Рисунок 1.3. Пять основных категорий липопротеинов и остатки хиломикронов транспортируют холестерин и другие липиды по организму в плазме крови. Каждый тип липопротеинов в разной степени связан с атеросклерозом. (Масштаб не соблюден.) Иллюстрация автора
Основы липидного обмена
Наш организм сам синтезирует холестерин и вдобавок получает его из пищи. Во время приема пищи некоторая часть холестерина усваивается в тонком кишечнике, а излишки выводятся из организма вместе с другими отходами жизнедеятельности. Каждый организм усваивает разное количество холестерина из пищи. Эти различия, вероятнее всего, обусловлены генетически. В зависимости от того, сколько холестерина усвоилось из продуктов питания, организм уменьшает или увеличивает его синтез, чтобы его концентрация в крови оставалась относительно постоянной.
После приема пищи холестерин, усвоенный клетками тонкого кишечника, соединяется с триглицеридами и образует хиломикроны – липопротеины с большими молекулами, не имеющие отношения к атеросклерозу или ишемической болезни сердца. (Кровь для проведения анализа на уровень холестерина обычно сдается натощак, чтобы триглицериды, присутствующие в хиломикронах после приема пищи, не повлияли на точность результата.) Из тонкого кишечника хиломикроны переносятся по лимфатическим протокам (это часть сердечно-сосудистой системы, отвечающая за поддержание водного баланса организма) и попадают в кровь через грудной проток (часть лимфатической системы, расположенная в грудной клетке). Далее кровь разносит хиломикроны в различные ткани организма, где те расщепляются на более мелкие частицы, называемые остатками хиломикронов. В процессе расщепления хиломикроны выделяют свободные жирные кислоты, которые либо сразу используются мышцами как источник энергии, либо преобразуются в триглицериды и откладываются в жировой запас. Остатки хиломикронов возвращаются в печень, унося с собой неусвоенный холестерин, большая часть которого затем выводится из организма с экскрементами. В отличие от самих хиломикронов их остатки способствуют образованию атеросклеротических бляшек, задержка в их усвоении и выведении из организма связана с повышенным риском развития ишемической болезни сердца.
Наряду с кишечником активное участие в поддержании стабильного уровня холестерина в организме принимает печень. Помимо выведения пищевого холестерина, поступающего в нее вместе с остатками хиломикронов, она синтезирует холестерин, необходимый для нормальной деятельности всех систем организма. Кроме того, она может очищать систему кровообращения от холестерина, который сама же производит. Этот процесс состоит из нескончаемой цепочки синтеза, выведения и выделения.
Первый этап синтеза холестерина в организме – производство печенью липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП). ЛОНП имеют высокое содержание триглицеридов и циркулируют в плазме крови для транспортировки энергии в различные органы и ткани. ЛОНП также могут преобразовываться в липопротеины промежуточной плотности (ЛПП), которые затем трансформируются в ЛНП. В процессе преобразования в ЛПП и затем в ЛНП липопротеины очень низкой плотности постепенно насыщаются холестерином (в форме эфиров холестерина) и теряют триглицериды, превращаясь в более плотные и меньшие по размеру молекулы липопротеинов. ЛНП являются основным переносчиком холестерина в плазме крови, а ХС ЛНП заслуженно получил репутацию «плохого» холестерина. ЛОНП, ЛПП и ЛНП усугубляют атеросклероз, поскольку содержат белок аполипопротеин В (апо-В). Хиломикроны содержат другую форму апо-В, примерно в два раза меньшую по размеру, чем в остальных липопротеинах. ЛНП – самый важный и чаще всего измеряемый липопротеин, содержащий апо-В. По мнению ученых, именно ЛНП и его модифицированные формы проникают через стенки сосудов и приводят к образованию атеросклеротических бляшек. Если уровень ХС ЛНП в плазме крови становится слишком высоким, начинает развиваться атеросклероз.
Как развивается атеросклероз
Здоровые артерии имеют прочные, эластичные стенки и гладкую внутреннюю оболочку. Атеросклероз – это заболевание интимы, внутренней оболочки артериальной стенки. Стенка артерии состоит из трех слоев: толстой и гибкой наружной (адвентициальной) оболочки, эластичной средней оболочки, содержащей гладкомышечные клетки и способной сокращаться и расслабляться, и внутренней оболочки (см. рис. 1.4). Внутренняя оболочка образована тонким слоем эндотелия, непосредственно контактирующего с кровью, движущейся по просвету артерии. Внутренняя и средняя оболочки разделены тонкой внутренней эластичной мембраной. Кровь в крупные сосуды поступает по сети опоясывающих их мелких сосудов.
Рисунок 1.4. Артерия состоит из трех слоев клеток разного типа. Иллюстрация Герберта Р. Смита
1 – внутренняя оболочка (интима), 2 – средняя оболочка, 3 – наружная оболочка (адвентициальная)
Ранее считалось, что атеросклеротические бляшки формируются постепенно, по мере накопления внутри сосудов излишка холестерина. Современные исследования показывают, что атеросклероз может быть формой воспалительного заболевания, развивающегося в несколько этапов. Развитие болезни обусловлено соотношением ХС ЛНП – «плохого» холестерина, присоединяющегося к атеросклеротическим бляшкам, и ХС ЛВП – «хорошего» холестерина, который отвечает за удаление липида из бляшки.
Ученые давно спорят о том, что провоцирует возникновение атеросклеротического процесса. Из-за чего холестерин начинает откладываться на стенках сосудов и образовывать бляшки? Как правило, липопротеины типа ЛНП свободно проникают через стенки внутрь сосудов и обратно, но при атеросклерозе что-то меняет их обычное поведение. На протяжении последних нескольких десятилетий ученые были убеждены, что атеросклероз начинается как «реакция на повреждение». Согласно данной теории, частицы ЛНП проникают через эндотелий, нарушая целостность стенки артерии. Это повреждение вызывает воспалительную реакцию в стенке сосуда, начинающую атеросклеротический процесс. Курение, повышенное кровяное давление и диабет также способствуют повреждению эндотелия и ускоряют развитие атеросклероза.
Позже данная теория была дополнена некоторыми деталями, объясняющими, почему одни липопротеины вызывают повреждение артериальных стенок, а другие нет. В 1995 году исследователи выдвинули теорию «реакции на накопление». Они предположили, что атеросклеротический процесс начинается тогда, когда частицы ЛНП проникают в эндотелий и застревают в стенке сосуда. Считается, что частицы апо-В в ЛНП соединяются с молекулами, называемыми протеогликанами, которые присутствуют в стенке сосуда для поддержания структурной целостности. Затем ЛНП задерживается во внутренней оболочке, где начинает повреждать эндотелий и отрицательно влиять на функции сосуда. Хотя ЛОНП и ЛПП тоже содержат апо-В, частицы ЛНП имеют меньший размер, им легче проникнуть в эндотелий и связаться с протеогликанами, чем липопротеинам с более крупными молекулами.
Присутствие частиц ЛНП внутри стенки сосуда приводит к воспалению и окислению, а данные процессы относятся к ряду факторов, провоцирующих атеросклероз (см. рис. 1.5). Вырабатываются различные вещества, участвующие в воспалительном процессе, из-за чего поврежденное место притягивает к себе еще больше частиц ЛНП, которые также задерживаются во внутренней оболочке. Иммунные клетки, моноциты и Т-лимфоциты, тоже притягиваются к этой зоне и проникают через эндотелий в стенку сосуда. По мере накопления частицы ЛНП начинают видоизменяться. Наиболее частая форма изменения – окисление при взаимодействии с нестабильными молекулами – свободными радикалами. Окисленные ЛНП гораздо губительнее для стенок сосуда, чем обычные, и их присутствие в стенке усугубляет воспалительный процесс и усиливает иммунный ответ, в результате чего внутри сосудистой стенки накапливается еще больше молекул ЛНП и моноцитов.
Рисунок 1.5. Атеросклеротический процесс начинается с того, что частицы ЛНП застревают в стенке сосуда и запускают воспалительную реакцию и иммунный ответ, в результате чего в стенке начинают накапливаться новые молекулы ЛНП и моноциты. Иллюстрация автора
Не так давно появилась теория о том, что антиоксиданты, в изобилии присутствующие во фруктах и овощах, способны сдерживать развитие атеросклероза и положительно влиять на течение других заболеваний, в том числе онкологических. Однако на сегодняшний день ни одно исследование не подтвердило, что поступающие с пищей или в виде биологически активных добавок антиоксиданты могут предупредить сердечно-сосудистые заболевания. Тем не менее есть вероятность, что антиоксиданты могли бы защитить сосуды от атеросклероза, если бы удалось доставить их в конкретные участки сосудистой стенки.
