Начало >> Статьи >> Архивы >> Атеросклероз и пути его профилактики

Как и почему развивается атеросклероз - Атеросклероз и пути его профилактики

Оглавление
Атеросклероз и пути его профилактики
Как и почему развивается атеросклероз
Транспорт липидов липопротеидами
Наследственные дефекты транспорта липидов
Морфологические особенности развития атеросклероза
Образование липидных пятен
Клинические проявления атеросклероза
Факторы, способствующие развитию атеросклероза
Пути профилактики атеросклероза

Изучение причин развития атеросклероза началось после классических исследований Н. Н. Аничкова и С. С. Халатова, выполненных в 1912 г. Молодые в то время ученые (Н. Н. Аничкову и С. С, Халатову было, тогда по 27 лет) показали, что добавление к обычному корму кроликов жироподобного вещества — холестерина приводит через 3—4 месяца к образованию в стенке аорты этих животных атеросклеротических поражений, напоминающих таковые у человека. Позднее К. Г. Волкова и Т. А. Синицына (ученицы и сотрудницы Н. Н. Аничкова) обнаружили при введении кроликам холестерина появление атеросклеротических поражений не только в аорте, но и в коронарных артериях сердца.
С тех пор холестериновая модель экспериментального атеросклероза, предложенная Н. Н. Аничковым в С. С. Халатовым, стала широко применяться во многих лабораториях мира и не потеряла своего научного значения и по сей день.
Оказалось возможным воспроизводить экспериментальный атеросклероз у многих видов животных — морских свинок, голубей, кур, а в последнее время — у свиней и обезьян. Разумеется, чем больше масса животного, тем большая доза холестерина должна вводиться. «Чистый» холестерин можно заменить богатыми им пищевыми продуктами. Например, у кроликов или голубей атеросклероз легко развивается при скармливании им куриных яичных желтков.
Интересно отметить, что экспериментально полученный атеросклероз у свиней и обезьян морфологически оказался совершенно идентичным атеросклерозу, встречающемуся у человека.
В 1960 г. шведский ученый Виганд показал, что атеросклероз у кроликов может быть вызван также и путем введения им больших количеств насыщенного (содержащего насыщенные жирные кислоты) жира.
Так как и холестерин и жиры в плазме крови находятся не в свободном состоянии, а в виде сложных комплексов с белками, называемых липопротеидами (о них будет рассказано в следующем разделе брошюры), возникает логичный вопрос: не повинны ли плазменные липопротеиды в развитии атеросклероза? В 1967 г. в нашей лаборатории был проведен следующий эксперимент. Двум здоровым кроликам ежедневно на протяжении 6 месяцев внутривенно вводились липопротеиды, изолированные из плазмы крови 150 кроликов-доноров, имевших экспериментальный атеросклероз, полученный по методу Н. Н. Аничкова. Обоим кроликам-реципиентам было сделано по 156 введений и каждый кролик получил в общей сложности по 65 г липопротеидов (более точно, атеротенных липопротеидов). По окончании этого необычного эксперимента у обоих животных был обнаружен резко выраженный атеросклероз аорты, коронарных артерий сердца, артерий мозга.
Поэтому, прежде чем рассказать, как и почему развивается атеросклероз, необходимо хотя бы кратко остановиться на липидах и липопротеидах плазмы крови.

Липиды и липопротеиды плазмы крови

Жиры и жироподобные вещества, называемые липидами, входят в состав почти всех органов и тканей организма. Находятся они и в крови. Среди содержащихся в плазме крови липидов наибольший интерес для нас представляют холестерин, триглицериды (или нейтральные жиры) и содержащие фосфор и азот соединения, получившие название фосфолипидов.
Несмотря на то что со времени открытия холестерина прошло около 250 лет, об этом веществе и в настоящее время говорят и пишут очень много. Что же представляет собой холестерин? В. химическом отношении он является жировым спиртом, то есть соединением, сочетающим в себе свойства жироподобных веществ и спиртов. Выделенный в кристаллической форме холестерин выглядит как жемчужные пластинки, воскообразные на ощупь, не растворимые в воде.
Природные воскообразные свойства холестерина позволяют ему выполнять функцию клеточного скелета в организме человека и животного. Каждая клетка нашего тела содержит холестерин и нуждается в нем, для того, чтобы поддержать свою форму. Входя в состав мембран клеток, холестерин вместе с другим важным классом липидов (фосфолипидами) и белками обеспечивает избирательную проницаемость клетки для веществ, входящих и выходящих из нее.
Холестерин является источником образования в нашем организме половых и стероидных гормонов, a так же желчных кислот. Он необходим для роста организмами деления клеток. Если новорожденных крысят кормить молоком, лишенным холестерина, то у них будет наблюдаться отставание в росте и особенно в развитии нервной системы.
Человек рождается с низким содержанием холестерина в крови (в 3 раза меньшим чем у взрослых). Поэтому в первые месяцы после рождения ребенок нуждается в пищевом холестерине, главным источником которого является : молоко. Однако зависимость организма от пищевого холестерина кратковременна. Через несколько месяцев после рождения ребенка клетки его органов и тканей становятся способными синтезировать свой собственный холестерин; Эта способность сохраняется в течение всей жизни. Существует своеобразная регуляция синтеза холестерина, по принципу так называемой отрицательной обратной связи: если холестерина в организме достаточно, клетки не синтезируют его или синтезируют медленно и, наоборот, клетки начинают усиленно синтезировать холестерин как только его количество в организме снижается. В теле взрослого человека содержится около 140 г холестерина, из которых более половины (примерно 80 г) подвергается обновлению. Время полного обновления этого, количества холестерина составляет 80 дней, то есть скорость обновления составляет, примерно 1 г в день.
За сутки организм человека окисляет около 450 мг холестерина в желчные кислоты, примерно, такое же количество стеринов экскретирует с фекалиями, около 100 мг выделяет, с кожным салом. Небольшие количества холестерина используются, для образования половых и стероидных гормонов. Чтобы пополнить эти. потери, организм синтезирует в сутки около: 700 мг холестерина и примерно 300 мг получает с пищей. В принципе синтез холестерина осуществляется в клетках почти всех органов и тканей, однако в значительных количествах — в печени и стенке тонкого кишечника. Именно отсюда основная масса синтезированного холестерина, идет «на экспорт», то есть транспортируется в другие органы и ткани.
Итак, в организме взрослого человека синтезируется за сутки в среднем 700 мг холестерина. Такое, количество холестерина мы вводим в организм, если употребляем в пищу всего лишь три куриных яйца. А если мы съедаем более трех яиц и, кроме того другую пищу, содержащую холестерин? В таком случае получаем с пищей больше холестерина, чем в нем: нуждаемся. Если, потребление больших количеств, пищевого холестерина продолжается длительное время, то это  приводит к накоплению его, что можно обнаружить, определив содержание холестерина в крови.
В организме человека и животных содержится как свободный (неэстерифицированный), так я эстерифицированный (в виде эфира с жирной кислотой) холестерин. Первый входит в состав мембран клеток и клеточных органоидов, второй находится в цитоплазме клеток я рассматривается как «запасное депо». В целом в организме человека и животных преобладает свободный (неэстернфицированный) холестерин, однако в плазме крови примерно две трети всего холестерина приходится на эфиры и одна треть — на свободный холестерин.
Триглицериды, или нейтральные жиры, находящиеся в крови, ближе всего подходят к обычному понятию «жир», например, к жиру сливочного или растительного масла. В химическом отношении триглицериды представляют собой сложные эфиры, образованные спиртом, глицерином и тремя частицами высших жирных кислот. Именно это и предопределило название «триглицериды». Как и холестерин, триглицериды не растворимы в воде.
Триглицериды крови имеют двоякое происхождение. Часть их синтезируется в кишечной стенке из продуктов распада пищевых жиров, другая часть синтезируется в печени, а затем уже поступает в кровь.
Прием жирной пищи всегда сопровождается хотя бы кратковременным (в течение нескольких часов) повышением уровня триглицеридов в крови.
Триглицериды в организме легко подвергаются окислению. Важно отметить, что из всех веществ, содержащихся в пище, они — самый калорийный материал. При окислении 1 г триглицеридов освобождается 9,3 ккал, тогда как при окислении такого же количества глюкозы—всего лишь 4,1 ккал. Вместе с тем триглицериды могут откладываться «про запас» (например, в жировой ткани) в качестве энергетического резервного материала. У тучных людей такие запасы жира совершенно излишни.
Физиологическая роль триглицеридов не исчерпывается только тем, что они являются важным субстратом для окислительных процессов, обеспечивающих организм энергией. В составе подкожной жировой клетчатки триглицериды выполняют термозащитную роль, а также предохраняют внутренние органы и ткани от возможных механических повреждений.
Фосфолипиды по своему строению близки к триглицеридам, но отличаются от них тем, что в их молекуле одна из трех частиц жирной кислоты заменена фосфорной кислотой, связанной с азотистым основанием. Фосфолипиды содержатся не только в крови, они входят в состав мембран всех клеток и их органоидов. В более широком смысле слова можно сказать, что основу любой биомембраны составляет фосфолипидный бислой— два слоя фосфолипидов, расположенных так, что полярные концы молекул обращены к водной среде, омывающей наружную н внутреннюю поверхность мембраны, а неполярные жирнокислотные «хвосты» скрыты в ее толще. Фосфолипиды вместе с холестерином не только выполняют роль «несущих конструкций» клеточной мембраны, но являются ответственными за ее физическое состояние, точнее, за ее вязкость. Заметим, что от вязкости мембраны зависит активность мембранных энзимов и скорость трансмембранного переноса веществ, другими словами, функциональная активность клетки в целом.
В отличие от холестерина и триглицеридов фосфолипиды обладают способностью растворяться в воде.
Все перечисленные выше жиры и жироподобные вещества находятся в плазме крови не в свободном виде, а в соединении с белками в виде так называемых липидно белковых комплексов, или липопротеидов.
Липопротеиды представляют собой частицы, имеющие сферическую форму. Снаружи они покрыты оболочкой, состоящей из белков (аполипопротеинов), фосфолипидов и неэстерифицированного холестерина. Внутреннюю сферу или ядро частицы образуют триглицериды и эфиры холестерина. Наружная оболочка липопротеидной частицы отличается высоким сродством к воде (гидрофильностью), тогда как внутреннее ядро, наоборот, отсутствием такого сродства (гидрофобностью). В целом же липопротеидная частица в отличие от входящих в ее состав липидов (неэстерифицированного холестерина, эфиров холестерина и триглицеридов) растворима в водной среде и может рассматриваться как транспортная форма липидов в кровяном русле. Существует несколько классов липопротеидов, отличающихся между собой по размерам, по количественному соотношению в них различных липидов и белка и по другим признакам.
Липопротеиды, богатые холестерином. Главным представителем этой группы липопротеидов являются так называемые липопротеиды. низкой плотности (ЛПНП). Этот класс липопротеидов называется так потому, что частицы его имеют в целом низкую плотность (в пределах 1,006—1,063 г/мл), хотя и не столь малую, как ЛПОНЦ. ЛПНП называют также бета-липопротеидами. Это самые богатые холестерином частицы (содержание его в этих частицах может доходить до 45%) и самые атерогенные из всех липопротеидов. Данные частицы проникают в артериальную стенку и могут в ней накапливаться. Из всех видов млекопитающих человек имеет наиболее высокий уровень ЛПНП в крови. Уровень ЛПНП (а параллельно и холестерина) может резко повышаться при нарушениях липопротеидного обмена, особенно наследственной природы. Кроме того, он повышается при приеме пищи, богатой холестерином.
Липопротеиды, богатые фосфолипидами. В указанную группу входят липопротеиды высокой плотности (ЛПВП). Она колеблется в пределах 1,063—1,21 г/мл. Отсюда и происходит название этого класса липопротеидов. Другое название — альфа-липопротеиды. ЛПВП содержат высокий процент белка (до 55%) и фосфолипидов (около 25%), меньше холестерину (около 16%) и очень немного триглицеридов (около 4%). Из всех классов липопротеидов ЛПВП имеют самый маленький диаметр частиц. ЛПВП синтезируются в печени и стенке тонкого кишечника.
Характерной особенностью ЛПВП является то, что они, в отличие от ЛПОНП и ЛПНП, не только не обладают атерогенностью, но и задерживают развитие атеросклероза. Другими словами, ЛПВП обладают антиатерогейными свойствами. Об этом мы подробнее расскажем ниже.

Теперь несколько слов о некоторых общих свойствах липопротеидов плазмы крови.
Каждая группа липопротеидов (богатая триглицеридами, холестерином или фосфолипидами) состоит из одного или двух классов липопротеидов. Каждый класс липопротеидов в свою очередь состоит из нескольких подклассов, различающихся по химическому составу, плотности, размерам частиц и другим физикохимическим параметрам (ввиду ограниченности объема брошюры мы лишены возможности рассказать о подклассах липопротеидов). Таким образом, липопротеиды плазмы крови отличаются большим разнообразием, или, как говорят, гетерогенностью.
По мере увеличения плотности липопротеидов (от хиломикронов к ЛПВП) наблюдаются следующие закономерные изменения:
а) уменьшаются молекулярная масса и соответственно размер липопротеидных частиц;
б) увеличивается содержание белка и фосфолипидов и снижается содержание триглицеридов;
в) возрастает сродство к воде (гидрофильность);
г) увеличивается отношение эстерифицированный холестерин/свободный холестерин;
д) удлиняется время катаболизма (распада) липопротеидов.
Каждый класс или подкласс липопротеидов имеет множественный набор белков, называемых аполипопротеннами. Их обозначают латинскими буквами (А, В, С, D, Е и т. д.). В свою очередь некоторые аполипопротеины, например аполипопротеины А, С и Б, состоят из нескольких полипептидов, обозначаемых дополнительно римскими цифрами (А-I, A-II, С-I, С-2, C-III и т. д.).
Для каждого класса и подкласса липопротеидов характерен свой состав главных и минорных аполипопротеинов.
Отдельные аполипопротеины обладают коэнзимными (ускоряющими активность энзимов) функциями.
В процессе циркуляции липопротеидов в крови на поверхности или в глубине их частиц протекают следующие энзиматические реакции:
а) гидролиз триглицеридов хиломикронов (при действии энзима липопротеидлипазы) и гидролиз триглицеридов ЛПОНП (при последовательном действии сначала липопротеидлипазы, а затем циркулирующей в крови печеночной триглицеридлипазы). Коэнзим липопротеидлипазы — аполипопротеин С-2.
В результате действия липопротеидлипазы и печеночной триглицеридлипазы на ЛПОНП последние через ряд промежуточных ступеней, включающих образование так называемых липопротеидов промежуточной плотности, превращаются в ЛПНП. Этот процесс носит название трансформации ЛПОНП в ЛПНП;
б) эстерификация свободного холестерина ЛПВП при действии энзима лецитин-холестерин-ацилтрансфе-разы (ЛХАТ). Вследствие этой реакции ненасыщенная жирная кислота фосфолипида лецитина переносится на холестерин с образованием по месту гидроксила холестерина сложной эфирной связи. Образовавшийся на поверхности липопротеидной частицы эфир холестерина либо перемещается внутрь частицы, либо транспортируется в другие классы липопротеидов. Коэнзимом ЛХАТ-реакции является аполипопротеин A-I.
В результате действия упомянутых энзимов на липопротеиды отмечается наиболее быстрое обновление в их составе триглицеридов и эфиров холестерина.
Липидные компоненты, а также аполипопротеины способны переходить из одного класса липопротеидов в другой. Перенос липидных компонентов осуществляется с помощью специальных белковых переносчиков, роль которых, возможно, выполняют некоторые аполипопротеины.
Мы видим, что плазменные липопротеиды представляют собой сложные высокомолекулярные частицы, осуществляющие не только транспорт, но и превращения липидов в самой частице. Не удивительно, что изучением липопротеидов, этих во многом еще загадочных соединений, занимаются сейчас многие лаборатории мира.



 
« Асцит - дифференциальный диагноз   Бактерийные и вирусные препараты »