
カイロミクロン(ギリシャ語のχυλός、chylós、植物または動物の汁を意味する、 micron、小さいを意味する)[ 1 ]は、超低密度リポタンパク質(ULDL)としても知られ、トリグリセリド(83~92%)、リン脂質(6~12%)、コレステロール(1~3%)、タンパク質(1~2%)からなるリポタンパク質粒子です。これらは、脂肪やコレステロールなどの食事性脂質を、血液の水性溶液中で腸から体内の他の場所に輸送します。[ 2 ] ULDLは、密度に基づいてリポタンパク質が分類される5つの主要なグループの1つです。カイロミクロンに特有のタンパク質はApoB48です。
リポタンパク質粒子の密度とサイズには逆相関関係があります。脂肪は水やより小さなタンパク質分子よりも密度が低く、粒子が大きいほど、外側の乳化タンパク質分子に対する内部の脂肪分子の比率が高くなります。ULDLは、1,000 nm以上のサイズであれば 、光学顕微鏡で最大倍率で観察できる唯一のリポタンパク質粒子です。その他のクラスはすべて超微細です。

カイロミクロンは、腸から吸収された脂質を脂肪組織、心筋組織、骨格筋組織へと輸送し、そこでリポタンパク質リパーゼの働きによってトリグリセリド成分が加水分解され、遊離脂肪酸が組織に吸収されます。トリグリセリドコアの大部分が加水分解されると、カイロミクロン残渣が形成され、肝臓に取り込まれることで、食事由来の脂肪も肝臓へと運ばれます。
小腸では、食事由来のトリグリセリドは胆汁によって乳化され、膵リパーゼによって消化され、モノグリセリドと脂肪酸が生成されます。これらの脂質は受動拡散によって腸上皮細胞に吸収されます。これらの細胞内で、モノグリセリドと脂肪酸は滑面小胞体(滑面ER)に輸送され、そこで再エステル化されてトリグリセリドが形成されます。[ 3 ]これらのトリグリセリドは、リン脂質およびコレステロールとともに、アポリポタンパク質B48に付加され、新生カイロミクロンを形成します[ 4 ] (未成熟カイロミクロンまたはプレカイロミクロンとも呼ばれます)。
滑面小胞体で合成された後、新生カイロミクロンはSAR1Bタンパク質によってゴルジ装置に輸送される。[ 5 ]分泌経路内での新生カイロミクロンの輸送は、タンパク質輸送小胞(PCTV)によって促進される。PCTVは、シスゴルジコンパートメントとの融合を助けるv-SNAREおよびVAMP-7タンパク質を特異的に備えている。この輸送は、カーゴを選択し、小胞膜からの小胞出芽を促進するSec23/24を含むCOPIIタンパク質によって促進される。 [ 6 ]
ゴルジ体を通過する過程で、新生カイロミクロンは酵素による修飾と脂質化のプロセスを受け、成熟したカイロミクロンが形成される。
成熟したカイロミクロンは、腸上皮細胞の基底外側膜(分泌経路を介して)から乳糜管[ 7 ]、小腸絨毛のリンパ毛細血管に放出されます。カイロミクロン(およびその他の乳化脂肪)を含むリンパは乳糜と呼ばれます。リンパ循環は、乳糜をリンパ管に運び、鎖骨下静脈を介して全身循環の静脈還流に入ります。ここから、カイロミクロンは、食事から吸収された脂肪を全身の組織に供給することができます。[ 8 ]このように血流に入るため、消化された脂質(カイロミクロンの形)は肝門脈系を迂回し、消化された炭水化物(単糖の形)やタンパク質(アミノ酸の形)とは異なり、初回通過代謝を回避します。
血液中を循環する高密度リポタンパク質(HDL)は、アポリポタンパク質C-II(APOC2)やアポリポタンパク質E (APOE)などの必須成分を成熟したカイロミクロンに供給します。APOC2は、カイロミクロン内のトリグリセリドを加水分解するリポタンパク質リパーゼ(LPL)の活性に不可欠な補酵素です。
トリグリセリドが分配されると、カイロミクロンはAPOEを保持したままAPOC2をHDLに戻し、カイロミクロン残渣へと変化する。ApoB48とAPOEは、肝臓でカイロミクロン残渣を認識し、エンドサイトーシスと分解を行う上で重要である。
高カイロミクロン血症は、血液中にカイロミクロンが過剰に存在することで極度の高トリグリセリド血症を引き起こす疾患です。この疾患の臨床症状には、発疹性黄色腫、網膜脂血症、肝脾腫、再発性腹痛、急性膵炎などがあります。この疾患は、遺伝子変異(下記参照)またはコントロール不良の糖尿病やアルコール使用障害などの二次的要因によって引き起こされる可能性があります。[ 9 ]
低カイロミクロン血症とは、特に食後(食後)に血液中のカイロミクロンが異常に低い、または完全に欠如している状態を指します。この状態は、遺伝子変異(下記参照)や、特定の吸収不良症候群、または食事性脂肪摂取量の不足によって引き起こされる可能性があります。[ 9 ]
カイロミクロン残渣は、カイロミクロンがトリグリセリドを組織に届けた後に残るリポタンパク質粒子です。これらの残渣のレベルが上昇すると高脂血症を引き起こし、これは心血管疾患の重要な危険因子と考えられています。[ 9 ]
最近の研究では、カイロミクロン残渣が内膜を貫通して内皮下腔に捕捉されることが示されています。このプロセスは動脈壁へのコレステロール沈着を促進し、これはアテローム性動脈硬化プラーク形成の重要なステップです。動脈壁内でのこれらの残渣の保持と変化は炎症反応を引き起こし、アテローム性動脈硬化の進行をさらに加速させます。[ 10 ]
アベータリポタンパク血症(ABL;OMIM 200100)は、 MTP遺伝子の両アレルに突然変異が生じるまれな常染色体劣性疾患です。この遺伝的欠陥により、ApoBレベルがほぼ検出不能となり、血漿コレステロール値が非常に低くなります。ABL患者は、脂肪吸収不良、脂肪便、腸管上皮細胞および肝細胞への脂肪蓄積を示します。また、リポタンパク質の組み立てと輸送の障害により、複数のビタミン(E、A、K、D)欠乏症も引き起こされます。治療せずに放置すると、ABLは脊髄小脳変性、末梢神経障害、網膜色素変性症などの神経学的障害を引き起こす可能性があります。脂溶性ビタミンの早期補充により、これらの合併症を予防できます。 [ 6 ]
ホモ接合型低ベータリポタンパク血症(Ho-HBL;OMIM 107730)は、 APOB遺伝子の両アレルに変異があるため、アポB含有リポタンパク質の不適切なパッケージングと分泌を特徴とする極めてまれな遺伝性疾患である。これらの変異はアポBの切断またはアミノ酸置換を引き起こし、脂質に結合してカイロミクロンを形成できない短い異常なアポBの形成につながる。臨床症状は、無症状から脂肪吸収不良やビタミン欠乏症などABLの症状と重複する特徴まで様々である。 [ 6 ]
カイロミクロン保持症(CMRD;OMIM #607689)は、 SAR1B遺伝子の変異によって引き起こされるまれな常染色体劣性疾患です。CMRD患者は、慢性下痢、発育不全、低コレステロール血症、脂溶性ビタミンの低値を呈します。これらの患者の腸上皮細胞はカイロミクロンをリンパに分泌できず、脂質の蓄積と小腸における特徴的な粘膜変化を引き起こします。ABLやHo-HBLとは異なり、CMRDは棘状赤血球症、網膜色素変性症、または重篤な神経症状を引き起こしません。 [ 6 ]
家族性カイロミクロン血症症候群(FCS)は、 I型高リポタンパク血症とも呼ばれ、重度の高トリグリセリド血症、腹痛、膵炎、発疹性黄色腫、肝脾腫を特徴とする。この疾患は、トリグリセリドを豊富に含むリポタンパク質の異化の調節に関与するLPL、APOC-II、APOA-V、LMF1、GPIHBP1などの遺伝子の変異によって引き起こされる。FCS患者は、空腹時のカイロミクロン濃度が著しく上昇し、カイロミクロンのサイズが大きいため血管内皮バリアを通過できず、通常は早期動脈硬化症を発症しない。診断は、これらの遺伝子の病原性変異のDNAシーケンスによって確定される。 [ 6 ]
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