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Background Dyslipidemias are associated with atherosclerosis and cardiovascular diseases. Recently, non-high-density lipoprotein cholesterol (non-HDL-c) has emerged as a new target for assessment and prediction of risk of cardiovascular disease (CVD) and is closely associated with atheroma plaque progression. Objectives To evaluate associations between HDL-c and non-HDL-c levels and anthropometric and biochemical parameters and with the Castelli risk indexes I and II. Methods 300 randomly selected people were subdivided into two groups: patients with normal values for non-HDL-c and patients with altered values for non-HDL-c. These parameters were analyzed for associations with glycemia, total cholesterol (TC), triglycerides (TG), low-density lipoprotein (LDL-c), Castelli Index I (CI-I), Castelli Index II (CI-II), waist circumference (WC), body mass index (BMI) and presence of metabolic syndrome (MS). Results Glycemia, TC, TG, LDL-c, CI-I, CI-II, WC and BMI were all significantly different between subjects with normal and altered values of HDL-c and non-HDL-c. TC and WC both exhibited significantly higher values among patients with abnormal non-HDL-c when compared to patients with abnormal HDL-c. A significant difference was observed in occurrence of MS among patients with altered values of HDL-c and non-HDL-c. Conclusions Our results show that both HDL-c and non-HDL-c are associated with insulin resistance, dyslipidemia, atherogenic indices, and obesity. There is therefore a need for randomized clinical intervention trials examining the potential role of non-HDL-c as a possible primary therapeutic target. Resumo Contexto A dislipidemia está associada à aterosclerose e às doenças cardiovasculares. Recentemente, a lipoproteína de não alta-densidade de colesterol (não HDL-c) emergiu como um novo alvo para avaliação da predição de risco de doença cardiovascular, intimamente associada à progressão da placa de ateroma. Objetivos Avaliar as associações de níveis de HDL-c e não HDL-c com parâmetros antropométricos e bioquímicos, bem como com índices de Castelli I e II (CI-I e CI-II). Métodos Trezentas pessoas selecionadas aleatoriamente foram divididas em dois grupos: pacientes com valores normais de não HDL-c e pacientes com valores alterados de não HDL-c. Esses parâmetros foram associados a glicemia, colesterol total (CT), triglicerídeos (TG), lipoproteína de baixa densidade (LDL-c), CI-I, CI-II, circunferência de cintura (CC), índice de massa corporal (IMC) e presença de síndrome metabólica (SM). Resultados Glicemia, CT, TG, LDL-c, CI-I, CI-II, CC e IMC exibiram valores significativamente maiores para o não HDL-c quando comparado ao HDL-c. Uma diferença significativa na ocorrência de SM foi encontrada em pacientes com valores alterados de HDL-c e não HDL-c. Conclusões Nossos resultados mostram que tanto o HDL-c quanto o não HDL-c estão associados a resistência à insulina, dislipidemia, índices de aterogênese e obesidade. Assim, há uma necessidade de futuros ensaios randomizados de intervenção clínica examinando o papel potencial do não HDL-c como possível alvo terapêutico primário.