Lipoprotein được tổng hợp bởi gan vận chuyển triglyceride và cholesterol nội sinh. Lipoprotein liên tục lưu thông trong máu cho đến khi các triglyceride có trong chất này được các mô ngoại vi hấp thụ hoặc bản thân lipoprotein đó được gan loại bỏ. Các yếu tố kích thích tổng hợp lipoprotein ở gan thường dẫn đến tăng nồng độ cholesterol và triglyceride trong huyết tương.
Lipoprotein tỷ trọng rất thấp (VLDL) chứa apoprotein B-100 (apo B), được tổng hợp ở gan và vận chuyển triglyceride và cholesterol đến các mô ngoại vi. VLDL là con đường gan đào thải lượng triglyceride dư thừa có nguồn gốc từ axit béo tự do trong huyết tương và các chất còn sót lại của chylomicron. Quá trình tổng hợp VLDL tăng lên khi lượng axit béo tự do trong gan tăng lên, chẳng hạn như khi ăn nhiều chất béo và khi mô mỡ dư thừa giải phóng axit béo tự do trực tiếp vào tuần hoàn (ví dụ như trong bệnh béo phì, bệnh tiểu đường không kiểm soát được). Apo C-II trên bề mặt VLDL kích hoạt lipoprotein lipase nội mô (LPL) để phân hủy triglyceride thành axit béo tự do và glycerol, sau đó được tế bào hấp thụ.
Lipoprotein tỷ trọng trung bình (IDL) là sản phẩm chế biến LPL của VLDL và chylomicrons. IDL là VLDL giàu cholesterol và chylomicron còn sót lại được làm sạch bởi gan hoặc chuyển hóa bởi lipase gan thành LDL, chúng mang apo B-100.
Lipoprotein mật độ thấp (LDL), các sản phẩm chuyển hóa VLDL và IDL là những chất giàu cholesterol nhất trong tất cả các lipoprotein. Khoảng 40% đến 60% LDL được gan đào thải thông qua quá trình trung gian bởi apo B và thụ thể LDL ở gan. Phần còn lại được hấp thụ bởi các thụ thể LDL ở gan hoặc những thụ thể không LDL không ở gan. Các thụ thể LDL ở gan được giáng hóa bằng chuyển cholesterol vào gan bằng chylomicron và chất béo bão hòa trong thức ăn tăng lên; chúng có thể được điều chỉnh tăng lên do giảm chất béo và cholesterol trong thức ăn. Các thụ thể scavenger không ở gan, đáng chú ý nhất là trên các đại thực bào, tiếp nhận lượng LDL dư thừa mà các thụ thể scavenger ở gan không xử lý được. Các bạch cầu mono giàu oxy hóa LDL di chuyển vào khoảng dưới nội mạc và trở thành đại thực bào; những đại thực bào này sẽ tiêu thụ nhiều LDL bị ôxi hóa và hình thành các tế bào bọt trong các mảng xơ vữa động mạch.
Kích thước của các hạt LDL thay đổi từ lớn và đến nhỏ và dày đặc. LDL nhỏ và dày đặc là đặc biệt giàu este cholesterol, có liên quan đến rối loạn chuyển hóa như tăng triglycerid máu và kháng insulin.
Lipoprotein mật độ cao (HDL) là các lipoprotein cholesterol tự do đầu tiên được tổng hợp ở cả tế bào ruột và gan. Chuyển hóa HDL rất phức tạp, nhưng một trong những vai trò của HDL là mang cholesterol từ các mô ngoại vi và các lipoprotein khác và vận chuyển nó đến nơi cần nhất – các tế bào khác, các lipoprotein khác (sử dụng cholesteryl ester transfer protein [CETP]), và gan (để thanh thải). Hiệu quả chung của nó là chống bệnh xơ vữa động mạch.
Đào thải cholesterol tự do ra khỏi tế bào qua trung gian chất vận chuyển gắn adenosine triphosphate (ATP) A1 (ABCA1), chất này kết hợp với apoprotein A-I (apo A-I) để tạo ra HDL mới hình thành. Cholesterol tự do trong HDL non sau đó được ester hóa bởi enzyme lecithin-cholesterol acyl transferase (LCAT), tạo ra HDL trưởng thành. Nồng độ HDL huyết tương có thể không hoàn toàn đại diện cho sự vận chuyển cholesterol ngược, và tác dụng bảo vệ của nồng độ HDL cao hơn cũng có thể là do các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm.
Lipoprotein (a) [Lp(a)] là một hạt giống LDL chứa apoprotein (a), đặc trưng bởi các vùng giàu cysteine gọi là kringle. Một trong những vùng này tương đồng với plasminogen và được cho là ức chế cạnh tranh quá trình tiêu sợi huyết và do đó dẫn đến hình thành huyết khối. Dữ liệu, bao gồm phân tích ngẫu nhiên Mendel, nghiên cứu liên kết toàn bộ hệ gen và phân tích tổng hợp lớn, hỗ trợ mối quan hệ nhân quả giữa mức Lp(a) tăng cao và nguy cơ tim mạch tăng cao (1, 2, 3). Mặc dù vẫn chưa hiểu rõ cơ chế chính xác của tác động gây xơ vữa động mạch của Lp(a), nhưng người ta cho rằng nó thúc đẩy tình trạng viêm và huyết khối (4, 5). Các con đường chuyển hóa của quá trình sản sinh và thanh thải Lp(a) chưa được mô tả rõ ràng, nhưng nồng độ tăng lên ở những bệnh nhân mắc bệnh thận mạn tính, đặc biệt là ở những bệnh nhân đang chạy thận nhân tạo (6, 7).