I. Липопротеиды и транспорт липидов

А. Структура и функции липопротеидов (см. табл. 35.1). Липиды выполняют самые разнообразные функции. Они входят в состав клеточных мембран, служат предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот, простагландинов и фосфоинозитидов. В крови содержатся отдельные компоненты липидов (насыщенные, моно- и полиненасыщенные жирные кислоты), триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды. Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов. Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином. Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов. Липопротеиды — это сферические частицы, состоящие из гидрофобной сердцевины и гидрофильной оболочки. Сердцевина содержит неполярные липиды — триглицериды и эфиры холестерина. Оболочка построена из полярных липидов — холестерина и фосфолипидов, причем заряженные концы этих молекул обращены наружу. Кроме того, в состав оболочки входят белки, нековалентно связанные с фосфолипидами и холестерином, — апопротеины. Апопротеины поддерживают структуру липопротеидных частиц и обеспечивают их взаимодействие с рецепторами липопротеидов. Циркулируя в крови, липопротеидные частицы обмениваются между собой поверхностными липидами и апопротеинами. Апопротеины служат «визитной карточкой» липопротеидов, поскольку рецепторы липопротеидов на разных клетках распознают только определенные апопротеины. Липопротеиды подразделяют на несколько классов в зависимости от их плотности (которую оценивают путем ультрацентрифугирования) и подвижности при электрофорезе. Плотность липопротеидной частицы определяется отношением апопротеины/липиды: чем больше это отношение, тем выше плотность. Подвижность при электрофорезе зависит от содержания апопротеинов и полярных липидов. В крови, взятой натощак, присутствуют только ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП, тогда как другие липопротеиды (хиломикроны, остаточные компоненты хиломикронов, а также ЛППП) выявляются только после еды или при нарушениях обмена липидов.

1. Хиломикроны — основная транспортная форма экзогенных жирных кислот, триглицеридов и холестерина. Хиломикроны образуются в эпителиальных клетках слизистой кишечника, поступают в лимфатические сосуды и через грудной лимфатический проток попадают в большой круг кровообращения. Хиломикроны лимфы содержат апопротеин B48 и несколько подтипов апопротеина A. В крови хиломикроны встречаются с ЛПВП, содержащими несколько подтипов апопротеина C и апопротеин E. Хиломикроны обмениваются с ЛПВП апопротеинами: отдают часть апопротеинов A и получают апопротеины C и E. В кровеносных капиллярах жировой ткани, миокарда, скелетных мышц и молочных желез хиломикроны расщепляются липопротеидлипазой, расположенной на поверхности эндотелия. Кофактором липопротеидлипазы является апопротеин CII. При расщеплении хиломикрона освобождаются компоненты оболочки, содержащие апопротеины C и остаточный компонент хиломикрона (сердцевина), содержащий большое количество эфиров холестерина и апопротеины E и B48. Компоненты оболочки захватываются частицами ЛПВП, а остаточные компоненты хиломикронов удаляются из крови в печени, где есть рецепторы апопротеина E. Сами хиломикроны не обладают атерогенными свойствами, но остаточные компоненты хиломикронов, по-видимому, атерогенны. Например, при семейной гипертриглицеридемии (заболевание с высоким риском атеросклероза) уровень ЛПОНП и остаточных компонентов хиломикронов повышен.

2. ЛПОНП образуются главным образом в печени. Этоосновная транспортная форма эндогенных триглицеридов, синтезирующихся в печени. ЛПОНП — главный поставщик триглицеридов для скелетных мышц и миокарда. В состав ЛПОНП входят апопротеины C, E и B100. По сравнению с хиломикронами, ЛПОНП содержат меньше триглицеридов, но больше холестерина и эфиров холестерина. Роль ЛПОНП в патогенезе атеросклероза точно не установлена. Известно, что развитие атеросклероза ускоряется на фоне повышенной концентрации ЛПОНП при сахарном диабете и болезнях почек.

3. ЛППП. В капиллярах скелетных мышц, миокарда и жировой ткани ЛПОНП расщепляются липопротеидлипазой с образованием ЛППП. ЛППП содержат апопротеины E и B100. В печени половина ЛППП превращается в ЛПНП под действием триацилглицероллипазы, а оставшиеся ЛППП связываются с рецепторами гепатоцитов, подвергаются эндоцитозу и разрушаются. При семейной гиперхолестеринемии с фенотипом IIb, гиперлипопротеидемии типа III и употреблении жирной пищи уровень ЛППП повышен, что увеличивает риск атеросклероза.

4. ЛПНП являются конечными продуктами расщепления ЛПОНП и ЛППП. ЛПНП — это самые атерогенные липопротеиды. В составе ЛПНП содержится примерно две трети всего холестерина плазмы, преимущественно в виде эфиров холестерина. В отличие от других липопротеидов, ЛПНП содержат только один апопротеин — B100. Около 70% ЛПНП удаляется из крови в печени с помощью высокоспецифичных рецепторов ЛПНП — апопротеин-B,E-рецепторов. Остальные ЛПНП захватываются клетками ретикулоэндотелиальной системы с помощью менее специфичных нейтрализующих рецепторов. Синтез апопротеин-B,E-рецепторов в печени подавляется при повышении концентрации ЛПНП. Напротив, количество нейтрализующих рецепторов на клетках ретикулоэндотелиальной системы не зависит от уровня ЛПНП. Нарушение захвата ЛПНП в печени (вследствие дефекта апопротеина B100 или дефекта апопротеин-B,E-рецепторов) приводит к накоплению ЛПНП в других тканях и органах. Избыток ЛПНП — один из главных факторов риска атеросклероза. Атерогенный эффект ЛПНП при семейной гиперхолестеринемии, при вторичной гиперхолестеринемии вследствие избыточного потребления жиров и при семейном дефекте апопротеина B100 опосредуется именно нейтрализующими рецепторами. Считается, что ЛПНП становятся атерогенными только после определенных превращений, например при перекисном окислении. Окисленные ЛПНП захватываются макрофагами, которые после этого превращаются в ксантомные клетки, нагруженные эфирами холестерина. Нейтрализующие рецепторы обнаружены и в гладкомышечных клетках артерий.

5. ЛПВП синтезируются в печени и кишечнике и содержат эфиры холестерина и фосфолипиды. Более 90% апопротеинов ЛПВП представлено разными подтипами апопротеина A. Важнейшая функция ЛПВП — удаление холестерина из тканей. Высокоспецифичные рецепторы ЛПВП обнаружены на гладкомышечных клетках и фибробластах. Количество этих рецепторов увеличивается при повышении концентрации холестерина в клетке. Связывание ЛПВП с рецепторами вызывает выброс холестерина из клеток. Первоначально холестерин встраивается в оболочку ЛПВП, но затем под действием лецитинхолестерин-ацилтрансферазы он этерифицируется и перемещается в сердцевину ЛПВП. В печени ЛПВП связываются с рецепторами и разрушаются. Таким образом, ЛПВП — это антиатерогенные липопротеиды.

6. Липопротеид(а)

а. Структура и функции. Липопротеид(а) содержит апопротеин B100, связанный дисульфидной связью с сильно гликозилированным белком — апопротеином(а). Липопротеид(а) по плотности (1,05—1,12) занимает промежуточное положение между ЛПНП и ЛПВП. Известно несколько изоформ апопротеина(а) с молекулярной массой от 300 000 до 800 000. По структуре апопротеин(а) гомологичен плазминогену. Ген апопротеина(а) локализован на длинном плече 6-й хромосомы в непосредственной близости от гена плазминогена. Апопротеин(а) может участвовать в образовании плазмина, чем объясняют его тромбогенность. Липопротеид(а) обнаружен в атеросклеротических бляшках артерий и артериовенозных шунтов.

б. Содержание в сыворотке может колебаться в очень широких пределах (0,3—300 мг%). Повышенной считают концентрацию липопротеида(а) > 25—30 мг%. У лиц с ненормальной концентрацией липопротеида(а) повышен риск атеросклероза. На содержание липопротеида(а) влияют эстрогены и тиреоидные гормоны; оно увеличено при болезнях почек. Измерение уровня липопротеида(а) позволяет оценивать тяжесть и прогнозировать течение сердечно-сосудистых заболеваний у больных с одинаковым содержанием холестерина ЛПНП.

Б. Апопротеины и рецепторы липопротеидов. Апопротеины поддерживают структурную целость липопротеидов, участвуют в процессах обмена между липопротеидами и отвечают за взаимодействие липопротеидов с рецепторами. За последние 10 лет клонированы гены апопротеинов AI, AII, AIV, B48, B100, CI, CII, CIII, D, E и (a) и выяснены основные функции этих апопротеинов.

1. Апопротеин B. Полная форма апопротеина В — апопротеин B100 — содержит 4536 аминокислот. Апопротеин B100 — это основной белковый компонент ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП, образующихся в печени. Апопротеин B100 служит лигандом рецептора ЛПНП (апопротеин-B,E-рецептора). Структура рецептора ЛПНП и последовательность кодирующего его гена расшифрованы. Апопротеин-B,E-рецепторы взаимодействуют также с липопротеидами, содержащими апопротеин E. Апопротеин B48 — это фрагмент апопротеина B100, главный апопротеин хиломикронов и их остаточных компонентов. Апопротеин B48 синтезируется в кишечнике. Апопротеин-B,E-рецепторы не распознают апопротеин B48, поэтому остаточные компоненты хиломикронов удаляются из крови в печени с помощью рецептора апопротеина E.

2. Апопротеин E входит в состав ЛПОНП, ЛППП, ЛПВП и остаточных компонентов хиломикронов и обеспечивает связывание всех этих липопротеидов с апопротеин-B,E-рецепторами а также с рецепторами апопротеина E. Сродство апопротеин-B,E-рецепторов к апопротеин-E-содержащим липопротеидам в 20—25 раз выше, чем к апопротеин-B-содержащим ЛПНП. Известны 3 аллельных варианта гена апопротеина E, кодирующие изоформы E2, E3 и E4. Эти изоформы различаются по аминокислотному составу и по сродству к апопротеин-B,E-рецептору. 75% людей имеют фенотип E3/E3. У людей с фенотипом E2/E2 высок риск тяжелой дисбеталипопротеидемии и атеросклероза. Распространенность «атерогенного» фенотипа E2/E2 среди населения составляет 1:100, однако семейная дисбеталипопротеидемия выявляется только у 1—2% людей с таким фенотипом. Описаны и другие атерогенные фенотипы. Например, полное отсутствие апопротеина E приводит к накоплению ЛППП и остаточных компонентов хиломикронов и к развитию атеросклероза в молодом возрасте.

3. Апопротеины AI и AII — преобладающие белки ЛПВП. Апопротеин AI является кофактором лецитинхолестерин-ацилтрансферазы, катализирующей этерификацию холестерина в ЛПВП. Кроме того, апопротеин AI отвечает за связывание ЛПВП с клетками печени и тем самым участвует в удалении холестерина из крови. Функция апопротеина AII точно не выяснена. Предполагают, что он способствует связыванию липидов с апопротеином AI.

4. Апопротеины CI, CII и CIII содержатся преимущественно в хиломикронах и ЛПОНП; в ЛПВП они обнаруживаются в следовых количествах. Все эти апопротеины подавляют захват ЛППП и остаточных компонентов хиломикронов в печени.Апопротеин CII служит активатором липопротеидлипазы; у лиц с недостаточностью апопротеина CII отмечается тяжелая гипертриглицеридемия. Апопротеин CIII является ингибитором липопротеидлипазы.

II. Лабораторная диагностика дислипопротеидемий (см. табл. 35.2). Диагностика и выбор лечения дислипопротеидемий в США основываются на результатах Национальной Программы по выявлению, классификации и лечению гиперхолестеринемии у взрослых. Одна из основных задач этого проспективного исследования заключалась в том, чтобы использовать уровень общего холестерина в качестве основного показателя риска ИБС. Для этого определили концентрации общего холестерина у больных ИБС с повышенным уровнем ЛПНП и у здоровых людей.

А. Гиперхолестеринемия

1. Согласно рекомендациям Программы, уровень общего холестерина следует определять у всех лиц старше 20 лет. В зависимости от концентрации общего холестерина обследуемых распределяют по следующим группам (без учета возраста и других факторов риска ИБС):

а. Нормальный уровень общего холестерина: < 200 мг%.

б. Пограничный уровень: 200—239 мг%.

в. Повышенный уровень: ³ 240 мг%.

2. Если уровень общего холестерина ³ 240 мг% или ³ 200 мг% в сочетании с другими факторами риска ИБС, проводят повторное обследование. Определяют концентрацию холестерина ЛПНП натощак (продолжительность голодания 12—14 ч) по формуле: холестерин ЛПНП = общий холестерин – (холестерин ЛПВП + триглицериды / 5).

Этот способ расчета концентрации холестерина ЛПНП не применим у больных с тяжелой гипертриглицеридемией (³ 400 мг%) и семейной дисбеталипопротеидемией. В таких случаях уровень ЛПНП и других липопротеидов определяют путем ультрацентрифугирования и анализа апопротеинов. В зависимости от концентрации холестерина ЛПНП обследуемых распределяют по группам:

а. Нормальный уровень холестерина ЛПНП: < 130 мг%.

б. Пограничный уровень: 130—159 мг%.

в. Повышенный уровень: ³ 160 мг%.

3. В США уровни общего холестерина 200 и 240 мг% и холестерина ЛПНП 130 и 160 мг% соответствуют примерно 50-му и 75-му процентилям среди населения.

Б. Низкий уровень холестерина ЛПВП — независимый фактор риска ИБС, что было показано, в частности, в Хельсинкском проспективном исследовании эффективности первичной профилактики ИБС. Среднее содержание холестерина ЛПВП у мужчин и женщин в США составляет соответственно 45 и 55 мг%. По рекомендации Национальной Программы по выявлению, классификации и лечению гиперхолестеринемии у взрослых, фактором риска ИБС считают содержание холестерина ЛПВП < 35 мг%; этот уровень соответствует 20-му процентилю у мужчин и 5-му процентилю у женщин. При обследовании жителей Фреймингема (Массачусетс, США) определяли уровень общего холестерина, холестерина ЛПВП и холестерина ЛПНП. Установили, что отношение общий холестерин/холестерин ЛПВП > 4,5 — самый убедительный маркер высокого риска атеросклероза. Прогностическое значение низкого уровня холестерина ЛПВП на фоне низкого уровня холестерина ЛПНП не выяснено.

В. Гипертриглицеридемия

1. Общие сведения. Роль гипертриглицеридемии как фактора риска атеросклероза остается предметом споров. В ранних эпидемиологических исследованиях не учитывали уровень холестерина ЛПВП, который обратно пропорционален уровню триглицеридов. Хельсинкское проспективное исследование эффективности первичной профилактики ИБС и аналогичное исследование в Мюнстере (ФРГ) показали, что избыток богатых триглицеридами липопротеидов является независимым фактором риска атеросклероза. Возможные механизмы развития атеросклероза при гипертриглицеридемии:

а. Накопление обогащенных холестерином ЛПОНП или ЛППП.

б. Захват обогащенных апопротеином E ЛПОНП макрофагами с превращением последних в ксантомные клетки.

в. Образование мелких ЛПНП (повышение уровня апопротеина B).

г. Ускоренное выведение обогащенных триглицеридами ЛПВП.

д. Усиленное тромбообразование.

У больных с семейной смешанной гиперлипопротеидемией риск атеросклероза повышен даже при нормальном уровне холестерина ЛПНП.

2. Лабораторная диагностика гипертриглицеридемии. По рекомендации Национального института здоровья США, обследуемых распределяют по следующим группам в зависимости от уровня триглицеридов:

а. Норма: < 250 мг%.

б. Умеренная гипертриглицеридемия: 250—500 мг%.

в. Тяжелая гипертриглицеридемия: > 500 мг%.

В последнем случае, особенно при уровне триглицеридов, близком к 1000 мг%, необходимо безотлагательное лечение из-за опасности панкреатита.

3. Внешний вид плазмы. По внешнему виду плазмы или сыворотки можно грубо оценить концентрацию триглицеридов и подтвердить наличие хиломикронов. Если плазма прозрачная, то концентрация триглицеридов, как правило, нормальная. Если плазма мутная или слегка опалесцирует — концентрация триглицеридов повышена. Если плазма непрозрачная и напоминает молоко, то концентрация триглицеридов превышает 500 мг%. Чтобы выявить хиломикроны, плазму выдерживают в течение нескольких часов при 4°C. Хиломикроны образуют поверхностный слой или пленку. Внимание: избыток хиломикронов может обнаруживаться и в плазме здоровых людей, если кровь была взята не натощак (особенно после приема пищи, богатой триглицеридами).

III. Классификация дислипопротеидемий. В 1967 г. Фредриксон, Леви и Лис предложили классификацию гиперлипопротеидемий, основанную на результатах определения уровней общего холестерина и триглицеридов и на данных электрофореза и ультрацентрифугирования липопротеидов плазмы. Уровни общего холестерина и триглицеридов считали ненормальными, если они превышали 90-й процентиль среди населения. Фредриксон и соавт. описали 5 типов гиперлипопротеидемий, для каждого из которых характерен определенный фенотип липопротеидов (подвижность при электрофорезе, количественные соотношения разных липопротеидов). Позднее эта классификация была пересмотрена специалистами ВОЗ (см. табл. 35.3). Основной недостаток классификации Фредриксона и соавт.: несоответствие фенотипов липопротеидов генетическим дефектам, определяющим эти фенотипы (один и тот же фенотип может обнаруживаться при разных заболеваниях). Кроме того, выраженность гиперлипопротеидемии зависит от возраста, пола, питания и многих факторов окружающей среды. И, наконец, гиперлипопротеидемия любого типа может быть первичной (наследственной) или вторичной. Поэтому в последнее время более популярна классификация дислипопротеидемий, построенная по описательному принципу. В табл. 35.4 дана характеристика наиболее изученных наследственных гиперлипопротеидемий. Кроме гиперлипопротеидемий известны и другие (более редкие) формы наследственных дислипопротеидемий, в частности синдромы дефицита ЛПВП.

А. Первичные гиперлипопротеидемии (см. табл. 35.4)

1. Семейная гиперхолестеринемия (гиперлипопротеидемия типа II) — наиболее изученная форма дислипопротеидемии. Наследование кодоминантное. Причина заболевания — мутации гена апопротеин-B,E-рецептора (рецептора ЛПНП). Сниженное содержание, отсутствие или функциональный дефект рецептора приводят к нарушению захвата ЛПНП в печени и нерегулируемому накоплению холестерина в разных тканях, в том числе — в эндотелии. Атеросклероз при семейной гиперхолестеринемии развивается в молодом возрасте; тяжесть заболевания зависит от числа аллелей мутантного гена. Уровень общего холестерина обычно в пределах 300—400 мг% или выше. Характерные симптомы — липоидная дуга роговицы и сухожильные ксантомы. Клинические и биохимические проявления наблюдаются у половины родственников первой степени. Наиболее распространена гетерозиготная форма семейной гиперхолестеринемии (1:500). Гомозиготная форма встречается очень редко (1:1 млн). У гомозиготных больных уровень общего холестерина превышает 500 мг%, а ИБС проявляется в первые 20 лет жизни.

Различают два подтипа семейной гиперхолестеринемии. Подтип IIa характеризуется повышением уровня ЛПНП и нормальным уровнем триглицеридов и обнаруживается главным образом у детей. У взрослых нередко встречается подтип IIb, для которого характерны гипертриглицеридемия и умеренное повышение уровней ЛПОНП и ЛППП.

2. Семейный дефект апопротеина B100. Заболевание обусловлено мутацией гена апопротеина B100 — лиганда рецептора ЛПНП. Мутация в кодоне 3500 приводит к замене аргинина, локализованного в домене связывания с рецептором ЛПНП, на глутамин. В результате значительно повышается концентрация ЛПНП. Уровень общего холестерина повышен умеренно. Семейный дефект апопротеина B100 встречается так же часто, как семейная гиперхолестеринемия.

3. Семейная дисбеталипопротеидемия (гиперлипопротеидемия типа III) — редкое заболевание, характеризующееся увеличенной концентрацией ЛППП и остаточных компонентов хиломикронов в плазме и повышенным содержанием эфиров холестерина и апопротеина E в ЛПОНП.

а. Этиология. У большинства больных имеется мутация аллеля, кодирующего изоформу E3 апопротеина E (см. гл. 35, п. I.Б.2). Из-за дефекта апопротеина E3 снижается связывание апопротеин-E-содержащих липопротеидов с рецепторами, распознающими апопротеин E. У людей с фенотипом E2/E2 высок риск атеросклероза. Распространенность фенотипа E2/E2 среди населения равна 1:100, но только у 1—2% из носителей этого фенотипа отмечается семейная дисбеталипопротеидемия. Следовательно, проявление этого заболевания сильно зависит от образа жизни и питания. Риск заболевания значительно повышается при ожирении, сахарном диабете, гипотиреозе и сопутствующих наследственных нарушениях обмена липидов.

б. Клиническая картина. Характерны бугорчатые и сухожильные ксантомы. Патогномоничный симптом — линейные плоские ксантомы на ладонях. Диагноз подтверждают путем ультрацентрифугирования и анализа фракций ЛПОНП, богатых холестерином (отношение холестерин ЛПОНП/триглицериды > 0,3). Другой критерий диагноза семейной дисбеталипопротеидемии: примерно одинаковый прирост уровней общего холестерина и триглицеридов и наличие широкой полосы в зоне бета-фракции при электрофорезе на бумаге. У большинства больных возникает атеросклероз коронарных и периферических сосудов, что свидетельствует об атерогенности ЛППП. Примерно у 25% больных отмечается нарушение толерантности к глюкозе, у 25% — гипотиреоз.