CC BY
99
Гетерогенность липопротеидов и их роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний
Уткина Е. А., Афанасьева О. И., Покровский С. Н.
В основу "липидной гипотезы" патогенеза атеросклероза заложены нарушения липидного обмена и, в частности, гиперхолестеринемия. Основными участниками дислипидемии являются липопротеиды различных классов. Несмотря на применение современных гиполипидемических препаратов, резидуальный риск сердечно-сосудистых осложнений у больных с дислипиде-миями остается достаточно высоким. Современные биохимические и физико-химические методы позволили продемонстрировать высокую гетерогенность основных классов липопротеидов.
Настоящий обзор посвящен анализу современных представлений о гетерогенности липопротеидов, краткому описанию существующих подходов к классификации подфракций липопротеидов различных классов, методам их разделения, свойствам, а также вкладу отдельных подфракций липопротеидов в развитие атеросклероза.
Российский кардиологический журнал. 2019;24 (5):82-89
http://dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2019-5-82-89
Ключевые слова: атеросклероз, липопротеиды, подфракции липопротеидов. Конфликт интересов: не заявлен.
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России, Москва, Россия.
Уткина Е. А.* — к.х.н., с.н.с. лаборатории проблем атеросклероза Института Экспериментальной Кардиологии, ORCID: 0000-0001-6742-5976, Афанасьева О. И. — д.б.н., в.н.с. лаборатории проблем атеросклероза Института Экспериментальной Кардиологии, ORCID: 0000-0001-8909-8662, Покровский С. Н. — профессор, д.б.н., и.о. руководителя лаборатории проблем атеросклероза Института Экспериментальной Кардиологии, ORCID: 00000001-5944-6427.
*Автор, ответственный за переписку (Corresponding author): [email protected]
БПЭХС — белок-переносчик эфиров холестерина, ИБС — ишемическая болезнь сердца, ЛВП — липопротеиды высокой плотности, ЛНП — липопротеиды низкой плотности, ЛОНП — липопротеиды очень низкой плотности, ЛП — липопротеиды, ЛПЛ — липопротеинлипаза, ЛПП — липопротеиды промежуточной плотности, мпЛНП — мелкие плотные подфракции липопротеидов низкой плотности, ПААГ — полиакриламидный гель, ПЛ — печеночная липаза, ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания, ТГ — триглицериды, УЦ — ультрацентрифугирование, ХС ЛНП — холестерин липопротеидов низкой плотности, ЯМР — ядерно-магнитный резонанс.
Рукопись получена 06.05.2019 Рецензия получена 20.05.2019
Принята к публикации 24.05.2019 ^ ^
The heterogeneity of lipoproteins and their role in the development of cardiovascular diseases
Utkina E. A., Afanasieva O. I., Pokrovsky S. N.
The lipid hypothesis of atherosclerosis pathogenesis is based on lipid metabolism disorders and, in particular, hypercholesterolemia. The main participants of dyslipidemia are lipoproteins of various classes. Despite the use of modern lipid-lowering drugs, the residual risk of cardiovascular complications in patients with dyslipidemia remains quite high. Modern biochemical and physico-chemical methods allowed demonstrating the high heterogeneity of the main classes of lipoproteins.
This review presents the analysis of modern ideas about the heterogeneity of lipoproteins, a brief description of existing approaches to the classification of lipoproteins, methods of their stratification, as well as the contribution of some subfractions of lipoproteins to the development of atherosclerosis.
Russian Journal of Cardiology. 2019;24 (5):82-89
http://dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2019-5-82-89
Key words: atherosclerosis, lipoproteins, lipoprotein subfractions.
Conflicts of Interest: nothing to declare.
National Medical Research Center of Cardiology, Moscow, Russia.
Utkina E.A. ORCID: 0000-0001-6742-5976, Afanasieva O. I . ORCID: 0000-00018909-8662, Pokrovsky S. N. ORCID: 0000-0001-5944-6427
Received: 06.05.2019 Revision Received: 20.05.2019 Accepted: 24.05.2019
Согласно современным представлениям, атеросклероз является хроническим заболеванием, в патогенез которого вовлечены нарушения: липидного и углеводного обмена, а также врожденного и приобретенного иммунитета, и сопровождается воспалением [1]. Известно, что ведущую роль в возникновении и развитии атеросклероза, а также его осложнений играют липопротеиды (ЛП). Интерес к различным классам ЛП, включающим, помимо атерогенных липопротеидов низкой плотности (ЛНП), тригли-церид-богатые липопротеидные частицы (ТГБ) и липопротеид(а) (Лп(а)), как к факторам риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ),
менялся по мере накопления новых данных [2]. В 1980-х годах приоритетным направлением являлось изучение взаимосвязи концентрации общего холестерина и холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛНП) с риском развития атеросклероза. Открытие М. Брауна, Д. Голдштейна и их сотрудников рецептора ЛНП, специфически узнающего апо-белок В100 (апоВ-100) в составе частиц ЛНП и апобе-лок Е (апоЕ), связывающего ЛНП и опосредующего эндоцитоз ЛНП, было удостоено Нобелевской премии по медицине и физиологии в 1985г с последующим проведением крупных рандомизированных исследований влияния снижения уровня ЛНП
с помощью статинов на смертность от ССЗ. Тогда же были изданы одни из первых рекомендаций по коррекции гипертриглицеридемии [3].
Изучение физико-химических свойств частиц ЛП различных классов привело к пониманию их неоднородности и существовании подфракциий, которые отличаются по размеру, плотности, соотношению белок/липид, степени модификации и способности накапливаться в стенке сосудов (атерогенности). Наиболее изученными с этой точки зрения являются ЛНП: показано, что наибольшей атерогенностью обладают подфракции мелких плотных ЛНП (мпЛНП). Концентрацию мпЛНП в плазме крови согласно современным рекомендациям необходимо учитывать при оценке риска ССЗ [4].
Несмотря на достигнутые успехи в снижении риска возникновений сердечно-сосудистых осложнений, остаются больные, у которых острые коронарные события происходят на фоне низкого и умеренного риска, а также сохраняется высокий резидуаль-ный риск сердечно-сосудистых осложнений при применении современной гиполипидемической терапии и достижении целевых уровней ХС ЛНП [5]. Это привело к возобновлению интереса к ТГБ липо-протеидам. До сих пор количество исследований вклада подфракций ТГБ липопротеидов в атерогенез остается ограниченным. Другим фактором, обусловливающим наличие резидуального риска, является повышенная концентрация Лп(а) [6]. Рассмотрению роли Лп(а) в развитии ССЗ посвящена лекция Афанасьевой О. И. и Покровского С. Н., также представленная в этом номере журнала.
Считают, что низкая концентрация атерогенных липопротеидов высокой плотности (ЛВП) является независимым фактором риска развития атеросклероза и ИБС [7]. Однако в условиях хронического воспаления подфракции более мелких частиц ЛВП могут модифицироваться, теряя при этом свои про-тективные свойства, т.е. становиться дисфункциональными [8].
Развитие методических подходов разделения и определения концентраций различных подфракций ЛП продолжается и открывает новые возможности для изучения вклада подфракций ЛП в возникновение и развитие атеросклероза и его осложнений.
Цель настоящего обзора — познакомить читателя с современными представлениями о классификации, методах определения и роли различных подфракций липопротеидов в развитии атеросклероза и его осложнений.
Классификация подфракций липопротеидов и методы их определения
Семейство липопротеидов, согласно классификации по плотности флотации, подразделяется на липо-протеиды очень низкой (ЛОНП), промежуточной
(ЛПП), ЛНП и ЛВП плотностей; они гетерогенны по своим физико-химическим свойствам и образуют подфракции, которые классифицируют по размеру, плотности, составу апобелков и электрофоретиче-ской подвижности (табл. 1, 2) [9-15]. В настоящее время нет единого унифицированного способа определения подфракций ЛП, а сопоставление наиболее часто используемых систем затруднительно ввиду отсутствия единого эталонного метода и стандартизованных референсных материалов. При выборе метода определения подфракций липопротеидов приходится руководствоваться решением конкретных экспериментальных или клинических задач. Особенную проблему представляют методы, способные обеспечить высокую чувствительность и специфичность разделения подфракций, поскольку они зачастую трудоемки и сложны для масштабирования. Основными методами разделения подфракций ЛП являются аналитическое ультрацентрифугирование (УЦ), электрофорез в полиакриамидном геле (ПААГ) и ядерно-магнитный резонанс (ЯМР).
Метод аналитического УЦ основан на способности подфракций липопротеидов флотировать с различной скоростью в растворах определенной плотности. С помощью УЦ можно количественно определять подфракции ЛНП с высокой разрешающей способностью, благодаря чему данный метод наиболее часто используется в качестве референсного. Общим преимуществом УЦ является высокая воспроизводимость и возможность визуализации разделенных подфракций, особенно в случае предварительного окрашивания их в образцах плазмы. Кроме того, это единственный метод, позволяющий дифференцировать, например, Лп(а) от подфракций ЛНП и ЛПП [16]. Однако высокая стоимость используемого оборудования, низкая производительность и длительность выполнения работы являются существенным препятствием к использованию УЦ как рутинного метода [17].
Разделение липопротеидов методом электрофореза в ПААГ основано на способности заряженных частиц двигаться к катоду или аноду под действием внешнего электрического поля с различной скоростью, обусловленной их зарядом и размерами [17]. На основе данного подхода была разработана система Липопринт* (Lipoprint* System, "Quantimetrix", США) [18].
Измерение подфракций ЛНП и ЛПП с помощью системы Липопринт обладает рядом преимуществ — это простота приборного оформления и использования, приемлемые требования к подготовке и условиям хранения образцов, существенно меньшие затраты времени для проведения полного цикла определения по сравнению с методом УЦ при сопоставимом количестве определяемых подфракций частиц ЛНП и ЛПП. Однако указанный метод не позволяет учитывать
Таблица 1
Химический состав и физическо-химические свойства основных классов липопротеидов
Классы ЛП Хиломикроны ЛОНП ЛПП ЛНП ЛП(а) ЛВП2 ЛВП3
Параметр •Л ^ ^ V
Плотность (г/см3) <0,93 0,930-1,006 1,006-1,019 1,019-1,063 1,055-1,085 1,063-1,125 1125-1,210
Диаметр (нм) 80-500 30-80 23-35 18-28,5 21-26 5-12,5
Электрофоретическая подвижность Состав в % от общей массы: Белок пре-р широкая р в широкая в а
2 (В-48; Е;С; А-1; А-11) 8 (В-100; Е; С-1; С-11; С-111) 19 (В-100; Е) 22 (В-100) 33 ([апо(а)]; В-100) 40 (А-1; А-11 ) 55 (А-1; А-11; С-111; Е)
Триглицериды 86 55 23 6 3 5 3
Холестерин(ХС) 2 7 9 8 9 5 4
Эфиры ХС 3 12 29 42 33 17 13
Фосфолипиды 7 18 19 22 22 33 25
Примечание: модифицировано из [10].
Сокращения: ЛП — липопротеиды, ЛОНП — липопротеиды очень низкой плотности, ЛПП — липопротеиды промежуточной плотности, ЛНП — липопротеиды низкой плотности, ЛВП — липопротеиды высокой плотности, Лп(а) — липопротеид(а), ТГ — триглицериды.
вклад Лп(а) в концентрацию определяемых подфрак-ций, что особенно актуально для пациентов с повышенной концентрацией Лп(а) [19].
Метод ЯМР позволяет количественно определять подфракции липопротеидов непосредственно в образцах плазмы крови человека без предварительного фракционирования. Сложность химического состава, характерная для липопротеидов (табл. 1), приводит к значимому перекрытию сигналов, поэтому при количественной оценке необходима эталонная калибровка с использованием референсного метода, например, УЦ, что, в свою очередь, ограничивает применение ЯМР [20].
Развитие приборной и методической базы позволило существенно расширить спектр определяемых подфракций липопротеидов, однако отсутствие единых стандартов измерения и различия в интерпретации результатов затрудняют точное сопоставление полученных в разных лабораториях данных (табл. 2).
Подфракции ЛОНП и обогащенные триглицери-дами липопротеиды
В настоящее время все более очевидной является необходимость дальнейшего изучения роли в атеро-генезе подфракций ТГБ липопротеидов, однако возможности исследователей ограничены методами их определения. Так, подфракции ЛОНП оценивают с помощью трудоемких и малодоступных для рутинных измерений методов УЦ и ЯМР (табл. 2); наиболее доступный лабораторный метод — нативный электрофорез в системе Липопринт — позволяет измерять лишь общее содержание ЛОНП.
Дискуссия о том, является ли повышенное содержание ТГ независимым фактором риска ССЗ, ведется
давно. Новую волну интереса к ТГБ частицам — хиломикронам и их ремнантам, ЛОНП и ЛПП вызвало предположение, что именно они могут являться причиной наличия резидуального риска развития ССЗ у пациентов, принимающих гиполипидемиче-скую терапию и достигших целевого уровня ХС ЛНП [5]. При проведении многофакторного анализа корреляция между концентрацией ТГ и сердечно-сосудистым риском теряла свою значимость вследствие связи между гипертриглицеридемией и такими факторами риска, как низкие уровни ХС ЛВП, ожирение и инсулинорезистентность. Результаты недавних проспективных эпидемиологических и генетических исследований указывают на то, что хиломикроны и их ремнанты, а также ЛОНП, играют ключевую роль в патогенезе атеросклероза [21].
Размер ТГБ частиц может являться ключевым фактором их участия в атерогенезе. Частицы ЛОНП очень гетерогенны (табл. 2), крупные ЛОНП не проникают через эндотелиальный барьер в стенку сосуда, преодолеть который могут частицы размером менее 70 нм, в то время как более мелкие подфракции ЛОНП не только способны проникать в интиму, но могут накапливаться в соединительнотканном матриксе, что было продемонстрировано для рем-нантов хиломикронов и ЛОНП. Такие частицы, называемые р-ЛОНП, напрямую захватываются макрофагами с образованием пенистых клеток посредством ЛОНП-рецептора [22, 23].
Частицы ЛОНП более крупного размера участвуют в метаболизме ТГ. Повышенный уровень больших, ТГБ подфракций ЛОНП, является основным фактором, определяющим концентрацию ТГ в плазме как у нормальных, так и у инсулинорезистентных
Таблица 2
Классификация подфракций липопротеидов по плотности и размеру частиц
Метод Подфракции ЛП Плотность, Размер частиц, нм Профиль ЛНП
определения и методы определения г/см3
Классы ГГЭ ГЭ УЦ ЯМР
липопротеидов "Berkeley" "Lipoprint® System" "Atherotech" "LlpoSclence"
Не разделяются Не разделяются 1+2 5, 6 0,930-1,006 30,0-80,0 крупные
ЛОНП 3а 3, 4 средние -
3b 1, 2 мелкие
ЛПП-С ЛПП 1 ЛПП 1,006-1,019 25,0-35,0 крупные
ЛПП ЛПП-В ЛПП-А ЛПП 2 ЛПП 3 средние -мелкие
ЛНП I ЛНП 1 ЛНП 1 ЛНП 3 1,019-1,023 272-28,5 крупные А
IIa ЛНП 2 1,023-1,028 26,5-272
IIb*** ЛНП 3 ЛНП 2*** 1,028-1,034 25,6-26,5 промежуточные* А/Б**, Б
Illa ЛНП 4 ЛНП 2** 1,034-1,041 24,7-25,6 мелкие
IIIb ЛНП 5 ЛНП 3 ЛНП 1 1,041-1,044 24,2-24,7 Б
IVa ЛНП 6 ЛНП 4 1,044-1,051 23,3-24,2
IVb ЛНП 7 1,051-1,063 22,0-23,3
1 1 ЛВП 5 1,063 12,5
2 2 1,068 11,7 крупные
3 3 1,074 11,3
4 4 ЛВП2Ь ЛВП 4 1,079 11,0
5 5 1,084 10,6 промежуточные
6 6 1,089 10,0
ЛВП 7 7 ЛВП 3 1,095 9,6
8 8 1,100 9,2
9 9 ЛВП2а ЛВП 2 1,113 8,9
10 10 1125 8,7 мелкие
11 ЛВП3а 1147 8,5
12 13 ЛВП3Ь ЛВП 1 1167 1190 8,3 81
14 ЛВП3с - 1,210 <7,9
Примечание: * — частицы промежуточного размера, ** — промежуточный профиль ЛНП.
Сокращения: ЛОНП — липопротеиды очень низкой плотности, ЛПП — липопротеиды промежуточной плотности, ЛНП — липопротеиды низкой плотности, мпЛНП — мелкие плотные ЛНП, ЛВП — липопротеиды высокой плотности, ГГЭ — неденатурирующий градиентный электрофорез в ПААГ, ГЭ — неденатурирующий электрофорез с фиксированной концентрацией в полиакриамидном геле, ЯМР — ядерно-магнитный резонанс, УЦ — ультрацентрифугирование в градиенте плотности.
людей [21]. В свою очередь, повышенные уровни крупных ЛОНП могут являться следствием избыточной секреции в печени и/или ослабленного клиренса ремнантов ТГБ липопротеидов из кровообращения [24, 25].
ТГБ липопротеиды также могут стимулировать атерогенез за счет их связывания с артериальной стенкой и последующим липолизом. Повышенная концентрация ТГБ частиц ассоциируется с ключевыми процессами эндотелиальной дисфункции — нарушением вазодилатации, выработкой прово-спалительных цитокинов, усилением воспалительного ответа и активацией моноцитов. Кроме того, ТГБ липопротеиды стимулируют секрецию тканевого фактора эндотелиальными клетками и моноцитами и способствуют образованию тром-
бина в концентрациях, сходных с концентрациями, вызываемыми активированными тромбоцитами [22].
Исследование спектра подфракций липопротеи-дов у пациентов со стенозами коронарных артерий продемонстрировало, что у пациентов с выраженными (>70%) гемодинамически значимыми стенозами содержание ЛОНП выше по сравнению с группой без стенозов (<20%), причем различия усиливались при уровне ТГ >1,7 ммоль/л [26].
Разработка более доступных методов определения подфракций ЛОНП и получение результатов крупных проспективных исследований могут способствовать принципиальному пересмотру оценки вклада ЛОНП в возникновение и развитие атеросклероза.
Подфракции ЛПП
Подобно другим классам апоВ-100 содержащих ЛП, ЛПП относятся к атерогенным и могут быть использованы для оценки риска ССЗ [27], однако данные о вкладе отдельных подфракций ЛПП в ате-рогенез немногочисленны. Появление стандартизованного и технологически удобного метода определения подфракций липопротеидов с помощью системы Липопринт позволило изучать различия в свойствах подфракций ЛПП. Были показаны разнонаправленные корреляции между концентрацией более крупных подфракций ЛПП (ЛПП-С и ЛПП-В) с ЛОНП, и подфракций ЛПП-С и мпЛНП — с концентрацией ЛВП. Мелкие подфракции ЛПП (ЛПП-А) и крупные подфракции ЛНП-1 были положительно ассоциированы с ЛВП и отрицательно — с ЛОНП [27]. Эти наблюдения согласуются с данными о том, что у пациентов с коронарным атеросклерозом, гипертриглицеридемией и низкими уровнями ХС ЛВП повышенное содержание ЛОНП было сопряжено с более низкой долей подфракций ЛПП-А [26].
Независимая положительная взаимосвязь между повышенной концентрацией подфракций ЛПП-С с наличием и тяжестью коронарного атеросклероза была показана нами ранее [14, 28]. У пациентов с определенным и вероятным диагнозом семейной гиперхолестеринемии уровни ЛПП-С и ЛПП-В были достоверно выше, чем у пациентов с маловероятным диагнозом и без него [29]. Эти результаты предполагают, что среди частиц ЛПП наиболее атерогенными являются крупные, более обогащенные ТГ подфрак-ции ЛПП-С и ЛПП-В.
Таким образом, полученные данные позволяют предположить, что отдельные подфракции липопро-теидов могут образовываться из независимых предшественников и иметь различный метаболизм, свойства и функции. Косвенным подтверждением этого предположения может быть тот факт, что при инги-бировании белка-переносчика эфиров холестерина (БПЭХС) снижается концентрация частиц ЛОНП среднего и малого размеров, крупных частиц ЛПП и мпЛНП [30].
Подфракции ЛНП
Гетерогенность и свойства различных подфракций ЛНП явились одним из первых предметов интенсивного изучения. Установлено, что наиболее атероген-ными свойствами обладают мелкие, плотные частицы ЛНП. Было проведено большое количество исследований, в том числе крупных проспективных, в которых была показана связь между мпЛНП и риском развития атеросклероза и его осложнений [17].
Атерогенность мпЛНП может быть связана 1) с их низким сродством к рецептору ЛНП, что приводит к более длительной циркуляции мпЛНП в кровотоке;
2) с повышенной способностью к окислению и другим видам модификаций, что облегчает захват их макрофагами и проникновение в артериальную стенку; 3) с накоплением в артериальной стенке за счет взаимодействия с протеогликанами внеклеточного матрикса [31].
Образование мпЛНП происходит в печени, при участии печеночной липазы (ПЛ), липопротеинли-пазы (ЛПЛ), БПЭХС и зависит от уровня ТГ. Показано, что возможны два параллельных метаболических пути образования мпЛНП, при этом в условиях гипертриглицеридемии образуются преимущественно подфракции мпЛНП [32].
Наличие положительной корреляции между концентрациями мпЛНП, ТГ и ЛОНП, а также отрицательной связи между содержанием мпЛНП и ЛВП [27], согласуется с механизмом образования мпЛНП при участии ферментов ЛПЛ и ПЛ. Снижение активности ЛПЛ, регулируемой апоС-11, ведет к снижению липо-лиза ЛОНП и образованию обогащенных ТГ частиц ЛПП. Такие ЛПП являются субстратом для ПЛ, повышенная активность которой способствует образованию мпЛНП и снижению уровня ЛВП [33, 34].
Генетические исследования позволили выявить несколько генов, потенциально связанных с формированием частиц ЛНП меньшего размера [17].
До сих пор не ясно, является ли наличие мпЛНП в плазме крови человека независимым фактором риска ССЗ. Одной из причин, затрудняющих понимание этого, может быть широкое применение гиполи-пидемической лекарственной терапии, влияющей на концентрацию подфракций липопротеидов. Ста-тины снижают содержание как мпЛНП, так и крупных ЛНП [4], что необходимо учитывать при изучении роли мпЛНП. Так, в нашей работе не было выявлено значимых корреляций между концентрацией мпЛНП и коронарным атеросклерозом у мужчин, получавших терапию статинами [14], в отличие от результатов крупных проспективных исследований, что может быть объяснено измерением концентрации мпЛНП до постановки пациентам диагноза ИБС и назначения гиполипидемической терапии [35].
Неоднозначность мнений относительно роли мпЛНП как фактора риска находит отражение в различных национальных рекомендациях по профилактике и лечению ССЗ. Так, Национальная академия клинической биохимии (США) относит мпЛНП к новым факторам риска [36], в то время как европейские рекомендации, хотя и отмечают повышенную атерогенность таких частиц, указывают на необходимость оценки только уровня ХС ЛНП [37]. Тем не менее, инсулинрезистентным пациентам, а также пациентам, страдающим метаболическим синдромом и гипертриглицеридемией, для которых только ХС ЛНП недостаточен и не способен адекватно отражать риск ССЗ, рекомендовано измерение подфракций
Рис. 1. Возможные функции подфракций ЛВП. Примечание: модифицировано из [40].
Антиоксидантная активность
Противо-воспалительная активность
ЛНП [4]. Определение концентрации мпЛНП в общей популяции может способствовать более точной стратификации рисков на фоне нормальных значений ХС ЛНП и обнаружению пациентов с высоким резидуальным риском на фоне проводимой гиполи-пидемической терапии [38]. Можно предположить, что повышенное содержание мпЛНП на фоне одного из существующих независимых факторов риска, способствует более раннему и тяжелому развитию атеросклероза и его осложнений. Так, наличие мпЛНП в концентрации >2 мг/дл у пациентов с гиперлипо-протеидемией(а) (Лп(а) >30 мг/дл) увеличивает риск ишемической болезни сердца в 10,7 раз по сравнению с пациентами с нормальными уровнем Лп(а) и мпЛНП менее 2 мг/дл [28].
Ранее была показана положительная связь гипер-триглицеридемии и повышенной концентрации мпЛНП со степенью коронарного атеросклероза, при этом сочетание гипер-ТГ и мпЛНП может рассматриваться как дополнительный фактор риска и маркер высокой степени поражения коронарных артерий [39].
Таким образом, определение подфракций ЛНП как дополнительных факторов и новых маркеров сердечно-сосудистого риска может способствовать дальнейшему совершенствованию профилактики и ранней диагностики ССЗ.
Подфракции ЛВП
К настоящему времени накоплены данные о гетерогенности частиц ЛВП и различиях в их свойствах. ЛВП играют важную роль в обратном транспорте холестерина, обладают антиоксидантной, противовоспалительной, антитромботической активностью, участвуют в регуляции сосудистого тонуса [40]. Основными апобелками ЛВП являются белки: апоА-1, апоА-11, апоЛ-1У, апоС и апоЕ [41]. Пофрак-ции ЛВП различаются не только по размеру, но и по составу апобелков. Так, размер АпоЕ-содер-жащих ЛВП варьирует в диапазоне от 7 до 20 нм, т.е. размеров, соизмеримых с размером ЛНП [41].
Крупные и мелкие подфракции ЛВП также отличаются не только по составу, но и по спектру их био-
логической, протективной активности и механизмам действия (рис. 1).
Анализ результатов коронарной ангиографии и спектра липопротеидов показал обратную связь между подфракциями ЛВП промежуточного размера (от ЛВП-4 до ЛВП-7), которые можно отнести к подфракциям крупных ЛВП-2 (табл. 2), и наличием и тяжестью коронарного атеросклероза у пациентов, принимавших статины. Надо отметить, что значимость корреляций сохранялась и при проведении многофакторного анализа с включением в модель возраста и всех показателей липидного спектра [14].
Основываясь на том, что ЛВП обладают атеропро-тективными свойствами, исследователи до недавнего времени считали повышение уровня циркулирующего ХС ЛВП в плазме привлекательным терапевтическим направлением. Однако результаты крупных проспективных исследований влияния ниацина (AIM-HIGH, HPS2-THRIVE) и ингибиторов БПЭХ (ILLUMINATE, dal-OUTCOMES) на исходно сниженный уровень ЛВП, к сожалению, не дали положительных результатов [42]. Наблюдения последних лет свидетельствуют о том, что функциональность частиц ЛВП играет более важную роль в защите от атеросклероза, чем уровень ХС-ЛВП [43].
Данные о прямой связи мелких подфракций ЛВП с неклассическими провоспалительными моноцитами CD14+CD16++ и обратной корреляции с классическими моноцитами CD14++CD16- у пациентов с ИБС [44], а также о нарушении защитных функций мелких плотных ЛВП-3 при апоптозе клеток сосудов у пациентов с метаболическим синдромом [45] указывают на нарушение функций ЛВП у больных атеросклерозом. При этом отмечается, что наиболее подвержены дисфункциональным изменениям частицы мелких ЛВП. У пациентов с метаболическим синдромом, диабетом 2 типа или ИБС происходят существенные изменения состава частиц ЛВП, что снижает их способность к обратному транспорту холестерина, а также уменьшают антиоксидантную и противовоспалительную активности ЛВП [40]. Таким образом, становится все более очевидным, что
именно стимуляция ЛВП-опосредованных антиате-рогенных процессов, а не просто уровень ХС-ЛВП в плазме, может представлять собой наиболее перспективную терапевтическую мишень [46].
Заключение
Изучение гетерогенности ЛП может способствовать более глубокому пониманию молекулярно-кле-точных механизмов возникновения и развития атеросклероза, метаболического синдрома и тяжелых дислипидемий. Это особенно важно в период разработки новых поколений биологических гиполипиде-мических препаратов, таких как терапевтические моноклональные антитела — ингибиторы PCSK9,
Литература/References
1. Aday AW, Ridker PM. Targeting Residual Inflammatory Risk: A Shifting Paradigm for Atherosclerotic Disease. Front Cardiovasc Med. 2019;6:16. doi:10.3389/fcvm.2019.00016.
2. Nordestgaard BG. Triglyceride-Rich Lipoproteins and Atherosclerotic Cardiovascular Disease: New Insights From Epidemiology, Genetics, and Biology. Circ Res. 2016; 118 (4):547-63. doi:10.1161/CIRCRESAHA.115.306249.
3. Recommendations for the treatment of hyperlipidemia in adults. A joint statement of the Nutrition Committee and the Council on Arteriosclerosis of the American Heart Association. Arteriosclerosis. 1984;4:443A-68A.
4. Hirayama S, Miida T. Small dense LDL: An emerging risk factor for cardiovascular disease. Clin Chim Acta. 2012;414:215-24.
5. Zubareva MY, Rozhkova TA, Gornyakova NB et al. Residual risk in patients treated with statins from the very hight risk group of the development atherogenic dyslipidemia. A prospective study CRISTALL part 1: purpose, objectives, design, and baseline characteristics of the included patients. The Journal of Atherosclerosis and Dyslipidemias. 2013; 1 (10):26-34. (In Russ.) Зубарева М.Ю., Рожкова Т. А., Горнякова Н. Б. и др. Резидуальный (остаточный) риск у больных очень высокого риска с атерогенными дислипидемиями, находящихся на терапии статинами. Проспективное исследование "Кристалл". Часть 1: цель, задачи, дизайн и исходные характеристики включенных пациентов. Атеросклероз и дислипидемии 2013;1 (10):26-34.
6. Nordestgaard BG, Langsted A. Lipoprotein(a) as a cause of cardiovascular disease: insights from epidemiology, genetics, and biology. J Lipid Res. 2016;57 (11):1953-75. doi:10.1194/jlr.R071233.
7. Cooney MT, Dudina A, De Bacquer D, et al. How much does HDL cholesterol add to risk estimation? A report from the SCORE Investigators. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2009;16 (3):304-14. doi:10.1097/HJR.0b013e3283213140.
8. Carnuta MG, Stancu CS, Toma L. et al. Dysfunctional high-density lipoproteins have distinct composition, diminished anti-inflammatory potential and discriminate acute coronary syndrome from stable coronary artery disease patients. Scientific reports. 2017;7:7295. doi:10.1038/s41598-017-07821-5.
9. Chung M, Lichtenstein AH, Ip S, et al. Comparability of methods for LDL subfraction determination: A systematic review. Atherosclerosis. 2009;205 (2):342-8. doi:101016/j. atherosclerosis.200812.011.
10. Pownall HJ, Gotto AM. Human Plasma Lipoprotein metabolism. In: Ballantyne CM, ed. Clinical Lipidology: A Companion to Braunwald's Heart Disease. 1st ed. Saunders. 2009:1-10.
11. Bays HE, McGovern ME. Once-daily niacin extended release/lovastatin combination tablet has more favorable effects on lipoprotein particle size and subclass distribution than atorvastatin and simvastatin. Prev Cardiol. 2003;6 (4):179-88.
12. Campos H, Blijlevens E, McNamara JR, et al. LDL particle size distribution. Results from the Framingham Offspring Study. Arterioscler Thromb. 1992;12 (12):1410-9.
13. Otvos JD. Measurement of lipoprotein subclass profiles by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Clin Lab. 2002;48 (3-4):171-80.
14. Utkina EA, Afanasyeva OI, Ezhov MV et al. Association between different lipoprotein subfractions and coronary atherosclerosis in middle-aged men on statin therapy. Kardiologicheskij Vestnik. 2014;9 (1):68-76. (In Russ.) Уткина Е.А., Афанасьева О. И., Ежов М. В. и др. Связь различных подфракций липопротеидов с коронарным атеросклерозом у мужчин среднего возраста, получавших терапию статинами. Кардиологический вестник. 2014;9 (1):68-76.
15. Warnick GR, McNamara JR, Boggess CN, et al. Polyacrylamide gradient gel electrophoresis of lipoprotein subclasses. Clin Lab Med. 2006;26 (4):803-46. doi:101016/j.cll.2006.07.005.
16. Kulkarni KR. Cholesterol profile measurement by vertical auto profile method. Clin Lab Med. 2006;26 (4):787-802. doi:10.1016/j.cll.2006.07.004.
БПЭХС. Несмотря на то, что в настоящее время нет однозначного мнения — являются ли те или иные подфракции липопротеидов независимыми факторами риска ССЗ, не вызывает сомнений, что их вклад в развитие данной патологии неравнозначен. Таким образом, изучение метаболизма подфракций липо-протеидов, их биохимических и патофизиологических свойств, а также взаимосвязи с ССЗ является перспективной задачей фундаментальных и клинических исследований.
Конфликт интересов: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
17. Mikhailidis DP, Elisaf M, Rizzo M, et al. "European panel on low density lipoprotein (LDL) subclasses": a statement on the pathophysiology, atherogenicity and clinical significance of LDL subclasses. Curr Vasc Pharmacol. 2011;9 (5):533-71.
18. Hoefner DM, Hodel SD, O'Brien JF, et al. Development of a rapid, quantitative method for LDL subfractionation with use of the Quantimetrix Lipoprint LDL System. Clin Chem. 2001;47 (2):266-74.
19. Utkina EA, Afanasieva OI, Ezhov MV, et al. The effect of increased concentration of lipoprotein(a) on identification of sub-faction of lipoproteins using native electrophoresis technique. Clinical Laboratory Diagnostics. 2016;61 (8):461-6. (In Russ.) Уткина Е. А., Афанасьева О. И., Ежов М. В. и др. Влияние повышенной концентрации Лп(а) на определение подфракций липопротеинов методом нативного электрофореза. Клиническая лабораторная диагностика. 2016;61 (8):461-6.
20. Aru V, Lamb C, Khakimov B, et al. Quantification of lipoprotein profiles by nuclear magnetic resonance spectroscopy and multivariate data analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2017;94:210-9.
21. Dallinga-Thie GM, Kroon J, Boren J, Chapman MJ. Triglyceride-Rich Lipoproteins and Remnants: Targets for Therapy? Curr Cardiol Rep. 2016;18 (7):67. doi:10.1007/s11886-016-0745-6.
22. Chapman MJ, Ginsberg HN, Amarenco P, et al. Triglyceride-rich lipoproteins and high-density lipoprotein cholesterol in patients at high risk of cardiovascular disease: evidence and guidance for management. Eur Heart J. 2011;32 (11):1345-61. doi:101093/eurheartj/ ehr112.
23. Takahashi S. Triglyceride Rich Lipoprotein -LPL-VLDL Receptor and Lp(a) -VLDL Receptor Pathways for Macrophage Foam Cell Formation. J Atheroscler Thromb. 2017;24 (6):552-9. doi:10.5551/jat.RV17004.
24. Taskinen MR, Adiels M, Westerbacka J, et al. Dual metabolic defects are required to produce hypertriglyceridemia in obese subjects. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2011;31:2144-50.
25. Lewis GF, Xiao C, Hegele RA. Hypertriglyceridemia in the genomic era: a new paradigm. Endocr Rev. 2015;36:131-47.
26. Ozerova IN, Metelskaya VA, Perova NV, et al. Relationship of low densities lipoprotein subfractions with triglycerides level in patients with different grade of coronary arteries stenosis. The Journal of Atherosclerosis and Dyslipidemias. 2014;2:33-7. (In Russ.) Озерова И. Н., Метельская В. А., Перова Н. В. и др. Связь субфракционного спектра липопротеинов низких плотностей с уровнем триглицеридов в крови при разной степени стенозов коронарных артерий. Атеросклероз и дислипидемии. 2014;2:33-7.
27. Srisawasdi P, Vanavanan S, Rochanawutanon M, et al. Heterogeneous properties of intermediate- and low-density lipoprotein subpopulations. Clin Biochem. 2013;46 (15):1509-15. doi:10.1016/j.clinbiochem.2013.06.021.
28. Afanasieva OI, Utkina EA, Artemieva NV, et al. Elevated Lipoprotein(a) ^centration and Presence of Subfractions of Small Dense Low Density Lipoproteins as Independent Factors of Risk of Ischemic Heart Disease. Kardiologiia. 2016;56 (6):5-11. doi:1018565/ cardio.2016.6.5-11. (In Russ.) Афанасьева О. И., Уткина Е. А., Артемьева Н. В. и др. Повышенная концентрация липопротеида(а) и наличие подфракций мелких плотных липопротеидов низкой плотности как независимые факторы риска развития ишемической болезни сердца. Кардиология. 2016;56 (6):5-11. doi:1018565/ cardio.2016.6.5-11.
29. Utkina EA, Afanasieva OI, Afanasieva MI, et al. Subfractions of atherogenic apoB-lipoproteides in patients with severe hypercholesterolemia. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2017;16 (4):45-9. (In Russ.) Уткина Е.А, Афанасьева О. И., Афанасьева М. И. и др. Подфракции атерогенных а по В-содержащих липопротеидов у пациентов
с тяжелой гиперхолестеринемией. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017;16 (4):45-9. doi:10.15829/1728-8800-2017-4-45-49.
30. Krauss RM, Wojnooski K, Orr J, et al. Changes in lipoprotein subtraction concentration and composition in healthy individuals treated with the CETP inhibitor anacetrapib. J Lipid Res. 2012;53 (3):540-7. doi:101194/jlr.M018010.
31. Hoogeveen RC, Gaubatz JW, Sun Wet, al. Small dense low-density lipoprotein-cholesterol concentrations predict risk tor coronary heart disease: the Atherosclerosis Risk In Communities (ARIC) study. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34 (5):1069-77. doi:101l161/ATVBAHA1l14.303284.
32. Berneis KK, Krauss RM. Metabolic origins and clinical significance ot LDL heterogeneity. J Lipid Res. 2002;43 (9):1363-79.
33. Kei AA, Filippatos TD, Tsimihodimos V, et al. A review ot the role ot apolipoprotein C-II in lipoprotein metabolism and cardiovascular disease. Metabolism. 2012;61 (7):906-21. doi:1011016/j.metabol.20H12.002.
34. Sokolov EI, Perova NV, Shchukina GN. Density Lipoprotein Particles: Mechanisms Ot Formation, Atherogenic Properties, Possibilities ot Moditication Ot Their Content in Blood Plasma. Kardiologiia. 2005;10:91-6. (In Russ.) Соколов Е.И., Перова Н. В., Щукина Г. Н. Мелкие плотные частицы липопротеидов низкой плотности: механизмы образования, атерогенные свойства, возможности изменения их содержания в плазме крови. Кардиология. 2005;10:91-6.
35. Sacks FM, Campos H. Clinical review 163: Cardiovascular endocrinology: Low-density lipoprotein size and cardiovascular disease: a reappraisal. J Clin Endocrinol Metab. 2003;88 (10):4525-32.
36. Myers GL, Christenson RH, Cushman M, et al. NACB LMPG Committee Members, National Academy ot Clinical Biochemistry Laboratory Medicine Practice guidelines: emerging biomarkers tor primary prevention ot cardiovascular disease. Clin Chem 2009;55:378-84. doi:10.1373/clinchem.2008.115899.
37. Catapano AL, Graham I, De Backer G, et al. 2016 ESC/EAS Guidelines tor the Management ot Dyslipidaemias. Eur Heart J. 2016;37 (39):2999-3058. doi:10.1093/eurheartj/ehw272.
38. Kjellmo CA, Hovland A, Lappegârd KT. CVD Risk Stratification in the PCSK9 Era: Is There a Role for LDL Subfractions? Diseases. 2018;6 (2). pii: E45. doi:10.3390/diseases6020045.
39. Metelskaya VA. Multimarker diagnostic panels for atherosclerosis. Russian Journal of Cardiology. 2018; 23 (8):65-72. (In Russ.) Метельская В. А. Атеросклероз: мультимар-керные диагностические панели. Российский кардиологический журнал. 2018;23 (8):65-72.
40. Camont L, Chapman MJ, Kontush A. Biological activities of HDL subpopulations and their relevance to cardiovascular disease. Trends Mol Med. 2011 ; 17 (10):594-603. doi:10.1016/j.molmed.2011.05.013.
41. Asztalos BF, Tani M, Schaefer EJ. Metabolic and functional relevance of HDL subspecies. Curr Opin Lipidol. 2011;22 (3):176-85. doi:101097/M0L.0b013e3283468061.
42. Mani P, Rohatgi A. Niacin Therapy, HDL Cholesterol, and Cardiovascular Disease: Is the HDL Hypothesis Defunct? Curr Atheroscler Rep. 2015;17 (8):43. doi:101007/s11883-015-0521-x.
43. Kosmas CE, Martinez I, Sourlas Aet al. High-density lipoprotein (HDL) functionality and its relevance to atherosclerotic cardiovascular disease. Drugs Context. 2018;7:212525. doi:10.7573/dic.212525. eCollection 2018.
44. Krychtiuk KA, Kastl SP, Pfaffenberger S. Small high-density lipoprotein is associated with monocyte subsets in stable coronary artery disease. Atherosclerosis. 2014;237 (2):589-96. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2014.10.015.
45. Elbaz M, Faccini J, Bongard V. High-density lipoprotein subclass profile and mortality in patients with coronary artery disease: Results from the GENES study. Arch Cardiovasc Dis. 2016;109 (11):607-17. doi:101016/j.acvd.2016.04.007.
46. Riwanto M, Rohrer L, von Eckardstein A, Landmesser U. Dysfunctional HDL: From Structure-Function-Relationships to Biomarkers. Handb Exp Pharmacol. 2015; 224:33766. doi:101007/978-3-319-09665-0_10.
