Модифицированные липопротеины

Модифицированные ЛП образуются в организме из нормально синтезиро­ванных и секретированных в кровь ЛП. Причиной их модификации могут быть выброс клетками свободных радикалов и продуктов ПОЛ, повышенная концен­трация в крови, межклеточной жидкости и сосудистой стенке некоторых ме­таболитов (например, глюкозы), а также ферментов различного спектра дейст­вия. Важно отметить, что модифицированные ЛП образуются также и при за­медлении скорости деградации нашивных ЛПНП, например: нарушение ре-

 

 

цепторного захвата ЛПНП -> снижение скорости катаболизма ЛПНП и удлинение времени их циркуляции —> воздействие метаболитов, продуктов ПОЛ и различных ферментов—>модификация (= приобретение атерогенно-сти) ЛПНП.

Возникновение концепции модифицированных ЛП относится к концу 70-х - началу 80-х годов и тесно связано с открытием специфических клеточных ре­цепторов к ним. Эксперименты, проведенные на обезьянах и крысах, показали, что если животным ввести внутривенно ЛПНП с блокированными лизиновыми и аргининовыми остатками, которые не распознаются апо В, Е-рецепторами, то такие химически модифицированные ЛП все равно удаляются из кровотока и во многих случаях быстрее нативных [Mahley R. Et al., 1980]. Это послужило основанием предположить, что, наряду с классическим рецепторным путем удаления ЛПНП из кровотока, должны быть и другие, одним из которых ока­зался так называемый скэвенджер-путь (дословно: путь уборки мусора), осу­ществляемый клетками РЭС. Предположение о наличии такого пути захвата и катаболизма ЛПНП было сделано М. Brown и соавт. (1979) на основании опы­тов, проведенных на культуре макрофагов с использованием химически моди­фицированных (ацетилированных) ЛПНП. Оказалось, что ацетилированные ЛПНП, почти нераспознаваемые апо-В, Е рецепторами фибробластов, активно захватывались макрофагами, причем в макрофагальных клетках происходило значительное накопление ЭХС. Последующие исследования позволили устано­вить, что захват модифицированных ЛПВП также осуществляется при участии рецепторов, но другой природы, которые стали называть скэвенджэр-рецепторами, или ацетил-ЛПНП-рецепторами. Помимо макрофагов, скэвенд-жер-рецепторы имеют и другие клетки РЭС: звездчатые ретикулоэндотелтоци-ты (купферовские клетки печени), ретикулярные клетки селезенки и эндотели-альные клетки сосудов.

Недавно, благодаря многолетним исследованиям четырех лабораторий в США, уда­лось выделить в чистом виде скэвенджер-рецептор и установить его первичную структуру. Скэвенджер-рецептор представляет собой полипептидный тример. каждый мономер ко­торого состоит из 453 ак и характеризуется высокой степенью гликозилирования. Рецеп­тор распознает как конформацию лиганда, так и его заряд (многие химически модифициро­ванные ЛПНП имеют избыточный отрицательный заряд благодаря блокированию по­ложительно заряженных аминогрупп лизина, либо - присоединению дополнительных кар-боксильных групп).

Структура скэвенджер-рецептора представлена на рис. 8. Важные участки рецепто­ра, выполняющие функцию взаимодействия с лигандом. -богатый цистеином (I) и коллаге-ноподобный (2) домены: последний по своей трехнитчатой правозакрученной спирали и аминокислотной последовательности напоминает фиброзный коллаген. Выяснилось, что и сам коллаген обладает способностью связывать перекисно-модифицированные ЛПНП. Ве­роятно, именно по этой причине они откладываются в богатых коллагеном тканях - сухо-жилиях. коже и развивающихся атеросклеротических поражениях.

Особенность скэвенджер-захвата в том, что поступление модифициро­ванных ЛП таким путем в клетку не регулируется или слабо регулируется по механизму отрицательной обратной связи. Содержание ХС в клетке при этом линейно нарастает в зависимости от концентрации в окружающей среде ЛП, содержащих ХС. Несмотря на то, что поступление ХС в клетку путем скэ­венджер-захвата подавляет синтез собственно стерина, а также образование апо- В-Е рецепторов, это не спасает клетку от накопления в ней значительных количеств ХС, преимущественно в виде эфиров и, в меньшей степени, в виде свободного ХС и кристаллов моногидрата. С помощью скэвенджер-рецепторов осуществляется захват и других химически модифицированных ЛПНП (сукци-нилированных, ацетоацетилированных, обработанных малоновым диальдеги-дом и др.), а также ЛПНП, подвергнутых пероксидации. Помимо скэвенджер и

 

 

классических апо-В, Е и ЛПВП-рецепторов, макрофаги имеют и ряд других ре­цепторов (рис. 5), в частности:

• Рецепторы к бета-ЛПОНП;

• Рецепторы к декстран-сульфату, которые взаимодействуют с комплек­сом ЛПНП-гликозаминогликан;

• Рецепторы к F_c -фрагменту Ig и к Сз-компоненту комплемента, с помо­щью которых макрофаги могут захватывать иммунные комплексы, включаю­щие апо-В-содержащие ЛП (ЛПНП) в качестве антигена.

Таким образом, макрофаги, имея большой набор рецепторов, могут связы­вать, интернализировать и разрушать как нативные, так и различным образом модифицированные ЛП. Захват нативных ЛП происходит при участии клас­сических апо-В,Е-рецепторов, и этот тип захвата никогда не сопровождается накоплением ЭХС в клетке.

Захват модифицированных ЛП протекает по типу скэвенджер-захвата и сопровождается накоплением в клетке ЭХС и трансформацией макрофа-гальной клетки в «пенистую». Последняя представляет собой клетку, «нафар­шированную» липидными вакуолями, содержащими ЭХС. Факт значительного накопления ЭХС в макрофагах и трансформации этих клеток в пенистые при захвате модифицированных ЛПНП позволил сделать вывод, имеющий большое теоретическое и практическое значение: ответственными за развитие ате-росклеротического процесса являются не нативные, а модифицированные в организме человека ЛПНП. Именно такие ЛП должны рассматриваться как атерогенные. Нативные ЛПНП, вопреки широко распространенному за­блуждению, не относятся к атерогенным ЛП.

Атерогенность ЛПНП, выделенных из крови людей (как здоровых, так и больных ате­росклерозом), можно определить в лабораторных условиях. Для этого производят инкуба­цию ЛПНП. предварительно помеченных радиоактивным йодом, с культурами фибробластов и макрофагов. Если выделенные ЛПНП активно захватываются макрофагами и слабо - фиб-робластами. то они – атерогенны, если наоборот, го - нет.