"Διερεύνηση των πολυμορφισμών του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης με τεχνικές PCR και αλληλούχισης της κωδικής περιοχής του DNA" ΙΩΑΝΝΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ "Διερεύνηση των πολυμορφισμών του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης με τεχνικές PCR και αλληλούχισης της κωδικής περιοχής του DNA" ΙΩΑΝΝΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Επιβλέπουσες:κ.Μαργαρίτα Χατζοπούλου-Κλαδαρά Καθ. Βιολογίας κ.αρετή Μακέδου-Χίτογλου Καθ. Ιατρικής 2008

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ...1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ...5 Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Καρδιαγγειακή νόσος Αθηροσκλήρωση Διαδικασία αθηρογένεσης Σειρά των γεγονότων κατά την αθηρογένεση Δυσλειτουργία ενδοθηλίου Οξείδωση της LDL Μετανάστευση μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά Σχηματισμός αφρώδων κυττάρων Πολλαπλασιασμός και μετανάστευση των λείων μυϊκών κυττάρων Βλάβη ενδοθηλίου και συμμετοχή αιμοπεταλίων Οι αθηρωματικές βλάβες Παράγοντες κινδύνου αθηροσκλήρωσης Αυξημένη ολική χοληστερόλη Αυξημένη LDL Μειωμένη HDL Αυξημένα τριγλυκερίδια Αρτηριακή υπέρταση Σακχαρώδης διαβήτης Παχυσαρκία Απουσία σωματικής άσκησης Κάπνισμα Ηλικία Φύλο Οικογενειακό ιστορικό Ομοκυστεΐνη Λιποπρωτεΐνη (α) Lp(a) Ινωδογόνο Το stress Φλεγμονή Λιπίδια Χοληστερολη Απομάκρυνση της χοληστερόλης από την κυκλοφορία Λιποπρωτείνες Χυλομικρά VLDL LDL HDL Αποπρωτεΐνες Αποπρωτεΐνη Α (ApoΑ) Αποπρωτεΐνη Β (ApoB) Αποπρωτεΐνη Ε (ApoΕ) Αποπρωτεΐνη C (ApoC)

3 4. Όρια επικινδυνότητας για την ανάπτυξη καρδιαγγειακών νοσημάτων Υποδοχέας της LDL χοληστερόλης (LDLR) Υποδοχέας της LDL χοληστερόλης (LDLR) Δομή του LDLR Σύνθεση του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης Ενδοκύττωση του LDLR Το γονίδιο του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης Μεταλλάξεις του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης Tάξεις λειτουργικών μεταλλάξεων του LDLR Οικογενής υπερχοληστερολαιμία (familial hypercholesterolemia FH) Συχνότητα της οικογενούς υπερχοληστερολαιμίας Εργαστηριακά ευρήματα και κλινική εικόνα της οικογενούς υπερχοληστερολαιμίας Οικογενής υπερχοληστερολαιμία στην Ελλάδα Άλλα μονογονιδιακα νοσήματα με υπερχοληστερολαιμία Οικογενής διαταραχή της απολιποπρωτεΐνης Β (familial defective apob FDB) Οικογενής υπερχοληστερολαιμία 3 (familial hypercholesterolemia FH3) Οικογενής υπερχοληστερολαιμία αυτοσωμική υπολειπόμενη (autosomal recessive hypercholesterolemia ARH) Σιτοστερολαιμία Δευτεροπαθείς υπερλιπιδαιμίες Διαβήτης Ουρική αρθρίτιδα Πρωτοπαθής υποθυρεοειδισμός Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια Νεφρωσικό σύνδρομο Ηπατικά νοσήματα Υπερχοληστερολαιμία που σχετίζεται με καθημερινές συνήθειες Διατροφικές συνήθειες Κάπνισμα Αλκοόλ Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης ( PCR, Polymerase Chain Reaction) Αλληλούχιση του DNA (DNA sequencing)...65 Β.ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Συλλογή δειγμάτων αίματος Βιοχημικές αναλύσεις στα δείγματα αίματος για χοληστερόλη, HDL, LDL, τριγλυκερίδια, ΑpoA, ApoB, Lp(a) Απομόνωση DNA Mέθοδος BD DNAzol Μέθοδος PURAGENE DNA PURIFICATION Μέθοδος Qiamp DNA Minikit Επιλογή ατόμων για αλληλούχιση ( sequencing) PCR για ενίσχυση της ποσότητας DNA Ηλεκτροφόρηση σε γέλη αγαρόζης Καθαρισμός προϊόντων PCR Εύρεση της συγκέντρωσης των καθαρισμένων δειγμάτων των προϊόντων της PCR

4 9. PCR για αλληλούχιση Παρασκευή της πηκτής ακρυλαμίδης Πριν την ηλεκτροφόρηση προετοιμασία (pre-electrophorisis preperation) Φόρτωση των δειγμάτων στην πηκτή ακρυλαμίδης Αλληλούχιση ( sequencing) με Licor DNA analyzer Επεξεργασία αποτελεσμάτων...94 Γ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΣΥΖΗΤΗΣΗ...97 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτριά μου κ.αρετή Χίτογλου-Μακέδου που μου έδωσε την ευκαιρία να ασχοληθώ με το πολύ ενδιαφέρον θέμα της πτυχιακής μου εργασίας και που προσπάθησε με όλη της την καρδία να με βοηθήσει να ολοκληρώσω την προσπάθεια μου και να μου μεταδώσει τις γνώσεις και τις εμπειρίες της. Ιδιαίτερες ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω στο συνεργάτη του εργαστηρίου λιπιδίων κ.νώτη Αργυρίου, χωρίς την πολύτιμη βοήθεια του δεν θα μπορούσα να πραγματοποιήσω το συγκεκριμένο ερευνητικό πρωτόκολλο. Φυσικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω και τους καθηγητές μου στο μεταπτυχιακό πρόγραμμα του τμήματος βιολογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Εφαρμοσμένη Γενετική και Βιοτεχνολογία που με δέκτηκαν στο πρόγραμμα σπουδών αυτό και μου επέτρεψαν να ασχοληθώ με το αυτό τόσο ενδιαφέρον γνωστικό αντικείμενο. Ιδιαίτερη αναφορά θα ήθελα να κάνω στην καθηγήτρια μου κ.μαργαρίτα Χατζοπούλου, η οποία με τίμησε με την εμπιστοσύνη της, ώστε να δεχτεί να αναλάβει την ευθύνη της επίβλεψης της διπλωματικής μου εργασίας στο πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών. 4

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η καρδιαγγειακή νόσος είναι η βασική αιτία θανάτου στις αναπτυγμένες χώρες. Πολλοί παράγοντες εμπλέκονται στη διαδικασία της αθηρογένεσης, ανάμεσα σε αυτούς και η αυξημένη τιμή χοληστερόλης στο αίμα. Μια αιτία αυξημένης χοληστερόλης στο αίμα είναι η οικογενής υπερχοληστερολαιμία, πάθηση που κληρονομείται με τον αυτοσωμικό επικρατή χαρακτήρα, η οποία οφείλεται σε μετάλλαξη στο γονίδιου του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης, με συχνότητα στο γενικό πληθυσμό 1:500. Σκοπός: H διερεύνηση ύπαρξης πολυμορφισμών στο γονίδιο του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης σε ένα τυχαίο πληθυσμό 888 παιδιών ηλικίας 8 με 12 χρόνων. Μέθοδος: Και στα 888 άτομα πραγματοποιήθηκαν βιοχημικές αναλύσεις αίματος για χοληστερόλη, τριγλυκερίδια, HDL, LDL, ApoA, ApoB, Lp(a). Στη συνέχεια, επιλέκτηκαν 20 από αυτά, στα οποία προχωρήσαμε σε αλληλούχιση στα εξόνια 3 με 15 του γονιδίου του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης. Αποτελέσματα: Δεν βρέθηκαν μεταλλάξεις του υποδοχέα της LDL χοληστερόλης στο τυχαίο αυτό δείγμα πληθυσμού, στο οποίο περιμέναμε με βάση τη συχνότητα μεταλλάξεων στη καυκάσια φυλή να είναι 1 με 2 μεταλλάξεις στα 888 άτομα. Βρέθηκε μονάχα ένας πολυμορφισμός που οδηγεί στην παραγωγή του ίδιου αμινοξέος (σιωπηλή μετάλλαξη). 5

7 Screening for polymorphisms in the gene that codes for the LDL receptor with PCR and sequencing. ABSTRACT Cardiovascular disease is the main cause of death in the western societies. There are many factors that take part in athyrogenesis including high levels of cholesterol in the blood. A cause of high levels of cholesterol in the blood is Familial hypercholesterolemia (FH), an autosomal dominant disorder usually caused by mutations in the gene that codes for the low density lipoprotein receptor (LDLR), with an estimated population frequency of carriers of 1 in 500. Objectives: Searching for polymorphisms in the gene that codes for the LDL receptor in a random sample of 888 children between the age of 8 and 20. Materials and methods: Biochemical analysis took place in all 888 children. We measured the concentration of total cholesterol, triglycerides, HDL cholesterol, LDL cholesterol, ApoA, ApoB, Lp(a). Then we choose 20 of the 888 children, in which we performed PCR and sequencing in the exons 3 to 15, in order to find mutations in the LDLR gene Results: We didn t fount any mutations in the LDL Receptor gene in the population we studied, even if we excepted to find 1 or 2 mutations among the 888 children we examine. We find one polymorphism that didn t change the amino acid sequence. (Silent mutation). 6

8 Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.Καρδιαγγειακή νόσος Η καρδιαγγειακή νόσος αποτελεί βασική αιτία θανάτου στις ΗΠΑ και στο Δυτικό κόσμο. Με βάση μελέτες στις ΗΠΑ ΤΟ 38% των θανάτων οφείλεται στην καρδιαγγειακή νόσο. Στις υποανάπτυκτες χώρες τα ποσοστά είναι χαμηλά, λόγω του διαφορετικού τρόπου διαβίωσης και της επικράτησης άλλων ασθενειών που μειώνουν το μέσο όρο ζωής δραματικά. Η αθηροσκλήρωση είναι η βασική αιτία ανάπτυξης καρδιαγγειακής νόσου και είναι μία νοσηρή κατάσταση στην δημιουργία της οποίας εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, για τους οποίους θα μιλήσουμε αναλυτικά παρακάτω Αθηροσκλήρωση. Αθηροσκλήρωση ονομάζεται ένας συνδυασμός προοδευτικών αλλαγών στον έσω χιτώνα των αρτηριών, που συνίσταται σε εστιακή συσσώρευση λιπιδίων, άλλων συστατικών του αίματος και ινώδους ιστού, συνοδευμένος από αλλαγές στο μέσο χιτώνα του τοιχώματος του αγγείου. 1 Η αθηροσκλήρωση ουσιαστικά θεωρείται μία μορφή χρόνιας φλεγμονής, η οποία πυροδοτείται από τραυματισμό του ενδοθηλίου του αρτηριακού τοιχώματος από διάφορους παράγοντες κινδύνου, οι οποίοι στη συνέχεια προκαλούν αλλαγές στην διαπερατότητα των αγγείων, αυξημένη έκφραση διάφορων μορίων προσκόλλησης και παραγωγή κυτοκινών. Αυτές οι αλλαγές στην λειτουργία του ενδοθηλίου οδηγούν σε αυξημένη μετανάστευση μονοκυττάρων και μακροφάγων από την κυκλοφορία στον έσω χιτώνα των αρτηριών. Στη συνέχεια θα αναλύσουμε με λεπτομέρειες όλη την διαδικασία της αθηρογένεσης. 7

9 Εικόνα 1 δομή φυσιολογικού ενδοθηλίου. Κάθε μεγάλη αρτηρία αποτελείται από 3 στρώματα. Ο έσω χιτώνας, αποτελείται από ένα στρώμα ενδοθηλιακών κυττάρων προς τον αυλό του αγγείου και από το έσω ελαστικό πέταλο προς τα έξω. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα στηρίζονται πάνω σε μία βασική μεμβράνη από κολλαγόνο και πρωτεογλυκάνες. Ο μέσος χιτώνας περιέχει κυρίως λεία μυϊκά κύτταρα και ελαστικές ίνες. Η τελευταία και πιο εξωτερική στοιβάδα είναι ο έξω χιτώνας που αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από ινοελαστικό συνδετικό ιστό Διαδικασία αθηρογένεσης. Κατά καιρούς διατυπώθηκαν διάφορες υποθέσεις για την εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας επικρατέστερες των οποίων είναι η υπόθεση της απάντησης του ενδοθηλίου στη βλάβη και η υπόθεση της μονοκλωνικής κυτταρικής ανάπτυξης. Φαίνεται πως η πολυπλοκότητα της διαδικασίας της αθηρογένεσης επιτρέπει τη συμμετοχή περισσοτέρων της μίας υπόθεσης σε μία ενιαία θεωρία. 1 Η υπόθεση της απάντησης του ενδοθηλίου στην βλάβη. Στην υπόθεση απάντηση του ενδοθηλίου στην βλάβη ( η οποία είναι και η πιο σημαντική), ο τραυματισμός του ενδοθηλίου των αγγείων αποτελεί το έναυσμα για την έναρξη μίας φλεγμονώδους απάντησης, που οδηγεί στην προσέλκυση αιμοπεταλίων, φλεγμονωδών κυττάρων, μαζί με μετανάστευση και 8

10 πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών κυττάρων από τον μέσο στον έσω χιτώνα του αγγειακού τοιχώματος. Αυτοί οι παράγοντες δημιουργούν μία βλάβη η οποία επεκτείνεται στον αυλό του αγγείου. 1 Η υπόθεση της μονοκλωνικής κυτταρικής ανάπτυξης. Στην υπόθεση αυτή ο τραυματισμός του αρτηριακού τοιχώματος μετασχηματίζει γενετικά τα λεία μυϊκά κύτταρα. Αυτοί οι πληθυσμοί μεταλλαγμένων γενετικά κυττάρων, οι οποίοι προέρχονται από ένα αρχικό τραυματισμένο λείο μυϊκό κύτταρο, πολλαπλασιάζονται είτε εξαιτίας της έκθεσης σε αυξητικούς παράγοντες του γύρω περιβάλλοντος ή από την παραγωγή από τα ίδια τα λεία μυϊκά κύτταρα τέτοιων αυξητικών παραγόντων. Η αθηρωματική πλάκα αποτελείται από λεία μυϊκά κύτταρα με υψηλή ικανότητα πολλαπλασιασμού, που μοιάζουν με νεόπλασματικά, έτσι αυτή η υπόθεση προβάλλει ένα πιθανό σύνδεσμο ανάμεσα σε αθηρογένεση και θρομβογένεση Σειρά των γεγονότων κατά την αθηρογένεση. Η σειρά των γεγονότων κατά την αθηρογένεση φαίνεται ότι είναι η εξής: 2 1. δυσλειτουργία ενδοθηλίου 2. οξείδωση της LDL 3. μετανάστευση μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά 4. σχηματισμός αφρώδων κυττάρων 5. πολλαπλασιασμός και μετανάστευση των λείων μυϊκών κυττάρων 6. βλάβη ενδοθηλίου και συμμετοχή αιμοπεταλίων Δυσλειτουργία ενδοθηλίου. Διάφοροι βλαπτικοί παράγοντες που δρουν επί μακρόν ( υπερλιπιδαιμίες, διαβήτης, υπέρταση, νικοτίνη ή συνδυασμοί ) προκαλούν δυσλειτουργία του ενδοθηλίου. Δημιουργούνται συνθήκες για εστιακή κατακράτηση LDL από τη θεμέλιο ουσία του έσω χιτώνα (υποενδοθηλιακά). Σε κανονικές συνθήκες η LDL διηθείται διαμέσου του φυσιολογικού ενδοθηλιακού φραγμού. Άνω του 85% της εισερχόμενης στο αρτηριακό τοίχωμα LDL απομακρύνεται στη συνέχεια. Η πρόσληψη της LDL από τα ενδοθηλιακά κύτταρα γίνεται μέσω υποδοχέων που διαθέτουν LDL υποδοχείς. Αντίθετα, η HDL διευκολύνει τη μεταφορά της LDL εκτός του αρτηριακού τοιχώματος. 2 9

11 1.2.2.Οξείδωση της LDL. Στη συνέχεια γίνεται οξείδωση της LDL που κατακρατήθηκε υπενδοθηλιακά. Η φυσική LDL δεν προσλαμβάνεται τόσο εύκολα από τα μακροφάγα και για τον λόγο αυτό προτάθηκε ότι υφίσταται κάποιες τροποποιήσεις στο αρτηριακό τοίχωμα. Έχει πλέον αποδειχθεί ότι τα παγιδευμένα σωματίδια LDL υπόκεινται οξείδωση, λιπόλυση και πρωτεόλυση και ότι τέτοιες τροποποιήσεις συμβάλλουν στην ενεργοποίηση της φλεγμονώδους απάντησης και στο σχηματισμό των αφρωδών κυττάρων. Κάτω από το ενδοθήλιο δεν μπορούν να δράσουν τα αντιοξειδωτικά στοιχεία του αίματος. Αντίθετα, εκκρίνονται ουσίες από τα κύτταρα του ενδοθηλίου που δρουν οξειδωτικά. Οι ουσίες αυτές προκαλούν οξείδωση του λιπιδιακού μέρους της LDL (μερική οξείδωση). Στη διαδικασία της οξείδωσης της LDL σημαντικό ρόλο φαίνεται να διαδραματίζουν οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου κάτω από ορισμένες συνθήκες, όπως η υπέρταση, η υπερλιπιδαιμία και η ανεπάρκεια της υπεροξειδωτικής δισμουτάσης που εξουδετερώνει τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, αυξάνονται Μετανάστευση μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά. Η συσσώρευση οξειδωμένης LDL διεγείρει τα υποκείμενα ενδοθηλιακά κύτταρα προς παραγωγή προ-φλεγμονωδών μορίων, δηλαδή μόρια προσκόλλησης, χημειοτακτικούς παράγοντες, όπως ο παράγοντας MCP-1 (monocyte chemoattractant protein-1) και αυξητικούς παράγοντες, όπως M- CSF (macrophage colony-stimulating factor). Η οξειδωμένη LDL μπορεί ακόμη να αναστείλει την παραγωγή νιτρικού οξειδίου NO, ένα χημικό μεσολαβητή, ο οποίος έχει πολλαπλές αντι-αθηρωματικές ιδιότητες. Εκτός από την οξειδωμένη LDL, ένας αριθμός άλλων παραγόντων μπορούν να ενεργοποιήσουν την φλεγμονώδη απάντηση, ανάμεσα τους η ομοκυστεΐνη, οι φυλετικές ορμόνες, λοίμωξη και αιμοδυναμικοί παράγοντες. 2 Πιο συγκεκριμένα, τα οξειδωμένα λιπίδια της LDL διεγείρουν τα ενδοθηλιακά κύτταρα σε παραγωγή ουσιών που προκαλούν προσκόλληση κυκλοφορούντων στο πλάσμα μονοκυττάρων στο υγιές ενδοθήλιο, με διαδικασία που προσομοιάζει προς αυτή της φλεγμονής. Έτσι, υπό την 10

12 επίδραση των ουσιών που παράγονται από την οξειδωμένη LDL, τα μονοκύτταρα του αίματος προσελκύονται προς τα ενδοθηλιακά κύτταρα και προσκολλώνται σε αυτά. Ο σημαντικότερος παράγοντας προσκόλλησης των μονοκυττάρων φαίνεται ότι είναι ο VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule- 1). Ο παράγοντας VCAM-1 φαίνεται να συμβάλλει στην προσκόλληση και των Τ-λεμφοκυττάρων, εκτός των μονοκυττάρων, τα οποία φαίνεται να συμμετέχουν και αυτά στην φλεγμονώδη αντίδραση που ενεργοποιείται για την δημιουργία της αθηρωματικής πλάκας. Συστατικά τροποποιημένων σωματιδίων λιποπρωτεϊνών, ανάμεσα τους οξειδωμένα φωσφολιπίδια και αλδεΰδες βραχείας αλυσίδας, μπορούν να επάγουν την μεταγραφική ενεργοποίηση του γονιδίου του VCAM-1 δια της μεσολάβησης του μεταγραφικού παράγοντα NF-κB. Προφλεγμονώδεις κυτοκίνες όπως η IL-1β και ο TNF-α αυξάνουν την έκφραση του VCAM-1 μέσω της οδού αυτής. Αντίθετα, το ΝΟ που παράγεται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα με τη βοήθεια της συνθετάσης του νιτρικού οξέος, μπορεί να αναστείλει την έκφραση του VCAM γονιδίου μέσω αναστολής της ενεργοποίησης του NF-κB. Άλλα σημαντικά μόρια είναι η Ρ- και Ε- σελεκτίνη. 2,3 Στη συνέχεια, δια των μεσοκυττάριων διαστημάτων τα μονοκύτταρα εκβάλλουν ψευδοπόδια και βαθμιαία μεταναστεύουν υπενδοθηλιακά. Η απευθείας αυτή μετανάστευση απαιτεί την ύπαρξη χημειοτακτικών παραγόντων για τα μονοκύτταρα. Έχουν αναγνωρισθεί διάφοροι χημειοτακτικοί παράγοντες. Πολύ σημαντικός είναι ο παράγοντας MCP-1 (monocyte chemoattractant protein-1) μαζί με τον υποδοχέα του CCR2, οποίος υπερεκφράζεται στις αθηρωματικές βλάβες και στρατολογεί μονοπύρηνα φαγοκύτταρα τα οποία χαρακτηριστικά συγκεντρώνονται στο νεοδημιουργούμενο αθήρωμα. 3 Επίσης, η ιντερλευκίνη-8 (IL-8) μπορεί να έχει παρόμοιο ρόλο, δηλαδή ως χημειοτακτικός παράγοντας στην αθηρογένεση. 2,3 Τα μονοκύτταρα ή μακροφάγα των ιστών, όπως ονομάζονται πλέον, έχουν μεγάλη οξειδωτική ικανότητα. Έτσι, οξειδώνουν περαιτέρω την ήδη μερικώς οξειδωμένη LDL ( όπως είπαμε παραπάνω έχει γίνει οξείδωση του λιπιδιακού μέρους της LDL). Η οξείδωση από τα μακροφάγα περιλαμβάνει τόσο το λιπιδιακό, όσο και το πρωτεϊνικό μέρος της LDL. 2 11

13 Εικόνα 2 μονοκύτταρα στην αθηρογένεση. Το σχήμα αυτό μας εξηγεί τη συμμετοχή των μονοκύτταρων στην δημιουργία της αθηρωματικής πλάκας. Τα μονοκύτταρα όταν ενεργοποιούνται από μία φλεγμονώδη διαδικασία αυξάνουν την έκφραση πολλών παραγόντων προσκόλλησης. Ο παράγοντας προσκόλλησης VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1) των μονοκυττάρων φαίνεται να παίζει το σημαντικότερο ρόλο στην περίπτωση της αθηρογένεσης. Έτσι, έχοντας αυξημένη προσκολλητική ικανότητα προσκολλώνται στο ενδοθήλιο των αγγείων. Στη συνεχεία τα μονοκύτταρα μεταναστεύουν υποενδοθηλιακά. Αυτή η απευθείας μετανάστευσή τους απαιτεί την μεσολάβηση χημειοτακτικών παραγόντων. Πολλές κυτοκίνες φαίνεται να συμμετέχουν στη διαδικασία αυτή. Η σημαντικότερη είναι ο παράγοντας MCP-1 μαζί με τον υποδοχέα του τον CCR2. μόλις τα μονοκύτταρα βρεθούν υποενδοθηλιακά αποκτούν χαρακτηριστικά μακροφάγων των ιστών. Στο αθήρωμα συγκεκριμένα, τα μακροφάγα εκφράζουν ειδικούς scavenger υποδοχείς, οι οποίοι συνδέονται και στη συνέχεια ενδοκυτταρώρουν λιποπρωτεΐνες που είναι τροποποιημένες(π.χ. οξειδωμένες). Αυτή η διαδικασία οδηγεί στο σχηματισμό αφρώδων κυττάρων. Τα αφρώδη κύτταρα εκκρίνουν προφλεγμονώδες κυτοκίνες, οι οποίες ενισχύουν την φλεγμονώδη απάντηση στην περιοχή και την παραγωγή ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Ακόμη, τα μακροφάγα έχουν ρόλο κλειδί στις θρομβωτικές επιπλοκές τις αθηροσκλήρωσης, παράγοντας μεταλλοπρωτεινάσες (MMPs), οι οποίες μπορούν να αποικοδομήσουν μεσοκυττάριο ουσία, η οποία προσδίδει ανθεκτικότητα στην ινώδη κάψα. Όταν η πλάκα σπάσει, επιτρέπει στο αίμα να έρθει σε επαφή με ένα άλλο προϊόν των μακροφάγων, ένα εν δυνάμει προ-πηκτικό πρωτεϊνικό ιστικό παράγοντα. Τελικά, τα μακροφάγα συγκεντρώνονται στο κεντρικό πυρήνα της πλάκας. Τα μακροφάγα μπορεί να οδηγηθούν σε απόπτωση και να πεθάνουν στη θέση αυτή, σχηματίζοντας έτσι το νεκρωτικό πυρήνα της αθηρωματικής πλάκας Σχηματισμός αφρώδων κυττάρων. Όταν οξειδωθεί πλήρως η LDL αναγνωρίζεται από ειδικούς υποδοχείς της επιφάνειας των μακροφάγων, που ονομάζονται εκκαθαριστικοί scavenger ή 12

14 ακέτυλ-ldl υποδοχείς, όπως τον SPA (Scavanger receptor A) και τον CD36. H έκφραση των scavenger υποδοχέων ελέγχεται από τους PPARγ πυρηνικούς υποδοχείς και από ορισμένες κυτοκίνες όπως ο TNFα και η IFNγ. Ακολουθεί έντονη φαγοκυττάρωση της οξειδωμένης LDL, που οδηγεί στη μετατροπή των μακροφάγων κυττάρων σε αφρώδη κύτταρα. Λόγω της τοξικής δράσης της οξειδωμένης LDL, πολλά αφρώδη κύτταρα νεκρώνονται σχηματίζοντας βαθμιαία τον νεκρωτικό πυρήνα της αθηρωματικής βλάβης. Τα αφρώδη κύτταρα εκκρίνουν προ-φλεγμονώδεις κυτοκίνες, οι οποίες ενισχύουν την φλεγμονώδη απάντηση στην περιοχή και την παραγωγή ελευθέρων ριζών οξυγόνου. 3 Η υπoενδοθηλιακή συγκέντρωση των αφρωδών κυττάρων αποτελεί τις λιπώδεις ραβδώσεις (fatty sticks), που είναι τo πρώτο μακροσκοπικό εύρημα της αθηροσκλήρυνσης. Αρκετές μελέτες αναγνώρισαν τον παράγοντα M-CSF( macrophage colony-stimulating factor) ως υποψήφιο ενεργοποιητή διαφόρων βημάτων κατά την μετάβαση του μονοκυττάρου σε αφρώδες κύτταρο. Πιο ειδικά ο M-CSF αυξάνει την έκφραση SPA υποδοχέων, αυξάνει την παραγωγή κυτοκινών και αυξητικών παραγόντων από τα μακροφάγα και ενεργοποιεί την κυτταρική επιβίωση και τη μιτωτική διαίρεση. Οι ανθρώπινες αθηρωματικές πλάκες καθώς και οι πειραματικές υπερεκφράζουν τον παράγοντα M-CSF. 3 Επίσης έχει βρεθεί ότι και ο GM- CSF μπορεί να προάγει την φλεγμονή μέσα στο αθήρωμα. Ο GM-CSF βοηθάει στην επιβίωση του πληθυσμού των μονοπύρηνων φαγοκυττάρων, ο οποίος περιέχει μυελοϋπεροξειδάση, ένα ένζυμο που βοηθά στη γένεση οξειδωτικού stress και στη φλεγμονή μέσα στην αθηρωματική πλάκα. 2, Πολλαπλασιασμός και μετανάστευση των λείων μυϊκών κυττάρων. Τα ενεργοποιημένα μακροφάγα, που βρίσκονται πλέον στην υπενδοθηλιακή στιβάδα, παράγουν πληθώρα ουσιών: αυξητικούς παράγοντες, ανασταλτικούς παράγοντες, χημειοτακτικούς παράγοντες. Στόχος των παραγόντων αυτών είναι τα λεία μυϊκά κύτταρα του μέσου χιτώνα, τα οποία υπό την επίδραση τους πολλαπλασιάζονται και μεταναστεύουν στην περιοχή της βλάβης. Οι κυριότεροι παράγοντες που παράγονται από τα ενεργοποιημένα μακροφάγα είναι ο PDGF (platelet-derived growth factor), TGFβ (transforming growth 13

15 factor beta), HB-EGF (heparin binding epidermal growth factor), FGF (fibroblast growth factor), κυτοκίνες, ιντερλευκίνη -1, TNFα (tumor necrosis factor alpha). 1 Την ίδια επίδραση στα λεία μυϊκά κύτταρα έχουν και τα οξειδωμένα λίπη. Τα λεία μυϊκά κύτταρα που έχουν μεταναστεύσει στην περιοχή της βλάβης μπορούν να μετατραπούν και αυτά, όπως και τα μακροφάγα, σε αφρώδη κύτταρα, όταν το κυτταρόπλασμα τους γεμίσει με σταγονίδια λίπους. Τα σταγονίδια λίπους προέρχονται από φαγοκυττάρωση των σταγονιδίων λίπους των αφρώδων κυττάρων που νεκρώνονται από την πλήρως οξειδωμένη LDL. Με την πάροδο του χρόνου τα αφρώδη κύτταρα πεθαίνουν, προσθέτοντας το σταγονίδια λιπίδια που περιέχουν στο νεκρωτικό πυρήνα της αθηρωματικής βλάβης. Οι λιπώδεις ραβδώσεις, λοιπόν, εξελίσσονται βαθμιαία σε αθήρωμα μέσω του πολλαπλασιασμού των λείων μυϊκών κυττάρων, τα οποία συσσωρεύονται στην πλάκα και αποθέτουν άφθονη εξωκυττάρια ουσία. Καθώς η βλάβη γίνεται όλο και πιο ογκώδης, ο αυλός της αρτηρίας στενεύει και αυτό θα οδηγήσει σε κλινικές εκδηλώσεις όπως, η στηθάγχη και το έμφραγμα. 2, Βλάβη ενδοθηλίου και συμμετοχή αιμοπεταλίων. Η συνέχιση της παραγωγής οξειδωμένης LDL στην υπενδοθηλιακή στιβάδα οδηγεί σε κορεσμό ή και νέκρωση των φαγοκυττάρων. Έτσι, επιβαρύνεται η υπενδοθηλιακή στιβάδα με ποσότητα οξειδωμένης LDL, που προέρχεται από αδυναμία φαγοκυττάρωσης από τα κορεσμένα φαγοκύτταρα (μακροφάγα ή λεία μυϊκά κύτταρα), είτε από νέκρωση κορεσμένων αφρώδων κυττάρων (λόγω της τοξικής δράσης της πλήρως οξειδωμένης LDL), είτε από συνδυασμό των δύο παραπάνω. Η ελεύθερη πλέον οξειδωμένη LDL μπορεί να δράσει κυτταροτοξικά στα ενδοθηλιακά κύτταρα, προκαλώντας σημαντική βλάβη στο ενδοθήλιο. Τα λεία μυϊκά κύτταρα που βρίσκονται στο νεκρωτικό πυρήνα της βλάβης εκκρίνουν συνεχώς ινώδη στοιχεία, σχηματίζοντας αθηρωματικές πλάκες, οι οποίες αυξάνονται βαθμιαία. Αρχικά, οι βλάβες μεγαλώνουν αυξανόμενες προς την πλευρά του έξω χιτώνα, μέχρι να φτάσουν σε ένα κρίσιμο όριο, μετά το οποίο η ανάπτυξη της πλάκας συνεχίζεται και προς την πλευρά του αυλού του αγγείου. Οι βλάβη συνεχίζει να μεγαλώνει συνεχώς με τη μετανάστευση νέων μονοκυττάρων από το αίμα, 14

16 η οποία συνοδεύεται από κυτταρικό πολλαπλασιασμό, παραγωγή εξωκυττάριας ουσίας και συσσώρευση εξωκυτταρικών λιπιδίων. 2 Η βλάβη του ενδοθηλίου οδηγεί επιπρόσθετα σε προσκόλληση και συσσώρευση αιμοπεταλίων που ενεργοποιούνται να παράγουν παράγοντες δραστικούς επί των λείων μυϊκών κυττάρων (πολλαπλασιασμός και μετανάστευση). Αυτό έχει σαν συνέπεια επιδείνωση των αθηρωματικών βλαβών Οι αθηρωματικές βλάβες. Οι αθηρωματικές βλάβες αναπτύσσονται κυρίως σε μεγάλες και μεσαίους μεγέθους αρτηρίες, όπως οι στεφανιαίες, καρωτίδες, μηριαίες. Με βάση την American Heart Association υπάρχουν 6 τύποι αθηρωματικών αλλοιώσεων αυξανόμενης σοβαρότητας. Οι τύπου Ι και ΙΙ καλούνται «πρώιμες αλλοιώσεις», οι τύπου ΙV-VI καλούνται «προχωρημένες αλλοιώσεις», ενώ οι τύπου ΙΙΙ αντιπροσωπεύουν τη μεταβατική φάση με τον όρο «ενδιάμεσες αλλοιώσεις». 4 Οι πρώιμες και οι προχωρημένες αλλοιώσεις διαφέρουν και μορφολογικά και παθοφυσιολογικά. Οι τελευταίες συνδέονται με αποδιοργάνωση του αγγειακού τοιχώματος και είναι επιρρεπείς σε ρήξη δημιουργώντας κλινική συμπτωματολογία. 4 Οι τύπου Ι αλλοιώσεις αποτελούν μια μικροσκοπική συσσώρευση αφρωδών κυττάρων, όχι απαραίτητα ορατή με το γυμνό οφθαλμό. 4 Οι τύπου ΙΙ είναι οι γνωστές σε όλους λιπώδεις ραβδώσεις (fatty sticks) και υποδιαιρούνται στις ΙΙa που τείνουν να εξελίσσονται και στις ΙΙb που παραμένουν σταθερές. Οι λιπώδεις ραβδώσεις είναι υποστρέψιμες βλάβες και αποτελούνται από μακροφάγα, Τ-λεμφοκύτταρα γεμάτα με λιπίδια, μαζί με μικρό αριθμό λείων μυϊκών κυττάρων. Η εξέλιξη της αρχικής αθηρωματικής βλάβης εξαρτάται από την έκφραση των γονιδίων στα μακροφάγα. Έτσι, στο σημείο αυτό η βλάβη ή συνεχίσει να μεγαλώνει, εάν ενεργοποιηθούν γονίδια που τα οποία παράγουν αυξητικούς παράγοντες ( PDGF, FGF, HB-EGF), ή παραμένει στάσιμη ένα ενεργοποιηθούν γονίδια που εκφράζουν ανασταλτικούς παράγοντες (TGFβ, IL-1, TNFα). 4 15

17 Οι τύπου ΙΙΙ είναι πιο έντονες από τις προηγούμενες και καλούνται «προαθηρώματα» γιατί εξελίσσονται στις τύπου ΙV ή αλλιώς «αθηρώματα». Οι ενδιάμεσες βλάβες τύπου ΙΙΙ προκύπτουν από το πολλαπλασιασμό των μακροφάγων και των λείων μυϊκών κυττάρων και αποτελούνται από στρώματα από μακροφάγα, Τ κύτταρα και λεία μυϊκά κύτταρα. 4 Οι τύπου ΙV είναι οι κλασσικές αθηροσκληρυντικές αλλοιώσεις με την μεγάλη δεξαμενή λιπιδίων και τον έντονο πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών κυττάρων. 4 Οι τύπου V αλλοιώσεις διαφέρουν από τις προηγούμενες στην εξόχως έντονη παρουσία του ινώδους ιστού. Χωρίζονται σε Va όπου αναγνωρίζεται για πρώτη φορά το ινώδες κάλυμμα, Vb όπου παρατηρούνται αποτιτανώσεις και σε Vc όπου ο λιπιδικός πυρήνας είναι ελάχιστος και η εικόνα κυριαρχείται από την παραγωγή ινώδους ιστού. Το βασικό στοιχείο του τύπου αυτών αθηρωματικών αλλοιώσεων είναι η ινώδης πλάκα. Η ινώδης πλάκα αποτελείται από μεγάλο αριθμό αποπλατυσμένων λείων μυϊκών κυττάρων, μακροφάγα και Τ-λεμφοκύτταρα. Μέσα στην ινώδη πλάκα βρίσκονται επίσης κολλαγόνες και ελαστικές ίνες, αφρώδη κύτταρα και κρύσταλλοι χοληστερόλης. Μπορεί επίσης να παρατηρηθούν νεκρωτικές εστίες και περιοχές ασβέστωσης. Οι ινώδης πλάκα καλύπτεται από ινώδη κάψα, η οποία αποτελείται από λεία μυϊκά κύτταρα, πρωτεογλυκάνη, κολλαγόνα ινίδια, τμήματα βασικής μεμβράνης. Ο συνδετικός ιστός στην ινώδη κάψα είναι πολύ συμπαγής. 4 Οι τύπου VΙ αλλοιώσεις καλούνται και «επιπλεγμένες βλάβες» διότι έχουν τη μορφολογία των τύπου IV και V όμως χαρακτηρίζονται από επιφανειακή διάβρωση (VΙa), αιμορραγία (VΙb) ή σχηματισμό θρόμβου (VΙc). 4 Η τυπική αθηροσκληρυντική βλάβη αποτελείται λοιπόν από έναν λιπιδικό πυρήνα που καλύπτεται από ινώδες περίβλημα. Η πλειονότητα των πλακών παραμένουν ασυμπτωματικές. Οι υπόλοιπες προκαλούν κλινικά σύνδρομα με δυο τρόπους. Μια πλάκα μπορεί σταδιακά να ελαττώσει το εύρος του αυλού του αγγείου καταλήγοντας σε πτώση της αιματικής ροής. Με τον τρόπο αυτό αυξάνεται η προδιάθεση σε ισχαιμία σε περιόδους έντονων μεταβολικών αναγκών όπως την άσκηση. Εναλλακτικά, η πλάκα μπορεί να διαβρωθεί ή να ραγεί ξαφνικά με αποτέλεσμα το σχηματισμό θρόμβου ο οποίος μερικά ή ολικά αποφράσσει την κυκλοφορία. Ως εκ τούτου, η ρήξη της πλάκας ορίζεται 16

18 ως μια περιοχή διακοπής του ινώδους περιβλήματος όπου ο υπερκείμενος θρόμβος ευρίσκεται σε επαφή με το λιπιδικό πυρήνα. 5 Όταν η πλάκα ρηγνύεται και δε συνοδεύεται από κλινικές εκδηλώσεις τότε καλείται «σιωπηλή». Σε 40-80% των περιπτώσεων οξέος στεφανιαίου επεισοδίου πολλαπλές ρήξεις ανακαλύπτονται σε αρτηριακά τμήματα που απέχουν αρκετά από την υπεύθυνη αλλοίωση. Η θρομβωτική αντίδραση στη ρήξη της πλάκας εξαρτάται από τα εκτιθέμενα συστατικά της, την τοπική αιματική ροή, την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων από τη μηχανική τάση και από τη συστηματική θρομβογόνο και ινωδολυτική δραστηριότητα. 6 Εικόνα 3 σχηματικά απεικόνιση της δημιουργίας του αθηρώματος και της εξέλιξης της αθηρωματικής πλάκας. 3 17

19 1.4.Παράγοντες κινδύνου αθηροσκλήρωσης. Επιδημιολογικές μελέτες τα τελευταία 50 χρόνια έχουν αναγνωρίσει ποικίλους παράγοντες κινδύνου για αθηροσκλήρυνση. Αυτοί μπορούν διαχωριστούν σε λιπιδαιμικούς και μη λιπιδαιμικούς, σε γενετικούς και περιβαλλοντικούς και σε αναστρέψιμους και μη αναστρέψιμους. Με την εξαίρεση του φύλου και των επιπέδων της Lp(a), καθένας από τους υπόλοιπους γενετικούς παράγοντες περιλαμβάνει πολλαπλά γονίδια. 2 Οι παράγοντες κινδύνου για την ανάπτυξη καρδιαγγειακής νόσου είναι οι εξής: 2 1. αυξημένη ολική χοληστερόλη 2. αυξημένη LDL 3. μειωμένη HDL 4. αυξημένα τριγλυκερίδια 5. αρτηριακή υπέρταση 6. σακχαρώδης διαβήτης 7. παχυσαρκία 8. απουσία σωματικής άσκησης 9. κάπνισμα 10. ηλικία 11. φύλο 12. οικογενειακό ιστορικό 13. ομοκυστεΐνη 14. λιποπρωτεΐνη (α) Lp( α) 15. ινωδογόνο 16. stress 17. φλεγμονή 18

20 Λιπιδαιμικοί παράγοντες 1. αυξημένη ολική χοληστερόλη 2. αυξημένη LDL 3. ελαττωμένη HDL 4. αυξημένα τριγλυκερίδια 5. αυξημένη Lp (a) Μη λιπιδαιμικοί παράγοντες 1. κάπνισμα 2. φύλο 3. Υπέρταση 4. Διαβήτης 5. Ηλικία 6. Παχυσαρκία 7. Απουσία άσκησης 8. αυξημένο Ινωδογόνο 9. Stress 10. αυξημένη ομοκυστεΐνη 11. Οικογενειακό ιστορικό 12. Φλεγμονή Πίνακας Ι: λιπιδαιμικοί και μη λιπιδαιμικοί παράγοντες εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσου 2 Γενετικοί παράγοντες Περιβαλλοντικοί παράγοντες 1. αυξημένη ολική χοληστερόλη 2. αυξημένη LDL 3. ελαττωμένη HDL 4. αυξημένα τριγλυκερίδια 5. αυξημένη Lp (a) 6. παχυσαρκία 7. υπέρταση 8. αυξημένη ομοκυστεϊνη 9. διαβήτης τύπου ΙΙ 10. αυξημένο ινωδογόνο 11. ηλικία 12. φύλο 1. κάπνισμα 2. υπέρταση 3. διαβήτης 4. Παχυσαρκία 5. Απουσία άσκησης 6. Stress 7. Φλεγμονή Πίνακας ΙΙ: γενετικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσο 2 19

21 Αναστρέψιμοι παράγοντες Μη αναστρέψιμοι παράγοντες 1. αυξημένη ολική χοληστερόλη 2. αυξημένη LDL 3. ελαττωμένη HDL 4. αυξημένα τριγλυκερίδια 5. κάπνισμα 6. υπέρταση 7. διαβήτης 8. ινωδογόνο 9. παχυσαρκία 10. ομοκυστεΐνη 11. stress 12. απουσία σωματικής άσκησης 1. φύλο 2. ηλικία 3. οικογενειακό ιστορικό 4. Lp(a) Πίνακας ΙΙΙ: αναστρέψιμοι και μη αναστρέψιμοι παράγοντες εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσου Αυξημένη ολική χοληστερόλη. Η ολική αυξημένη χοληστερόλη αποτελεί ένα από τους βασικότερους παράγοντες εκδηλώσεις καρδιαγγειακής νόσου. Μία από τις γνωστές προοπτικές μελέτες, η μελέτη Framingham που άρχισε το 1949 στην ομώνυμη πόλη των ΗΠΑ, και συνεχίζεται μέχρι σήμερα, έδειξε ότι η πιθανότητα εμφάνισης στεφανιαίας νόσου αυξάνει ανάλογα με τα αυξημένα επίπεδα της χοληστερόλης. Κατέδειξαν ότι αύξηση της χοληστερόλης (CH) κατά 10% αντιστοιχεί σε αύξηση της θνητότητας από καρδιαγγειακή νόσο κατά 9% Αυξημένη LDL. H LDL είναι η κυριότερη λιποπρωτεΐνη μεταφορέας χοληστερόλης και αποτελεί ένα από τους σημαντικότερους παράγοντες εκδήλωσης της καρδιαγγειακής νόσου. Τέσσερις μονογονιδιακές νόσοι αυξάνουν σε 20

22 σημαντικό βαθμό τα επίπεδα της LDL μειώνοντας την δραστηριότητα των ηπατικών LDL υποδοχέων, τις οποίες θα αναλύσουμε αναλυτικά παρακάτω. 2,7,8,9 Εικόνα 4 μονογονιδιακές νόσοι που σχετίζονται με αυξημένες τιμές LDL στο αίμα και οδηγούν στην εκδήλωση καρδιαγγειακών νοσημάτων Μειωμένη HDL. Τα χαμηλά επίπεδα της HDL συνδέονται με την αύξηση του κινδύνου εκδήλωσης της στεφανιαίας νόσου τόσο στους άνδρες όσο και στις γυναίκες. Υπάρχει στενή αντίστροφη σχέση μεταξύ επιπέδων HDL και στεφανιαίας νόσου. Η προστασία που προσφέρει η HDL οφείλεται ίσως στο γεγονός ότι οι HDL μεταφέρουν χοληστερόλη από το τοίχωμα των αρτηριών προς το ήπαρ (αντίστροφη μεταφορά χοληστερόλης), αποτελούν αποθήκη των πρωτεϊνών Apo C II και Apo E, εστεροποιούν την χοληστερόλη και πιθανόν αποτρέπουν την LDL από οξείδωση. Οι παράγοντες που επηρεάζουν αρνητικά την τιμή της HDL χοληστερόλης στο αίμα είναι : γενετικοί, υπερτριγλυκεριδαιμία, κάπνισμα, 21

23 φάρμακα, ενώ παράγοντες που αυξάνουν την τιμή της HDL στο αίμα είναι: οιστρογόνα, οινόπνευμα (20-40 g/ημερησίως), κληρονομικοί, μεσογειακή διατροφή, άσκηση, υπολιπιδαιμικά φάρμακα. 7, Αυξημένα τριγλυκερίδια. Υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των αυξημένων τριγλυκεριδίων του πλάσματος με της εκδήλωσης στεφανιαίας νόσου. Η αυξημένη στάθμη των τριγλυκεριδίων συνοδεύεται από ελαττωμένα επίπεδα της HDL. Ακόμη η υπερτριγλυκεριδαιμία φαίνεται να σχετίζεται και με αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης στην περιφέρεια. Είναι πιθανό επίσης η αύξηση των τριγλυκεριδίων να είναι δείκτης υπερπηκτικότητας του αίματος, λόγω σύνδεσης των τριγλυκεριδίων με τους παράγοντες VIIc και ΡΑΙ-1 με αποτέλεσμα τη θρομβογένεση. Τιμές τριγλυκεριδίων από mg% συνδέονται άμεσα με στεφανιαία νόσο. 7,9, Αρτηριακή υπέρταση. Οι περισσότερες επιδημιολογικές μελέτες δείχνουν ότι η στεφανιαία νόσος συνδέεται στενά με την αρτηριακή υπέρταση. Η αρτηριακή υπέρταση διπλασιάζει τον κίνδυνο στεφανιαίας νόσου ανεξάρτητα από τις τιμές της χοληστερόλης, ενώ η συνύπαρξη αρτηριακής υπέρτασης, αυξημένης χοληστερόλης και καπνίσματος πολλαπλασιάζει 9 φορές τον κίνδυνο. Η υπέρταση συμβάλλει στην ανάπτυξη αθηρωματικής βλάβης στα αγγεία με διάφορους μηχανισμούς. Έτσι, η υπέρταση α) συμβάλλει στο τραυματισμό του ενδοθηλίου των αγγείων, β) προκαλεί αύξηση της χοληστερόλης και της πρόσληψης της από το ενδοθήλιο που οφείλεται σε αυξημένα επίπεδα κατεχολαμινών γ) προκαλεί αύξηση των τριγλυκεριδίων που οφείλεται σε ανεπάρκεια της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης (LPL) λόγω βλάβης του ενδοθηλίου δ) έχει προφλεγμονώδη δράση αυξάνοντας το σχηματισμό H 2 O 2 και ριζών ΟΗ, οι οποίες ελαττώνουν τη σύνθεση του ΝΟ από το ενδοθήλιο και αυξάνουν τις περιφερικές αντιστάσεις ε) αυξάνεται η παραγωγή αγγειοτενσίνης ΙΙ, η οποία προκαλεί αγγειόσπασμο, υπερτροφία λείων μυϊκών ινών, αύξηση της οξείδωσης της LDL. 2,9,14 22

24 1.4.6.Σακχαρώδης διαβήτης. Ο σακχαρώδης διαβήτης αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσου και κυρίως ο διαβήτης τύπου ΙΙ. Στο σακχαρώδη διαβήτη προκαλούνται πολλές διαταραχές στα λιπίδια του αίματος, οι οποίες συμβάλλουν στην αθηρογένεση. Οι σημαντικότερες είναι : η μείωση σύνθεσης των HDL, ιδιαίτερα των HDL 2 αύξηση των VLDL και των τριγλυκεριδίων, αύξηση της υπεροξείδωσης των LDL αύξηση των επιπέδων της λιποπρωτεΐνης (α) Lp (a) 9,10, Παχυσαρκία. Η παχυσαρκία, ιδιαίτερα η κεντρικού τύπου, είναι σημαντικός παράγοντας κινδύνου εκδήλωσης της αθηρωματικής νόσου. Η παχυσαρκία, ιδιαίτερα του κεντρικού τύπου είναι η πιο επικίνδυνη γιατί προκαλεί αύξηση των τριγλυκεριδίων, της χοληστερόλης, διαβήτη, ινσουλινοαντοχή, ελάττωση της HDL, υπέρταση, αύξηση ινωδογόνου και υπερτροφία των λείων μυϊκών ινών. 1, Απουσία σωματικής άσκησης. Η σωματική άσκηση προκαλεί πτώση της αρτηριακής πίεσης, ελάττωση του σωματικού βάρους, αύξηση της HDL, ελάττωση της LDL και των τριγλυκεριδίων, μείωση του ινωδογόνου, μείωση της δραστηριότητας των αιμοπεταλίων και ινωδόλυση μέσω ενεργοποίηση του πλασμινογόνου. 9, Κάπνισμα. Το κάπνισμα, τόσο το ενεργητικό, όσο και το παθητικό αποτελεί σημαντικό παράγοντα εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσου. Οι καπνιστές έχουν 2-3 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα να πεθάνουν από στεφανιαία νόσο από ότι οι μη καπνιστές. Οι τοξικές ουσίες που περιέχονται στο τσιγάρο μπορούν να προκαλέσουν τραυματισμό του ενδοθηλίου των αγγείων και προσέλκυση κυττάρων που εμπλέκονται στο σχηματισμό αθηρωματικών βλαβών. 1 Βλάβες μπορούν να προκληθούν τόσο από το ενεργητικό όσο και από το παθητικό 23

25 κάπνισμα. Πιο αναλυτικά, οι βλαπτικές ουσίες του τσιγάρου μπορούν να προκαλέσουν αύξηση του ινωδογόνου και της συγκολλητικότητας των αιμοπεταλίων, διαταραχές των λιπιδίων, τραυματισμό του αγγειακού τοιχώματος, αγγειόσπασμο και αρρυθμίες λόγω αύξησης του τόνου του συμπαθητικού συστήματος. 9, Ηλικία. Η αθηροσκλήρωση αποτελεί εξελικτική νόσο και ο κίνδυνος μεγαλώνει με την αύξηση της ηλικίας. Εμφανίζεται συνήθως σε ηλικίες 45 και πάνω, χωρίς να αποκλείονται και νεότερα άτομα Φύλο. Οι άνδρες κάτω από την ηλικία των 60 χρόνων αναπτύσσουν καρδιαγγειακή νόσο πάνω από το διπλάσιο σε σχέση με τις γυναίκες, γεγονός που οφείλεται στην προστατευτική ικανότατα των οιστρογόνων των γυναικών. Το ποσοστό αυτό εξισώνεται μετά την εμμηνόπαυση, μια και παύει να ισχύει η ευεργετική δράση των οιστρογόνων στις γυναίκες. 1, Οικογενειακό ιστορικό. Το οικογενειακό ιστορικό αποτελεί πολύ σημαντικό παράγοντα εκδήλωσης στεφανιαίας νόσου. Άτομα που έχουν θετικό οικογενειακό ιστορικό προέρχονται από οικογένειες όπου συγγενείς τους πρώτου ή δευτέρου βαθμού έχουν υποστεί έμφραγμα ή αιφνίδιο θάνατο, ή στηθάγχη σε ηλικία μικρότερη των 55 ετών για τους άνδρες και 65 για τις γυναίκες Ομοκυστεΐνη. Είναι ενδιάμεσο μεταβολικό προϊόν του απαραίτητου αμινοξέος μεθειονίνη που κατά 50% μετατρέπεται σε κυστεΐνη ή επανακυκλώνεται με μεθυλίωση πάλι σε μεθειονίνη. Για τη μετατροπή της ομοκυστεΐνης (ΟΜΟ) σε κυστεΐνη απαιτείται ένας συμπαράγοντας της πυριδοξίνης (βιταμίνη Β6), ενώ η Β12 και το φολλικό οξύ είναι απαραίτητα για την επανακύκλωση της. Άτομα με μεγάλη 24

26 συγκέντρωση ομοκυστεΐνης στο πλάσμα παρουσιάζουν σε αυξημένη συχνότητα πρώιμη αθηροσκλήρωση και θρομβοεμβολικά επεισόδια Λιποπρωτεΐνη (α) Lp(a). Έχει διαπιστωθεί σχετική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων Lp(a) και της ανάπτυξης καρδιαγγειακής νόσου. Η συσχέτιση της Lp(a) με τα καρδιαγγειακά νοσήματα οφείλεται στην ομολογία της με το πλασμινογόνο. Η Lp(a) συνδέεται με υποδοχείς πλασμινογόνου και αναστέλλει την ινωδόλυση, δρώντας ανταγωνιστικά. H Lp(a) έχει παρόμοια δομή με αυτή των λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας και φέρει μία επιπλέον λιποπρωτεΐνη, την απολιποπρωτεΐνη a. Θεωρείται παράγοντας αθηρογένεσης και θρομβογένεσης όταν τα επίπεδά της στο πλάσμα είναι >30mg%. Οι συγκεντρώσεις της Lp(a) αυξάνουν συχνά σε άτομα με διαβήτη, υποθυρεοειδισμό και πάσχοντες από χρόνια νεφρική ανεπάρκεια που παρουσιάζουν μικρολευκωματουρία και μειώνονται σε ασθενείς με ηπατική ανεπάρκεια και υπερθυρεοειδισμό. Τέλος, τα επίπεδα της Lp(a) δεν επηρεάζονται από την ηλικία, το φύλο, τη διατροφή και τη σωματική άσκηση Ινωδογόνο. Το ινωδογόνο είναι μία διαλυτή πρωτεΐνη μεγάλου μοριακού βάρους που παράγεται στο ήπαρ και έχει χρόνο ημιζωής ώρες και μέση παραδεκτή τιμή στο πλάσμα <300 mg/ml. Οι τιμές του ινωδογόνου επηρεάζονται από γενετικούς παράγοντες ή από επίκτητα αίτια όπως η παχυσαρκία, το κάπνισμα, το stress, o διαβήτης, κορτιζόνη, ηλικία, τραύμα, λοίμωξη, υπέρταση, υπερλιπιδαιμία, εμμηνόπαυση, αντισύλληψη, κληρονομική παράγοντες. Ο μηχανισμός δράσης των υψηλών επιπέδων του ινωδογόνου στην εκδήλωση στεφανιαίας νόσου είναι αθηρογόνος και θρομβογόνος. Έτσι το ινωδογόνο : 1. Συμβάλλει στην δημιουργία και εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας με τη διέγερση των λείων μυϊκών κυττάρων που με τη βοήθεια της Lp(α) οργανώνεται η βλάβη και προάγονται οι θρομβώσεις που συμβαίνουν στις ρήξεις των πλακών 2. Αυξάνει τη γλοιότητα του πλάσματος και του αίματος 25

27 3. Επηρεάζει τη συνάθροιση των αιμοπεταλίων 4. Επηρεάζει την ποσότητα του ινώδους που εναποτίθεται 5. Επηρεάζει την ποιότητα του θρόμβου Το stress. Άτομα με προσωπικότητα που την χαρακτηρίζει ανταγωνιστικότητα, άγχος και επιθετικότητα εμφανίζουν συχνότερα καρδιαγγειακή νόσο Φλεγμονή. Η φλεγμονή φαίνεται να έχει έναν σημαντικό ρόλο στην παθογένεια των καρδιαγγειακών συμβάντων, γι αυτό και οι μετρήσεις των δεικτών φλεγμονής έχουν προταθεί ως δείκτες μέτρησης του καρδιαγγειακού κινδύνου. Προηγούμενες λοιμώξεις με χλαμύδια της πνευμονίας, H.pylori, ιό απλού έρπητα ή CMV μπορεί να αποτελούν πηγή χρόνιας φλεγμονής που να οδηγεί σε εκδήλωση καρδιαγγειακής νόσου. Υπάρχουν μελέτες που αναφέρονται στη θετική συσχέτιση των υψηλών τίτλων H.pylori και συγκεντρώσεων δεικτών φλεγμονής όπως ινωδογόνου, CRP και λευκών αιμοσφαιρίων που από μόνοι τους αυξάνουν τον κίνδυνο αγγειακής νόσου 15. Οι Xu και Wick πρότειναν ότι η αυτοάνοση αντίδραση έναντι της ενδογενούς heat-shock protein 60 (hsp60), ένα αντιγόνο από το ενδοθήλιο αποτελεί την απαρχή της αθηροσκλήρωσης. 15,16 Το H.pylori περιέχει την πρωτεΐνη hsp60. Διερευνάται η πιθανότητα αυτοανοσοποίησης του οργανισμού στην πρωτεΐνη αυτή. Την ίδια πρωτεΐνη περιέχει και το χλαμύδιο της πνευμονίας. 15,17 Ακόμη τα χλαμύδια της πνευμονίας και ο κυτταρομεγαλοϊός συμβάλουν στη μετάλλαξη του γονίδιου p53 που εκφράζει την απόπτωση των κυττάρων και αντικατάστασή τους από νεότερα. Έτσι, έχουμε μη απόπτωση των κυττάρων και την απαρχή της δημιουργίας της αθηροματώδους πλάκας. Ο σημαντικότερος δείκτης φλεγμονής που φαίνεται να σχετίζεται με καρδιαγγειακά νοσήματα είναι η CRP. 26

28 2.Λιπίδια. Τα λίπη των τροφών διακρίνονται σε τριγλυκερίδια, χοληστερόλη, φωσφολιπίδια και ελευθέρα λιπαρά οξέα. Τα λίπη είναι υδρόφοβα και για αυτό δεν μπορούν να κυκλοφορήσουν ελεύθερα στο αίμα. Για να το πετύχουν αυτό συνδέονται με λευκώματα, τις αποπρωτεΐνες και σχηματίζουν συνθέτες ενώσεις τις λιποπρωτεΐνες. Το μόριο των λιποπρωτεϊνών είναι διατεταγμένο έτσι ώστε να είναι διαλυτό στο νερό και επομένως στο πλάσμα Χοληστερολη. Η χοληστερόλη είναι μία στερόλη που όμως συγκαταλέγεται στα λίπη λόγω της στενή σχέσης της με αυτά. Βρίσκεται ως ελεύθερη χοληστερόλη ή συνδεδεμένη με ένα μόριο λιπαρού οξέως (εστέρας χοληστερόλης). 10 Φυσιολογικά επίπεδα της χοληστερίνης στους ενήλικες είναι μέχρι 200 mg/dl (5,1 mmol). Ο κύριος όγκος της χοληστερίνης του πλάσματος βρίσκεται στα μόρια της λιποπρωτεΐνης LDL Προέλευση της χοληστερόλης. Χοληστερόλη προσλαμβάνει ο ανθρώπινος οργανισμός από τις τροφές. Τα κύτταρα του ήπατος, των επινεφριδίων και των γονάδων μπορούν να παράγουν και τα ίδια χοληστερόλη. Έτσι, τα 2/3 της χοληστερόλης προέρχονται από ενδογενή παραγωγή της και το 1/3 από τις τροφές. Καθώς τα κύτταρα γεμίζουν με την προσλαμβανόμενη χοληστερόλη σταματά η ενδογενής παραγωγή της και παύει η περαιτέρω είσοδος χοληστερόλης από την κυκλοφορία Απομάκρυνση της χοληστερόλης από την κυκλοφορία. Η χοληστερόλη απομακρύνεται από το αίμα κατά κύριο λόγω μέσω του ήπατος, και συγκεκριμένα με την βοήθεια των υποδοχέων της LDL (LDLR low density lipoprotein receptor) που βρίσκονται στην επιφάνεια των ηπατοκυττάρων. Οι LDLR βρίσκονται στην επιφάνεια όλων των εμπύρηνων κυττάρων, όμως η απομάκρυνσή των LDL σωματιδίων από την κυκλοφορία του αίματος γίνεται κατά κύριο λόγω από τα ηπατοκύτταρα ( σε ποσοστό 75%) Η χοληστερόλη λοιπόν φυσιολογικά κυκλοφορεί στο σώμα για 2,5 27

29 ημέρες και μετά καθαρίζεται από το ήπαρ. Στην οικογενή υπερχοληστερολαιμία, αυτό το χρονικό διάστημα διπλασιάζεται στις 4,5 μέρες. Αυτό οδηγεί σε ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα LDL με τις άλλες μορφές της χοληστερόλης να παραμένουν φυσιολογικά, κυρίως η HDL. Η επιπλέον χοληστερόλη LDL προσλαμβάνεται από όλα κύτταρα του οργανισμού, κυρίως από τα μακροφάγα των αρτηριών, επάγοντας έτσι την αθηροσκλήρωση. Εικόνα 5 τρόποι μεταφοράς χοληστερόλης από και προς τους ιστούς: α) τα χυλομικρά CM που περιέχουν ApoB-48, τριγλυκερίδια και χοληστερόλη, μεταφέρουν τα λίπη των τροφών από το έντερο στους υπόλοιπους ιστούς. Στους ιστούς, τα τριγλυκερίδια μετατρέπονται από το ένζυμο λιποπρωτεϊνική λιπάση LPL σε γλυκερόλη και λιπαρά οξέα, τα οποία παραλαμβάνονται από τα κύτταρα, είτε για ενεργειακή χρήση είτε για αποθήκευση. Τα υπολείμματα των χυλομικρών CMR που απομένουν μετά την δράση της LPL, εμπλουτίζονται σε χοληστερόλη και προσλαμβάνουν ApoE από το πλάσμα διατηρώντας την ApoB-48. Διερχόμενα διαμέσου του ήπατος, αλληλεπιδρούν με υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια ApoER, προσλαμβάνονται από τα ηπατοκύτταρα και απομακρύνονται από την κυκλοφορία. β) η χοληστερόλη των τροφών μαζί με αυτή που παράγεται στο ήπαρ ενσωματώνεται στο ήπαρ σε σωματίδια VLDL, που περιέχουν μεγάλες ποσότητες τριγλυκεριδίων, ApoB-100 και ApoE. Τα σωματίδια VLDL διέρχονται δια μέσω των ιστών όπου απομακρύνονται τα τριγλυκερίδια από τη δράση της LPL και το εναπομένον υλικό, μετά και από την απώλεια λίπους χαμηλής πυκνότητας, μετατρέπεται σε σωματίδια IDL. Τα IDL είτε επιστρέφουν στο ήπαρ, είτε συρρικνώνονται σε σωματίδια LDL, που αποτελούνται από ένα μόριο ApoB-100, μερικά φωσφολιπίδια και ελεύθερη χοληστερόλη, καθώς και μεγάλες ποσότητες εστέρα χοληστερόλης, που σχηματίζεται με τη δράση του ενζύμου ακύλο-coa-χοληστερολο-ακυλοτρανσφεράση ACAT, το οποίο βρίσκεται στο εσωτερικό του σωματιδίου. Τα δύο τρίτα περίπου των σωματιδίων LDL αποτελούνται από χοληστερόλη κάποιας μορφής και είναι οι κύριοι δότες χοληστερόλης στους εξωηπατικούς ιστούς που φέρουν υποδοχείς LDL. γ) το πλεόνασμα της χοληστερόλης επιστρέφει από τους ιστούς στο ήπαρ, μέσω των HDL, που εκκρίνονται αρχικά από το ήπαρ συμπληρωμένες με ApoA-I και ApoA-II και μερικά φωσφολιπίδια, προσλαμβάνουν ελεύθερη χοληστερόλη από τους ιστούς, τη μετατρέπουν σε εστέρα χοληστερόλης και την επιστρέφουν στο ήπαρ, όπου αλληλεπιδρούν με τους υποδοχείς της ApoA και ελευθερώνουν το φορτίο τους

30 2.2.Λιποπρωτείνες. Οι λιποπρωτεΐνες είναι ετερογενή μεγαλομοριακά σύμπλοκα λιπιδίων και ειδικών πρωτεϊνών, των αποπρωτεϊνών (Apo), διαμέτρου nm, που διασφαλίζουν τη μεταφορά στη συστηματική κυκλοφορία και τη διανομή στους ιστούς λιπιδίων (χοληστερόλη, τριγλυκερίδια, φωσφολιπίδια) και λιποδιαλυτών μορίων (βιταμίνες και ορισμένα φάρμακα). 10,13 Το λιποπρωτεϊνικό σύμπλοκο έχει σφαιρική δομή, που διευκολύνει τη διαλυτότητα του στο υδατικό περιβάλλον του πλάσματος. Ειδικότερα, το σύμπλοκο αποτελείται από υδρόφοβο λιποειδή πυρήνα, που περιέχει κυρίως τριγλυκερίδια και εστέρες της χοληστερόλης, και υδρόφιλη επιφάνεια, που περιέχει πρωτεϊνικά στοιχεία συνδεδεμένα, ανάλογα με το βαθμό υδροφιλίας ή υδροφοβίας τους, με φωσφολιπίδια (κυρίως λεκιθίνες) και ελεύθερη χοληστερόλη. 10,13 Εικόνα 6 δομή λιποπρωτεΐνης Οι λιποπρωτεΐνες διαχωρίζονται (α) βάση της πυκνότητας με υπερφυγοκέντρηση σε 5 κλάσματα, τα χυλομικρά (CM d<0,96 g/ml), τις VLDL (πολύ χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνες d=0,96-1,006 g/ml), τις IDL (ενδιάμεσης πυκνότητας λιποπρωτεΐνες d=1,006-1,019 g/ml), τις LDL (χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνες d=1,019-1,063 g/ml) και τις HDL (υψηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνες d=1,063-1,210) g/ml και (β) βάση του φορτίου τους με ηλεκτροφόρηση σε 4 λιποπρωτεϊνικά κλάσματα, τα 29

31 χυλομικρά, τις β-λιποπρωτεΐνες, τις προ-β-λιποπρωτεΐνες και τις α- λιποπρωτεΐνες. Εικόνα 7 ταξινόμηση των κυριότερων λιποπρωτεϊνών Χυλομικρά. Τα χυλομικρά είναι τα μεγαλύτερα λιποπρωτεϊνικά σωματίδια με τη μικρότερη πυκνότητα. Συντίθεται στο έντερο και μεταφέρουν κυρίως τα τριγλυκερίδια και τη χοληστερόλη των τροφών στα κύτταρα των διαφόρων ιστών μέσω της συστηματικής κυκλοφορίας. Τα τριγλυκερίδια των τροφών που προσδένονται στα χυλομικρά, υδρολύονται από τη λιποπρωτεϊνική λιπάση LPL στο αγγειακό ενδοθήλιο των τριχοειδών του λιπώδους ιστού, του σκελετικού και του καρδιακού μυός και του μαστού κατά την διάρκεια της γαλουχίας. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα που προέρχονται από την παραπάνω υδρόλυση, είτε χρησιμοποιούνται για τις ενεργειακές ανάγκες των κυττάρων, είτε αποθηκεύονται στο λιπώδη ιστό σε συμπαγές σώμα άνυδρου λίπους, αφού 30

32 προηγουμένως επανεστεροποιηθούν σε τριγλυκερίδια. Η υδρόλυση των τριγλυκεριδίων από την LPL μειώνει τον αρχικό όγκο των χυλομικρών και αυξάνει την περιεκτικότητας τους σε χοληστερόλη. Τα μετασχηματισμένα αυτά χυλόμικρα φτάνουν στα ηπατοκύτταρα και διασπώνται. Η συγκέντρωση των μετασχηματισμένων χυλομικρών στο πλάσμα αυξάνει μετά από ένα γεύμα πλούσιο σε λίπη και χοληστερόλη. Δώδεκα ώρες μετά το γεύμα δεν υπάρχουν χυλομικρά στη κυκλοφορία, με εξαίρεση την υπερλιποπρωτεϊναιμία τύπου Ι VLDL. Οι VLDL συντίθενται στο ήπαρ και στο λεπτό έντερο, έχουν διάμετρο nm και μεταφέρουν τριγλυκερίδια και χοληστερόλη από τη συστηματική κυκλοφορία και το ήπαρ προς τους ιστούς. Το 55% και παραπάνω των λιπιδίων των VLDL είναι τριγλυκερίδια, ενώ οι αποπρωτεΐνες αντιπροσωπεύουν το 10% της ολικής τους μάζας. Στην κυκλοφορία τα τριγλυκερίδια των VLDL υδρολύονται με τη δράση της LPL και της ηπατικής λιπάσης σε γλυκερόλη και λιπαρά οξέα. Τα λιπαρά οξέα μεταφέρονται στη συστηματική κυκλοφορία συνδεδεμένα με λευκωματίνη και είτε χρησιμοποιούνται άμεσα από τους διάφορους ιστούς για ενεργειακούς σκοπούς, είτε αποθηκεύονται στο λιπώδη ιστό. Με τον τρόπο αυτό οι VLDL μετασχηματίζονται, μειώνεται συνεχώς η διάμετρος και η πυκνότητα τους και μεταπίπτουν σε σωματίδια, που ονομάζονται LDL. Στον ορό ενός φυσιολογικού ατόμου, 12 ώρες μετά το φαγητό παραμένει το 10% των VLDL της τροφής LDL. Οι LDL αντιπροσωπεύουν την τελική μορφή αποικοδόμησης των VLDL και διαχωρίζονται σε LDL 1 ( IDL ) και LDL 2. Είναι σωματίδια διαμέτρου περίπου nm και περιέχουν κυρίως χοληστερόλη σε ποσοστό 70% περίπου του συνόλου των λιπιδίων των LDL, την οποία μεταφέρουν και εναποθέτουν στους ιστούς και στα κύτταρα που φέρουν ειδικούς υποδοχείς LDL. Οι αποπρωτεΐνες αντιπροσωπεύουν το 25% της ολικής μάζας των LDL. Η αύξηση των επιπέδων LDL, λόγω έλλειψης υποδοχέων συνδέεται με άμεσο κίνδυνο καρδιοπαθειών. Στον ορό των φυσιολογικών ατόμων, οι LDL 31

33 αντιπροσωπεύουν περίπου το 60% των κυκλοφορούντων λιποπρωτεϊνών, 12 ώρες μετά το γεύμα. Οι χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνες LDL χρησιμεύουν για τη μεταφορά της χοληστερόλης στους ιστούς, όπου χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή μεμβρανών των νέων κυττάρων και ορμονών. Τα μόρια των LDL συνδέονται με ειδικούς υποδοχείς LDLR στην επιφάνεια των κυττάρων HDL. Οι HDL αποτελούν την βασική οδό επιστροφής της χοληστερόλης των περιφερικών κυττάρων στο ήπαρ όπου και αποικοδομείται. Οι HDL είναι οι μικρότερες λιποπρωτεΐνες, μέσης διαμέτρου 6-14 nm, μεταφέρουν χοληστερόλη από τα περιφερικά κύτταρα στο ήπαρ, όπου δεσμεύονται σε ειδικούς ηπατικούς υποδοχείς και αποικοδομούνται. Το 40% των ολικών λιπιδίων των HDL αποτελείται από χοληστερόλη και το 50% από φωσφολιπίδια. Οι αποπρωτεΐνες αντιπροσωπεύουν το 50% της ολικής μάζας των HDL. 13 Οι HDL συντίθεται κυρίως στο ήπαρ και λιγότερο στο έντερο και εμπλουτίζονται στην κυκλοφορία με χοληστερόλη και φωσφολιπίδια, που προέρχονται από τη λιπόλυση των χυλομικρών και των IDL. Επιπλέον, οι HDL λειτουργούν ως υποδοχείς των προϊόντων αποικοδόμησης άλλων λιποπρωτεϊνών, όπως των χυλομικρών και των IDL, προσδένοντας από λιποπρωτεΐνες ( ApoC και ApoE) και φωσφολιπίδια, υποβοηθώντας έτσι στην σταδιακή αποικοδόμηση των άλλων λιποπρωτεϊνών. Ειδικότερα, το ελεύθερο υδροξύλιο της χοληστερόλης των HDL εστεροποιείται στην κυκλοφορία με την ταυτόχρονη μεταφορά λιπαρού οξέος από τις λεκιθίνες (φωσφολιπίδια) των χυλομικρών, αντίδραση που καταλύεται από το ένζυμο λεκιθινοχοληστερολο-ακυλοτρανσφεράση LCAT. Το 30% των HDL παραμένει στην κυκλοφορία ενός φυσιολογικού ατόμου 12 ώρες μετά το γεύμα. Οι λιποπρωτεΐνες HDL μεταφέρουν περίσσεια χοληστερόλης από την περιφέρεια στο ήπαρ, όπου μεταβολίζονται με την βοήθεια της ηπατικής λιπάσης. Η χοληστερόλη των HDL προέρχεται από την φυσιολογική καταστροφή των κυττάρων και από τις αθηρωματικές πλάκες. Έτσι, αυξημένα επίπεδα HDL 32