservata nella stagione invernale. 35 Inoltre, è suggerito che tale variabilità possa portare ad una misclassificazione del livello del rischio cardiovascolare di un paziente e di conseguenza della necessità di ulteriori approfondimenti in tale direzione. 36 Aterosclerosi La presenza di elevati livelli di colesterolo circolante -nello specifico della tipologia LDL -porta al progressivo deposito di quest'ultimo a livello sottoendoteliale con la formazione prima di una stria lipidica, poi di una placca fibroadiposa e infine di una placca ateromasica (placca fibrolipidica avanzata). Tale processo prende il nome di aterosclerosi. L'aterosclerosi è una malattia vascolare cronica progressiva che si presenta tipicamente in età adulta o avanzata e le cui manifestazioni cliniche sono legate all'insorgenza di coronaropatie e infarto cardiaco, di ischemia cerebrale e di arteriopatie occlusive periferiche.Il processo che porta alla formazione della placca aterosclerotica origina con il passaggio ed il deposito delle LDL a livello della tonaca intima dei vasi arteriosi di grosso e medio calibro.A tale livello il colesterolo contenuto all'interno delle LDL va incontro ad una serie di modificazioni chimiche tra le quali quella di maggior rilievo è rappresentata dall'ossidazione la quale conduce alla formazione delle oxLDL (oxidatively modified Low Density Lipoprotein).Le oxLDL hanno un'attività pro-infiammatoria all'interno del tessuto intimale del vaso da cui deriva un aumento dei livelli di espressione di Monocyte Chemotactic Protein-1 (MCP-1) che porta ad aumentato richiamo di monociti all'interno del tessuto.I monociti raggiunto il sito interessato dal deposito di LDL attraverso la circolazione migrano per diapedesi all'interno del tessuto sottoendoteliale dove maturano a macrofagi. I macrofagi iniziano a internalizzare le oxLDL attraverso i scavenger receptor CD36 e al contempo a rilasciare ulteriori citochine proinfiammatorie quali TNFα e IL-1 che inducono le cellule endoteliali a esprimere molecole di adesione sulla membrana plasmatica al fine di aumentare l'accesso di monociti circolanti nel tessuto.Il colesterolo assorbito dalle LDL viene trasferito attraverso i trasportatori ABCA1 sull'apolipoproteina A1 delle nascenti HDL permettendone l'allontanamento dalla tonaca intima dei vasi in direzione del fegato.