Μελέτη των λειτουργιών μιας μεταλλαγμένης μορφής της απολιποπρωτεΐνης Ε με βελτιωμένες βιολογικές ιδιότητες

Πανεπιστήμιο Πατρών Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής Μεταπτυχιακή Εργασία Μελέτη των λειτουργιών μιας μεταλλαγμένης μορφής της απολιποπρωτεΐνης Ε με βελτιωμένες βιολογικές ιδιότητες Της ΦΩΤΙΑΔΟΥ Χ. ΕΛΙΣΑΒΕΤ Ιατρός, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, 2008 Υποβάλεται για τη μερική εκπλήρωση των υποχρεώσεων του μεταπτυχιακού προγράμματος στις Βασικές Ιατρικές Επιστήμες 2010

Έγκριση από την Τριμελή Επιτροπή Επιβλέπων Καθηγητής Κυπραίος Η. Κυριάκος, PhD Αναπληρωτής Καθηγητής Φαρμακολογίας Καθηγητής Μέλος Γκρέκα-Σπηλιώτη Βασιλική, MD Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Παιδιατρικής Ενδοκρινολογίας Καθηγητής Μέλος Παπαχρήστου Διονύσιος, MD, PhD Επίκουρος καθηγητής Παθολογικής Ανατομίας 2

Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Κυπραίο Κυριάκο για την υπομονετική και γεμάτη κατανόηση καθοδήγησή του στα πρώτα μου βήματα στον χώρο της έρευνας. Η εμπιστοσύνη και η συνεχής ενθάρρυνσή του με βοήθησαν να εγκλιματιστώ, αλλά και να έρθω σε ουσιαστική επαφή με τον ερευνητικό χώρο, ενώ οι παρατηρήσεις και οι υποδείξεις του εμπλούτισαν τον τρόπο σκέψης μου. Ευχαριστώ πολύ την κ. Γκρέκα-Σπηλιώτη Βασιλική και τον κ. Παπαχρήστου Διονύσιο, μέλη της τριμελούς επιτροπής, για τις γόνιμες παρατηρήσεις τους, καθώς και για την διάθεση και προθυμία τους να με βοηθήσουν στην προσπάθειά μου. Θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου και προς τον κ. Καλπαξή Δημήτριο, ο οποίος ως υπεύθυνος του μεταπτυχιακού προγράμματος ήταν πάντα κοντά σε εμένα αλλά και στους υπόλοιπους μεταπτυχιακούς φοιτητές και ήταν πρόθυμος να επιλύσει τα όποια προβλήματα προέκυπταν. Ευχαριστώ πολύ όλους τους μεταπτυχιακούς φοιτητές και υποψήφιους διδάκτορες τόσο του εργαστηρίου Φαρμακολογίας, όσο και των εργαστηρίων της Βιολογίας και της Βιοχημείας, που ήταν πρόθυμοι να βοηθήσουν και να μου μεταδώσουν τις γνώσεις τους Τέλος, ευχαριστώ πολύ την οικογένεια μου και τους φίλους μου για την αγάπη και τη στήριξή τους σε κάθε προσπάθειά μου. 3

Περίληψη Η αθηρωματική νόσος είναι η κύρια αιτία καρδιαγγειακών νοσημάτων (CVD). Σύμφωνα με τον WHO το 2004 οι θάνατοι λόγω CVD ήταν 17.1 εκατομμύρια, το 29% των θανάτων παγκοσμίως. Η παθογένεια της νόσου είναι πολυπαραγοντική και οφείλεται σε περιβαλλοντικά και γενετικά αίτια, ένα από τα οποία είναι οι λιπιδαιμικές διαταραχές. Μελέτες τόσο in vitro όσο και in vivo σε ανθρώπους και πειραματόζωα καταδεικνύουν την απολιποπρωτεΐνη Ε (ApoE) ως κομβικό μόριο στη μεταφορά και το μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών, οι οποίες αποτελούν τα μεταφορικά μέσα των λιπιδίων. Η ΑpoE εκφράζεται σε ποικίλους ιστούς, όπως ο λιπώδης ιστός, τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα μακροφάγα και ο εγκέφαλος, αν και η κύρια θέση παραγωγής της είναι το ήπαρ. Στις δράσεις της ΑpoE περιλαμβάνονται η ηπατική πρόσληψη των λιποπρωτεϊνών, η ενεργοποίηση ενζύμων που συμμετέχουν στον μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών (LCAT, CETP, HL) η μεταφορά χοληστερόλης από περιφερικούς ιστούς στο ήπαρ με στόχο την κάθαρση και τελικώς τη ρύθμιση της ομοιόστασης του ισοζυγίου της χοληστερόλης στο αίμα. Η απομάκρυνση VLDL και υπολειμμάτων χυλομικρών από την κυκλοφορία μέσω της αγρίου τύπου (wt) ΑpoE προϋποθέτει την ύπαρξη λειτουργικών υποδοχέων LDLr. Στους ανθρώπους μεταλλάξεις ή πλήρης έλλειψη έκφρασης του LDLr οδηγεί στη εμφάνιση Οικογενής υπερχοληστερολαιμίας (FH). Στην περίπτωση της ομόζυγης Οικογενής υπερχοληστερολαιμίας (HoFH) οι ήδη υπάρχουσες φαρμακολογικές προσεγγίσεις είναι αναποτελεσματικές, με συνέπεια οι ασθενείς να καταλήγουν πρόωρα. Παρά τις ωφέλιμες δράσεις της wt ApoE στο μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών, η θεραπευτική της αξία είναι περιορισμένη καθώς σε συγκεντρώσεις άνω των φυσιολογικών επιπέδων στο πλάσμα επάγει συνδυαστική υπερλιπιδαιμία. Η διερεύνηση της δομής και των λειτουργικών θέσεων της ΑpoΕ οδήγησε στην κατασκευή μιας τεχνητά μεταλλαγμένης μορφής, της ΑpoE4mut1, η οποία όχι μόνο δεν προκαλεί διαταραχή λιπιδίων αλλά έχει και βελτιωμένες δράσεις σε σχέση με την wt ΑpoE. Η έρευνα που αναλύεται στην εργασία αυτή ξεκίνησε με σκοπό να μελετηθεί η αναγκαιότητα έκφρασης λειτουργικού υποδοχεά LDLr για την εκδήλωση των βελτιωμένων βιολογικών δράσεων της ΑpoE4mut1. Συγκεκριμένα, σε υπερχοληστερολαιμικά ποντίκια με ταυτόχρονη έλλειψη στην ΑpoE και τον LDLr (ApoE -/- x LDLr -/- ) χορήγηση της μεταλλαγμένης μορφής ΑpoE4mut1 μέσω αδενοϊών οδήγησε σε μείωση των επιπέδων χοληστερόλης στο αίμα τους. Το γεγονός αυτό καταδεικνύει μια νέα ιδιότητα της ΑpoE4mut1 πολλά υποσχόμενη όσον αφορά στην ανακάλυψη νέων θεραπευτικών κατευθύνσεων για την ομόζυγη οικογενή υπερχοληστερολαιμία (ΗoFH). 4

Abstract Atherosclerosis is a focal disease that constitutes the main cause of coronary heart disease (CHD) and cardiovascular diseases (CVD). According to WHO an estimated 17.1 million people died from CVDs in 2004, representing 29% of all global deaths. The initial formation and progression of atheromatic lesions involves a complex interplay of both genetic and environmental factors, such as dyslipidemias. In vitro and in vivo studies, both in animal models and humans, have established that apolipoprotein E has a key role in the metabolism of lipoproteins, which are the main transport vehicles of the lipids in the circulation. ApoE is mainly synthesized by the liver and secondary by other tissues, such as fat tissue, macrophages, brain. The protein is involved in the efficient hepatic uptake of lipoprotein particles, the activation of enzymes, such as LCAT, CETP, which participate to metabolic pathways of lipoproteins, and the stimulation of reverse cholesterol transport from peripheral tissues to the liver. Therefore, ApoE is capable of regulating cholesterol homeostasis in plasma. The expression of functional LDLr is required by wild type ApoE, in order to perform the clearance of lipoprotein particles. In humans mutations or total deficiency in LDLr result in a disease called Familial Hypercholesterolemia (FH). Homozygote patients with FH (HoFH) do not benefit from the conventional therapies and die prematurely. Despite the central role of wt ApoE in the metabolism of lipoprotein particles, its therapeutic value is reduced due to the limitation that at concentrations higher than physiological, plasma ApoE induces combined hyperlipidemia. Studies on the structure-function relationship of the protein resulted in the generation of a mutant variant ApoE4mut1, which has improved functions regarding wt ApoE4 and does not induce hypertriglyceridemia. The present study was initiated in order to determine whether the improved functions of ApoE4mut1 require the expression of LDLr. The results demonstrated new possible interventions for the treatment of HoFH. In particular, hypercholesterolemic mice with deficiency both in ApoE and LDLr genes (ApoE -/- x LDLr -/- ), which expressed through adenovirusmediated gene transfer the mutant ApoE4mut1, showed a decrease in the cholesterol levels. This finding may lead to important therapeutic applications as a new treatment for HoFH when gene therapy becomes a reality in the future. 5

Περιεχόμενα Έγκριση από την Τριμελή Επιτροπή... 2 Ευχαριστίες... 3 Περίληψη... 4 Περιεχόμενα... 6 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 8 1.1 Εισαγωγή στο σύστημα λιπιδίων και λιποπρωτεϊνών... 8 1.1.1 Εισαγωγή στη βιοχημεία των λιπιδίων... 8 1.1.2 Λιποπρωτεϊνες και Μεταβολικά Μονοπάτια... 10 1.1.3 Απολιποπρωτεΐνες... 17 1.1.4 Η απολιποπρωτεΐνη Ε... 19 1.2 Παθογένεια και αντιμετώπιση Καρδιαγγειακών Παθήσεων... 26 1.2.1 Μηχανισμός ανάπτυξης αθηρωματικης νόσου-συσχέτιση με δυσλιπιδαιμία... 26 1.2.2 Γονότυποι της ApoE και παθήσεις... 28 1.2.3 Φαρμακευτικές παρεμβάσεις... 29 1.3 Εξελίξεις στην αθηρωμάτωση... 32 1.3.1 Πειραματικά μοντέλα για τη μελέτη της αθηρωματικής νόσου... 32 1.3.2 Ανάπτυξη θεραπευτικών μορφών της ApoE... 34 Στόχος της έρευνας Eρωτήματα... 38 2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ... 39 2.1 Πειραματόζωα... 39 2.2 Χειρισμοί σε πειραματόζωα... 39 2.3 Ανάλυση επιπέδων τριγλυκεριδίων και χοληστερόλης... 40 2.4 Κυτταροκαλλιέργειες... 42 6

2.4.1 Απόψυξη κυττάρων... 44 2.4.2 Ανακαλλιέργεια κυττάρων... 44 2.4.3 Ψύξη κυττάρων... 45 2.5 Ανάπτυξη, απομόνωση και τιτλοδότηση αδενοϊών... 45 2.5.1 Ανάπτυξη αδενοϊών... 45 2.5.2 Απομόνωση αδενοϊού... 46 2.5.3 Τιτλοδότηση... 49 2.6 In vitro έκφραση της apoε4 και ApoE4mut1 σε κύτταρα... 49 2.7 Ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών σε πηκτή πολυακρυλαμιδίου (SDS-PAGE Electrophoresis)... 51 2.7.1 Χρώση πηκτής ακρυλαμιδίου με coomasie stain... 53 2.8 Ανοσοπροσροφητική Ανάλυση Στερεάς Φάσης με Σύνδεση Ενζύμου (ELISA)... 54 2.9 Στατιστική ανάλυση... 56 3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ... 57 3.1 Επιβεβαίωση της έκφρασης και έκκρισης της ApoΕ4 και της μεταλλαγμένης μορφής της ApoE4mut1 σε καλλιέργιες κυττάρων HTB-13... 57 3.2 Επίδραση της χορήγησης των ανασυνδυασμένων αδενοιών AdGFP- Ε4mut1, AdGFP-Ε4 και AdGFP στα επίπεδα των λιπιδίων σε ποντίκια ApoE -/- x LDLr -/- 58 3.2.1 Μετρήσεις επιπέδων χοληστερόλης... 58 3.2.2 Μετρήσεις επιπέδων τριγλυκεριδίων... 59 3.3 Μετρήσεις από επαναληπτικό πείραμα με χορήγηση μόνο του AdGFP- Ε4mut1... 60 4 ΣΥΖΗΤΗΣΗ... 63 Βιβλιογραφία... 69 Σύντομο βιογραφικό σημείωμα... 76 7

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Εισαγωγή στο σύστημα λιπιδίων και λιποπρωτεϊνών 1.1.1 Εισαγωγή στη βιοχημεία των λιπιδίων Τα λιπίδια είναι φυσικά βιολογικά μόρια, τα οποία σύμφωνα με το πιο πρόσφατο σύστημα ταξινόμησης διακρίνονται σε οκτώ υποκατηγορίες. Διαχωρίζονται λοιπόν σε λιπαρά ακύλια, γλυκερολιπίδια, γλυκεροφωσφολιπίδια, σφιγγολιπίδια, στερολικά και πρενολικά λιπίδια, σακχαρολιπίδια και πολυκετιδια (1). Ορισμένα από τα πιο συχνά απαντώμενα λιπίδια, όπως τα στερολικά λιπίδια και τα γλυκερολιπίδια, αναλύονται παρακάτω. Τα λιπαρά οξέα ανήκουν στη κατηγορία των λιπαρών ακυλίων και είναι αμφιπαθή μόρια που αποτελούνται από μια μακριά υδρογονανθρακική αλυσίδα και μια τελική καρβοξυλική ομάδα, που συνεπάγεται ότι είναι αδιάλυτα στο νερό και ιδιαίτερα διαλυτά στους οργανικούς διαλύτες, είναι δηλαδή λιπόφιλα μόρια. Στα θηλαστικά επιτελούν τέσσερις κύριους ρόλους. Πρώτον, είναι δομικοί λίθοι των φωσφολιπιδίων και των γλυκολιπιδίων, δηλαδή των κυτταρικών μεμβρανών. Δεύτερον, συμμετέχουν στην τροποποίηση πολλών πρωτεϊνών, τις οποίες δεσμεύουν ομοιοπολικά και τις καθοδηγούν στις θέσεις τους στις μεμβράνες. Τρίτον, λειτουργούν ως καύσιμα. Συγκεκριμένα, αποθηκεύονται ως τριγλυκερίδια (μη πολικοί εστέρες της γλυκερόλης με λιπαρά οξέα) και κάτω από αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις του οργανισμού οξειδώνονται μέσω της β-οξείδωσης παράγοντας ενέργεια και θερμότητα. Τέταρτον, τα παράγωγά τους δρουν ως ορμόνες και ως ενδοκυττάριοι αγγελιοφόροι (2). Η χοληστερόλη είναι ένα λιπίδιο με δομή στεροειδούς. Δεν υπάρχει σε προκαρυωτικούς οργανισμούς, βρίσκεται όμως σε διάφορα ποσοστά σε όλες τις μεμβράνες των ζωικών κυττάρων, των οποίων αποτελεί απαραίτητο δομικό συστατικό. Πρόκειται, επομένως, για την κυριότερη στερόλη των ζωικών οργανισμών. Αποτελεί, επιπλέον, την πρόδρομη ένωση των χολικών οξέων, της βιταμίνης D καθώς και των στεροειδών ορμονών. Στο πλάσμα κυκλοφορεί κυρίως συνδεδεμένη με λιποπρωτεΐνες, ενώ μόνο 30% είναι ελεύθερη και μη εστεροποιημένη. Η χοληστερόλη στα θηλαστικά δε μπορεί να οξειδωθεί σε CO 2 και H 2 O λόγω απουσίας των απαραίτητων ενζύμων και συνεπώς δε δρα ως καύσιμο μόριο. Παρόλα αυτά ρυθμιστικοί μηχανισμοί απέκκρισης, αποτρέπουν την υπερφόρτωση των ιστών με χοληστερόλη στα θηλαστικά (3). Τα σφιγγολιπίδια είναι απαραίτητα συστατικά των ευκαρυωτικών κυττάρων, καθώς συμβάλλουν στη διαμόρφωση σταθερών κυτταροπλασματικών μεμβρανών. Εκτός από τη δομική τους λειτουργία ορισμένοι μεταβολίτες τους όπως η κεραμίδη, η σφιγγοσίνη και η 1-φωσφορική σφιγγοσίνη συμμετέχουν ως βιοδραστικά σηματοδοτικά μόρια. Συγκεκριμένα, εμπλέκονται στη ρύθμιση της ανάπτυξης και της διαφοροποίησης των κυττάρων καθώς και στη γήρανση και την απόπτωσή τους (4). 8

Εικόνα 1. Συμβολή των λιπιδίων στο σχηματισμό της κυτταρικής μεμβράνης Εικόνα 2. Χημικές δομές των λιπιδίων σε ελεύθερη μορφή και τα μη πολικά ανάλογά τους που διαπερνούν τις μεμβράνες 9

1.1.2 Λιποπρωτεϊνες και Μεταβολικά Μονοπάτια Η μεταφορά των λιπιδίων στην κυκλοφορία καθώς και η ανταλλαγή τους μεταξύ των ιστών επιτυγχάνεται με την οργάνωσή τους σε μακρομοριακά συσσωματώματα λιπιδίων και πρωτεϊνών με πολική επιφάνεια και υδρόφοβο πυρήνα. Τα πρωτεϊνικά συστατικά των λιποπρωτεϊνών ονομάζονται απολιποπρωτεΐνες. Οι λιποπρωτεΐνες δομικά αποτελούν σφαιρικά σωματίδια, που ο πυρήνας τους αποτελείται από υδρόφοβα λιπίδια, ενώ οι πρωτεΐνες διατάσσονται στην επιφάνειά τους (5) (Εικ.3). Είναι σταθερές κολλοειδείς μορφές χάρη στις οποίες μεταφέρονται στo αίμα τα αδιάλυτα υδρόφοβα λιπίδια. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε λιπίδια έχουν μικρότερη πυκνότητα από τις άλλες πρωτεΐνες. Το γεγονός αυτό επιτρέπει τόσο το διαχωρισμό τους από τα υπόλοιπα μόρια όσο και μεταξύ τους με μεθόδους υπερφυγοκέντρησης και ηλεκτροφόρησης (5). Με τις παραπάνω μεθόδους και σύμφωνα με την αυξανόμενη πυκνότητα ταξινομούνται ως εξής: χυλομικρά, λιποπρωτεΐνες πολύ χαμηλής πυκνότητας (VLDL), λιποπρωτεΐνες ενδιάμεσης πυκνότητας (IDL), λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας (LDL) και λιποπρωτεϊνες υψηλής πυκνότητας (HDL) (Εικ.3). 1.1.2.1 Χυλομικρά Τα χυλομικρά είναι μεγαλομοριακά συμπλέγματα που αποτελούνται κατά 98% από λιπίδια. Περιέχουν κυρίως τριακυλογλυκερόλες (τριγλυκερίδια) και μικρές ποσότητες χοληστερόλης και φωσφολιπιδίων. Η πυκνότητα τους είναι μικρότερη από 0.94g/ml. Διαμεσολαβουν στη μεταφορά των διατροφικών λιπιδίων από το έντερο προς τους περιφερικούς ιστούς. Στην κυκλοφορία μεταβολίζονται μερικώς από τη λιποπρωτεϊνική λιπάση, που βρίσκεται στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων των τριχοειδών και ακολούθως καταβολίζονται από ηπατικές λιπάσες σε υπολείμματα χυλομικρών, που προσλαμβάνονται από το ήπαρ. Εάν ο μηχανισμός ηπατικής κάθαρσης είναι ανεπαρκής τότε τα κατάλοιπα αθροίζονται στο αίμα και εκδηλώνεται μια μορφή λιπιδικής διαταραχής, γνωστή ως Υπερλιποπρωτεϊναιμία Τύπου ΙΙΙ (5). 1.1.2.2 VLDL λιποπρωτεΐνες Οι λιποπρωτεΐνες VLDL είναι μεγάλα σωμάτια με διάμετρο 30-80 nm και πυκνότητα 0.93-1.008 g/ml. Η λιπιδική σύστασή τους είναι 45-65% τριγλυκερίδια, 15-20% φωσφολιπίδια και 20-30% χοληστερόλη (ελεύθερη και εστεροποιημένη) (5). Τα σωμάτια αυτά συντίθενται και εκκρίνονται από το ήπαρ κυρίως κατά την περίοδο νηστείας. Η σύνθεσή τους εξαρτάται από τις ανάγκες των περιφερικών ιστών, στους οποίους και ανακατανέμονται (6). 10

1.1.2.3 IDL λιποπρωτεΐνες Οι λιποπρωτεΐνες IDL προκύπτουν από τον καταβολισμό των VLDL. Η πυκνότητά τους κυμαίνεται στα επίπεδα 1.009-1.016 g/ml. Η αύξηση της πυκνότητας οφείλεται στην υδρόλυση των τριγλυκεριδίων που υπάρχουν σε αφθονία στα VLDL. Προκύπτουν από τον καταβολισμό των VLDL και ακολούθως μεταφέρουν τα λιπίδια στο ήπαρ και σε άλλους περιφερικούς ιστούς για περαιτέρω επεξεργασία ή μετατρέπονται σε λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας LDL. 1.1.2.4 LDL λιποπρωτεΐνες Οι λιποπρωτεΐνες LDL προκύπτουν από τον περαιτέρω καταβολισμό των IDL. Η πυκνότητά τους είναι 1.016-1.063 g/ml και μεταφέρουν ως επί το πλείστον εστέρες χοληστερόλης και σε μικρότερο βαθμό φωσφολιπίδια και τριλυκερίδια (7). Κύριος ρόλος τους είναι να μεταφέρουν χοληστερόλη από το ήπαρ στα κύτταρα των περιφερικών ιστών για την εξυπηρέτηση των βιοσυνθετικών αναγκών τους και να ρυθμίζουν τη de novo σύνθεση της χοληστερόλης αλλά και στεροειδών ορμονών σε αυτούς τους ιστούς. 1.1.2.5 HDL λιποπρωτεΐνες Οι HDL διαμεσολαβούν στην απομάκρυνση της χοληστερόλης από τους περιφερικούς ιστούς και την επαναπρόσληψή της από το ήπαρ, όπου και καταβολίζεται. Συγκεκριμένα, τα HDL σωμάτια προσλαμβάνουν την ελεύθερη χοληστερόλη από τους ιστούς και στη συνέχεια με τη δράση της ακετυλοτρανσφεράσης LCAT (Lecithin:Cholesterol Acyl Transferase) η ελεύθερη χοληστερόλη μετατρέπεται σε εστέρες χοληστερόλης. Στους ανθρώπους μέρος της εστεροποιημένης χοληστερόλης της HDL μεταφέρεται στα VLDL και LDL σωμάτια μέσω της δράσης του ενζύμου CETP, ενώ το υπόλοιπο εναποτίθεται στο ήπαρ μέσω του υποδοχέα SR-BI. Αντίθετα, τα ποντίκια που χρησιμοποιούνται συχνά για λιπιδολογικές μελέτες δεν εκφράζουν το CETP. 11

Εικόνα 3. Σχηματική περιγραφή των λιποπρωτεϊνών του αίματος και πληροφορίες για το μέγεθος και την πυκνότητά τους (Fayanne ET, David LW, 2004, Encyclopedia of Biological Chemistry, p.588-593) 1.1.2.6 Λιποπρωτεΐνη Lp(a) Στην τελευταία κατηγορία ανήκουν οι λιποπρωτεΐνες a, Lp(a). Πρόκειται για σωμάτια τύπου LDL που συνδέονται με απολιποπρωτεΐνη a. Ο μηχανισμός καταβολισμού τους δεν είναι πλήρως εξακριβωμένος, αλλα έχει αποδειχτεί ότι συμμετέχει ο νεφρικός ιστός (8;9). Έχουν, επιπλέον, χαρακτηριστεί ως μόρια που προάγουν την αθηρωμάτωση, όταν τα επίπεδά τους υπερβαίνουν τα φυσιολογικά όρια (10) 1.1.2.7 Διατροφικά λιπίδια Τα περισσότερα λιπίδια προσλαμβάνονται με τη μορφή τριακυλογλυκερολών (τριγλυκεριδίων) και χοληστερόλης μέσω της διατροφής. Τα τριγλυκερίδια απορροφούνται από το εντερικό επιθήλιο, αφού αποικοδομηθούν σε λιπαρά οξέα. Η πέψη τους ξεκινά από τον στόμαχο με τις γαστρικές λιπάσες. Στον αυλό του λεπτού εντέρου ακολουθεί η ενσωμάτωσή τους σε μικκύλια με τη βοήθεια των χολικών αλάτων, τα οποία είναι αμφιπαθή μόρια που συντίθενται στο ήπαρ και εκκρίνονται από τη χοληδόχο κύστη. Η διάταξη των τριγλυκεριδίων στην επιφάνεια των μικκυλίων διευκολύνει την πρόσβαση των παγκρεατικών λιπασών, ώστε να υδρολύσουν τους εστερικούς δεσμούς τους. Οι λιπάσες τα πέπτουν σε ελέυθερα λιπαρά οξέα και 2-μονοακυλογλυκερόλη, τα οποία μεταφέρονται στα εντερικά κύτταρα. Στα κύτταρα αυτά τα τριγλυκερίδια επανασυντίθενται και συσκευάζονται σε λιποπρωτεϊνικά σωματίδια μεταφοράς, τα χυλομικρά (Εικ.4). Η χοληστερόλη στους ανθρώπους προέρχεται από δύο πηγές, είτε προσλαμβάνεται με τη διατροφή είτε συντίθεται ενδογενώς εκ νέου (de novo). Το μεγαλύτερο ποσοστό προέρχεται κυρίως από τη de novo σύνθεση της, αλλά γενικά διαφέρει από άνθρωπο σε άνθρωπο ανάλογα με τους γενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες (11). Μόνο 50% της προσλαμβανόμενης χοληστερόλης απορροφάται από το έντερο, ενώ το υπόλοιπο αποβάλλεται από τον οργανισμό μέσω κοπράνων. Ομοίως με τα τριγλυκερίδια, η εξωγενής χοληστερόλη συνδέεται με τα μικκύλια στον εντερικό αυλό (Εικ.5). Απαραίτητη προϋπόθεση για τη μικκυλιοποίηση της είναι να βρίσκεται σε μη εστεροποιημένη μορφή (Εικ.5). Ακολουθεί η πρόσληψή της από τα εντεροκύτταρα με μηχανισμό ο οποίος δεν είναι ακόμη πλήρως διευκρινυσμένος. Εικάζεται η συμμετοχή ενεργητικού μεταφορέα, καθώς και η παθητική διάχυση και μεταφορά (12). Από πρόσφατες μελέτες έχει δειχθεί ότι ο μεταφορέας NPC1-L1 (Niemann-Pick C1 like 1) και οι πρωτεϊνες ABCG5 και ABCG8 (ATP-binding cassette ABC- proteins) διαμεσολαβούν στην ενεργητική μεταφορά της (Εικ.5). Στο εσωτερικό πλέον τον εντεροκυττάρων ακολουθεί η μετατροπή της χοληστερόλης σε εστέρες από το ένζυμο ACAT2 (Acyl CoA cholesterol acyltransferase isoform-2) και με τη δομή αυτή μπορεί να εισέλθει στα νεοσυντιθέμενα χυλομικρά και να εκκριθεί 12

στη λεμφική κυκλοφορία με τα υπόλοιπα λιπίδια (13) (Εικ.5). Η de novo σύνθεση της χοληστερόλης θα συζητηθεί παρακάτω. Εικόνα 4. (a) Πέψη των λιπιδίων στον εντερικό αυλό και σχηματισμός μικκυλίων, όπου παρατηρούμε την υδρόλυση των τριγλυκεριδίων (TAG) σε μονοακυλογλυκερόλες (MAG), διακυλογλυκερόλες (DAG) και ελεύθερα λιπαρά οξέα (FA) (b) Απορρόφηση των λιπιδίων από εντεροκύτταρο, τα ελέυθερα λιπαρά οξέα (FA) και η χοληστερόλη (CL) διέρχονται με παθητικη διάχυση, ενώ οι μονοακυλογλυκερόλες (MAG) με τη βοήθεια υποδοχέα. Στο εσωτερικό του σχηματίζονται με τη βοήθεια του ενζύμου MTP τα χυλομικρά (CM), που αποτελόυνται από τριγλυκερίδια και χοληστερόλη (14). Όταν υπάρχει ανάγκη για ενέργεια από τους περιφερικούς ιστούς τότε κινητοποιούνται οι αποθήκες λιπιδίων μέσα από μια διαδικασία τριών σταδίων. Αρχικά, μετά από ενδοκυττάρια σηματοδότηση οι τριακυλογλυκερόλες αποικοδομούνται και μεταφέρονται στους ιστούς που τις έχουν ανάγκη με τη μορφή λιπαρών οξέων και γλυκερόλης. Στη συνέχεια, ενεργοποιούνται τα λιπαρά οξέα και μεταφέρονται στα μιτοχόνδρια για οξείδωση (15). Τέλος, τα λιπαρά οξέα καταβολίζονται σε μόρια του ακέτυλο-συνενζύμου Α, που εισέρχονται στον κύκλο του κιτρικού οξέος. Σε περίοδο νηστείας το επίπεδο των ελεύθερων λιπαρών οξέων αυξάνει λόγω των εκκρινόμενων ορμονών - επινεφρίνη και γλυκαγόνη- που προάγουν τη λιπόλυση. Αντίθετα, η ινσουλίνη δρα ανασταλτικά στο μονοπάτι της λιπόλυσης (16). Τα παραπάνω λιποπρωτεϊνικά σωμάτια διαπλέκονται μεταξύ τους και η δράση τους συνοψίζεται σε τρία κυρίως μεταβολικά μονοπάτια. 13

Εικόνα 5. Ενεργητική μεταφορά της χοληστερόλης από τα μικκύλια στο εντερικό κύτταρο και ο μηχανισμός απέκκρισής της με τη μορφή χυλομικρών (13) 1.1.2.8 Μονοπάτια μεταβολισμού των λιποπρωτεϊνών Α- Το μονοπάτι μεταβολισμού των χυλομικρών Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα τριγλυκερίδια κατά την απορρόφησή τους από το εντερικό επιθήλιο υδρολύονται σε λιπαρά οξέα και γλυκερόλη. Στη συνέχεια, τα εντερικά κύτταρα επανεστεροποιούν τα λιπαρά οξέα και τα μονογλυκερίδια προς σχηματισμό τριγλυκεριδίων και φωσφολιπιδίων. Ομοίως, η απορροφηθείσα χοληστερόλη μετατρέπεται σε εστέρες χοληστερόλης. Συνήθως, ο πυρήνας των χυλομικρών είναι πλούσιος σε τριγλυκερίδια, ενώ μετά από ένα γεύμα πλούσιο σε χοληστερόλη αυξάνουν τα επίπεδα εστεροποιημένης χοληστερόλης σε αυτά. Στη συνέχεια, τα χυλομικρά εκκρίνονται στο λεμφικό σύστημα και εισάγονται στην κεντρική κυκλοφορία μέσω του θωρακικού πόρου. Ο κύκλος αυτός επιτρέπει στο ήπαρ, το λιπώδη ιστό και τους μύες να προσλάβουν διατροφικά λιπίδια από τα χυλομικρά (17). Η πρόσληψη αυτή γίνεται χάρη στην υδρόλυση η οποία καταλύεται από τη λιποπρωτεϊνική λιπάση (LPL) των ενδοθηλιακών κυττάρων των τριχοειδών στα όργανα αυτά. Απαραίτητος συνεργικός παράγοντας για την υδρόλυση είναι η απολιποπρωτεΐνη C-II (ApoC-II) (18). Η LPL δρα στα τριγλυκερίδια των χυλομικρών, τα οποία μετατρέπονται, ακολούθως σε υπολείμματα χυλομικρών, τα οποία προσλαμβάνουν ApoE, είναι πλέον πλούσια σε χοληστερόλη και περίεχουν λιγότερα τριγλυκερίδια. Αυτά απομακρύνονται στη συνέχεια από την κυκλοφορία μέσω της πρόσληψής τους από το ήπαρ μέσω των υποδοχέων LDLr. Για την ταχεία 14

αυτή απομάκρυνση είναι απαραίτητη η παρουσία της ApoE, ενώ αντίθετη δράση έχει η ApoC-I, η οποία αναστέλλει την πρόσληψη των υπολειμμάτων από το ήπαρ. Ο υποδοχείς LDLr είναι ο διαμεσολαβητής αυτής της πρόσληψης (6). Καθοριστικό ρόλο στο μεταβολισμό των χυλομικρών αλλά και των VLDL διαδραματίζει η πρωτεΐνη-μεταφορέας MTP (Microsomal Triglyceride Transfer Protein), η οποία επάγει την ταχεία ανταλλαγή τριγλυκεριδίων μεταξύ των διαφόρων μεμβρανικών συστημάτων και εκφράζεται τόσο στο ήπαρ όσο και στα εντερικά κύτταρα (Εικ.6). Η έλλειψή της συνδέεται με τη εκδήλωση της λιπιδαιμικής διαταραχής αβηταλιποπρωτεϊναιμία και συνοδεύεται από διαταραγμένη απορρόφηση των λιπιδιων από το έντερο και ελαττωματική μεταφορά των τριγλυκεριδίων μεταξύ των κυττάρων (19). Β- Το μονοπάτι καταβολισμού των VLDL σε IDL και LDL Τα σωμάτια VLDL χρησιμοποιούν παρόμοιο μεταβολικό μονοπάτι με τα χυλομικρά στα οποία συμμετέχουν πολλά κοινά μόρια. Τα VLDL συντίθενται στο ήπαρ και εκκρίνονται απευθείας στην κύρια κυκλοφορία καταλήγοντας στους περιφερικούς ιστόυς (κυρίως στο λιπώδη ιστό και στους μύες). Διαφέρουν δομικά από τα χυλομικρά διότι περιέχουν κατά την απέκκρισή τους από το ήπαρ τις απολιποπρωτεΐνες ApoB-100 και ApoE. Με ένα μηχανισμό ανάλογο με αυτό του μεταβολισμού των χυλομικρών τα τριγλυκερίδια των VLDL υδρολύονται από τη λιποπρωτεϊνική λιπάση και τα VLDL μετατρέπονται σε IDL σωμάτια στους ανθρώπους. Τα IDL έχουν δύο εναλλακτικά μονοπάτια είτε καταβολίζονται περαιτέρω σε LDL είτε απομακρύνονται από το πλάσμα μέσω της πρόσληψής τους από το ήπαρ (Εικ.6). Τα μονοπάτια αυτά δρουν ανταγωνιστικά και συμπληρωματικά. Συνεπώς, όταν υπάρξει κάποιο πρόβλημα στο ρυθμό κάθαρσης από το ήπαρ αυξάνονται τα επίπεδα των αθηρογενετικών LDL σωματίων (Attie DA, 2001, Lipoprotein/Cholesterol Metabolism, Encyclopedia of Physical Science and Technology, 3 rd Edition,p. 643-660). Στα ποντίκια τα VLDL σωμάτια υδρολύονται σε IDL τα οποία απορροφούνται ταχύτατα από τους LDLr και δεν προλαβαίνουν να μεταβολιστούν σε LDL. Αποτέλεσμα αυτού είναι ότι τα ποντίκια έχουν πολύ χαμηλά, μη ανιχνεύσιμα ποσά LDL στο πλάσμα τους. 15

Εικόνα 6. Μεταβολισμός των χυλομικρών και των VLDL, IDL, LDL σωματίων. Συμβολή των απολιποπρωτεϊνών και των υποδοχέων (20). Γ- Το μονοπάτι των HDL σωματίων O όρος HDL περιλαμβάνει ένα ετερογενές πλήθος σωματίων που διαφέρουν σε μέγεθος, σύσταση αλλά και σε λειτουργικότητα. Η ApoA-I στα ηπατικά και εντερικά κύτταρα προσλαμβάνει φωσφολιπίδια και μετατρέπεται σε λιπιδιωμένη ApoΑ-Ι, που ονομάζονται preβ-hdl σωμάτια. Η λιπιδιωμένη ApoΑ-Ι προσλαμβάνει ελεύθερη χοληστερόλη από κύτταρα περιφερικών ιστών με τη δράση της μεβρανικής πρωτεΐνης ABCA1 (ATP Binding Cassette A1) και σχηματίζει μεγαλύτερα δισκοειδή σωμάτια, τα α-4 HDL. Η έλλειψη της ABCA1 οδηγεί στην εκδήλωση της Νόσου Tangier που προκαλεί πρώιμη αθηρωμάτωση. Τα α-4 HDL σωμάτια συλλέγουν ελεύθερη χοληστερόλη, η οποία στη συνέχεια εστεροποιείται από το ένζυμο LCAT και προσχωρεί στο εσωτερικό της λιποπρωτεΐνης. Η διεργασία αυτή μετατρέπει τα δισκοειδή HDL σε μεγαλύτερα και σφαιρικά πλέον HDL (α-2 HDL), που έχουν αθηροπροστατευτική δράση. Σε έλλειψη της LCAT δεν παρατηρείται σημαντική αύξηση των καρδιαγγειακών νοσημάτων, επειδή πιθανώς η εστεροποιημένη χοληστερόλη είναι πιο νοσογόνος από την ελεύθερη. Στη συνέχεια, με τη δράση του ενζύμου CETP (Cholesteryl Ester Transfer Protein) τα α-2 HDL δύνανται να ανταλλάξουν εστέρες χοληστερόλης έναντι τριγλυκεριδίων με τις λιποπρωτεΐνες που είναι πλούσιες σε τριγλυκερίδια, όπως τα χυλομικρά και τα VLDL. Με αυτόν τον τρόπο σχηματίζονται ακόμη μεγαλύτερα σωμάτια τα α-1 HDL (21) (Εικ.7). Η έκφραση του CETP σε πειραματικά μοντέλα ποντικιών, τα οποία φυσιολογικά δε διαθέτουν το ένζυμο αυτό, οδήγησε σε αντικρουόμενα συμπεράσματα. Συγκεκριμένα, σε μελέτες ποντικιών που υπερεκφράζουν είτε την απολιποπρωτεΐνη C-III (ΑpoC-III) 16

είτε την LCAT καθώς και σε ποντίκια με έλλειψη της LPL η έκφραση του CETP δρα αθηροπροστατευτικά. Τα μοντέλα αυτά χαρακτηρίζονται από υπερτριγλυκεριδαιμία, την οποία και αναστέλλει το CETP (22-24). Αντίθετα, η έκφραση του σε ποντίκια με έλλειψη στην ApoE ή στον LDLr συσχετίστηκε με επιδείνωση της αθηρωματικής νόσου (25). Επιπρόσθετες μελέτες σε κουνέλια, τα οποία εκφράζουν όπως και ο άνθρωπος το CETP, υπέδειξαν ότι η αναστολή του συνδέεται με αντίσταση στην ανάπτυξη αθηρωματικών αλλοιώσεων (26), ενώ στους ανθρώπους συνδέεται με αύξηση των HDL και μείωση των LDL, που γενικά θεωρείται αθηροπροστατευτική κατάσταση (27). Για το λόγο αυτό η φαρμακολογική αναστολή του ενζύμου αυτού μελετάται ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια. Εικόνα 7. Βιοσύνθεση και καταβολισμός των HDL σωματίων(28) 1.1.3 Απολιποπρωτεΐνες Οι πρωτεϊνες που αποτελούν το περίβλημα των λιποπρωτεϊνών, οι απολιποπρωτεΐνες, συντίθενται στο ήπαρ κυρίως καθώς και στο επιθήλιο του λεπτού εντέρου. Οι κύριες κατηγοριές και οι πιο συχνά απαντώμενες είναι οι Α, Β, C, Ε και a. Εκτός από τη σύνδεσή τους με τα λιπίδια επιτελούν και περαιτέρω λειτουργίες. Η ικανότητά τους να δεσμεύουν λιπίδια οφείλεται στις αμφιπαθείς α-έλικες και β- επιφάνειες (29;30). 17

Ορισμένες από τις πιο σημαντικές απολιποπρωτεΐνες και οι ιδιότητες τους παρατίθενται παρακάτω. Η ApoA-I αποτελεί δομική μονάδα της HDL και είναι υπεύθυνη για τη βιοσύνθεση της HDL, την ενεργοποίηση της LCAT και την αλληλεπίδραση των λιποπρωτεϊνων HDL με της υποδοχείς SR-B1 (31;32) Λόγω των παραπάνω λειτουργιών θεωρείται ότι έχει αθηροπροστατευτική δράση. Επιπλέον, έχουν ανακαλυφθεί ποικίλες ισομορφές και μεταλλάξεις της πρωτεΐνης αυτής, όπως είναι η απολιποπρωτεΐνη Α-Ι Μιλάνο (ApoA-I). Η μεταλλαγμένη αυτή πρωτεΐνη έχει συσχετιστεί με ιδιαίτερα αυξημένη αθηροπροστασία (33). Κάποιες μεταλλάξεις στο γονίδιο της ApoA-I σε ανθρώπους σχετίζονται με την εμφάνιση υπερτριγλυκεριδαιμίας (34). H HDL σχηματίζεται και με την ApoA-II, η οποία εκτιμάται ως προαθηρωματικός παράγοντας, καθώς τα υψηλά επίπεδα HDL με ApoA-II έχουν παρατηρηθεί σε αθηρωματικούς ασθενείς με φυσιολογικό κατά τα άλλα λιπιδαιμικό προφίλ (35). Από μελέτες σε πειραματόζωα αποδεικνύεται ότι η ApoA-V προκαλεί έμμεσα ενεργοποίηση της LPL συμβάλλοντας στην ομοιόσταση του τριγλυκεριδικού ισοζυγίου (36). Οι πιο σημαντικές απολιποπρωτεΐνες της οικογένειας ApoΒ είναι οι Β-48 και Β-100. Συμμετέχουν στον καταβολισμό των λιποπρωτεϊνών LDL, VLDL και Lp(a). Ειδικότερα, η ApoB-48 συντίθεται στα εντεροκύτταρα και είναι απαραίτητη για τη δόμηση των χυλομικρών κατά την απορρόφηση των διατροφικων λιπιδίων μετά από κάθε γεύμα. Ενώ, η ApoB-100 συντίθεται στο ήπαρ και είναι απαραίτητη για τη σύνθεση και την απέκκριση των VLDL και αποτελεί την κύρια πρωτεΐνη των LDL λιποπρωτεϊνών (37). Η υποκατηγορία των ApoC συμβάλλει τόσο στη διαμόρφωση των LDL και VLDL όσο και των HDL. Η ApoC-I ενεργοποιεί την LCAT και αναστέλλει το ένζυμο CETP (38) ενώ η ApoC-IΙ ενεργοποιεί την LPL (Lipoprotein Lipase). Η δράση της συνεπάγεται μερική προστασία έναντι της αθηρωμάτωσης. Η ApoC-IΙΙ και η ApoC- IV προκαλούν σε περίπτωση υπερέκφρασής τους αύξηση των τριγλυκεριδίων του πλάσματος, ενώ πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι η ApoC-III προάγει τον de novo σχηματισμό HDL μέσω του ABCA1 (39). Η λιποπρωτεΐνη Lp(a) σχηματίζεται με την απολιποπρωτεΐνη Apo(a). H Apo(a) εντοπίζεται στο ενδοθήλιο των αγγείων και προκαλεί φλεγμονώδη και πολλαπλασιαστικά φαινόμενα. Τα υψηλά επίπεδά της στο πλάσμα έχουν συσχετιστεί με καρδιαγγειακά και θρομβωτικά νοσήματα (40). Τέλος η απολιποπρωτεΐνη Ε (ApoE) αποτελεί τον κύριο προσδέτη των αθηρογενετικών λιποπρωτεϊνών με τον LDLr και επάγει την ενεργή απομάκρυνσή τους από το πλάσμα. Ενεργοποιεί την LCAT και είναι απαραίτητη για την κάθαρση των λιποπρωτεϊνικών υπολειμμάτων. Έχει χαρακτηριστική αθηροπροστατευτική δράση. Μεταλλαγμένες μορφές της έχουν συσχετιστεί με την πρώιμη εκδήλωση της 18

νόσου Alzheimer και η υπερέκφρασή της προκαλεί υπερτριγλυκεριδαιμία. Πρόκειται για μια ευρέως μελετηθείσα απολιποπρωτεΐνη με τελικό στόχο την θεραπεία διαταραχών των λιπιδίων στο αίμα (5). Ακολουθεί εκτενής περιγραφή της απολιποπρωτεϊνης αυτής. 1.1.4 Η απολιποπρωτεΐνη Ε Η απολιποπρωτεΐνη Ε είναι μια πολυμορφική πρωτεΐνη, που ανευρίσκεται στον άνθρωπο σε τρεις φυσικές ισομορφές, την Ε2, Ε3 και Ε4. Αυτές οι ισομορφές κωδικοποιούνται απο τα αντιστοιχα γονίδια e2, e3, και e4. Η συχνότερα εμφανιζόμενη μορφή είναι η Ε3, η οποία εκφράζεται στο 60% περίπου του πληθυσμού. Η ApoE είναι μια πολυπεπτιδική αλυσίδα που αποτελείται από 299 αμινοξέα και έχει μοριακή μάζα 34.200 Dalton. Οι ισομορφές διαφέρουν μεταξύ τους ως προς ένα ή δυο αμινοξέα. Συγκεκριμένα, οι μεταλλάξεις αφορούν τα αμινοξέα στις θέσεις 112 και 158. Η ApoE3 φέρει στη θέση 112 ένα υπόλειμμα κυστείνης (Cys) και στην 158 ένα υπόλειμμα αργινίνης (Arg), αντίστοιχα, η ισομορφή ApoE2 έχει και στις δύο θέσει Cys ενώ η ApoE4 έχει και στις δύο θέσεις Arg. Ωστόσο, επιδημιολογικά έχουν συσχετιστεί με διαφορετική λειτουργικότητα και επάγουν διαφορετικούς κλινικούς φαινότυπους (41). Όσον αφορά στη δομή της έχει αποδειχτεί από μελέτες κρυσταλλογραφίας ότι η πρωτεΐνη αποτελείται από αλληλουχίες 11 και 22 αμινοξέων σχηματίζοντας αμφιπαθείς α-έλικες. Η δομή αυτή επιτρέπει την πρόσδεσή της σε λιπίδια καθώς και την περαιτέρω διαμόρφωση των λιποπρωτεϊνών. Η λειτουργία της ApoE εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη συγκέντρωσή της στο πλάσμα. Η φυσιολογική της δράση, η οποία σχετίζεται με την απομάκρυνση αθηρογόνων λιποπρωτεϊνών από την κυκλοφορία, εκδηλώνεται σε ένα περιορισμένο εύρος τιμών, περίπου 3-7mg/dl. Σε μικρότερες συγκεντρώσεις δεν επαρκεί για την ρύθμιση του μεταβολισμού των αθηρογόνων λιποπρωτεϊνών, ενώ οι υψηλές συγκεντρώσεις έχει συσχετιστεί με ορισμένους τύπους υπερλιπιδαιμίας. Σε ασθενείς με Οικογενή Υπερχοληστερολαιμία Τύπου ΙΙΙ τα επίπεδα της ApoE κυμαίνονται σε 20-60 mg/dl. Συνεπώς, παρά το σημαντικό ρόλο της ApoE στη ρύθμισή της ομοιόστασης της χοληστερόλης και των τριγλυκεριδίων του αίματος, έχει περιορισμένη θεραπευτική αξία σε πειράματα γονιδιακής θεραπείας των δυσλιπιδαιμιών λόγω της διττής συμπεριφοράς της. 1.1.4.1 Ο Ρόλος της ApoE στον μεταβολισμό των λιπιδίων του αίματος Όπως προαναφέρθηκε, η απολιποπρωτεΐνη Ε είναι κύριο συστατικό των μορίων VLDL, IDL, LDL, HDL και των υπολειμμάτων χυλομικρών. Παίζει καθοριστικό ρόλο στην κάθαρση των λιποπρωτεϊνών αυτών από την κυκλοφορία, διότι αποτελεί το μεσολαβητικό μόριο-προσδέτη των LDL υποδοχέων και των υποδοχέων VLDL, ApoER2 και LRP-1 (5). 19

Εικόνα 8. Τριτοταγής δομή της απολιποπρωτεΐνης Ε (42) Η ΑpoE είναι απαραίτητος διαμεσολαβητής για την ενδοκυττάρια πρόσληψη των HDL και β-vldl σωματίων. Πρόκειται για έναν σημαντικό αθηροπροστατευτικό μηχανισμό διότι τα β-vldl έχουν χαρακτηριστεί ως αθηρογόνα σωματίδια λόγω της αθρόας αύξησης εστέρων χοληστερόλης που προκαλούν στα μακροφάγα (43). Μπορεί, επιπλέον, να υποκαθιστά εν μέρει τη λειτουργία της ΑpoB. Οι ασθενείς με αβηταλιποπρωτεϊναιμία έχουν υψηλά επίπεδα HDL με ΑpoE, που είναι απαραίτητα για τη μεταφορά χοληστερόλης στα κύτταρα μέσω των υποδοχέων της ΑpoE, παρακάμπτωντας με τον τρόπο αυτό την έλλειψη της ΑpoB (44). Επιπλέον, οι λιποπρωτεΐνες που περιέχουν την ΑpoE απομακρύνονται ταχύτερα από το πλάσμα λόγω της μεγαλύτερης συγγένειας της απολιποπρωτεΐνης με τους υποδοχείς LDLr και LRP-1 στα ηπατοκύτταρα. 1.1.4.2 Υποδοχείς της ΑpoΕ Η δράση της ΑpoE διαμεσολαβείται μέσω πολλαπλών υποδοχέων όπως είναι οι LDLr, LRP-1, ApoER2, VLDLr και SR-BI (Εικ.9). Ο LDLr είναι μια διαμεμβρανική γλυκοπρωτεΐνη. Πρόκειται για τον κύριο υποδοχέα πρόσδεσης των υπολειμμάτων των χυλομικρών, των VLDL και των LDL σωματίων. Μετά την πρόσδεση των σωματιδίων αυτών στον LDLr μέσω της λιπιδιωμένης ApoE που περιέχουν γίνεται ενδοκυττάρωση του συμπλόκου υποδοχέα-ldl και στη συνέχεια ο υποδοχέας ανακυκλώνεται και επανέρχεται στην επιφάνεια των κυττάρων (Εικ.10). Η παραπάνω ενδοκυττάρωση προάγεται από τις απολιποπρωτεΐνες Β και Ε. 20

Εικόνα 9. Θέσεις πρόσδεσης-υποδοχείς που αναγνωρίζει η ApoE (45) Εικόνα 10. Μηχανισμός δράσης του LDLr (46) 21

Εικόνα 11. Θέσεις έκφρασης του LDLr και πρόσδεση λιποπρωτεϊνών (47) Μεταλλάξεις στο γονίδιο του υποδοχέα οδηγούν σε διαταραχή των επιπέδων χοληστερόλης γνωστή ως Οικογενής Υπερχοληστερολαιμία. Ανάλογα με το ποσοστό έκφρασης και τον βαθμό λειτουργικότητας του υποδοχέα η νόσος διαχωρίζεται σε πέντε διαφορετικούς τύπους με την αντίστοιχη βαρύτητα. Ακόμη, διακρίνεται σε ομόζυγη και ετερόζυγη ανάλογα με τον αριθμό των μεταλλαγμένων αλληλόμορφων γονιδίων. Ο αριθμός των μεταλλάξεων που έχουν ως τώρα ταυτοποιηθεί ανέρχονται στις 1000 (48) Tο πλήθος των υποδοχέων και άρα η πρόσληψη χοληστερόλης από τα κύτταρα ρυθμίζεται με αρνητική ανάδραση (negative feedback) μέσω ειδικών πυρηνικών πρωτεϊνών που επηρεάζουν την έκφραση των γονιδίων του LDLr. Το ρυθμιστικό αυτό σύστημα περιλαμβάνει τις πρωτεϊνες SCAP (SREBP Cleavage Activating Protein) και SREBP (Sterol Regulatory Element-Binding Protein) οι οποίες βρίσκονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο και είναι μεταξύ τους συνδεδεμένες. Όταν τα επίπεδα στερολών στο κύτταρο είναι χαμηλά η SCAP ενεργοποιεί άμεσα και έμμεσα την SREBΡ (Gimpl G, Trends Biochem Sci. 2002;27(12):596-9). Το αμινοτελικό άκρο της δεύτερης μεταφέρεται στον πυρήνα του κυττάρου και επηρεάζει την έκφραση τουλάχιστον 20 γονιδίων, ένα εκ των οποίων είναι το γονίδιο που εκφράζει τον LDLr (49) (Εικ.12). 22

Εικόνα 12. Ενεργοποίηση της ρυθμιστικής πρωτεΐνης SREBP (public domain) Ο LRP-1 (LDLr Related Protein) είναι μια πρωτεΐνη-υποδοχέας με διαφορετικές λειτουργίες. Ανήκει στην οικογένεια των LDLr υποδοχέων λόγω της εκτεταμένης ομολογίας του με τον LDLr. Αποτελείται από 4525 αμινοξέα και εκφράζεται κυρίως στο ήπαρ, τον εγκέφαλο και τους πνεύμονες. Έχει διαπιστωθεί ότι είναι απαραραίτητη κατά την εμβρυογένεση, καθώς πειραματόζωα με γενετική έλλειψη του αντίστοιχου γονιδίου είναι θνησιγενή. Γενικά αποτελεί τον μεσολαβητή για την ενδοκυττάρωση ετερογενών ενώσεων όπως διάφορες πρωτεϊνασες, αναστολείς πρωτειϊνασών ακόμη και βακτηριακές τοξίνες. Αναφορικά με τη δράση του στον καταβολισμό των λιπιδίων έχει σχεδόν επιβεβαιωθεί ότι συμβάλλει στην κάθαρση των υπολειμμάτων χυλομικρών καθώς και των LDL και ιδιαίτερα σε περιπτώσεις έλλειψης των LDLr (50). Επιπλέον, είναι γνωστό ότι η δράση του επάγεται με τη σύνδεση της απολιποπρωτεΐνης Ε και δείχνει εκλεκτικότητα ως προς τις ισομορφές ApoE3 και ApoE4, ενώ η ApoE2 συνδέεται ελάχιστα. Με την παραπάνω σύνδεση διαμεσολαβείται εμμέσως και η εστεροποίηση της χοληστερόλης στα β-vldl σωμάτια (51). Τέλος, η ApoCΙ και η ApoCII δρουν ανασταλτικά στη δράση του LRP- 1 παρεμποδίζοντας τη σύνδεση της ApoE (52). Ο VLDLr, ο οποίος ανήκει επισης στην οικογένεια των LDL υποδοχέων, παρουσιάζει ακόμη μεγαλύτερου βαθμού ομολογία με τον LDLr σε σχέση με τον LRP-1. Επιπρόσθετα, έχει χαρακτηριστικά μεγάλη ομοιότητα με τα αντίστοιχα γονίδια άλλων ειδών. Αποτελείται από πέντε υπομονάδες όπως και ο LDLr, αλλά εκφράζεται σε διαφορετικούς ιστούς. Συγκεκριμένα, εκφράζεται κυρίως στους ιστούς που συμμετέχουν στον ενεργό μεταβολισμό των λιπαρών οξέων όπως είναι η καρδιά, οι μύες και ο λιπώδης ιστός και ελάχιστα στο ήπαρ (53). Έχει συνεργική δράση στην κάθαρση των VLDL και β-vldl, τα οποία περιέχουν την ApoE. Σε πειραματικά μοντέλα ποντικιών με έλλειψη του γονιδίου τα οποία τρέφονταν είτε με φυσιολογική 23

δίαιτα (standard diet) είτε με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά παρατηρήθηκαν φυσιολογικά επίπεδα λιπιδίων στο πλάσμα, γεγονός που αποδεικνύει ότι δεν είναι απαραίτητος στον μεταβολισμό της χοληστερόλης του αίματος. Παρατηρήθηκε, όμως, ότι η έλλειψη έκφρασης του VLDLr σχετίζεται με μείωση του ΒΜΙ και της μάζας του λιπώδη ιστού (54). Νεότερες μελέτες έδειξαν ότι σε δίαιτα πλούσια σε λιπαρά τα VLDLr -/- πειραματόζωα εκδήλωσαν υπερτριγλυκεριδαιμία και παχυσαρκία (55). Ο υποδοχέας ApoER2 ανήκει επίσης στην ίδια οικογένεια με τους παραπάνω υποδοχείς, εμφανίζοντας παρόμοιες δομικές ιδιότητες. Αντίστοιχα έχει υψηλή συγγένεια σύνδεσης με τις λιποπρωτεΐνες που περιέχουν την ApoE, δηλαδή τα VLDL και β-vldl σωμάτια, αλλά δε συνδέεται με την LDL. Εκφράζεται κυρίως στον εγκέφαλο και σε μικρότερο βαθμό στους όρχεις και στις ωοθήκες. Εικάζεται ότι συμμετέχει στην ομοιόσταση των λιπιδίων στον εγκέφαλο καθώς και στην ανάπτυξή του (5). Μια επιπλέον σημαντική κατηγορία υποδοχέων στον μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών που περιέχουν την ApoE είναι οι υποδοχείς-ρακοσυλλέκτες της Β υποκατηγορίας. Σε αυτήν ανήκουν ο CD36 και ο SR-BI. Ο CD36 είναι μια διαμεμβρανική πρωτεϊνη και εκφράζεται σε ποικίλους ιστούς και κύτταρα, όπως σε μακροφάγα, ενδοθηλιακά κύτταρα μικρών αγγείων, λιποκύτταρα, αιμοπετάλια και στους λείους μύες και στην καρδιά. Έχει σημαντική αθηροπροστατευτική δράση καθώς προσλαμβάνει τα οξειδωμένα LDL σωμάτια και ρυθμίζει τη φλεγμονώδη απάντηση. Συνδέεται επίσης και με τα HDL σωμάτια (56). Ο SR-BI είναι μια διαμεμβρανική πρωτεϊνη, που αποτελείται από 509 αμινοξέα (Εικ.13). Εκφράζεται σε διάφορες θέσεις, αλλά ιδιαίτερη σημασία έχει η έκφραση της στα ηπατοκύτταρα επηρεάζοντας σημαντικά τον καταβολισμό της HDL (Εικ.14). Αποτελεί θέση πρόσδεσης εκτός από τις λιποπρωτεΐνες και για διάφορα βιολογικά μόρια, όπως γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες, ιονισμένα μόρια αλλά και ιικές πρωτεϊνες. Ο υποδοχέας αυτός παρουσιάζει μεγάλη συγγένεια προς τα α-hdl σωμάτια, τα οποία είναι ιδιαίτερα πλούσια σε λιπίδια. Ωστόσο συνδέεται ελάχιστα με τα μικρότερα HDL με μικρότερο λιπιδικό φορτίο. Είναι προφανής η συμβολή του στην κάθαρση του πλασματος από τη χοληστερόλη. Ειδικότερα, η σύνδεση των παραπάνω λιποπρωτεϊνών με τον SR-BI οδηγεί σε εκλεκτική πρόσληψη από το κύτταρο μόνο του λιπιδικού περιεχομένου τους. Εκτός από την πρόσληψη λιπιδίων προάγει και την εκροή χοληστερόλης προς ιστούς που έχουν ανάγκες σε χοληστερόλη (57;58). 24

Εικόνα 13. Διαμόρφωση του SR-BI επί της κυτταρικής μεμβράνης (59) Εικόνα 14. Θέσεις έκφρασης του SR-BI και η συμβολή του στο μεταβολισμό της HDL (60) 25

1.2 Παθογένεια και αντιμετώπιση Καρδιαγγειακών Παθήσεων 1.2.1 Μηχανισμός ανάπτυξης αθηρωματικης νόσου συσχέτιση με δυσλιπιδαιμία Η Αθηρωμάτωση είναι ένας πολύπλευρος συνδυασμός αλλαγών στον έσω χιτώνα των αρτηριών, που συνίσταται στην εστιακή συσσώρευση λιπιδίων και άλλων συστατικών του αίματος και στη δημιουργία ινώδους ιστού. Οι αλλαγές αυτές είναι το αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης των δομικών και μεταβολικών ιδιοτήτων του αρτηριακού τοιχώματος που εξαρτώνται από τη σύσταση του πλάσματος και την αιμοδυναμική κατάσταση του ατόμου. Η δε ανάπτυξη του ινώδους συνδετικού ιστού και η εναπόθεση αλάτων ασβεστίου στις αθηρωματικές πλάκες μπορεί να οδηγήσει σε αρτηριοσκλήρυνση, δηλαδή στη σκλήρυνη του αρτηριακού τοιχώματος. Οι αθηρωματικές βλάβες αναπτύσσονται κυρίως σε μεσαίου μεγέθους αρτηρίες. Οι πρώιμες αθρωματικές βλάβες ονομάζονται λιπώδεις γραμμώσεις και ο σχηματισμός τους παρατηρείται ακόμη και στη βρεφική ηλικία. Παρόλα αυτά είναι δυνατή η υποστροφή τους. Η προχωρημένη αθηρωματική βλάβη ονομάζεται αθηρωματική πλάκα και περιέχει μεγάλο αριθμό κυττάρων φλεγμονής, περιβάλλεται από ιδιαίτερα συμπαγή και ινώδη κάψα και στο εσωτερικό της ανευρίσκονται αφρώδη κύτταρα, κολλαγόνο, κρύσταλλοι χοληστερόλης καθώς και νεκρωτικές εστίες και περιοχές επασβέστωσης. Η ασταθής αθηρωματική πλάκα, η οποία περιβάλλεται από λεπτή ινώδη κάψα, μπορεί να επιπλακεί με θρόμβωση, αιμορραγία και επασβέστωση και να χαρακτηριστεί ως επιπλεγμένη αθηρωματική βλάβη. Οι κλινικές μελέτες μέχρι σήμερα δεν έχουν καταφέρει να αποδείξουν ότι μπορεί να υποστραφεί η αθηρωματική βλάβη σε αυτό το επίπεδο. 26

Εικόνα 15. Πιθανές καταστάσεις αθηρωματικής πλάκας. Σταθερή-Ασταθής-Επιπλεγμένη πλάκα με ρήξη (Ashley EA, Niebauer J) Η αθηρωματική νόσος είναι η κύρια αιτία καρδιαγγειακών νοσημάτων (Cardivascular Diseases, CVD). Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (World Health Organisation, WHO) το 2004 οι θάνατοι λόγω CVD ανήλθαν σε 17.1 εκατομμύρια, ποσοστό που αντιστοιχούσε στο 29% των θανάτων παγκοσμίως. Συγκεκριμένα, η στεφανιαία νόσος ήταν η αιτία θανάτου για 7.2 εκατομμύρια ατόμων και τα εκγεφαλικά επεισόδια για 5.7 εκατομμύρια. Επιπλέον, εκτιμήσεις του WHO αναφέρουν ότι το 80% των παραπάνω συμβαμμάτων αφορούν χώρες με χαμηλό ή μεσαίου μεγέθους εισόδημα, λόγω κακών συνθηκών διαβίωσης και χαμηλού επιπέδου ιατροφαρμακευτικής περίθαλψης. Τα προαναφερθέντα στοιχεία καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για καταλληλότερη πρόληψη και θεραπεία της νόσου και κατά συνέπεια καλύτερη κατανόηση της παθογένειας της νόσου. (http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs317/en/index.html) Η αιτιοπαθογένεια της νόσου είναι πολυπαραγοντική και οφείλεται σε γενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες. Στους γενετικούς παράγοντες περιλαμβάνονται γονιδιακές μεταβολές που επάγουν υπερλιπιδαιμίες και γενικότερα λιπιδικές διαταραχές. Όπως προαναφέρθηκε υπάρχουν λιποπρωτεΐνες καθώς και τροποποιητικά μόρια αυτών που σχετίζονται με τη μεταφορά και το μεταβολισμό τους και δρουν είτε αθηρογενετικά είτε αθηροπροστευτικά. Η Υπερχοληστερολαιμία είναι ένας από τους παθογενετικούς παράγοντες που έχουν συσχετιστεί με την αθηρωμάτωση και τις διαταραχές που προκαλούνται στο ενδοθήλιο τόσο πριν το σχηματισμό της αθηρωματικής βλάβης όσο και κατά την ανάπτυξή της. Ειδικότερα δίαιτα υψηλή σε χοληστερόλη προκαλεί το σχηματισμό λιπωδών γραμμώσεων και την προσκόλληση λευκοκυττάρων. Τα υψηλά επίπεδα χοληστερόλης προκαλούν επίσης διαταραχές στο μηχανισμό διαστολής των αρτηριών(61). Οι αιτίες υπερχοληστερολαιμίας ταξινομούνται σε πρωτοπαθείς και δευτεροπαθείς. Στις πρωτοπαθείς ανήκουν οι μονογονιδιακές και πολυγονιδιακές διαταραχές αναφορικά με τα μεταβολικά μονοπάτια των λιπιδίων. Η πρώτη προσπάθεια ομαδοποίησης των υπερλιπιδαιμιών έγινε αρχικά από τον Fredrickson αλλά πλέον έχει εγκαταληφθεί καθώς προέκυψαν νέα νοσήματα που δεν εμπίπτανε στις υπάρχουσες κατηγορίες. Πλέον, η ταξινόμησή τους γίνεται σύμφωνα με το είδος της λιποπρωτεϊνικής διαταραχής που προκαλείται καθώς και σύμφωνα με τη γονιδιακή τους βάση. Η πολυπλοκότητα της διαδικασίας της αθηρογένεσης επιτρέπει τη συμμετοχή περισσοτέρων από μια υποθέσεων σε μια ενιαία θεωρία. Παρόλα αυτά η διαδικασία που επάγεται κάθε φορά είναι παρόμοια. Βλαπτικοί παράγοντες όπως νοσήματα, γενετικές διαταραχές και περιβαλλοντικοί παράγοντες προκαλούν δυσλειτουργία του 27

ενδοθηλίου με αποτέλεσμα την εστιακή κατακράτηση της LDL χοληστερόλης υπενδοθηλιακά. Η απομάκρυνση αυτής φσιολογικά επάγεται από την HDL. Αντίθετα, η κατακρατηθείσα LDL υφίσταται οξείδωση από τις ισχυρές οξειδωτικές ουσίες που εκκρίνουν τα κύτταρα του αρτηριακού τοιχώματος, όπως είναι οι ελεύθερες ρίζες. Πλέον είναι γνωστό ότι η οξείδωση της LDL λαμβάνει χώρα και κατά την παρουσία της στην κυκλοφορία, δηλαδή υπόκειται ήδη σε κάποιου βαθμού συστεμική οξείδωση. Τα οξειδωμένα λιπίδια των παραπάνω λιποπρωτεϊνών προκαλούν αύξηση της εκκριτικής δραστηριότητας των ενδοθηλιακών κυττάρων, επάγοντας κατά αυτόν τον τρόπο χημειοτακτικά την προσκόλληση μονοκυτταρων στο ενδοθήλιο και τη μετατροπή τους έπειτα σε μακροφάγα. Ακολουθεί ένας φαύλος κύκλος, διότι τα μακροφάγα έχουν ισχυρή οξειδωτική δράση και οξειδώνουν περαιτέρω την μερικώς οξειδωμένη LDL, επιδρώντας πλέον και στο πρωτεϊνικό περίβλημα. Τα μακροφάγα προσλαμβάνουν την οξειδωμένη λιποπρωτεϊνη και μετατρέπονται σε αφρώδη κύτταρα, τα οποία στη συνέχεια νεκρώνονται και αποτελουν το νεκρωτικό πυρήνα της αθηρωματική βλάβης. Είναι σαφές, επομένως, ότι τα επίπεδα των LDL λιποπρωτεϊνών παίζουν καθοριστικό ρόλο στην πρόκληση καρδιαγγειακών παθήσεων και για το λόγο αυτό η ελάττωσή τους σε φυσιολογικά επίπεδα αποτελεί κατ εξοχήν φαρμακευτικό στόχο για την πρόληψη των CVD. 1.2.2 Γονότυποι της ApoE και παθήσεις Σε κάθε γενετικό τόπο υπάρχουν τρια αλληλόμορφα γονίδια της ApoE, με αποτέλεσμα την πιθανή παρουσία τριών ομόζυγων και τριών ετερόζυγων φαινοτύπων. Παρά τις γενικά θετικές δράσεις της απολιπρωτεΐνης αυτής έχει διαπιστωθεί ότι συγκεκριμένοι γονότυποι σχετίζονται με παθολογικές καταστάσεις. Έχει αποδειχθεί ότι ο φαινότυπος Ε2/2 φέρει τα χαμηλότερα επίπεδα ApoB-100, σε αντίθεση με τους φαινότυπους Ε4/4 και Ε4/3 που έχουν τις υψηλότερες τιμές. Δεν φαίνεται να επιδρούν στα επίπεδα της HDL, αλλά επηρεάζουν τις τιμές της ολικής χοληστερόλης (TC) και μερικώς τις τιμές των τριγλυκεριδίων. Η συγκέντρωση της TC ανάλογα με το φαινότυπο κατά αύξουσα σειρά είναι η εξής Ε2/2<Ε3/2<Ε3/3<Ε4/-. Παρά την παρατήρηση αυτή, κυρίως ο φαινότυπος Ε2/2 έχει συσχετιστεί με την εκδήλωση Υπερλιποπρωτεϊναιμίας Τύπου ΙΙΙ. Η ApoE2 έχει μικρή συγγένεια προς τους LDLr και ApoER2 υποδοχείς. Επομένως, έκφραση αυτή της ισομορφής σχετίζεται με αυξημένα επίπεδα λιποπρωτεϊνών, που είναι πλούσιες σε τριγλυκερίδια όπως τα VLDL. Γενικά δεν κινδυνεύουν να εκδηλώσουν Υπερλιποπρωτεϊναιμία Τύπου ΙΙΙ όλοι οι φορείς του Ε2. Σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη δυσλιποπρωτεϊνιαμίας παίζει ο τύπος κληρονομικότητας, οι περαιτέρω μεταλλάξεις της πρωτεΐνης καθώς και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες. Ο φαινότυπος Ε4/4 χαρακτηρίζεται από αυξημένα επίπεδα της LDL χοληστερόλης και έχει συσχετιστεί και αυτός σημαντικά με αυξημένη συχνότητα καρδιαγγειακών νοσημάτων. Επιπλέον, τουλάχιστο το 50% ασθενών με Νόσο Alzheimer εκφράζει 28

αυτή την ισομορφή (62). Ο παθογενετικός μηχανισμός δεν είναι πλήρως διευκρινισμένος αλλά υπάρχουν αρκετές υποθέσεις που βασίζονται στην αυξημένη έκφραση της ApoE στον εγκέφαλο και στις διαταραχές που μπορεί αυτή να προκαλεί. Τέλος, μελετάται η συμβολή των διαφόρων πολυμορφισμών της απολιποπρωτεϊνης Ε και σε άλλα νοσήματα όπως στο Σακχαρώδη Διαβήτη, σε νεφρικές παθήσεις, εγκεφαλικά επεισόδια, στην νόσο του Parkinson και στη σχιζοφρένεια (63). 1.2.3 Φαρμακευτικές παρεμβάσεις Η θεραπεία των καρδιαγγειακών παθήσεων (Cardiovascular Diseases, CVD) βασίζεται στην πρωτoγενή και στη δευτερογενή πρόληψη και εξαρτάται από τους παράγοντες κινδύνου και το λιπιδαιμικό προφίλ του ασθενούς. Όσον αφορά στη φαρμακευτική αντιμετώπιπη θα πρέπει να αντιμετωπιστούν οι πρωτοπαθείς αιτίες αρχικά εάν υφίστανται, όπως ο Σακχαρώδης Διαβήτης, η Υπερκορτιζολαιμία κα. Ακολούθως, συνεκτιμούνται οι παράγοντες κινδύνου και τα επίπεδα λιποπρωτεϊνών για την έναρξη διαιτητικής ή και φαρμακευτικής θεραπείας. (Πινακες 1 και 2) (64). Πίνακας 1. Παράγοντες κινδύνου για CVD σύμφωνα με το National Cholesterol Education Program και άλλες πηγές (Mahler et al., Welch and Loscalzo, Chambless et al., Diaz et al. and Bachmaier et al) National Cholesterol Υπόλοιπες πηγές Education Program Ηλικία ( >45 ετών για τους άντρες και μετά την εμμηνόπαυση για τις γυναίκες) Υπέρταση (ακόμη και αν χορηγειται αγωγή) Κάπνισμα Σακχαρώδης Διαβήτης Οικογενειακό ιστορικό καρδιαγγειακού επεισοδίου σε συγγενείς ( <55 έτη για τους άντρες και <65 για γυναίκες) HDL χοληστερόλη πλάσματος <35 mg/dl Lp(a) πλάσματος >20mg/dl Ομοκυστεΐνη πλάσματος >10 nmol/l ( >50 percentile) Μικρής πυκνότητας LDL σωμάτια Λόγος χοληστερόλης προς τα τριγλυκερίδια σε VLDL σωμάτια >0.3 (στο 90% των περiπτώσεων) ή >0.25 (στο 75%) Υψηλά επίπεδα ινωδογόνου, παραγόντων πήξης VIII και VII και του πλασμινογόνου Αντίσταση στην ινσουλίνη και υπερινσουλιναιμία Κεντρικού τύπου παχυσαρκία Υψηλά επίπεδα C αντιδρώσας πρωτεΐνης Αυξημένα λευκά κύτταρα ή και αιματοκρίτης Έλλειψη αντιοξειδωτικών βιταμινών Λοίμωξη από χλαμύδια 29

Πίνακας 2. Οριακές τιμές της ολικής και της LDL χοληστερόλης στο πλάσμα για την έναρξη διαιτητικής και φαρμακευτικής θεραπείας ανάλογα με την παρουσία παραγόντων κινδύνου για CVD και την ήδη εκδήλωση ή όχι της νόσου Όρια έναρξης διαιτητικής θεραπείας Ολική LDL Χοληστερόλη Χοληστερόλη (mg/dl) (mg/dl) Ολική Χοληστερόλη (mg/dl) Όρια έναρξης LDL Χοληστερόλη (mg/dl) 0 ή 1 παράγοντας κινδύνου για CVD >2 παράγοντες κινδύνου για CVD Διαγνωσμένη εκδήλωση CVD 240 160 275 190 200 130 240 160 160 100 200 130 Τα θεραπευτικά σκευάσματα που χρησιμοποιούνται μεχρι σήμερα στην κλινική πράξη στοχεύουν κυρίως στην ελάττωση της LDL χοληστερόλης και κατά δεύτερο λόγο στην αύξηση της HDL. Οι κατηγορίες φαρμάκων που συμβάλλουν στη βελτίωση του λιπιδαιμικού προφίλ είναι οι φιμπράτες, οι ρητίνες, οι στατίνες, οι αναστολείς του μορίου-μεταφορέα NPC1-L1, όπως είναι η εζετιμίδη, και τέλος το νικοτινικό οξύ. Οι φιμπράτες είναι τα πιο αποτελεσματικά σκευάσματα για τη μείωση των τριγλυκεριδίων στο πλάσμα. Ο μηχανισμός δράσης τους περιλαμβάνει την ενεργοποίηση της μεταγραφής του υποδοχέα PPAR-α (Peroxisome Proliferator- Activated Receptor α) και οδηγεί σε αυξημένη δράση της LPL. Επιπλέον, επάγουν την έκφραση των LDLr και ΑpoA-I γονιδίων ενώ καταστέλλουν την έκφραση της ΑpoC-II. Είναι ενδιαφέρον ότι μπορούν να προκαλέσουν μια ήπια αύξηση της HDL χωρίς να είναι απόλυτα επιβεβαιωμένο. Γενικά, βελτιώνουν των κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων σε ασθενείς με μεταβολικό σύνδρομο (65). Έχουν ένδειξη χορήγησης σε υψηλή υπερτριγλυκεριδαιμία, αυξημένα επίπεδα χυλομικρών, χαμηλά επίπεδα HDL καθώς και σε συνδυαστική υπερλιποπρωτεϊναιμία (64). Οι ρητίνες δρουν δεσμεύοντας τα χολικά οξέα στο έντερο, αποτρέποντας έτσι την πρόσληψη των διατροφικών λιπιδίων και μειώνοντας τα επίπεδα της LDL στο πλάσμα. Η λήψη ρητινών συνοδεύεται από αύξηση των τριγλυκεριδίων. Λόγω των παραπάνω δράσεων χορηγούνται συνήθως συνεργικά σε ασθενείς με οικογενή υπερχοληστερολαιμία ενώ αποφεύγεται η χορήγησή τους σε ασθενείς με υπερτριγλυκεριδαιμία. 30