Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова Кафедра биологической и общей химии
Липопротеины плазмы крови Классификация ЛП Аполипопротеины Метаболизм ЛП: ХМ, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП Атеросклероз Гиполипидемическая терапия Диагностика нарушений липидного обмена
Это органические соединения, не растворимые в воде, не могут самостоятельно транспортироваться в крови Могут переноситься только в комплексе с белками Липопротеины (ЛП) – это транспортные формы липидов в крови ЛП переносят жирорастворимые витамины и гормоны
Наружный полярный слой формируют гидрофильные головки ФЛ (монослой), белки (интегральные и периферические) и свободный ХС Гидрофобное неполярное ядро («жировая капля») образовано неполярными липидами, триглицеридами и эфирами ХС
Ультрацентрифугирование – основан на разности в плотности ЛП. Зависит от соотношения липиды/белок. В КДЛ используется редко. Электрофорез – основан на электрофоретической подвижности ЛП, которая обусловлена наличием ФЛ и белков, несущих заряд. Скорость движения частиц зависит от их заряда и размера. При электрофорезе в геле все ЛП движутся к (+) полюсу: ближе к старту располагаются ХМ, а ЛПВП, имеющие наибольшее количество белков и наименьший размер, удаляются от старта дальше других частиц.
Метод основан на разности плотности ЛП, который измеряется по способности флотировать (всплывать) при ультрацентрифугировании в растворах с разной плотностью, создаваемой NaCl или KBr. 4 о сновные фракции: ЛП Плотность, г/мл 1. Хиломикроны < 0,96 ХМ 2. ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП) < 1,006 пре β -ЛП 3. ЛП низкой плотности (ЛПНП) < 1,063 β -ЛП 4. ЛП высокой плотности (ЛПВП) > 1,063 α -ЛП Т.к. плотность частиц зависит от соотношения липид/белок, соотношение уменьшается, уменьшается и размер частиц от ХМ к ЛПВП
Это белки, входящие в состав ЛП Выделяют 5 основных классов: A, B, C, D, E Апо Функции АпоА- I Активатор фермента лецитин:холестеринацилтрансферазы (ЛХАТ), которая синтезирует эфиры ХС путем переноса остатка ЖК из 2-го положения лецитина на ХС. ЛХАТ и АпоА- I связаны с ЛПВП. Синтезируется в печени и в кишечнике Апо B-48 Лиганд рецепторов, синтезируется в кишечнике, формирует ХМ АпоВ-100 Лиганд рецепторов, синтезируется в печени, формирует ЛПОНП и ЛПНП АпоС II Активатор липопротеинлипазы (ЛПЛ) Мембраносвязанный фермент на поверхности эндотелия различных тканей, гидролизует ТГ хиломикрон и ЛПОНП. Для его работы необходим гепарин, АпоС- II, синтезируется в печени Апо D Транспорт ЭХС между ЛП в крови, синтезируется в печени Апо E Лиганд рецепторов, синтезируется в печени
Состав, % Функция Место образования Плотность, диаметр частиц Основные апоЛП ХМ Б-2, ФЛ-3, ХС-2, ЭХС-3, ТАГ-85 Транспорт из клеток кишечника экзогенных липидов Эпителий тонкой кишки 0,92-0,98 г/мл > 120 нм В-48, С- II, Е ЛПОНП Б-10, ФЛ-18, ХС-7, ЭХС-10, ТАГ-55 Транспорт липидов, синтезируемых в печени Клетки печени 0,96-1,00 г/мл 30-100 нм В-100, С- II, Е ЛППП Б-11, ФЛ-23, ХС-8, ЭХС-30, ТАГ-26 Промежуточная форма превращения ЛПОНП в ЛПНП Кровь В-100, Е ЛПНП Б-22, ФЛ-21, ХС-8, ЭХС-42, ТАГ-7 Транспорт ХС в ткани Плазма крови (из ЛПОНП) 1,00-1,06 г/мл 21-100 нм В-100 ЛПВП Б-50, ФЛ-27, ХС-4, ЭХС-16, ТАГ-3 Транспорт ХС из тканей в печень В клетках печени-ЛПВП-предшественники 1,06-1,21 г/мл 7-15 нм А, С- II, Е
ХМ формируются в стенке кишечника, несут экзогенные липиды в печень Состав ХМ: 88% ТГ, 4% ХС и ЭХС, 1-2% белки ( апоВ-48, С, Е, А) Самые крупные и легкие ЛП, неустойчивы, секретируются в лимфу, затем в кровь. от ЛПВП получают апоС и Е
Взаимодействие ХМ с ЛПЛ тканей приводит к потере до 90% ТГ, ХМ значительно уменьшаются в размерах, теряют сродство к апоС, который возвращается на ЛПВП, и превращаются в остаточные или ремнантные частицы (РЧ), богатые ХС. РЧ захватываются печенью с помощью рецептора к апоЕ (рецептор опосредованный эндоцитоз) ХМ переносят ТГ в основном в жировую ткань, где ЛПЛ в 10 раз активнее, чем в мышцах. Т½=10-15 мин. При наследственной недостаточности ЛПЛ или дефекте в апоС- II наблюдается гиперхиломикронемия – гиперлипопротеинемия I типа по классификации гиперлипидемий по Фредриксону (редкий тип) – не приводит к атеросклерозу
Синтезируются паренхиматозными клетками печени Переносят эндогенные липиды (в первую очередь ТГ и ХС из печени в другие ткани) Состав ЛПОНП: 50% ТГ, 20% ХС и ЭХС, 10% белки ( апо B-100, C, E, D ) Взаимодействие с ЛПЛ приводит к потере ТГ и апоС и образованию ремнантных ЛПОНП (ЛППП) В образовании ЛПНП участвуют ЛПВП, передавая остаточным ЛПОНП ЭХС и забирая свободный ХС Т½=2-4 часа ЛПОНП значительно повышаются в крови больных с дислипопротеинемиями IIb, IV и V типов. Природа генетических дефектов до сих пор неясна.
Образуются в плазме крови из остаточных ЛПОНП Состав ЛПНП: 10% ТГ, 55% ХС и ЭХС, 20% белки (апоВ100, Е, D) Т½=2,5 дня ЛПНП, как и ЛПОНП, переносят ХС из печени в ткани ЛПНП захватываются тканями рецептор-опосредованным эндоцитозом по механизму интернализации через рецептор к апоВ-100, Е
Реэтерифицируется микросомальным ферментом ацилКоА-холестерин-ацилтрансферазой (АХАТ) и, таким образом, запасается в виде олеата Используется для построения мембран и синтеза стероидных гормонов Угнетает синтез эндогенного ХС, ингибируя ГМГКоА редуктазу (по механизму обратной связи) Угнетает синтез апоВ, Е рецептора (снижение транскрипции соответствующего гена) Печень – основное место катаболизма ЛПНП (70%), где активность ГМГ-КоА-редуктазы обратно связана с экспрессией рецептора к апоВ, Е
Сструктура апоВ, Е рецептора детально изучена. Известно > 300 мутаций этого белка ( IIa гиперлипидемия по Фредриксону). При недостаточности взаимодействия апоВ, Е рецептора с ЛПНП наблюдается повышение продолжительности циркуляции ЛПНП, что способствует их модификации (перекисное окисление, гликозилирование) и, следовательно, повышение риска развития атеросклероза
Основную роль в деградации богатых ХС ЛП (ремнанты ХМ, ЛППП и ЛПНП) играют апоВ-100, апоЕ и их рецепторы Нарушение в структуре этих 4-х белков в результате наследственных заболеваний или иных причин приводят к гиперхолестеринемии – одного из важных факторов развития атеросклероза ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП и ремнанты ХМ относятся к атерогенным ЛП, а их повышение в крови к гиперлипопротеинемиям атерогенного характера
Антиатерогенные ЛП Синтезируются в печени и в кишечнике Состав ЛПВП: 10% ТГ, 30% ХС и ЭХС, 45% белки ( апоА, С, Д, Е) 90% всех белков – это апоА- I и А- II Очень сильный акцептор свободного ХС, благодаря наличию ЛХАТ и апоА -I
Забирают избыток ХС из клеток различных тканей и с поверхности других ЛП (реакция с ЛХАТ ) Снабжают белками и ЭХС ЛП, повышая их стабильность Оказывают антиоксидантное действие на ЛПНП, используя для этерификации ХС не свой лецитин, а лецитин ЛПНП, жирная кислота которого часто уже подвергнута перекисному окислению ЛПВП могут захватывать ХС из макрофагов, способствуя рассасыванию липидных полосок, самой ранней формы атеросклеротического поражения сосудов Механизм действия ЛПВП - обогащенные ХС ЛПВП направляются в печень, где деградируют ЛХАТ ХС+лецитин ЭХС+лизолецитин
Дегенеративное заболевание сосудов Сложный многоэтапный патологический процесс, поражающий внутреннюю оболочку крупных и средних артерий В настоящее время популярна теория, в соответствии с которой АС рассматривается как реакция на повреждение сосудистой стенки (эндотелия) Под повреждением подразумевается не механическая травма, а его дисфункция
Проявляется повышением проницаемости и адгезивности, увеличением секреции прокоагулянтных и сосудосуживающих факторов Дисфункцию эндотелия могут вызвать: Гемодинамические факторы (АГ) Токсичные соединения (компоненты табачного дыма) Инфекционные агенты (вирус герпеса) Иммунные комплексы Измененный уровень гормонов (адреналин повышен, инсулин снижен) Избыток гомоцистеина Но самый важный гиперхолестеринемия ОХС >5,2 ммоль/л (референтный интервал 3,4-5,2 ммоль/л)
В результате дисфункции эндотелия возникает избыточная инфильтрация интимы ЛПНП, активируются процессы их модификации и развивается воспалительная реакция За модифицированными ЛПНП (мЛПНП) устремляются моноциты и Т-лимфоциты крови Моноциты дифференцируются в макрофаги (МФ) Задача МФ – захват мЛПНП с их последующей деструкцией
Однако неконтролируемый захват ЛП через «скевенджер-рецепторы» МФ приводит к накоплению большого количества ЭХС и ХС и перерождению МФ в пенистые клетки, которые дают начало липидным полоскам – I -ой морфологической стадии атеросклеротической бляшки МФ секретируют БАВ, включая хемокины, митогены и факторы роста, которые стимулируют миграцию из медии в интиму гладкомышечных клеток и фибробластов, их пролиферацию и синтез соединительной ткани
Вокруг зоны накопления липидов и частичного некроза пенистых клеток развивается соединительная ткань и происходит формирование фиброзной атеросклеротической бляшки (желтая бляшка) – этот процесс длительный - долгие годы Желтые или ранимые бляшки, имеющие очень тонкую эластичную фиброзную оболочку не вызывают сужения сосудов, но могут быть легко повреждены как гемодинамическими факторами (перепады давления, сужение, растяжение сосудов), так и протеиназами клеток внутри бляшки
Нарушение целостности фиброзной капсулы приводит к контакту ее содержимого с тромбоцитами и немедленному формированию тромба, что может привести к ишемии сердца, мозга, почек и даже к внезапной смерти На поздних стадиях развития фиброзные бляшки представляют собой плотные ригидные образования, имеющие прочную соединительнотканную капсулу и содержащие относительно мало липидов и много фиброзной ткани (белые бляшки). Они вызывают значительное сужение сосудов
Таким образом, целью гиполипидемической терапии является предупреждение образования желтых ранимых бляшек
Атерогенные факторы ЛПОНП и ЛПНП <2,59 ммоль/л Транспортируют ХС из печени в ткани Антиатерогенные факторы ЛПВП >1,68 ммоль/л Транспортируют ХС из тканей в печень, где ХС превращается в желчные кислоты Важно соотношение между ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП! Если соотношение уравновешено, то атеросклероз не развивается
ОХС - ЛПВП К А = ----------------------------- ≤3 ЛПВП ЛПОНП + ЛПНП К А = ----------------------------- ≤3 ЛПВП
ХМ-маркерный белок - апоВ 48 . ЛПОНП – пре- -липопротеины маркерный белок апоВ 100 . ЛПНП - липопротеины маркерный белок апоВ 100. ЛПВП -липопротеины маркерный белок апоА.
Этап Особенности исследования Преаналитический Кровь на исследование берется утром, натощак Алкоголь, диета, лекарственные препараты Условия забора крови (наложение жгута) Хранение пробы Аналитический Иктеричность, гемолиз Постаналитический В динамике оценивать результаты исследования в одном типе пробы крови (сыворотка, плазма) Однократное исследование непоказательно – значительные индивидуальные колебания уровня ХС и его фракций, ТГ
Показатель Внутрииндивидуальная вариация,% Межиндивидуальная вариация,% В течение суток Изо дня в день ХС ±2,4 4,2 – 11,8 11,0 – 27,0 ЛПВП ±3,5 4,1 – 9,1 27,0 – 38,0 ЛПНП ±5,1 5,2 – 17,9 До 33,0 ТГ 15,3 – 31,0 8,0 – 45,0 27,8 – 46,0 Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Жукова О.Б. и соавт., 2008
ЛС ХС ЛПНП ЛПВП ТГ Тиазиды Возрастает Возрастает Варьирует Возрастают Фуросемид Возрастает Возрастает Снижается Возрастают β -адреноблокаторы Возрастает - Снижается Возрастают Симпатолитики Снижается - - Снижаются Инсулин - Снижается Возрастает Снижаются Сульфанилмочевина - - Возрастает Снижаются Бигуаниды Снижается - - Снижаются Ибупрофен Возрастает - - - Эстрогены Снижается Снижается - Возрастают Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Жукова О.Б. и соавт., 2008
Статины Фибраты Никотиновая кислота Омега-3 ПНЖК Секвестранты желчных кислот Ингибитор кишечной абсорбции холестерина (эзетимиб)
Эффективность Безопасность ХС ЛПНП ТГ ЛПВП АЛТ АСТ КФК миоглобин Механизм действия – угнетают активность фермента синтеза ХС - ГМГ-КоА-редуктазы В результате снижения пула ХС в печени повышается активность В-, Е-рецепторов гепатоцитов, которые захватывают из крови ЛПНП; ХС снижаются на 30-45%; ЛПНП снижаются на 20-25%; ТГ снижаются на 10-20%; ЛПВП повышаются на 5-10% Определять исходно и через 4-6 недель 1 раз в 3 месяца – на первом году терапии 1 раз в 6 месяцев – в дальнейшем Исходно и регулярно При подозрении на миопатию, миалгию, рабдомиолиз
Эффективность Безопасность ТГ ХС ЛПВП ЛПНП АЛТ, АСТ, билирубин – каждые 2-3 месяца в 1-й год терапии КФК, креатинин, мочевина При совместном применении с антикоагулянтами – МНО При совместном применении с гипогликемическими средствами – уровень глюкозы Молекулярный механизм через активацию транскрипции генов PPAR Усиливают катаболизм ЛПОНП благодаря повышению активности липопротеинлипазы Угнетение синтеза ЛПНП и усиление выведения ХС с желчью Понижают уровень свободных жирных кислот в плазме крови ТГ снижаются на 20-50% ; ЛПНП снижаются на 10-15% Контроль каждые 2-3 месяца
Эффективность Безопасность ХС ЛПНП ТГ ЛПВП Глюкоза Мочевая кислота АЛТ, АСТ КФК Механизм действия – угнетение синтеза в печени ЛПОНП, а также уменьшение высвобождения из адипоцитов СЖК, из которых синтезируются ЛПОНП с вторичным уменьшением образования ЛПНП; уменьшение ТГ на 20-25%, снижение ХС на 10-25%, повышение ЛПВП на 15-30% за счет уменьшения катаболизма ЛПВП и основного АпоА I 1 раз в 3-6 месяцев 1 раз в 2 месяца
Эффективность Безопасность ТГ АЛТ, АСТ – при дозе 2-4 г через 1 месяц При комбинации со статинами – по схеме лабораторного контроля терапии статинами При сочетании с антиагрегантами – АДФ-индуцированная агрегатометрия, проточная цитометрия – через 2 недели Снижение более чем на 50% образования ХМ в кишечнике Угнетают синтез ТГ и ЛПОНП в печени Активируют окисление жирных кислот в тканях исходно и через 1 месяц терапии
1-й этап – скрининговое определение ХС и ТГ 2-й этап – определение липидного спектра: ХС, ТГ, ЛПВП, ЛПНП 3-й этап – типирование ГЛП в настоящее время проводят при уровне ХС и ТГ, превышающем 6,2 и 2,3 ммоль/л, соответственно Point-of-care testing Пациент Врач семейной медицины Центральная клинико-диагностическая лаборатория Специализированная лаборатория или научно-исследовательская лаборатория
Иммунологические ИФА, иммунотурбидиметрия, иммунохимия и др. Биохимические Ферментативные и др. Физико-химические ВЖХ Молекулярно-генетические ПЦР
(+): Быстрое получение результатов содержания ХС и ТГ Простота выполнения исследования Небольшое количество образца !!! Ориентировочный результат Высокая стоимость
Позволяют проводить исследования в кабинете врача, в лаборатории, в кабинетах доврачебного осмотра Полный липидный спектр (ХС, ЛПВП, ЛПНП, ТГ) Другие показатели – глюкоза, АЛТ, АСТ, hsCRP Портативный прибор Простая процедура исследования Лабораторное качество !!! Высокая стоимость
Полуавтоматические биохимические анализаторы Автоматические биохимические анализаторы Методы определения ХС и ТГ Ферментативные методы Референтные методы – метод изотопного разведения и масс-спектрометрии
ЛПНП ЛПВП Прямой количественный метод Расчетный формула Фридвальда ЛПНП=ОХС-ЛПВП-ЛПОНП или ЛПНП=ОХС-(ЛПВП+ТГ/2,2) !!! не дает точных результатов при ГЛП III типа и ТГ >4,5 ммоль/л Прямой ферментативный метод после осаждения других фракций - метод преципитации Прямое без осаждение определение (гомогенные методы) (+) – возможность полной автоматизации исследования, высокая воспроизводимость
Иммуноферментный анализ ( ELISE) Липопротеин (а) Иммунотурбидиметрический метод определения специфических белков Апо А1, АпоВ100, липопротеин (а) Референтный метод – радиоиммунный метод (+) Техническая простота выполнения Доступность для многих лабораторий !!! Дороговизна реагентов Возможность определения только одного аналита со специфическими антителами
Электрофорез в агаровом геле !!! сложный, трудоемкий (в научно-исследовательских лабораториях) Капиллярный электрофорез
Высокоэффективная жидкостная хроматография Зональное ультрацентри-фугирование в вертикальном роторе Ядерно-магнитная резонансная спектроскопия (+) Низкая систематическая ошибка Возможность определения сразу нескольких аналитов !!! Техническая сложность выполнения для лаборатории
