LDL

LDL은 단일 분자가 아닌 복잡한 지단백 입자이다. 그 핵심은 중성지방과 콜레스테롤 에스터로 구성된 소수성(물에 녹지 않는) 핵이다. 이 지질 핵은 인지질의 단일층과 자유 콜레스테롤로 이루어진 막으로 둘러싸여 있다. 이 막 구조는 소수성 핵을 혈액이라는 수성 환경에 용해시켜 운반할 수 있게 한다.

구조의 안정성과 세포 표지 인식에 중요한 역할을 하는 것은 표면에 존재하는 단일 분자의 큰 단백질인 아포지단백 B-100(ApoB-100)이다. LDL 입자 하나당 정확히 하나의 ApoB-100 분자가 존재하며, 이는 간에서 초저밀도 지단백(VLDL)이 합성될 때부터 결합되어 LDL이 최종적으로 분해될 때까지 변하지 않는다. 따라서 혈중 LDL 입자의 수는 ApoB-100의 농도로 간접 측정할 수 있다.

LDL 입자의 물리화학적 특성은 그 구성 성분의 비율에 따라 달라진다. 일반적으로 지질 핵 내 콜레스테롤 에스터의 함량이 높고, 표면의 아포지단백 B-100이 전체 입자 무게에서 약 20-25%를 차지한다. 입자의 크기와 밀도는 다양할 수 있으며, 작고 밀도가 높은 LDL(sdLDL) 입자는 더 큰 입자보다 동맥경화증 발생 위험과 더 강하게 연관된다고 알려져 있다[1].

LDL의 주요 체내 역할은 콜레스테롤을 혈액을 통해 신체의 각 조직과 세포로 운반하는 것이다. 간에서 합성된 콜레스테롤은 LDL 입자에 실려 혈류를 따라 이동하며, 세포막 구성, 스테로이드 호르몬 합성, 담즙산 생성 등에 필요한 지질을 공급한다. 이 과정은 모든 세포가 정상적인 기능을 유지하는 데 필수적이다.

세포는 표면에 존재하는 LDL 수용체를 통해 LDL 입자를 인식하고 포획한다. LDL 입자가 수용체에 결합하면, 세포는 이를 세포 내부로 끌어들여 소포를 형성한다. 이후 소포 내에서 LDL 입자는 분해되어 자유 콜레스테롤을 방출하며, 이 콜레스테롤은 세포가 필요로 하는 대로 이용된다. 이 메커니즘은 세포가 외부로부터 효율적으로 콜레스테롤을 획득하는 경로를 제공한다.

그러나 혈중 LDL 농도가 과도하게 높아지면 문제가 발생한다. 과잉의 LDL 입자는 혈관 내피 아래로 침투하여 산화되거나 변형될 수 있다. 이렇게 변형된 LDL은 대식세포에 의해 포식되어 거품세포를 형성하며, 이는 동맥경화증의 초기 병변인 지방선조의 시작점이 된다[2]. 따라서 LDL은 생리적 기능과 병리적 역할이라는 양면성을 지닌다.

간에서 주로 일어나는 LDL의 합성은 복잡한 생화학적 경로를 거친다. 간세포는 아세틸-CoA를 출발 물질로 하여 HMG-CoA 환원효소라는 효소의 조절 하에 다단계 반응을 통해 콜레스테롤을 합성한다. 이렇게 합성된 콜레스테롤은 아포지단백 B-100(ApoB-100)과 결합하여 초저밀도 지단백(VLDL)의 형태로 포장된다. VLDL은 간세포에서 분비되어 혈류로 직접 방출되는 LDL의 전구체이다.

혈류 중에서 VLDL은 지단백 리파아제(LPL)라는 효소의 작용을 받아 중성지방을 조직에 공급하면서 점차 그 조성과 밀도가 변화한다. 이 과정에서 VLDL은 먼저 중간밀도 지단백(IDL)으로 전환되고, IDL의 일부는 간으로 재흡수된다. 재흡수되지 않은 나머지 IDL은 다시 간성 지단파제(HL)에 의해 중성지방이 더 제거되고 콜레스테롤 에스테르의 비율이 높아지면서 최종적으로 LDL 입자로 성숙한다. 따라서 LDL은 간에서 직접 분비되는 것이 아니라, 혈장 내에서 VLDL의 대사 과정을 통해 생성된다.

LDL 입자의 분비율과 혈중 농도는 체내 항상성에 의해 조절된다. 간세포의 콜레스테롤 수치가 높으면 HMG-CoA 환원효소의 활성이 억제되어 콜레스테롤 합성이 줄어들고, LDL 수용체(LDL receptor)의 발현이 증가하여 혈중 LDL의 제거를 촉진한다. 반대로 식이를 통한 콜레스테롤 공급이 적거나 체내 요구가 증가하면 이 조절 기전이 반대로 작동하여 LDL 생산이 증가할 수 있다.

LDL은 간에서 합성되어 혈류를 통해 전신의 조직과 세포로 운반됩니다. 혈중에서 LDL은 주로 아포지단백 B-100(ApoB-100)이라는 단백질이 표면에 노출되어 있어, 이 구조가 표적 세포의 수용체를 인식하는 열쇠 역할을 합니다.

세포 흡수의 핵심 과정은 LDL 수용체에 의한 내포작용입니다. 간이나 말초 세포의 표면에 존재하는 LDL 수용체는 ApoB-100을 특이적으로 결합합니다. 이 결합 후 세포막이 함입되어 LDL 입자는 세포 내부로 들어오게 되며, 이를 내포작용이라고 합니다. 세포 내로 유입된 LDL은 라이소좀이라는 소기관으로 이동하여 분해됩니다. 라이소좀 내에서 콜레스테롤 에스테르는 가수분해되어 유리 콜레스테롤이 방출되고, 이는 세포막 구성이나 스테로이드 호르몬 합성 등에 사용됩니다.

세포 내 콜레스테롤 농도는 정교하게 조절됩니다. 세포 내 유리 콜레스테롤 수치가 증가하면, 세포는 두 가지 주요 피드백 기전을 작동시킵니다. 첫째, HMG-CoA 환원효소의 합성과 활성이 억제되어 세포 자체의 콜레스테롤 합성을 줄입니다. 둘째, 세포 표면의 LDL 수용체 합성이 감소하여 혈중으로부터 추가적인 LDL 흡수를 차단합니다. 이 조절 시스템을 통해 세포는 필요한 만큼의 콜레스테롤을 공급받으면서도 과도하게 축적되는 것을 방지합니다.

이 수용체 매개 경로에 장애가 생기면 혈중 LDL 농도가 비정상적으로 상승할 수 있습니다. 대표적인 예가 가족성 고콜레스테롤혈증으로, LDL 수용체의 유전적 결함으로 인해 세포가 LDL을 효과적으로 흡수하지 못해 혈중 농도가 매우 높아집니다.

저밀도 지질단백질(LDL)의 정상 수치는 일반적으로 혈액 1데시리터(dL)당 100밀리그램(mg) 미만으로 정의된다[6]. 이 수치는 공복 상태에서 측정한 총 콜레스테롤, 고밀도 지질단백질(HDL), 중성지방(TG) 수치를 바탕으로 프리드발드 공식(LDL = 총 콜레스테롤 - HDL - (TG/5))을 통해 계산되거나 직접 측정법으로 확인된다.

임상적으로 LDL 수치는 심혈관 질환 발생 위험을 평가하는 핵심 지표이다. 수치가 높을수록 동맥경화증 진행 위험이 증가한다. 위험도는 단계적으로 분류되며, 100-129 mg/dL는 거의 정상에 가깝거나 약간 높은 수준, 130-159 mg/dL는 경계 수준, 160-189 mg/dL는 높은 수준, 190 mg/dL 이상은 매우 높은 수준으로 간주한다.

이러한 목표 수치는 개인의 전반적인 건강 상태에 따라 달라진다. 당뇨병이나 기존 관상동맥질환이 있는 고위험군 환자의 경우 목표 LDL 수치를 70 mg/dL 미만으로 더 낮게 설정하기도 한다. 따라서 LDL 수치의 임상적 의미는 단순한 숫자를 넘어서, 다른 위험 요소(흡연, 고혈압, 가족력 등)와 함께 종합적으로 평가되어 개인별 치료 전략을 수립하는 근거가 된다.

저밀도 지단백(LDL)이 혈액 내에서 과도하게 증가한 상태를 고LDL혈증이라고 부른다. 이는 동맥경화증 발생의 가장 주요한 위험 인자 중 하나로 간주된다. LDL 입자는 혈관 내벽을 따라 이동하며, 특히 손상된 혈관 내피 세포 사이로 침투하여 혈관벽 내부에 축적된다. 축적된 LDL은 산화되거나 당화되는 등의 변형을 겪으며, 이 과정에서 대식세포에 의해 포식되어 거품세포를 형성한다. 이 거품세포의 축적이 동맥경화성 플라크의 초기 단계가 된다.

동맥경화 과정에서 LDL의 역할은 다음과 같은 단계로 진행된다.

1. 내피 기능 장애 및 LDL 침투: 혈관 내피의 손상 또는 기능 장애로 인해 LDL 입자가 혈관 내막 아래로 쉽게 침투한다.

2. LDL의 변형: 내막에 침투한 LDL은 활성산소종 등에 의해 산화 LDL로 변성된다.

3. 염증 반응 및 거품세포 형성: 산화 LDL은 혈관벽에 염증 반응을 유발하고, 이를 인지한 단핵구는 대식세포로 분화하여 산화 LDL을 탐식한다. 지질을 가득 머금은 대식세포는 거품세포가 된다.

4. 플라크 형성과 성장: 죽은 거품세포와 지질이 중심부에 축적되며, 평활근 세포의 증식과 결합 조직이 덮어 섬유성 덮개를 형성하여 플라크가 성장한다.

고LDL혈증이 장기간 지속되면 이러한 플라크는 점차 커지고 경화되어 혈관 내강을 좁힌다. 더욱이 불안정한 플라크가 파열되면 급성 혈전이 형성되어 혈관을 완전히 막을 수 있다. 이는 관상동맥에서 발생하면 심근경색을, 뇌동맥에서 발생하면 뇌경색(허혈성 뇌졸중)을 유발하는 직접적인 원인이 된다. 따라서 LDL 수치를 관리하는 것은 심혈관 질환의 1차 예방에 있어 핵심적인 전략이다.

LDL 수치는 일반적으로 공복 상태에서 채혈한 혈액을 통해 측정합니다. 가장 흔한 방법은 프리드발드 공식을 이용한 간접 계산법입니다. 이 공식은 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 중성지방 수치를 측정한 후 다음 식에 대입하여 LDL 수치를 산출합니다[8]. 단위는 mg/dL를 주로 사용합니다.

직접 측정법도 존재합니다. 이 방법은 혈청에서 LDL 입자를 직접 분리하여 그 농도를 측정하는 것으로, 공복이 아니거나 중성지방 수치가 매우 높은 경우(일반적으로 400 mg/dL 이상)에 계산법의 오차를 보완하기 위해 사용됩니다. 직접 측정법은 초원심분리법, 전기영동법, 면역침강법 등 다양한 기법이 개발되어 있습니다.

검사 결과 해석은 단순한 수치보다 개인의 전체적인 심혈관계 위험 요인과 함께 평가됩니다. 주요 가이드라인은 다음과 같은 기준을 제시합니다.

이 수치는 고혈압, 당뇨병, 흡연 여부, 연령, 성별 등의 위험 인자를 종합하여 치료 목표치가 개별적으로 설정됩니다.

LDL 수치의 임상적 해석은 단순한 수치 이상으로, 개인의 전반적인 심혈관계 위험도를 종합적으로 평가하여 이루어진다. 주요 가이드라인에서는 LDL 수치를 다음과 같이 분류하는 것이 일반적이다.

그러나 이러한 수치 분류는 절대적인 기준이 아니라 출발점 역할을 한다. 실제 치료 목표와 위험도 평가는 동맥경화성 심혈관 질환의 10년 발생 위험도를 계산하여 결정한다. 이 평가에는 나이, 성별, 총 콜레스테롤 및 HDL 콜레스테롤 수치, 혈압, 당뇨병 유무, 그리고 흡연 여부와 같은 주요 위험 인자들이 포함된다[9].

이를 바탕으로 환자는 크게 네 가지 위험 범주로 나뉘며, 각 범주마다 권장되는 LDL 목표 수치가 다르다. 가장 높은 위험군에는 이미 관상동맥질환이나 뇌졸중 병력이 있거나, 당뇨병과 함께 주요 위험 인자를 가진 환자들이 포함되며, 이들의 LDL 목표는 일반적으로 70 mg/dL 미만으로 매우 엄격하다. 반면, 위험 인자가 거의 없는 저위험군에서는 160 mg/dL 미만과 같은 비교적 높은 목표가 설정될 수 있다. 따라서 동일한 LDL 수치라도 개인의 건강 상태에 따라 그 임상적 의미와 치료 필요성이 크게 달라질 수 있다.

고LDL혈증 관리를 위한 생활습관 개선은 약물 치료의 기초가 되며, 경우에 따라 단독으로도 충분한 효과를 보일 수 있다. 핵심은 포화 지방과 트랜스 지방의 섭취를 줄이고, 식이섬유 섭취를 늘리는 식이요법이다. 포화 지방은 적색육, 버터, 전지유 등에 풍부하며, 트랜스 지방은 마가린, 가공 과자, 튀긴 음식에 많다. 이들을 불포화 지방이 많은 식물성 기름, 견과류, 등푸른생선 등으로 대체하는 것이 권장된다. 특히 수용성 식이섬유(예: 귀리, 콩, 사과, 당근)는 장에서 담즙산과 결합해 배출을 촉진하여 간의 LDL 수용체 활성을 높이고 LDL 제거를 돕는다.

규칙적인 신체 활동은 HDL 콜레스테롤을 높이고 LDL을 낮추는 데 효과적이다. 주 5일 이상, 하루 30분 이상의 중등도 강도 유산소 운동(예: 빠르게 걷기, 자전거 타기, 수영)을 지속하는 것이 좋다. 운동은 체중 관리에도 직접적으로 기여하며, 비만은 종종 고LDL혈증과 동반된다. 체중의 5-10% 감량만으로도 LDL 수치 개선에 유의미한 영향을 미칠 수 있다[10].

흡연은 LDL 입자의 산화를 촉진하여 동맥경화증 발생 위험을 크게 높인다. 따라서 금연은 LDL 관리에서 가장 중요한 요소 중 하나이다. 과도한 알코올 섭취도 중성지방과 LDL 수치를 올릴 수 있으므로 절주가 필요하다. 스트레스 관리 또한 간접적으로 영향을 미칠 수 있다. 장기적인 스트레스는 불건강한 식습관, 운동 부족 등 다른 위험 요소를 유발하거나 악화시킬 수 있기 때문이다. 이러한 생활습관 변화는 단기간보다 장기적으로 꾸준히 실천할 때 그 효과가 확실해진다.

스타틴 계열 약물은 고LDL혈증 치료의 일차 선택 약물이다. 이 약물은 간에서 콜레스테롤 합성에 관여하는 HMG-CoA 환원효소를 억제하여 간세포 내 콜레스테롤 생성을 감소시킨다. 그 결과, 간세포는 혈액에서 더 많은 LDL 입자를 제거하기 위해 LDL 수용체의 발현을 증가시키고, 이로 인해 혈중 LDL-콜레스테롤 수치가 낮아진다. 스타틴은 LDL-콜레스테롤을 30-50% 가량 감소시킬 수 있으며, 심혈관 사건의 위험을 줄이는 효과도 입증되었다.

스타틴 단독 요법으로 목표 수치에 도달하지 못하거나 스타틴에 부작용이 있는 경우 다른 종류의 약물이 추가되거나 대체로 사용된다. 에제티미브는 소장에서 담즙과 식이 콜레스테롤의 흡수를 억제하여 LDL-콜레스테롤을 추가로 15-20% 낮춘다. PCSK9 억제제는 주사제 형태의 생물학적 제제로, 간세포 표면의 LDL 수용체가 분해되는 것을 막아 LDL 제거 능력을 크게 향상시킨다. 이 약물은 스타틴과 에제티미브를 사용한 후에도 LDL 수치가 높은 고위험 환자에게 사용된다.

약물 선택은 환자의 심혈관계 위험도, 기저 LDL-콜레스테롤 수치, 동반 질환, 다른 약물과의 상호작용, 비용 및 환자의 선호도를 고려하여 결정된다. 치료는 일반적으로 평생 지속되어야 하며, 정기적인 혈액 검사를 통해 효능과 안전성을 모니터링한다.

LDL과 HDL은 모두 지단백질의 일종으로, 혈액 내에서 콜레스테롤을 운반하는 역할을 담당한다. 그러나 그 구조, 기능, 그리고 건강에 미치는 영향은 정반대에 가깝다. LDL은 주로 간에서 합성된 콜레스테롤을 말초 조직의 세포로 운반하는 역할을 한다. 반면, HDL은 말초 조직과 혈관 벽에 쌓여 있는 여분의 콜레스테롤을 수거하여 간으로 되돌려 보내는 역수송 기능을 수행한다[12].

이러한 기능적 차이 때문에 LDL은 흔히 '나쁜 콜레스테롤'로, HDL은 '좋은 콜레스테롤'로 불린다. 높은 LDL 수치는 혈관 벽에 콜레스테롤이 침착되어 동맥경화증을 촉진하는 주요 위험 인자로 작용한다. 반대로, 높은 HDL 수치는 과잉 콜레스테롤을 제거하여 동맥경화로부터 보호하는 요소로 평가받는다. 따라서 임상적으로는 LDL 수치를 낮추고 HDL 수치를 높이는 것이 심혈관계 질환 예방의 중요한 목표가 된다.

두 지단백질의 균형은 건강에 매우 중요하다. 일반적인 혈중 지질 프로필 평가에서는 LDL, HDL, 총콜레스테롤, 중성지방 수치를 함께 측정하며, 특히 총콜레스테롤 대 HDL 비율이나 LDL 대 HDL 비율을 계산하여 심혈관 위험도를 종합적으로 판단하기도 한다.

중성지방(트라이글리세라이드)은 글리세롤 분자 하나에 세 개의 지방산이 결합한 형태의 지질이다. 이는 식사를 통해 외부에서 섭취되거나, 간에서 탄수화물 등 과잉의 에너지원으로부터 합성된다. 혈중 중성지방은 키로미크론이나 초저밀도 지단백(VLDL) 같은 지단백에 실려 운반되며, 주로 근육과 지방 조직에 에너지원으로 저장되거나 필요시 사용된다.

정상적인 중성지방 수치는 일반적으로 공복 시 150 mg/dL 미만으로 정의된다. 이 수치가 150-199 mg/dL 사이면 경계역, 200-499 mg/dL면 고중성지방혈증, 500 mg/dL 이상이면 중증 고중성지방혈증으로 분류된다[13]. 고중성지방혈증은 단독으로도, 특히 고밀도 지단백(HDL) 수치가 낮은 경우 동맥경화증 및 심혈관 질환의 위험 인자로 작용한다. 또한 중증일 경우 급성 췌장염을 유발할 위험이 크게 증가한다.

중성지방과 저밀도 지단백(LDL)은 밀접한 관계를 가진다. 고중성지방혈증은 종종 LDL 입자의 크기와 밀도를 변화시켜, 작고 조밀한 LDL(sdLDL)의 비율을 증가시킨다. 이 작고 조밀한 LDL은 산화되기 쉽고 혈관 벽에 더 쉽게 침투하여 동맥경화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 따라서 지질 관리에서는 LDL 콜레스테롤 수치뿐만 아니라 중성지방 수치도 함께 평가하는 것이 중요하다.

중성지방 수치 관리는 생활습관 개선이 핵심이다. 다음과 같은 방법이 효과적이다.

특히 과도한 알코올 섭취와 당분이 많은 음료는 중성지방 수치를 급격히 상승시키는 주요 원인이므로 주의가 필요하다.