What are lipoproteins?

Living organisms, human beings, animals and plants alike contain fats and fatty substances in their organs and bodily systems.  Lipids are the building blocks of these insoluble, oil based fatty substances. They are composed of cholesterol, triglycerides, proteins (otherwise known as lipoproteins) and phospholipids.  Lipids are stored in the body as sources of energy. When discussing the effects of cholesterol and triglycerides on various organs of the body, a keen understanding of lipoproteins is required.  Cholesterol is present in human and animal cells.   Lipoproteins are the body's mechanism for transporting cholesterol and triglycerides through the bloodstream. Most cholesterol is manufactured in the liver, its production stimulated by saturated fats.  About one third of the body's cholesterol is obtained through diet.  Unlike cholesterol which is only found in animals and animal - based foods, triglycerides are found in plants and animals. Triglycerides are composed of fatty acid molecules.

There are five categories of lipoproteins.  They are grouped with respect to size and density.  These five categories of lipoproteins are further divided into two groups, the first being cholesterol-carrying lipoproteins and the second being triglyceride-carrying lipoproteins.  There are two types of lipoproteins found in the first group: Low-density lipoproteins - LDL - referred to as "bad" cholesterol and High-density lipoproteins - HDL - referred to as "good" cholesterol. Cholesterol is a white powdery substance; the "good" cholesterol is smaller and denser than all the other kinds of lipoproteins.  In the second group of lipoproteins, there are three types: Intermediate density lipoproteins - IDL; Very low density lipoproteins - VLDL; both of these tend to transport triglycerides.  Chylomicrons are the last group of lipoproteins.  They are the largest in size and the lowest in density.

Due to the present day concern about the risk potentials of high cholesterol levels and the attention devoted to screening and testing, many people do not realize the positive effects that cholesterol may serve in the human body.  Cholesterol is essential to the production of estrogen, testosterone and other hormones, the manufacturing of vitamin D, repairing cell membranes and other vital bodily functions. It has also been linked to a positive impact on brain functions such as memory and learning.  Nevertheless, excess levels of blood cholesterol have been shown to pose serious health risks. The aim of any course of cholesterol therapy, is to reduce total overall cholesterol levels and to reduce levels of LDL, the "bad" cholesterol. At the same time, patients should strive to increase or maintain appropriate levels of the "good" cholesterol. It is apparently difficult to isolate the level of LDL in the bloodstream. Since a more accurate reading can be measured of total overall cholesterol and HDL, the "good" cholesterol, levels of LDL are obtained by taking a score of the total cholesterol and subtracting readings of the "good" cholesterol. This will generate a fairly accurate reading of levels of the "bad" cholesterol. When screening for potential health risks, patients are tested for cholesterol levels with attention given to the ratios of HDL to total overall cholesterol levels as well as ratios of LDL to total overall cholesterol levels.  An optimum score is one with lower LDL and higher HDL by ratio to the total cholesterol. A count of 200 or less mg/dL of overall total cholesterol is preferable. Based on a score of 200 mg/dL, the LDL should be below 100 mg/dL, while the HDL is best at a reading of 60 mg/dL or above. A triglyceride level of 150 mg/dL is normal.

Health Implications

High overall cholesterol scores, which include high levels of LDL have been linked to coronary heart disease. Coronary heart disease is the number one cause of death in the United States amongst males and females.  Above average levels of cholesterol generate plaque, a fatty substance that may build up in the artery walls causing a narrowing of the passageways thus impeding blood flow.  There is a resulting build up of calcium deposits with decreased oxygen to the heart, leading to chest pain and the possibility of heart attack.  This plaque may also trigger the production of blood clots which may block the arteries, also causing heart attacks.

LDL transports about 75% of the blood's cholesterol to the cells of the body in a normally innocuous way. It is when this process is combined with oxidation that it may become harmful. Oxidation occurs when various unstable molecules in the body combine together chemically to generate oxidants (oxygen-free radicals.)  LDL collects on the arterial walls and cause oxidants to be released.  Because oxidants are missing an electron they compensate by binding together with other molecules in the body. This is the process of oxidation. This oxidation in turn modifies the LDL and the body responds by triggering the immune system that a possibly harmful molecule has appeared.  This is the point at which the negative process may begin.  The body generates immune factors to protect the lining of the artery walls from the "harmful" molecules.  When this process begins to exceed, several problems are perpetrated such as the formation of plaque, injury to the endothelium which is the lining of the blood vessels and an increased risk for blood clots.  This series of deleterious events is directly linked to the increase of LDL, the "bad" cholesterol in the bloodstreams.

HDL appears to have anti-oxidant properties that may help to prevent the oxidation of LDL. The "good" cholesterol removes cholesterol from the walls of the arteries and returns it to the liver. This in turn keeps the walls of the arteries open and now reduces the risk of heart attack.

There is no direct correlation between obesity and high overall cholesterol levels, but triglycerides at an elevated level seems to be associated with obesity, the harbinger of many health risks.  The interaction of triglycerides in the blood appears to lower the level of HDL, the "good" cholesterol which has been shown in proper levels to clear the artery walls.  This interference of triglycerides with the "good" cholesterol will in turn prevent it's beneficial effect of removing plaque from artery walls and preventing the oxidation of LDL. This in turn increases the obese patient's risk for heart disease

Although there is no definitive evidence of the effect of high cholesterol on brain functions, it has been shown that the risk for ischemic stroke (stroke caused by blockage of the carotid arteries) is increased when cholesterol levels rise to 280 mg/dL or above.  High overall cholesterol levels have also been linked to the onset of Alzheimer's Disease.  These risks multiply in patients with hypertension and family history of Alzheimer's Disease.

While there continues to be much study about the effects of lipoprotein levels on the organs of the body and their accompanying risks, individuals should be aware of the potential for health problems and take appropriate steps to minimize future problems.  Cholesterol screening can do this.  If an individual has an acceptable score, usually considered to be 200 mg/dL or below, it will not be necessary to repeat screening for five years.  If cholesterol levels are found to be in an unhealthy range, patients can receive drug therapy which has been shown to be very effective in regulating blood levels of lipoproteins.  The most effective measures that patients can take are changes in lifestyle, including heart healthy diets and regular exercise.  These measures will not only help in a program of cholesterol therapy but in most other health areas as well.