Ассоциация множественно-модифицированных липопротеинов низкой плотности с ожирением

Ожирение стало одной из наиболее грозных неинфекционных пандемий XXI века, которая поражает людей независимо от их возраста, материального благосостояния и места проживания. Распространенность ожирения уверенно растет во всем мире и в период с 1980 по 2014 г. удвоилась [1]. В Российской Федерации (РФ) ситуация развивается еще более стремительно. По данным Роспотребнадзора, заболеваемость ожирением в период с 2011 по 2015 г. выросла в 2,3 раза, что вывело нашу страну по числу людей с избыточной массой тела с 8-го места в мире в 2013 г. на 4-е в 2015—2016 гг. (по данным ВОЗ) [2]. Существенное увеличение количества людей с ожирением и тенденция к увеличению распространенности данной патологии среди лиц молодого возраста и детей выводит данную проблему в число наиболее социально значимых.

Четкая связь между ожирением и развитием сердечно-сосудистых осложнений (ССО) была установлена во Фрамингемском исследовании [3]. При наблюдении в течение 26 лет за 5209 лицами без наличия сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) на момент включения их в исследование было показано, что ожирение является независимым фактором риска (ФР) развития ССО. Кроме того, ожирение имело долгосрочное прогностическое значение для ССЗ, особенно у лиц моложе 50 лет. Дальнейшее увеличение массы тела с возрастом повышало степень риска ССЗ как у мужчин, так и у женщин независимо от исходного индекса массы тела (ИМТ) или наличия других ФР, связанных с увеличением массы тела [4]. Повышенный риск, связанный с ожирением, во многом обусловлен высокой частотой коронарных и церебральных событий [5], но существующие на сегодняшний день методы оценки традиционных ФР развития ССЗ и их осложнений (Framinghame Score, PROCAM Score, SCORE) не являются исчерпывающими.

Одним из наиболее широко используемых лабораторных маркеров сердечно-сосудистого риска является определение уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), которые служат источником липидов, накапливающихся при атеросклерозе в сосудистой стенке липидов [6,7]. Полученные в разных лабораториях данные свидетельствуют, что внутриклеточная аккумуляция ЛПНП наблюдается лишь в случае их химической модификации [8]. Одновременно с этим показано, что почти любая модификация ЛПНП приводит к их усиленному захвату как субэндотелиальными, так и другими видами клеток [9,10]. Начиная с 70-х годов XX века выявлено несколько видов модификации ЛПНП — окисление, ацетилирование, карбамилирование, десиалирование, гликирование и др. [11—16]. В ряде работ [17—19] показано, что каждый из перечисленных видов модификации ЛПНП может усиливать его атерогенные свойства. В настоящее время из всех вариантов модификации наиболее изученными являются процессы окислительной модификации ЛПНП. Исследована роль окисленных ЛПНП в инициировании и прогрессировании атеросклеротического процесса. При этом имеются данные о том, что ЛПНП, модифицированные путем гликирования и десиалирования, обладают выраженным атерогенным эффектом [20, 21].

В основе высокого атерогенного потенциала модифицированных ЛПНП лежит изменение их физико-химических свойств. Размер частиц модифицированных ЛПНП на 0,5—2,3 нм меньше частиц немодифицированных ЛПНП и характеризуется более высоким электроотрицательным поверхностным зарядом. Увеличение плотности модифицированных ЛПНП за счет уменьшения их размеров приводит к увеличению атерогенного потенциала, что тесно связано с развитием атеросклероза [22]. Также изменение поверхностного заряда молекул нарушает взаимодействие липопротеид—клетка, значительно изменяя внутриклеточный метаболизм ЛПНП, приводя к его внутриклеточному накоплению [23]. В настоящее время выявлено, что одновременная (множественная) модификация ЛПНП несколькими способами приводит к значимо сильному увеличению атерогенности в сравнении с ЛПНП, модифицированными каким-либо одним способом [21]. Вклад множественно-модифицированных ЛПНП (ммЛПНП) в процессы атерогенеза практически не исследован.

Цель настоящего исследования — оценить взаимосвязь окисленных и ммЛПНП с ожирением.

Группы исследования были сформированы из числа лиц, обратившихся за амбулаторной терапевтической помощью в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России. Критериями включения были возраст от 40 до 50 лет в сочетании с низким сердечно-сосудистым риском (SCORE не более 1%) и низким кардиометаболическим риском (CMDS 0—1). Нулевая стадия шкалы CMDS подразумевает отсутствие каких-либо факторов риска (ФР), а стадия 1 допускает наличие не более двух ФР:

1) окружность талии (ОТ) более 112 см у мужчин и более 88 см у женщин;

2) систолическое артериальное давление (САД) не менее 130 мм рт.ст. и/или диастолическое АД (ДАД) — не менее 85 мм рт.ст. и/или прием антигипертензивных препаратов;

3) уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) менее 1,0 ммоль/л для мужчин и менее 1,3 ммоль/л для женщин или гиполипидемическая терапия;

4) уровень триглицеридов (ТГ) не менее 1,7 ммоль/л или прием гиполипидемических препаратов [24].

Критерии исключения — ранее диагностированные ССЗ, связанные с атеросклерозом; курение; гиполипидемическая терапия в течение последних 6 нед; сахарный диабет 1-го и 2-го типов; вторичная артериальная гипертензия; заболевания щитовидной железы; тяжелая сопутствующая патология (сердечная, дыхательная, почечная и печеночная недостаточность, онкологические и психические заболевания), беременность и лактация.

Всего в исследование были включены 78 пациентов в возрасте от 40 до 50 лет. Контрольную группу составили 52 человека с нормальной или избыточной массой тела, основную группу — 26 лиц с ожирением. Диагноз ожирения устанавливали при увеличении ИМТ до 30 кг/м² и более.

Всем пациентам проводили клинико-лабораторное обследование, которое включало сбор жалоб и анамнеза; измерение уровня АД, окружности талии, массы тела, роста; биохимический анализ крови, исследование уровня модифицированных ЛПНП, ультразвуковое исследование сердца и сонных артерий. Артериальная гипертензия 1—2-й степени была выявлена у 26% исследуемых.

Уровень общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), С-реактивного белка (СРБ) определяли с помощью автоматического анализатора Architect C8000 («Abbott», США).

Анализ ммЛПНП проводили по запатентованной методике (патент РФ № 2437098 от 20.11.11), позволяющей определять суммарную фракцию всех модифицированных ЛПНП независимо от вида их модификации. Метод заключается в добавлении к сыворотке крови специального буфера (приводит к агрегации ЛПНП любого варианта химической модификации) с последующей инкубацией в течение 10 мин при комнатной температуре. После инкубации спектрофотометрически измеряли степень помутнения при длине волны 450 нм и рассчитывали содержание ммЛПНП в условных единицах (ЕД) по формуле:

ммЛПНП (ЕД) = (Ео – Ек) × 100;

где Ео — оптическая плотность опытной пробы (сыворотка в среде 9,1% поливинилпирролидона с молекулярной массой 35 000); Ек — оптическая плотность контрольной пробы (сыворотка без поливинилпирролидона); 100 — коэффициент перерасчета в условные единицы [25].

Для оценки окислительной модификации ЛПНП определяли уровень ЛПНП, модифицированных малоновым диальдегидом (МДА-ЛПНП). МДА-ЛПНП определяли с использованием коммерческого набора MDALDL («Biomedica», Австрия).

Ультразвуковое исследование сердца и сосудов проводилось одним специалистом на аппарате экспертного класса Toshiba Xario SSA 660A (Япония). При дуплексном сканировании сонных артерий использовали линейный датчик PLT-805 AT (8 MГц). При оценке средней толщины комплекса интима-медиа (ТИМ_ср) измеряли ТИМ дальней от датчика стенки как расстояние между просветом сосуда и адвентицией с обеих сторон в продольном сечении. Измерение ТИМ_ср осуществляли в автоматическом режиме с помощью автоматического модуля количественной оценки ТИМ в дистальной трети общей сонной артерии на расстоянии 1 см проксимальнее бифуркации. ТИМ_ср правой и левой общей сонной артерии определяли как максимальное значение из четырех значений, полученных при двух последовательных измерениях ТИМ_ср прямым доступом и двух измерениях латеральным доступом соответственно для правой и левой сонных артерий. ТИМ_ср общих сонных артерий рассчитывали как среднее ТИМ_ср правой и левой общих сонных артерий. Атеросклеротические бляшки (АСБ) определяли как фокальное утолщение стенки сосуда более чем на 50% по сравнению с окружающими участками стенки сосуда или как фокальное утолщение комплекса интима-медиа более чем на 1,5 мм, выступающее в просвет сосуда [26]. Наличие АСБ оценивали на шести участках каротидного бассейна: на протяжении обеих общих сонных артерий, обеих бифуркаций и обеих внутренних сонных артерий. Суммарное количество всех АСБ определяли как количество бляшек в бассейне сонных артерий.

Толщину эпикардиального жира (ТЭЖ) определяли как эхонегативное пространство между стенкой миокарда и висцеральным листком перикарда, визуализировали за свободной стенкой правого желудочка в В-режиме линейным датчиком PST-30 BT (3 МГц). Использовали парастернальную позицию по длинной оси ЛЖ в конце систолы по линии, максимально возможно перпендикулярной аортальному кольцу, которое служило анатомическим ориентиром [27]. Измерения проводили в течение 3 сердечных циклов. За значение ТЭЖ принимали среднее из трех последовательных величин.

Полученные данные были обработаны с помощью компьютерной программы Statistica 8.0. Для оценки вида распределения признака использовали критерий Шапиро—Уилка. Так как большинство исследуемых признаков имело ненормальное распределение, данные представлены в виде медианы (25—75-й процентили). Различия между группами выявляли с помощью непараметрического критерия Манна—Уитни. Для оценки корреляционных взаимосвязей между признаками использовался коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Многофакторный регрессионный анализ проводили с помощью множественной линейной регрессии. Статистическую достоверность подтверждали при p<0,05.

Клинико-лабораторная характеристика групп исследования представлена в табл. 1.

Группы исследования были сопоставимы по возрасту и полу. Группа больных с ожирением имела достоверно более высокие показатели ИМТ, ОТ, ОХС, ХС ЛПВП, ХС ЛПНП, ТГ, СРБ, ТЭЖ, в то же время группы исследования не отличались по ТИМ_ср и количеству АСБ в сонных артериях.

У всех лиц, вошедших в исследование, были выявлены ммЛПНП, однако в группе больных с ожирением уровень ммЛПНП был значимо выше по сравнению с контрольной группой — 19,15 (16,7—25,2) ЕД против 13,35 (10,25—19,15) ЕД соответственно (р=0,001). При этом уровень МДА-ЛПНП был сопоставим — 1,10 (0,60—2,30) ЕД против 0,90 (0,30—2,00) ЕД соответственно (р=0,528).

Получена сильная корреляция между уровнем ммЛПНП и ТГ (r=0,75) (табл. 2).

Для МДА-ЛПНП не получены достоверные корреляции ни с одним из исследуемых клинико-лабораторных показателей.

При проведении многофакторного анализа и включении в статистическую модель возраста, ИМТ, ХС ЛПНП, ХС ЛПВП, ТГ, ТЭЖ, ТИМ_ср и количества АСБ была выявлена достоверная связь между ммЛПНП и уровнем ТГ (β=0,62) и ТЭЖ (β=0,24).

В настоящее время известно, что у больных с метаболическим синдромом развивается определенный (атерогенный) тип гиперлипидемии, при котором в результате модификации ЛПНП образуются более атерогенные частицы [28]. Однако недостаточно данных о различиях в атерогенности разных типов модифицированных ЛПНП у лиц с метаболическим синдромом без сахарного диабета.

В данной работе выявлена ассоциация ожирения с уровнем ммЛПНП. У лиц с ожирением уровень ммЛПНП был значимо выше, чем у лиц с нормальной или избыточной массой тела. Важно обратить внимание на тот факт, что в исследование включались пациенты среднего возраста, с низким сердечно-сосудистым риском, отсутствием значимых атеросклеротических изменений сонных артерий.

Одномоментное определение с помощью ультразвуковых методов исследования ТИМ и ТЭЖ в последние годы зарекомендовало себя как маркер субклинического атеросклероза на ранних стадиях развития у больных с метаболическим синдромом, предиабетом [29, 30]. Выявленная в данной работе связь ммЛПНП с ТИМ_ср и количеством АСБ сонных артерий, а также ТЭЖ свидетельствует об атерогенных свойствах ммЛПНП. Учитывая, что ммЛПНП у больных с ожирением повышается до развития значимых атеросклеротических изменений, можно предполагать, что ммЛПНП может быть ранним маркером предрасположенности к атеросклерозу у больных с ожирением. Выявленная в данном исследовании связь ммЛПНП с ТГ и ТЭЖ у больных с ожирением подтверждает, что ммЛПНП является компонентом метаболического синдрома.

Для того чтобы ЛПНП оказывали атерогенный эффект, они должны быть определенным образом химически модифицированы [20]. Это обусловлено тем, что нативные ЛПНП (нЛПНП) не индуцируют накопление холестерина внутри макрофагов из-за регуляторных рецепторов к нЛПНП на поверхности клеток. Модифицированные ЛПНП представляют собой небольшую атерогенную подфракцию ЛПНП, которая отличается от основного пула ЛПНП по ряду физико-химических и биологических характеристик. Модифицированные ЛПНП теряют сродство к ЛПНП-рецепторам печени, что приводит к увеличению времени циркулирования их в кровотоке и бесконтрольному захвату макрофагами с помощью скэвенджер-рецепторов. При накоплении большого количества этерифицированного холестерина в макрофагах они превращаются в пенистые клетки [31].

Показано, что окислительная модификация ЛПНП (ох-ЛПНП) вызывает образование пенистых клеток из макрофагов при неконтролируемом поступлении ох-ЛПНП через скэвенджер-рецепторы, которые не регулируются уровнем внутриклеточного холестерина [32]; ох-ЛПНП также индуцируют другие проатерогенные эффекты, такие как эндотелиальная дисфункция и пролиферация гладкомышечных клеток, благодаря поглощению лектиноподобными рецепторами к ох-ЛПНП (LOX-1) [33]. Кроме прямого повреждающего действия на эндотелиальные клетки в процессе окислительного стресса, ох-ЛПНП ускоряют процессы старения эндотелиальных клеток-предшественников через модификацию и повреждение ДНК [34], а концентрация циркулирующих ох-ЛПНП хорошо коррелирует с тяжестью ишемической болезни сердца и острого коронарного синдрома [35]. Результаты ряда работ [36, 37] свидетельствуют, что окисленные формы ЛПНП (МДА-ЛПНП) являются информативными только при клинически значимых стадиях атеросклероза (стеноз артерий более 50%), а их информативность на субклинических стадиях достаточно спорна. Одновременно с этим модификация ЛПНП сразу несколькими способами приводит к существенному увеличению их атерогенного потенциала по сравнению с ЛПНП, модифицированными каким-либо единственным способом [20]. Учитывая данные литературы и результаты нашей работы, свидетельствующие о наличии связи ожирения с ммЛПНП, а не с окисленными ЛПНП, именно ммЛПНП следует рассматривать в качестве потенциального маркера сердечно-сосудистого риска у больных с ожирением.

Ожирение ассоциировано с повышением уровня ммЛПНП, которое наблюдается уже в среднем возрасте, до развития значимых атеросклеротических изменений артерий. Связь ммЛПНП с маркерами атеросклероза позволяет рассматривать ммЛПНП в качестве потенциального маркера сердечно-сосудистого риска у больных с ожирением, что, однако, требует дальнейшего исследования.

Работа выполнена в рамках реализации государственного задания №АААА-А17−117031310099−1.

Участие авторов:

Концепция и дизайн – О.Д., С.Е., Б.Ш.

Сбор и обработка материала – С.Е., Б.Ш., Н.С., Е.Л.

Статистическая обработка данных – А.Ф., С.Е., Б.Ш.

Написание текста – А.Ф.

Редактирование – О.Д.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

*ФедоровичАндрейАлександрович — к.м.н. [Andrey A. Fedorovich, MD, PhD]; адрес: 101990, Россия, Москва, Петроверигский пер., 10 [address: bld. 10, Petroverigskiy lane, Moscow, 101990, Russia]; https://orcid.org/0000-0001-5140-568X; eLibrary SPIN: 1337-5220; e-mail: faa-micro@yandex.ru

Драпкина Оксана Михайловна — д.м.н., проф., член-корр. РАН [Oksana M. Drapkina, MD, PhD, professor, corresponding member RAS]; https://orcid.org/0000-0002-4453-8430; eLibrary SPIN: 4456-1297; e-mail: ODrapkina@gnicpm.ru

ЕлиашевичСофьяОлеговна — лаборант-исследователь [Sofia O. Eliashevich, research assistant]; https://orcid.org/0000-0003-0143-0849; eLibrary SPIN: 5267-5521; e-mail: SEliashevich@gnicpm.ru

ШойбоновБатожабБатожаргалович — к.х.н. [Batozhab B. Shoibonov, PhD in сhemistry]; eLibrary SPIN: 5412-9790; e-mail: BShoibonov@gnicpm.ru

Сухинина Наталью Юрьевна — к.м.н. [Natalia Yu. Sukhinina, MD, PhD]; e-mail: NSukhinina@gnicpm.ru

ЛавреноваЕвгенияАлександровна — лаборант-исследователь [Evgenia A. Lavrenova, research assistant]; https://orcid.org/0000-0003-1429-8154; e-mail: ELavrenova@gnicpm.ru