Биохимические причины и факторы риска развития атеросклероза

Одним из самых ярких и клинически значимых нарушений обмена липопротеинов является атеросклероз.

Атеросклероз

Атеросклероз – это отложение холестерина и его эфиров в соединительной ткани стенок артерий, в которых выражена механическая нагрузка на стенку (по убыванию воздействия): абдоминальная аорта, коронарная артерия, подколенная артерия, бедренная артерия, тибиальная артерия, грудная аорта, дуга грудной аорты, сонные артерии.

Стадии атеросклероза

Морфологически выделяют четыре стадии атеросклероза. Первая и вторая стадии распространены широко и при правильном питании являются обратимыми, 3 и 4 стадии уже имеют клиническое значение и необратимы.

1 стадия – повреждение эндотелия

Это «долипидная» стадия, обнаруживается даже у годовалых детей. Изменения этой стадии неспецифичны и ее могут вызывать: дислипопротеинемия, гипертензия, повышение вязкости крови, курение, вирусные и бактериальные инфекции, свинец, кадмий и т.п.

На этой стадии в эндотелии создаются зоны повышенной проницаемости и клейкости. Внешне это проявляется в разрыхлении и истончении (вплоть до исчезновения) защитного гликокаликса на поверхности эндотелиоцитов, расширении межэндотелиальных щелей. Это приводит к усилению выхода моноцитов и липопротеинов (ЛПНП и ЛПОНП) в интиму.

2 стадия – стадия начальных изменений

Отмечается у большинства детей и молодых людей.

Поврежденный эндотелий и активированные тромбоциты вырабатывают медиаторы воспаления, факторы роста, эндогенные окислители. В результате через поврежденный эндотелий в интиму сосудов еще более активно проникают моноциты и способствуют развитию воспаления. При этом ЛПНП, попавшие под интиму, начинают изменяться (модифицироваться), т.е. подвергаются окислению, гликозилированию, ацетилированию.

Моноциты, преобразуясь в макрофаги, активно поглощают измененные липопротеины при участии «мусорных» рецепторов (scavenger [‘skævɪnʤə] receptors). Таким образом, поглощение модифицированных ЛПНП макрофагами идет без участия апоВ-100-рецепторов, а, значит, нерегулируемо.

При поглощении модифицированных липопротеинов макрофаги активируются, выделяют цитокины и разнообразные факторы роста, которые стимулируют деление гладкомышечных клеток, синтез межклеточного вещества, и играют роль в развитии атеросклеротической бляшки.

Модификация липопротеинов в зоне воспаления является непосредственной биохимической причиной атеросклероза.

Окисление ЛПНП нарастает при недостаточной активности антиоксидантных систем – гиповитаминозах Е и С, нехватке металлов (железо, селен, медь, цинк), входящих в состав антиоксидантных ферментов каталазы, пероксидазы, супероксиддисмутазы.
Гликозилирование белков ЛПНП ускоряется при сахарном диабете или при других хронических гипергликемиях. Такие модифицированные липопротеины теряют способность связываться с апоВ-100-рецептором и проникать в клетки-мишени и, в результате, накапливаются в крови и в интиме сосудов.

Под действием факторов роста гладкомышечные клетки медии мигрируют в интиму и начинают пролиферировать, превращаясь в макрофагоподобные клетки. Они также накапливают модифицированные ЛПНП.

Накопление липидов в макрофагах быстро исчерпывает невысокие возможности клеток по утилизации свободного и этерифицированного ХС. Они переполняются стероидами и превращаются в пенистые клетки. Внешне на эндотелии появляются липидные пятна и полоски.

Процесс развития атеросклероза (в динамике слева-направо)

3 стадия – стадия поздних изменений

Продолжают развертываться и приобретают масштабность события, начавшиеся на второй стадии.
Внешне проявляется как выступание поверхности в просвет сосуда. Стадия дополнительно характеризуется следующими особенностями:

• увеличение количества коллагена, эластина и гликозаминогликанов, т.е. накопление межклеточного вещества,
• пролиферация и гибель пенистых клеток (апоптоз),
• накопление в межклеточном пространстве свободного ХС и этерифицированного ХС,
• инкапсулирование холестерола и формирование фиброзной бляшки.

4 стадия – стадия осложнений

На этой стадии происходят:

• кальцификация бляшки и ее изъязвление, приводящее к эмболии сосудов,
• тромбоз из-за адгезии и активации тромбоцитов,
• разрыв сосуда.

Основы лечения

В лечении атеросклероза обязательно должны быть две составляющие: диета и медикаменты. Целью лечения является снижение концентрации общего ХС плазмы, ХС ЛПНП и ЛПОНП, повышение концентрации ЛПВП.

Диета

1. Обеспечение организма витаминами: аскорбиновой кислотой, пантотеновой (коэнзим А) и никотиновой (НАДФ) кислотами, что способствует превращению холестерола печени в желчные кислоты (синтез желчных кислот). Для снижения окислительной модификации ЛПНП необходим витамин Е.

2. Снижение калорийности пищи за счет углеводов и жиров. Жиры пищи должны включать равные доли насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Доля жидких жиров, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), должна быть около 30% от всех жиров, но не меньше 15 г/сут. Роль ПНЖК в лечении гиперхолестеролемии и атеросклероза сводится к:

• ограничению всасывания ХС в тонком кишечнике,
• активации синтеза фосфатидилхолина, что снижает вязкость желчи и облегчает ее отток в кишечник,
• усилению желчеотделения,
• снижению синтеза ЛПНП в печени и секреции их в кровь,
• увеличению синтеза ЛПВП и концентрации их в крови, что способствует удалению холестерина из тканей в печень.

3. Обеспечение организма чистой водой до физиологических норм (1,0-1.5 л/сут), что препятствует сгущению желчи.

4. Потребление высоких количеств овощей, содержащих целлюлозу (капуста, морковь, свекла) для усиления перистальтики кишечника, стимуляции желчеотделения и снижения всасывания ХС.

5. Умеренная физическая нагрузка – способствует синтезу ЛПВП и, значит, оттоку холестерина от тканей в печень.

Медикаменты

1. Препараты ω6- и ω3-жирных кислот (Линетол, Эссенциале, Омеганол и т.п.) повышают концентрацию ЛПВП в плазме, ускоряют отток ЛПНП в печень, стимулируют желчеотделение.

2. Подавление всасывания ХС в желудочно-кишечном тракте – анионообменные смолы (Холестирамин, Холестид, Questran).

3. Высокие дозы никотиновой кислоты подавляют мобилизацию жирных кислот из депо и снижают синтез ЛПОНП в печени, а, следовательно, и образование из них ЛПНП в крови.

4. Фибраты (клофибрат и т.п.) увеличивают активность липопротеинлипазы, ускоряют катаболизм ЛПОНП и хиломикронов, что повышает переход холестерола из них в ЛПВП и его эвакуацию в печень.

5. Статины (ловастатин, флувастатин) ингибируют ГМГ-SКоА-редуктазу, что снижает в 2 раза синтез ХС в печени и ускоряют его отток из ЛПВП в гепатоциты.

Атеросклерозом называют патологию, при которой на внутренней поверхности сосудистой стенки появляются атерогенные бляшки. В итоге постепенно происходит сужение просвета артерий, что снижает в них кровоток, ограничивает функции органов, соединённых с данными артериями – и повышает риск развития таких опасных явлений как инфаркт.

Рассмотрим, какая у атеросклероза биохимия, за счёт чего он развивается – и как с ним справиться.

Предпосылки к проявлению атеросклероза

На уровне метаболизма ключевой предпосылкой к развитию атеросклероза является гиперхолестеролемия, то есть состояние, при котором уровень холестерола в крови повышен.

В свою очередь, на биохимическом уровне развитие этой патологии происходит по причине следующих явлений:

1. Генетическая предрасположенность – наличие наследственных дефектов в структуре рецепторов ЛПНП (липопротеидов низкой плотности) или апоВ-100 (аполипопротеина B100);
2. Избыточное поступление ХС (холестерина), жиров и углеводов.

Другой важный биохимических фактор – модифицирование ЛП. Если липиды и белки, входящие в состав ЛПНП, меняют свою структуру, то тогда организм начинает воспринимать их как чужеродные – и фагоциты могут начать их захватывать.

Изменения в ЛП происходят по следующим причинам:

• Появляются комплексы аутоиммунного типа «ЛП-антитело»;
• Белки подвергаются гликолизилированию – это происходит, когда в крови происходит повышение концентрации глюкозы;
• Происходит перекисная модификация, меняющая структуру апоВ-100.

Чаще всего атеросклероз возникает у мужчин старше 35-40 лет, рацион которых обладает повышенной калорийностью, но недостатком антиоксидантов, растительных волокон, магния, калия и хрома. Также вероятность развития проблемы повышает курение.

Развитие атеросклероза

Далее атеросклероз имеет следующую биохимию:

• После модификации ЛПНП макрофаги перегружаются, так как они постоянно поглощают ЛПНП, а ХС это никак не компенсирует. В итоге макрофаги превращаются в особые пенистые клетки, которые переходят в субэндотелиальное пространство;
• Когда их становится слишком много, эндотелий повреждается, что активирует тромбоциты;
• Тромбоциты начинают продуцировать особый фактор роста, который приводит к росту бляшки;
• Бляшка прорастает фиброзной оболочкой, под ней ткани отмирают, а ХС начинают откладываться в межклеточном пространстве;
• Далее бляшка пропитывается солями, начинает становится плотнее, а в её области возникают опасные тромбы, что могут нарушить кровообращение или даже привести к появлению инфаркта.

Стадии атеросклероза

Биохимические механизмы развития атеросклероза варьируются в прямой зависимости от того, на какой стадии он находится.

Первая и вторая стадия могут отступить при нормализации рациона. Третья и четвёртая обычно не являются обратимыми.

• Первая стадия. На ней повреждается эндотелий, на нём возникают особо клейкие и проницаемые зоны, что позволяет ЛПНП, ЛПОНП (липопротеины очень низкой плотности) и моноцитам выходить в область интимы. Диагностируется даже у детей до года.
• Вторая стадия. На ней активированные тромбоциты и патологический эндотелий начинают вырабатывать эндогенные окислители и медиаторы воспаления, что способствует ещё большему проникновению моноцитов в области интимы. Это способствует усилению воспаления. В его зоне биохимия атеросклероза заключается в изменении липопротеинов, обычно путём гликозилирования или окисления. Всё усугубляется при диабете или при плохой работоспособности антиоксидантных механизмов (например, по причине гиповитаминоза С или Е).
• Третья стадия. Начинаются серьёзные изменения, визуально проявляющиеся как перемещение поверхности в область просвета сосуда. Далее активно происходит сбор межклеточного вещества, а также свободного и этерифицированного ХС в области меж клетками. После инкапсулируется холестерол и создаётся бляшка фиброзного типа.
• Четвёртая стадия. Наиболее тяжёлая стадия, на которой начинаются осложнения. фиброзное образование кальцифицируется, на нём появляются язвочки, что может далее привести к проявлению липидной эмболии. По причине адгезии/активации тромбоцитов может развиться полномасштабный тромбоз и даже произойти повреждение сосуда.

Терапия атеросклероза

Терапия атеросклероза осуществляется за счёт единовременного соблюдения диеты и приёма лекарственных средств.

Основные моменты диеты:

• Снижение калорийности рациона. Необходимо принимать продукты, доля жиров с полиненасыщенными жирными кислотами в которых равна хотя бы 30% (и не менее 15 г/с). Это позволит усилить желчеотделение и облегчить отток желчи в кишечник.
• Обеспечение организма достаточным количеством чистой воды. Для борьбы со сгущением желчи требуется потребление хотя бы литра в сутки.
• Обеспечение организма необходимым количеством витаминов, включая витамин Е, никотиновую, пантотеновую и аскорбиновую кислоты для улучшения процесса превращения холестерола в желчные кислоты.
• Увеличение содержания целлюлозы в рационе. Это позволяет понизить всасывание ХС и стимулировать желчеотделение.
• Помимо этого рекомендуется прибегать к несильной физической нагрузке, что позволит обеспечить отток холестерина от тканей.

Лекарственные средства редко назначаются по отдельности, обычно осуществляется комплексное воздействие на организм. Наиболее часто применяемые типы медикаментов:

• Фибраты. Помогают повысить переход холестерола в ЛПВП (липопротеиды высокой плотности) и его дальнейшую эвакуацию в печень;
• Препараты никотиновой кислоты. Снижают производство ЛПНП в крови;
• Статины. Позволяют снизить в два раза синтез ХС в области печени;
• Препараты жирных кислот щ6 и щ3. Помогают ускорить отток ЛПНП в печень и стимулировать желчеотделение;
• Анионообменные смолы. Подавляют всасывание ХС в ЖКТ.

Это может быть полезным для Вас: