2.        На самом же деле – холестерол – нерастворимое в воде вещество. Эфиры холестерола, которые обнаруживаются в стенке артерий, глубоко спрятаны внутри Липопротеинов (ЛП) - белково-липидных комплексов (см. ниже). ЛП снаружи покрыты одинарным фосфолипидным слоем и белковыми молекулами (аполипопротеинами). Именно изменения (чаще генетические) в аполипопртеинах резко нарушают “поведение” и определяют “вредность ” ЛП (ЛПНП).

3.        ЛП поступают в клетки только через специфические рецепторы. Любые изменения (модификации) в рецепторах для ЛПНП, а также в структуре самих ЛПНП приводят к нарушению сродства между модифицированными ЛПНП и их рецепторами. В таких ситуациях ЛПНП, содержащие в себе много необходимых клеткам веществ (белки, липиды, холестерол, жирорастворимые витамины) в клетки попасть не могут, накапливаются в кровеносном русле, подвергаются окислению и другим модификациям. И тогда они действительно создают атерогенные риски. Такого рода риски создают не обычные липопротеины низкой плотности (ЛПНП, а модифицированные липопротеины (окисленные, гликозилированные, мелкие плотные, липопротеин (а) и др.).

4.        Высокий уровень холестерола – не опасен, если это холестерол немодифицированных ЛПНП. Нормальный и даже низкий уровень холестерола может быть крайне опасным, если он содержится в составе модифицированных ЛП, потому что именно модифицированные ЛП проникают более или менее свободно в стенки артерий, принося с собой много холестерола и инициируя развитие атеросклеротической бляшки.

5.        К сожалению, в большинстве клинических лабораторий исследуется холестерол без уточнения, в составе нормальных или модифицированных ЛП он находится.

Атеросклероз и все, что с ним связано – сквозная многоязычная, противоречивая и привлекательная и долговременная тема как теоретической, так и практической медицины.

В настоящее время курсирует ряд гипотез, пытающихся объяснить природу и механизмы атеросклероза у человека: холестериновая (липидная), алиментарная, оксидативная, генетическая, воспалительная, метаболическая, гомоцистеиновая и др. Единой теории развития атеросклероза пока не существует. Отсутствует также эффективный метод терапии атеросклероза. Метод лечения гиперхолестеролемии, считающейся главным атерогенным фактором, препаратами (статинами), снижающими уровни холестерола в крови, как все чаще выясняется, обладает целым рядом тяжелых побочных эффектов.

  В последние годы медицинская наука настойчиво утверждает, что атерогенный риск создает не просто холестерол, а модицированные липопротеины, особенно ЛПНП, липопротеины низкой плотности.

  Липопротеины низкой плотности называют еще атерогенными, так как более половины их содержимого – это холестерол, в основном, эстерифицированный холестерол. В печени синтезируются липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). Они на 65% - состоят из триацилглицеролов (ТАГ), а оставшуюся часть можно разделить на три примерно равные части, а именно: фосфолипиды, белки и “общий холестерол”. Состав и некоторые свойства различных липопротеинов приведены в таблице.

Таблица 1

Химический состав и свойства липопротеинов

2. Липопротеины – белково-липидные частицы (краткая характеристика)

Липопротеины представляют собой водорастворимые липиднобелковые глобулярные структуры, в состав которых входят молекулы апобелков, свободного ХС, эфиров ХС, ТГ и фосфолипидов, а также жирорастворимые витамины и кофермент Q10. Полярные части молекул апобелков, фосфолипидов и свободного ХС образуют внешний, гидрофильный слой липопротеиновых частиц, а эфиры ХС и ТГ составляют их гидрофобное ядро. Основными липопротеинами, в зависимости от их плотности, размеров и состава входящих в них липидов и апобелков, являются: ХМ, ЛОНП, ЛПП, ЛПНП, ЛПВП (см. таблицу).

а. Хиломикроны Хиломикроны (ХМ) являются наиболее крупными липопротеи-новыми частицами. Их плотность составляет 0,95 г/мл. ХМ осуществляют транспорт экзогенных липидов, преимущественно ТГ и, в меньшей степени, ХС к тканям. ЖК, глицерин, моноглицериды, освободившиеся из пищевых жиров в кишечнике под действием кишечных липаз, абсорбируются энтероцитами с последующей реэтерификацией в ТГ. В состав ХМ входят Аапо-48 и другие функционально важные апопротеины: апо С, апо Е., которые они получают, “арендуют на время”, от ЛПВП. В результате внутрисосудистого липолиза хиломикроны превращаются в ремнанты ХМ (остаточные ХМ). Когда остаточные хиломикроны не содержат апо Е, необходимый для взаимодействия с гепатоцитами, ост ХМ накапливаются в кровеносном русле и проникают в стенки артерий, способствуя развитию атеросклеротической бляшки. При нарушении внутрисосудистого липолиза в крови накапливаются неизмененные ХМ, а также ЛПОНП, - тогда развивается первичная гипертриглицеридемия, кровь после отстаивания не становится прозрачной: это хилезная (липемическая) кровь.

б. Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) Липопротеины очень низкой плотности по структуре и составу сходны с ХМ, но синтезируются в печени. Их плотность варьирует от 0,95 до 1,006 г/мл. Основные структурно-функциональный белок ЛОНП – это апо В-100, ЛОНП в основном состоят из эндогенных ТГ и, в меньшей степени, из эфиров ХС, поэтому их повышенное содержание в плазме крови проявляется ГТГ (при инсулиннезависимом СД, гипотиреозе, ожирении. ГТГ в сочетании с низким уровнем липопротеинов высокой плотности, является фактором риска развития атеросклероза. ЛОНП подвергаются липолизу в плазме и превращаются в ЛПП.

в. Липопротеины промежуточной плотности Липопротеины промежуточной плотности (ЛПП) содержат в своем составе больше эфиров ХС, нежели ЛОНП. Основные транспортные и функциональные белки ЛППП: апо В-100 и апо Е, полученный от ЛПВП. Плотность ЛПП составляет 1,006-1,019 г/мл. Повышенная концентрация в крови липопротеинов промежуточной плотности проявляется ГХС и ГТГ. В норме часть ЛППП захватывается рецепторами печени, а часть гидролизуется растворенной в плазме печеночной липазой и превращается в ЛПНП.

г. Липопротеины низкой плотности (ЛПНП) Удельная плотность липопротеинов низкой плотности составляет 1019-1063 г/мл. Они состоят в основном из эфиров ХС, их функциональным апопротеином является апо В-100. Повышенное содержание в плазме ЛПНП наблюдается при дефекте или полном отсутствии рецептора к ЛПНП, а также при генетическом изменении или приобретенном модификации апо В-100. В обоих случаях ЛПНП не попадают в клетки органов и тканей и накапливаются в кровеносном русле, подвергаются дополнительно различным модификациям, захватываются макрофагами, превращающимися в пенистые клетки, т.е. возникает очень реальный атерогенный риск. Причиной модификации чаще всего является процесс перекисного окисления ЛПНП, а также гликозилирование (прикрепление к свободным NH2 –группам апоВ-100 остатков глюкозы). Активированные макрофаги и пенистые клетки высвобождают биологически активные вещества - факторы роста, провоспалительные цитокины, молекулы адгезии. В результате усиливаются процессы проницаемости эндотелия, что ведет к росту атеросклеротической бляшки, и, в конечном итоге, к сужению просвета сосуда и разрыву покрышки бляшки с образованием тромба.

Выделяют также подфракцию мелких плотных частиц ЛПНП, которые плохо связываются с ЛПНП-рецептором (нарушено взаимное притяжение к рецепторам для нормальных ЛПНП), долго циркулируют в кровотоке, подвергаются окислению, проникают в субэндотелиальное пространство, захватываются макрофагами и участвуют в формировании атеросклеротической бляшки, т.е. м.п. ЛПНП являются более атерогенными, чем обычные ЛПНП.

д. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) Липопротеины высокой плотности (их плотность находится в пределах 1,063-1,210 г/л) являются антиатерогенными липопротеиновыми частицами, которые осуществляют обратный транспорт холестерина из сосудистой стенки и макрофагов в печень, откуда он выводится из организма в составе желчи. Выделяют два подкласса ЛПВП: ЛПВП-2 и ЛПВП-3. ЛПВП-3 имеют дискоидную форму, и именно они обеспечивают выведение ХС из периферических клеток и макрофагов, превращаясь в зрелые ЛПВП-2, сферические частицы, богатые эфирами ХС и фосфолипидами. Апобелки апо А-I и апо А-II являются основными белками ЛВП, посредством которых ЛВП связываются с рецепторами печени. На рисунке ниже приведена структура липопротеина (срединный разрез).

Рисунок 1

Модифицированные липопротеины и риски развития атеросклероза
Она принципиально важна для понимания существа данного обзора. Апо В-100 связывается (покрывает сверху сердцевину ЛПНП) не хаотически, а строго по химическим законам: между соответствующими участками данного белка и молекулами монослоя, окружающего липидную (холестероловую) сердцевину, возникают гидрофобные силы притяжения. Уменьшение количества молекул фосфолипидов или генетически возникшие изменения в структуре Апо В-100 ослабляют эти силы притяжения, белок местами отходит (отслаивается) от ЛПНП, привлекает внимание со стороны углеводных компонентов протеогликанов, находящихся на поверхности эндотелиоцитов артериальной стенки, т.е. повышается адгезия измененных ЛПНП к стенке артерий.

Обычные (неизмененные) ЛПНП поступают во все типы клеток, принося с собой большое количество холестерола (в основном, его эфиров), ТАГов, фосфолипидов, а также, полноценные белки, жирорастворимые витамины – антиоксиданты, т.е. все то, что необходимо клеткам, за исключением глюкозы. Это своего рода “пенсионное обеспечение” для клеток. К слову, когда по тем или иным причинам ЛПНП накапливаются в кровеносном русле, создавая угрозу развития атеросклероза, - это не единственное нарушение: клетки не получают нужного субстратного (энергетического) обеспечения. Но когда к ним извне приносится огромное количество холестерола, то клетки вынуждены его куда-нибудь девать: они заменяют им старый, изношенный холестерол (по принципу ротации) во всех мембранных структурах, часть холестерола в виде его эфиров откладываются про запас. В эндокринных клетках коры надпочечников, а также в мужских и женских половых железах значительное количество холестерола используется для биосинтеза соответствующих стероидных гормонов. Старый холестерол и его излишки вначале переносятся во внутренний слой плазматической мембраны клеток, откуда он перебрасываются с помощью ряда очень интересных белков (АТФ-связывающий кассетный белок, флипаза) на ЛПВП, которые обязаны доставить этот холестерол в печень, где он или окисляется в желчные кислоты или сбрасывается вместе с желчью в кишечник.

На пути перемещения ЛПНП и вместе с ними и холестерола встречается немало трудностей и опасностей, способных нарушить метаболизм липидов, вызвать не только гиперлипидемию, но и, генетически обусловленную, дислипидемию. Из таких изменений наиболее значимыми можно назвать многочисленные и разнообразные нарушения взаимодействия между ЛПНП и его рецепторами на мембранах всех типов клеток нашего организма.

Помимо выявленных еще полувека назад Гольдштейном и Брауном (нобелевские лауреаты, 1985 г) структурных, генетических деформаций рецепторов к ЛПНП, которые, действительно, приводят к гипер-бета-липопротеинемии и развитию атеросклероза, пожалуй, основная масса патологических изменений липидного метаболизма обусловлена многочисленными модификациями самих ЛПНП, а также всех других известных липопротеинов. Вот об этих модификациях липопротеинов пойдет речь ниже, а именно: о липопротеине (а), гликированных ЛПНП, окисленных ЛПНП, и, особенно, а мелких, плотных ЛПНП и о роли их в развитии атеросклероза.

3.        Модификации липопротеинов - истинные атерогенные риски

Липопротеин (а) Одним из наиболее значимых модифицированных липопротеиннов является особый вид ЛПНП, а именно: липопротеин (а) (ЛП (а) ), который отличается от обычного ЛПНП тем, что к его аполипопротеину В-100 через дисульфидный мостик прикрепляется дополнительная полипептидная цепь – Апо (а), очень напоминающая белок плазминоген.

Рисунок 2

Строение ЛП(а)

Модифицированные липопротеины и риски развития атеросклероза
1) ЛП (а) имеет большое сродство к фибронектину и образует комплексы с протеогликанами и глюкозаминоглюканами внеклеточного матрикса;

2) это приводит к избирательному накоплению ЛП (а) в стенках сосудов и к индукции воспалительного процесса;

3) ЛП (а) – это адгезивный субстрат для моноцитов и активирует воспалительные клетки за счет взаимодействия с интегрином бета 2 – Mac-1; этот процесс усиливается в присутствии повышенных уровней гомоцистеина, тромбогенного метаболита метионина.

Лиропротеин (а) представляет собой сферические частицы, флотирующие в диапазоне плотности между ЛПНП и ЛПВП (1,050-1,085 г/мл). Средний диаметр их частиц колеблется в пределах 21,0-26,5 нм. Он содержит 27% белка, 65% липидов (эфиры холестерина-59%, свободный холестерин -14% и 14% фосфолипидов) и 8% углеводов. Период полураспада ЛП (а) составляет в среднем 3,3 дня, т.е. он длительное время курсирует по кровеносному руслу, подвергается окислению и прилипает к эндотелиальным клеткам, вызывая в очагах прилипания воспалительный процесс, повреждающий эндотелиальные клетки и открывающий путь для ЛПНП в стенку артерий с последующим формированием атеросклеротической бляшки. Повышенный уровень ЛП (а) в крови не снижается при приёме обычных гиполипидемических препаратов (статинов). Липопротеин (а) способствует атеросклерозу, возможно, потому, что он легко окисляется и поглощается макрофагами и/или потому, что он обладает антитромболитической активностью. К другим эффектам ЛП (а) относятся усиленное отложение ХС в артериальной стенке, образование пенистых клеток, продукция свободных кислородных радикалов моноцитами, пролиферация гладких мышечных клеток и хемотаксис моноцитов к клеткам эндотелия. При ранней ИБС уровень ЛП (а) повышен почти в 20% случаев, что позволяет считать данный признак самым частым наследственным нарушением липидного обмена у таких больных. Однако в других исследованиях связь между уровнем ЛП (а) и развитием сердечно-сосудистых заболеваний не была выявлен столь же отчетливо. В обычных лабораторных исследованиях уровень холестерола ЛП (а) отдельно не выясняется, а так называемый холестерол ЛПНП включает в себя и холестерол ЛП (а), если даже данные липидные частицы в организме больного присутствуют и обусловливают развитие явного атеросклероза и его осложнений.

Окисленные ЛПНП

При усиленном образовании свободных радикалов (гипергликемия, гипергомоцистеинемия и др.) происходит окисление липидов мембран ЛПНП и внедрение в них продуктов ПОЛ, в частности малонового диальдегида. При этом нарушается сродство обычных ЛПНП к его рецепторам и одновременно возрастает скорость поглощения окисленных ЛПНП макрофагами, формирование пенистых клеток, инициаторов развития атеросклеротической бляшки.

Рисунок 3

Гликированные ЛПНП

Неферментативное присоединение глюкозы к аполипопротеинам липопротеинов разной плотности, особенно ЛПНП, также изменяет структуру ЛПНП и их сродство к соответствующим рецепторам на поверхности периферических клеток. Вследствие этого, гликированные липопротеины задерживаются в кровеносном русле, дополнительно подвергаются окислению, откладываются в стенке артерий, захватываются макрофагами, и запускается цепь процессов атерогенеза. Эндотелиальные клетки, особенно их рецепторные белки, как и ЛП, могут подвергаться гликированию с последующим образованием конечных продуктов гликации (КПГ). В результате, эндотелиальные клетки экспрессируют большое количество рецепторов для КПГ. Далее происходит индукция молекул клеточной адгезии, которые притягивают макрофаги. Усиливается выделение тканевого фактора, цитокинов и других активных белков. Все это стимулирует сосудистое воспаление, миграцию макрофагов и ЛПНП, особенно модифицированных ЛПНП, в очаг воспаления (стенка артерии). Развиваются эндотелиальная дисфункция и диабет-обусловленный атеросклероз

Мелкие, плотные ЛПНП

Еще одной важной группой модифицированных и поэтому атерогенных липопротеинов являются мелкие, плотные ЛПНП (мпЛПНП). Эндотелиальные клетки, особенно их рецепторные белки, как и ЛП, могут подвергаться гликированию с последующим образованием конечных продуктов гликации (КПГ). Высокий уровень мпЛПНП в плазме ассоциируется с высоким риском сердечно-сосудистой патологии. Имеется несколько отличий указанных частиц от обычных ЛПНП: мпЛПНП содержат меньше фосфолипидов и свободного холестерола на своей поверхности, чем более крупные ЛПНП. Эти различия в липидном составе обусловливают соответствующую конформацию аполипопротеина В-100, делая его более привлекательным для протеогликан-связывающих участков на эндотелиальных клетках. Отсюда становится понятным, что таким путем измененные ЛПНП приобретают большее сродство к артериальным клеткам (артериальной стенке). Обработка фосфолипидов в поверхностном монослое ЛПНП секреторной фосфолипазой А2 приводит к образованию мпЛПНП с повышенной тенденцией к взаимодействию с протеогликанами эндотелиоцитов. Дело в том, что фосфолипаза А2, передаваемая на ЛПНП макрофагами, расщепляет фосфотидил-холин в липидном монослое ЛПНП с образованием лизофосфатидил-холина и ненасыщенной жирной кислоты. В результате такого действия фосфолипазы А2 уменьшается количество фосфолипидов в мембране этих частиц и одновременно удаляется свободный холестерол, так он может  находиться в мембране только между молекулами фосфолипидов.

Эти нарушения приводят еще к одному изменению: аполипопротеин В-100, главный белковый компонент ЛПНП, не удерживается и отдаляется от ЛПНП, облегчая тем самым взаимодействие измененных ЛПНП с протеогликанами на поверхности эндотелиальных клеток в стенке артерий. А это приводит к избыточному поступлению богатых холестеролом ЛПНП в интиму артерий и быстрому прогрессированию атеросклеротических бляшек. Из сказанного понятно, что циркулирующий уровень секреторной фосфолипазы А2 является фактором риска для патологии коронарных артерий и предиктором сердечно-сосудистых событий. Кроме того, подтверждается гипотеза о том, что секреторная фосфолипаза А2 атерогенна и клинически значима. Модификация ЛПНП фосфолипазой А2 в артериальной стенке или в плазме может быть одним из механизмов, генерирующих атерогенные липопротеиновые частицы in vivo с высокой способностью проникать в артериальный матрикс и там инициировать формирование липидных бляшек.

Модифицированные липопротеины высокой плотности (ЛПВП)

Накапливаются убедительные свидетельства о том, что данная группа липопротеинов также подвергаются различным модификация или первично синтезируются с дефектами. В результате, эти изменения переводят ЛПВП из категорий антиатерогенных в атерогенные ЛП.

Рисунок 4

Из всего сказанного вытекает заключение о настоятельной необходимости исследования в клинических лабораториях формирования и судьбы модифицированных липопротеинов и их основных компонентов, - холестерола и аполипопротеинов. Современная медицинская наука располагает многими сведениями по данным вопросам. Безусловно, информация по ним будет постоянно нарастать и пополняться. Атеросклероз – очень сложная патология. Упрощенное представление о ней не приближает к победе над главной бедой человечества. Широко распространенная лабораторная практика определять вначале общий холестерол крови, далее холестерол ЛПВП, а затем как разницу между этими величинами выдавать уровень холестерола ЛПНП, не может давать клиницисту возможность точного выявления атерогенных рисков, обусловленных нарушением обмена липопротеинов.

4.        Методы определения уровня модифицированных липопротеинов

Для определения модифицированных липопротеинов в современных лабораториях используются  соответствующие тесты:

Липопротеин (а) - Метод ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA),

Гликированный ЛПНП - Метод ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)

Окисленные ЛПНП - по продуктам ПОЛ     

Модифицированные ЛПВП по уровню апопротеина А1

ЛП-ассоциированная фосфолипаза А2 Определение концентрации секретируемой Фосфолипазы А2(IIA) в сыворотках крови проводится с помощью моноклональных антител, используя набор реактивов (sPLA2(IIA) (human synovial) enzyme immunoassay kit), полученный из Cayman Chemical Company (Ann Arbor, MI, USA). Эти антитела специфичны для секФлА2(IIA) и не имеют перекрёста с типом I, типом IV, типом V, типом VI и типом Х секФлА2. Минимальная определяемая концентрация фермента составляла 15,6 пг/мл.

Малые плотные ЛПНП - A novel and simple method for quantification of small, dense LDL (86 ± 30 61 ± 23<0.0005 mg/dl)

Метод определения мпЛПНП. Этот метод состоит из двух шагов: сначала, с использованием гепарин-магния осаждаются липопротеины с плотностью (d) <1.044 g/ml, и затем измеряется холестерол ЛПНП – в супернатанте гомогенным методом или определяется аполипопотеин В (apoB) иммунотурбидиметрическим способом. Уровни холестерола и величины apoB, полученные методом осадков (45 ± 26 и 33 ± 20 mg/dl, соответственно), были подобными для липопротеинов (d = 1.044-1.063), полученных методом ультрацентрифугирования (42 ± 22 и 31 ± 17 mg/dl, соответственно), и была отличная корреляция между двумя методами для холестерола мпЛПНП - (y = 1.05X + 1, r = 0.88, n = 69) и apoB (y = 1.07X, r = 0.90). Величины мпЛПНП имели значимую обратную корреляцию с размером ЛПНП. Высокая корреляция была обнаружена между холестеролом мпЛПНП - и величиной apoB (r = 0.94). Величина мпЛПНП обусловливалась концентрацией триглицеридов, apoB и холестерол ЛПНП.

5.        Заключение

Суммарное определение холестерола крови, особенно холестерола ЛПНП, не дает представления о причинах гиперхолестеролемии и клиническом значении этой ситуации. Необходимо:

1) выяснить, не обусловлена ли гиперхолестеролемия дефектом рецептора для ЛПНП (это наиболее вероятный путь); (насущная задача – генодиагностика !!!);

2) определить величины холестерола всех модифицированных форм ЛПНП: ЛП (а), окисленные ЛПНП, гликированные ЛПНП, мелкие плотные ЛПНП и др.) в отдельности.          Тактика терапевтических мероприятий должна быть построена на таких дифференцированных исследованиях холестерола, а не на измерении холестерола (ЛПНП) скопом. Модификация ЛП – следствие генетических дефектов! Подобная тактика поможет приблизиться к выяснению причины гиперхолестеролемии и назначать патогенетическую терапию. Наверняка, тогда отпадет назначение холестерол снижающих статинов, которые, как многократно выяснено, обладают целым рядом ранее не установленных побочных эффектов: резкое снижение синтеза жизненно важного кофермента Q10, дефицит витамина Д3 (производное холестерола), импотенция у мужчин - нарушен синтез тестостерона (производное холестерола) и др.