Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы (липопротеины низкой плотности и атеросклероз) 11
1.1. Обмен липопротеинов низкой плотности в норме и при патологии.
Свободнорадикальное окисление липидов и окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (экспериментальные и клинические данные) 15
1.3. Роль окислено модифицированных липопротеинов низкой плотности в
Клеточные системы антирадикальной защиты. Антиоксиданты. Роль в организме и возможность клинического применения 26
1.5. Стадии окисления липопротеинов низкой плотности и оценка их резистентности 33
1.6. Окисленные липопротеины низкой плотности при ишемической болезни сердца и факторах ее риска 40
Глава 2. Материал и методы исследования 47
2.1. Популяционная выборка мужчин г. Новосибирска 47
2.2. Клинико-эпидемиологические метода исследования . 47
2.3. Биохимические методы исследования 49
2.4. Статистический анализ результатов 51
Глава 3. Результаты собственных исследований 52
3.1. Окислительные показатели ЛНП в популяции мужчин г.Новосибирска 52
3.2. Антиоксидантные показатели ЛНП в популяции мужчин г. Новосибирска 58
Ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с факторами риска в популяции мужчин г. Новосибирска 63
3.4. Ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с ИБС в популяции мужчин г. Новосибирска 78
Глава 4. Обсуждание результатов 86
Список используемой литературы 97
- Свободнорадикальное окисление липидов и окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (экспериментальные и клинические данные)
- Окисленные липопротеины низкой плотности при ишемической болезни сердца и факторах ее риска
- Клинико-эпидемиологические метода исследования
- Ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с факторами риска в популяции мужчин г. Новосибирска
Введение к работе
Актуальность проблемы. Лидирующая позиция сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) атеросклеротического генеза в структуре смертности населения России [Оганов Р.Г., 2011] способствует продолжению интенсивного изучения этиопатогенеза атеросклероза. Одну из ключевых инициирующих ролей в атерогенезе играют окисленно модифицированные липопротеины низкой плотности (окЛНП) [Osterud B., Bjorklid E., 2003; Williams K.J., Fisher E.A., 2005; Steinberg D., 2009]. ОкЛНП характеризуются сниженным содержанием свободных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и антиоксидантов (альфа- и гамма-токоферолов, ретинола, бета-каротина и других), повышенным содержанием продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), окисленно модифицированными апопротеинами апо-В-100 и апо-Е [Williams K.J., Fisher E.A., 2005; Steinberg D., 2009; Меньщикова Е.Б. и соавт., 2006; De Rosa S. et al., 2010]. В результате описанных патологических изменений окЛНП не узнаются нормальными апо-В/Е-рецепторами клеток, но активно захватываются скэвинджер-рецепторами макрофагов в субэндотелии сосудистой стенки. Повышенный эндоцитоз богатых холестерином (ХС) окЛНП макрофагами приводит к их трансформации в пенистые клетки – морфологический маркер атеросклероза [Osterud B., Bjorklid E., 2003; Williams K.J., Fisher E.A., 2005; Steinberg D., 2009]. Окислительная модификация циркулирующих в крови ЛНП менее выражена, чем таковая в субэндотелии сосудистой стенки, где активны процессы клеточного окисления ЛНП моноцит/макрофагами, Т-лимфоцитами и пенистыми клетками, секретирующими активные кислородные метаболиты (АКМ) [Stocker R., Keaney J.F., 2005; Ishigaki Y. et al., 2009].
Для оценки окислительной модификации циркулирующих в крови ЛНП используют измерение содержания в них продуктов ПОЛ. Также существует показатель для оценки «предрасположенности» ЛНП к окислению – устойчивость ЛНП к окислению in vitro под действием катализаторов окисления. Он интегративно отражает как прооксидантную возможность ЛНП (содержание в них ПНЖК, гидроперекисей липидов и др.), так и их антиоксидантный потенциал (содержание a-токоферола и других антиоксидантов) [Esterbauer H., Jurgens G., 1993; Yoshida H., Kisugi R., 2010; Рагино Ю.И. и соавт., 2005]. Повышенный уровень продуктов ПОЛ в выделенных из крови ЛНП, их сниженная устойчивость к окислению и низкое содержание в ЛНП липофильных антиоксидантов часто выявляются у лиц с ишемической болезнью сердца (ИБС) и коронарным атеросклерозом [Ishigaki Y. et al., 2009; Воевода М.И. и соавт., 2005; Рагино Ю.И. и соавт., 2007; Mitra S. et al., 2011].
Цель исследования
Изучение окислительно-антиоксидантных показателей ЛНП у мужчин на популяционном уровне и ассоциаций их потенциально атерогенных изменений с ИБС и факторами риска в крупном индустриальном центре Западной Сибири.
Задачи исследования
-
Исследовать показатели окислительной модификации ЛНП (исходный и стимулированный катализаторами окисления уровни продуктов ПОЛ в ЛНП, концентрации в крови антител к окЛНП) в популяции мужчин 47-73 лет г. Новосибирска.
-
Исследовать показатели антиоксидантного потенциала ЛНП (концентрации в них альфа-токоферола, ретинола, бета-каротина, ксантинов) в популяции мужчин г. Новосибирска.
-
Исследовать ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с факторами риска (гиперлипидемия, артериальная гипертензия, курение, избыточная масса тела) в сибирской популяции мужчин 47-73 лет.
-
Изучить ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с ИБС, определенной по эпидемиологическим критериям (опросник Роуз, данные ЭКГ) в сибирской популяции мужчин 47-73 лет.
Научная новизна работы
Впервые на популяционном уровне у мужчин 47-73 лет г. Новосибирска охарактеризованы показатели окислительной модификации ЛНП и их антиоксидантного потенциала. Выявлено, что популяционное распределение значений всех исследованных показателей (исходный и стимулированный катализаторами окисления уровни продуктов ПОЛ в ЛНП, концентрации в крови антител к окЛНП, концентрации в ЛНП альфа-токоферола, ретинола, бета-каротина, ксантинов) является ненормальным со сдвигом вправо. В качестве региональных для Сибири ориентиров этих окислительно-антиоксидантных показателей предложены 10-90% отрезные точки их процентильного распределения.
Впервые на популяционном уровне изучены ассоциации ключевых факторов риска атеросклероза и ИБС с окислительно-антиоксидантными показателями ЛНП. Линейные корреляционные связи обнаружены между уровнем продуктов ПОЛ в ЛНП и концентрацией вчСРП в крови, между устойчивостью ЛНП к окислению и показателями липидного профиля крови, ИМТ, между уровнем аутоантител к окЛНП и концентрацией вчСРП, ИМТ. Выявлены корреляционные связи между содержанием антиоксидантов в ЛНП, особенно альфа-токоферола, и показателями липидного профиля крови, вчСРП и ИМТ. Обнаружены независимые ассоциации окислительно-антиоксидантных показателей ЛНП, особенно показателя устойчивости ЛНП к окислению, c показателями липидного профиля крови – общего ХС, ТГ и ЛВП-ХС, с уровнем вчСРП и с ИМТ.
Впервые на популяционном уровне выявлены линейные корреляционные связи и независимые ассоциации между наличием «Определенной ИБС» и устойчивостью ЛНП к окислению, содержанием альфа-токоферола и ксантинов в ЛНП.
Впервые в популяции мужчин выполнены процентильный, децильный и квартильный анализы исследованных показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП и числа случаев «Определенной ИБС». Показано, что в популяции мужчин 47-73 лет г. Новосибирска при показателях исходного уровня продуктов ПОЛ в ЛНП >0,8 нМ МДА/мг белка ЛНП, устойчивости ЛНП к окислению (уровень продуктов ПОЛ в ЛНП на развернутом этапе окисления ЛНП in vitro) >13,2 нМ МДА/мг белка ЛНП, наблюдается рост числа случаев ИБС во всех квартилях. С другой стороны, в популяции мужчин при показателе концентрации альфа-токоферола в ЛНП >1,06 мг/мг белка ЛНП наблюдается снижение числа случаев ИБС во всех квартилях. Полученные результаты свидетельствуют о значимой ключевой роли окислительной модификации ЛНП в патогенезе атеросклероза и ИБС.
Практическая значимость работы
Используемые в работе скрининг способы оценки окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП могут применяться для обследования населения на популяционном уровне и являться средством контроля потенциально атерогенных окислительных изменений частиц ЛНП, инициирующих атерогенез, являющийся морфологической основой ИБС.
Определенные средние популяционные значения и 10-90% отрезные точки процентильного распределения окислительных (исходный уровень продуктов ПОЛ в ЛНП, резистентность ЛНП к окислению, концентрации в крови антител к окЛНП) и антиоксидантных (концентрации в ЛНП альфа-токоферола, ретинола, бета-каротина, ксантинов) характеристик ЛНП могут быть региональными для Сибири ориентирами для мужской популяции.
Полученные из популяционного исследования значения показателей окислительной модификации ЛНП (исходного уровня продуктов ПОЛ в выделенных из крови ЛНП, стимулированного катализаторами окисления уровня продуктов ПОЛ в ЛНП на начальном и развернутом этапах их окисления) в их первых квартилях распределения могут являться контрольными ориентирами для предупреждения или снижения риска возникновения и развития ИБС у мужчин.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В популяции мужчин г. Новосибирска все исследованные показатели окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП характеризуются ненормальным распределением признаков со сдвигом вправо. В качестве региональных ориентиров этих показателей можно использовать 10-90% отрезные точки процентильного распределения.
-
У мужчин г. Новосибирска повышенный исходный уровень продуктов ПОЛ в ЛНП и сниженные устойчивость ЛНП к окислению и их антиоксидантный потенциал независимо ассоциируются с наличием атерогенных факторов риска - повышенных уровней в крови общего ХС, ТГ, вчСРП, сниженного ЛВП-ХС и повышенным ИМТ.
-
У мужчин г. Новосибирска сниженная устойчивостью ЛНП к окислению положительно коррелирует и независимо ассоциируется, а сниженное содержание альфа-токоферола в ЛНП отрицательно коррелирует с наличием ИБС.
Личный вклад автора
Достоверность результатов исследования основана на использовании современных методик эпидемиологического, клинического, функционально-диагностического и лабораторного обследования популяции мужчин, современных фундаментально-биохимических методов исследования окислительно-антиоксидантных биомаркеров в крови в ЛНП и применении статистических методов.
Результаты диссертации явились фрагментом госбюджетной НИР № 01 ФГБУ «НИИТПМ» СО РАМН «Изучение качественных и количественных особенностей содержания белков, липидов и свободных нуклеиновых кислот в сыворотке крови у больных ишемической болезнью сердца для разработки новых подходов к оценке риска острых коронарных событий и прогноза течения заболевания». Материалы и выводы диссертации используются в работе Клиники ФГБУ «НИИТПМ» СО РАМН.
Апробация материалов диссертации
Основные положения диссертации представлены на Первой всероссийской научной конференции молодых ученых-медиков «Инновационные технологии в медицине XXI века» (Москва, 2012), на II Всероссийской Научно-практической конференции молодых ученых по профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний (Барнаул, 2013), на IV Международном конгрессе «Кардиология на перекрестке наук» (Тюмень, 2013), на Российском национальном Конгрессе кардиологов «Кардиология: от науки к практике» (Санкт-Петербург, 2013).
Апробация диссертационной работы проведена на межлабораторном семинаре ФГБУ «НИИТПМ» СО РАМН 01 октября 2013 г.
Структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 119 страницах, состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций. Список цитируемой литературы включает 213 источников, в том числе 63 российских и 150 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 9 таблицами и 32 рисунками.
Свободнорадикальное окисление липидов и окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (экспериментальные и клинические данные)
Лидирующая позиция сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) атеросклеротического генеза в структуре смертности населения России [Оганов Р.Г., 2010] способствует продолжению интенсивного изучения этиопатогенеза атеросклероза. Одну из ключевых инициирующих ролей в атерогенезе играют окисленно модифицированные липопротеины низкой плотности (окЛНП) [OsterudB., BjorklidE., 2003; WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009]. ОкЛНП характеризуются сниженным содержанием свободных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и антиоксидантов (альфа- и гамма-токоферолов, ретинола, бета-каротина и других), повышенным содержанием продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), окисленно модифицированными апопротеинами апо-В-100 и апо-Е [WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009; Меньщикова Е.Б. и соавт., 2006; DeRosaS. etal., 2010]. В результате описанных патологических изменений окЛНП не узнаются нормальными апо-В/Е-рецепторами клеток, но активно захватываются скэвинджер-рецепторами макрофагов в субэндотелии сосудистой стенки. Повышенный эндоцитоз богатых холестерином (ХС) окЛНП макрофагами приводит к их трансформации в пенистые клетки – морфологический маркер атеросклероза [OsterudB., BjorklidE., 2003; WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009]. Окислительная модификация циркулирующих в крови ЛНП менее выражена, чем таковая в субэндотелии сосудистой стенки, где активны процессы клеточного окисления ЛНП моноцит/макрофагами, Т-лимфоцитами и пенистыми клетками, секретирующими активные кислородные метаболиты (АКМ) [StockerR., KeaneyJ.F., 2005; IshigakiY. etal., 2009].
Для оценки окислительной модификации циркулирующих в крови ЛНП используют измерение содержания в них продуктов ПОЛ. Также существует показатель для оценки «предрасположенности» ЛНП к окислению – устойчивость ЛНП к окислению invitro под действием катализаторов окисления. Он интегративно отражает как прооксидантную возможность ЛНП (содержание в них ПНЖК, гидроперекисей липидов и др.), так и их антиоксидантный потенциал (содержание a-токоферола и других антиоксидантов) [EsterbauerH., JurgensG., 1993; YoshidaH., KisugiR., 2010; Рагино Ю.И. и соавт., 2005]. Повышенный уровень продуктов ПОЛ в выделенных из крови ЛНП, их сниженная устойчивость к окислению и низкое содержание в ЛНП липофильных антиоксидантов часто выявляются у лиц с ишемической болезнью сердца (ИБС) и коронарным атеросклерозом [IshigakiY. etal., 2009; Воевода М.И. и соавт., 2005; Рагино Ю.И. и соавт., 2007; MitraS. etal., 2011].
Цель исследования
Изучение окислительно-антиоксидантных показателей ЛНП у мужчин на популяционном уровне и ассоциаций их потенциально атерогенных изменений с ИБС и факторами риска в крупном индустриальном центре Западной Сибири.
Задачи исследования 1. Исследовать показатели окислительной модификации ЛНП (исходный и стимулированный катализаторами окисления уровни продуктов ПОЛ в ЛНП, концентрации в крови антител к окЛНП) в популяции мужчин 47-73 лет г. Новосибирска. 2. Исследовать показатели антиоксидантного потенциала ЛНП (концентрации в них концентрации альфа-токоферола, ретинола, бета-каротина, ксантинов) в популяции мужчин г. Новосибирска. 3. Исследовать ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с факторами риска (гиперлипидемия, артериальная гипертензия, курение, избыточная масса тела) в сибирской популяции мужчин 47-73 лет. 4. Изучить ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с ИБС, определенной по эпидемиологическим критериям (опросник Роуз, данные ЭКГ) в сибирской популяции мужчин 47-73 лет.
Научная новизна работы
Впервые на популяционном уровне у мужчин 47-73 лет г. Новосибирска охарактеризованы показатели окислительной модификации ЛНП и их антиоксидантного потенциала. Выявлено, что популяционное распределение значений всех исследованных показателей (исходный и стимулированный катализаторами окисления уровни продуктов ПОЛ в ЛНП, концентрации в крови антител к окЛНП, концентрации в ЛНП альфа-токоферола, ретинола, бета-каротина, ксантинов) является ненормальным со сдвигом вправо. В качестве региональных для Сибири ориентиров этих окислительно-антиоксидантных показателей предложены 10-90% отрезные точки их процентильного распределения.
Впервые на популяционном уровне изучены ассоциации ключевых факторов риска атеросклероза и ИБС с окислительно-антиоксидантными показателями ЛНП. Линейные корреляционные связи обнаружены между уровнем продуктов ПОЛ в ЛНП и концентрацией вчСРП в крови, между устойчивостью ЛНП к окислению и показателями липидного профиля крови, ИМТ, между уровнем аутоантител к окЛНП и концентрацией вчСРП, ИМТ. Выявлены корреляционные связи между содержанием антиоксидантов в ЛНП, особенно альфа-токоферола, и показателями липидного профиля крови, вчСРП и ИМТ. Обнаружены независимые ассоциации окислительно-антиоксидантных показателей ЛНП, особенно показателя устойчивости ЛНП к окислению, c показателями липидного профиля крови – общего ХС, ТГ и ЛВП-ХС, с уровнем вчСРП и с ИМТ.
Окисленные липопротеины низкой плотности при ишемической болезни сердца и факторах ее риска
Так показано, что продукты перекисного окисления липидов делают липидную фазу мембран проницаемой для ионов водорода и кальция. Это приводит к тому, что в митохондриях окисление и фосфорилирование разобщаются, а клетка оказывается в условиях энергетического голода (т.е. недостатка АТФ). Третий результат пероксидации – это уменьшение стабильности липидного слоя, что может привести к электрическому пробою мембраны собственным мембранным потенциалом, т.е. под действием разности электрических потенциалов, существующей на мембранах живой клетки. Электрический пробой приводит к полной потере мембраной ее барьерных функций. [Burtis CA. et al., 2004; Shimosawa T. et al., 2008;Chang JC. et al., 2010] Таким образом, окислительная модификация ЛНП являетсясложным многоступенчатым процессом [EsterbauerH. etal., 1992] и включает в себя: образование липоперекисей; фрагментацию окисленных жирных кислот, в результате которой образуются токсические продукты окисления (альдегиды, спирты, кетоны и алканы); фрагментацию апоВ белка альдегидами, подобными малоновому диальдегиду (МДА) и последующую модификацию этих белков; образование различных цитотоксических липидов, как из жирных кислот, так и из холестерина; изменение липид-белкового взаимодействия между апоВ и мембраной частицы ЛНП; снижение взаимодействия частиц ЛНП с апоВ/Е рецепторами макрофагов в результате модификации апоВ.
СРО ЛНП характеризуется значительным снижением, а в последующем – исчезновением, антиоксидантных запасов этих частиц и повышением содержания продуктов окисления (гидроперекисей, диенов и оксистеролов). Окисленно модифицированные ЛНП имеют высокое сродство к scavenger-рецепторам макрофагов (МФ) в результате чего реализуется неконтролируемое поступление холестерина в клетку. В эксперементах было показано что такие же изменения в ЛНП происходят при инкубации частиц с ионами железа или меди [ EsterbauerH. etal., 1987].Окислительная модификация ЛНП зависит не только от наличия ионов Fe2+ и Cu2+[EsterbauerH. andJurgensG., 1993],но и от способности клеток эндотелия, моноцитов и гладкомышечных клеток окислять ЛНП. В экспериментах было доказано, что все эти типы клеток способны осуществлять клеточно-зависимую модификацию ЛНП [HenriksenT. etal., 2006; HeineckeJW. etal., 2003, 2006; ItabeH. Etal., 2000;Bachar AR. et al., 2010; Sigala F et al., 2010], но наиболее высокой активностью обладают именно МФ. При взаимодействии нативных ЛНП с ЛНП-рецепторами МФ происходит перенос гидроперекисей с мембраны МФ на частицу ЛНП, что представляет собой одно из звеньев запуска окисления ЛНП [Yla-Herttuala S., 1991; Avriam M., 1998;Victor VM. et al., 2009;Vogiatzi G. et al., 2009; Ahotupa M. etal., 2010].
В настоящее время известно, что инициаторами воспалительного процесса являются минимально окисленные ЛНП, которые являются ранней формой окисленных ЛНП и могут противостоять естественному апоптозу МФ[Salvayre R. et al., 2002; Boullier A. et al., 2006]. Минимально окисленные ЛНП отличаются от нативных ЛНП тем, что содержат повышенное количество продуктов ПОЛ, низкое содержание антиоксидантов, но при этом они сохраняют способность связываться с ЛНП-рецепторами МФ и не захватываются большинством scavenger-рецепторов. Эти минимально измененные частицы имеют высокую биологическую активность не характерную для не измененных ЛНП, такую как индукция хемотаксиса или провоспалительных белков эндотелиальных клеток и МФ, данные эффекты опосредуются через CD14/TLR4 рецепторные системы. [Shashkin P. et al., 2005; Boullier A. et al., 2006; Miller YI. et al., 2012; Levitan I. et al., 2011; Wiesner P., et al., 2010].
Таким образом, роль СРО в функционировании организма здорового человека и его роль в развитии патологических процессов свидетельствуют о неоднозначности характера свободнорадикальных реакций в норме и при патологии. С одной стороны СРО необходимо для нормального
функционирования организма (элиминация продуктов апопотоза и ксенобиотиков, моделирование энергетических процессов за счёт активности дыхательной цепи, регуляция проницаемости клеточных мембран и др.), а с другой, регулирующие функции активных форм кислорода могут трансформироваться в их повреждающее действие (воздействие СР на конформацию структурных и функциональных белков, на процессы образования биологически активных веществ и др.) [Victor VM. et al., 2009;Avery SV., 2011].
Клинико-эпидемиологические метода исследования
Для оценки окислительной модификации ЛНП in vivoиспользуется определение уровня содержания продуктов ПОЛ в выделенных ультрацентрифугированием ЛНП (альдегиды, кетоны и т.п.). Помимо этого, важной задачей оценки окислительносго статуса, является оценка резистентности ЛНП к окислению путём определения лаг-фазы окисления. Так же, в настоящее время широко используются готовые иммуноферментные наборы для определения антител к окисленным ЛНП [Locht H., Wiik A., 2006], недостатками такого набора является то, что таким образом осуществляется не комплексная оценка про- и антиоксидантного статуса, а лишь наличие антител, что само по себе не отражает полной картины окислительно-антиоксидантного статуса в организме.
ЛНП окисление начинается когда абстрактный начальный радикал провзаимодействовал с липидами ЛНП. Инициативный радикал может быть результатом несформированных или липооксигеназных гидроперекисей липидов или гидрогенных пироксидов, которые разлагаются в присутствии металлов с переменной валентностью до липид-алкосильных радикалов и до гидроксил-радикалов, соответственно. Однажды сформировавшись, радикал полиненасыщенной жирной кислоты реагирует очень быстро с молекулярным кислород-отдающим радикалом, который в свою очередь извлекает водородный атом из примыкающих полиненасыщенных жирных кислот, производя липидный гидропероксид и новый радикал полиненасыщенной жирной кислоты.
Обычно для оценки окислительной модификации ЛНП in vivo используется определение уровня содержания продуктов ПОЛ (гидроперекисей липидов, оксистеролов и др.) в выделенных ультрацентрифугированием ЛНП. С другой стороны, одним из информативных показателей “предрасположенности” ЛНП к окислительной модификации является исследование их резистентности к окислению in vitro в присутствии ионов металлов переменной валентности. Этот показатель отражает как прооксидантную возможность ЛНП (содержание в них продуктов ПОЛ) [Nourooz-Zadeh J, Tajaddini-Sarmadi J, Ling KL, Wolff SP.,1996], так и их антиоксидантный потенциал (содержание a-токоферола, g-токоферола и других антиоксидантов) [Anderson JW, Gowri MS, Turner J, Nichols L, Diwadkar VA, Chow CK, Oeltgen PR.,1999]. Информация об изменении химических и физических свойств ЛНП в процессе окисления в основном получена с использованием моделей окисления нативных ЛНП in vitro в присутствии ионов Cu2+ или Fe2+. Концентрационные и временные характеристики этих изменений в процессе инкубации in vitro с ионами меди в настоящее время подробно изучены [EsterbauerH., StriegeG., PuhlH., RothenederM., 1989]. В целом процесс окисления ЛНП, вызванный ионами металлов переменной валентности, обычно делят на три последовательные фазы.
В первую фазу - лаг-фазу - в ЛНП истощаются запасы в первую очередь a-токоферола и в последнюю - b-каротина [Baoutina A, Dean RT, Jessup W., 1998, Burkitt MJ., 2011]. Минимальная липидная пероксидация этой фазы объясняется хорошей защитой ПНЖК эндогенными антиоксидантами. Анализ содержания основных антиоксидантов в ЛНП свидетельствует о наличии широкого спектра жирорастворимых антиоксидантов. Основным антиоксидантом в ЛНП считается a-токоферол, так как только он содержится во всех ЛП частицах (в среднем на частицу приходится около 6 молекул a-токоферола) [EsterbauerH., Dieber-RothenederM., StrieglG., WaegG., 1991,Burri BJ, Chang JS, Neidlinger TR., 2011] Более того, при Cu2+-индуцированном окислении ЛНП, накопление в них продуктов ПОЛ наблюдается только после полного исчезновения a-токоферола, концентрация которого падает значительно быстрее, чем g-токоферола, ликопена, b-каротина, криптоксантина и др. (рис. 1) [Esterbauer H., Puhl H., Dieber-Rotheneder M. et al., 1991, Esterbauer H. and Jurgens G.,1993].
Эпидемиологические исследования показали, что существует обратная связь между смертностью от ИБС и концентрациями антиоксидантов сыворотки крови, в частности витамина Е [ChristenWG, GazianoJM, HennekensCH., 2000, CristolE. andGrundyS.M.. 2005]. Значительной окислительной модификации ЛНП не обнаруживается до тех пор, пока не произойдет истощение запасов эндогенного витаминаЕ [EsterbauerH., JurgensG., QuehenbergerO., KollerE., 1987, EsterbauerH., StriegeG., PuhlH., RothenederM., 1989, Porkkala-Sarataho E, Nyyssnen K, Salonen JT., 1996]. У здоровых людей период устойчивости (лаг-фаза) ЛНП к перекисному окислению в условиях генерации активных форм кислорода invitro является более длительным, чем таковой у пациентов, предрасположенных к развитию атеросклероза [Черпаченко Н.М., Дробкова И.П., Жданов В.С. , 2011, EsterbauerH. andJurgensG., 1993, TronelH., AntebiH., FeldenF. etal., 1997].
Ассоциации показателей окислительно-антиоксидантного потенциала ЛНП с факторами риска в популяции мужчин г. Новосибирска
При изучении случаев ИБС в квартилях показателя концентрации альфа-токоферола в ЛНП выявлено, что в популяции мужчин 47-73 лет Новосибирска при значениях этого показателя 1,06 мг/мг белка ЛНП наблюдается снижение числа случаев ИБС достоверно во всех квартилях (Рисунок 32). Так, из 223 мужчин с «Определенной ИБС» в 1-м квартиле показателя концентрации альфа-токоферола в ЛНП оказалось 68 человек (30,5%), во 2-м – 57 человек (25,5%), в 3-м и в 4-м – по 49 человек (по 22,0%).
Таким образом, в результате популяционного обследования мужчин 47-73 лет г. Новосибирска определены региональные ориентиры показателей потенциально атерогенных окислительно-антиоксидантных изменений ЛНП по 10-90% отрезным точкам их процентильного распределения. Полученные результаты свидетельствуют о независимых ассоциациях показателей повышенного исходного уровня продуктов ПОЛ в ЛНП, сниженных устойчивости ЛНП к окислению и их антиоксидантного потенциала с наличием таких потенциально атерогенных факторов риска, как повышенные уровни в крови общего ХС, ТГ, вчСРП, сниженный ЛВП-ХС и повышенный ИМТ. Между показателями окислительных изменений ЛНП, в частности сниженной устойчивостью ЛНП к окислению, и наличием ИБС выявлены положительные корреляционные связи и независимые ассоциации, а между показателями антиоксидантных изменений ЛНП, в частности сниженным содержанием альфа-токоферола в ЛНП, и наличием ИБС выявлены отрицательные корреляционные связи. Число случаев «Определенной ИБС» выше при показателе исходного уровня продуктов ПОЛ в ЛНП 0,8 нМ МДА/мг белка ЛНП и при сниженной устойчивости ЛНП к окислению (при показателях на начальном этапе окисления ЛНП 5,4 нМ МДА/мг белка ЛНП и на развернутом этапе окисления ЛНП 13,2 нМ МДА/мг белка ЛНП). С другой стороны, число случаев «Определенной ИБС» ниже при показателе содержания альфа-токоферола в ЛНП 1,06 мг/мг белка ЛНП. Полученные результаты подтверждают данные о значимой ключевой роли окислительной модификации ЛНП в патогенезе атеросклероза и ИБС.
Был проведен анализ оценки влияния возраста на возможные ассоциации «Определенной ИБС» с выбранными окислительно-антиоксидантными показателями ЛПН в результате которого статистически значимых различий не было обнаружено.
В патогенезе атеросклероза одну из ключевых инициирующих ролей играют окЛНП [OsterudB., BjorklidE., 2003; WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009]. Они характеризуются сниженным содержанием свободных ПНЖК и антиоксидантов (альфа- и гамма-токоферолов, ретинола, бета-каротина и других), повышенным содержанием продуктов ПОЛ, окислено-модифицированными апопротеинами апо-В-100 и апо-Е [WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009; Меньщикова Е.Б. и соавт., 2006; DeRosaS. etal., 2010]. При взаимодействии нативных ЛНП с ЛНП-рецепторами МФ происходит перенос гидроперекисей с мембраны МФ на частицу ЛНП, что представляет собой одно из звеньев запуска окисления ЛНП [Avriam M., 1998; Victor VM. et al., 2009; Vogiatzi G. et al., 2009; Ahotupa M. et al., 2010]. В настоящее время известно, что инициаторами воспалительного процесса являются минимально окисленные ЛНП, которые являются ранней формой окисленных ЛНП и могут противостоять естественному апоптозу МФ [Salvayre R. et al., 2002; Boullier A. et al., 2006]. Минимально окисленные ЛНП отличаются от нативных ЛНП тем, что содержат повышенное количество продуктов ПОЛ, низкое содержание антиоксидантов, но при этом они сохраняют способность связываться с ЛНП-рецепторами МФ и не захватываются большинством scavenger-рецепторов. Эти минимально измененные частицы имеют высокую биологическую активность не характерную для не измененных ЛНП, такую как индукция хемотаксиса или провоспалительных белков эндотелиальных клеток и МФ, данные эффекты опосредуются через CD14/TLR4 рецепторные системы. [ShashkinP. etal., 2005; BoullierA. etal., 2006; MillerYI. etal., 2009;
LevitanI. etal., 2010; WiesnerP., etal., 2010].В результате описанных патологических изменений окЛНП не узнаются нормальными апо-В/Е-рецепторами клеток, но активно захватываются скэвинджер-рецепторами макрофагов в субэндотелии сосудистой стенки [OsterudB., BjorklidE., 2003; WilliamsK.J., FisherE.A., 2005; SteinbergD., 2009]. Окислительная модификация циркулирующих в крови ЛНП менее выражена, чем таковая в субэндотелии сосудистой стенки, где активны процессы клеточного окисления ЛНП моноцит/макрофагами, Т-лимфоцитами и пенистыми клетками, секретирующими АКМ [StockerR., KeaneyJ.F., 2005; IshigakiY. etal., 2009].
Для оценки окислительной модификации циркулирующих в крови ЛНП используют измерение содержания в них продуктов ПОЛ. Уровень продуктов ПОЛ (диеновых конъюгатов, МДА и др.) в свежевыделенных из крови ЛНП исследуется с целью оценки степени окислительной модификации ЛНП in vivo в крови, где циркулируют так называемые «минимально окисленные» ЛНП [Ishigaki Y. et al., 2009].
Также существует показатель для оценки «предрасположенности» ЛНП к окислению – устойчивость ЛНП к окислению invitro под действием катализаторов окисления. Он интегративно отражает как прооксидантную возможность ЛНП (содержание в них ПНЖК, гидроперекисей липидов и др.), так и их антиоксидантный потенциал (содержание a-токоферола и других антиоксидантов) [EsterbauerH., JurgensG., 1993; YoshidaH., KisugiR., 2010; Рагино Ю.И. и соавт., 2005]. Действительно, основной процесс клеточного окисления ЛНП in vivo происходит в субэндотелии сосудистой стенке артерий в присутствии АКМ и высокой концентрации ионов металлов переменной валентности (Cu2+ и Fe2+) [Osterud B., Bjorklid E., 2003; Stocker R., Keaney J.F., 2005].
