бышевский-биохимия для врача
.pdfполной нейтрализации кислых оснований буферными системами. По мере истощения емкости буферных систем pH смещ ается в кислую сторону (некомпенсированный ацидоз).
5. Отрицательный азотистый баланс. Усиление глюконеогенеза из глюкогенных аминокислот приводит, с одной стороны, к потере аминокислот и нарушению синтеза белка, с другой — к росту синтеза мочевины.
6. Гиперосмотическую дегидратацию в связи с выделением с мочой большого количества растворимых веществ — глюкозы, кетоновых тел, азотсодержащ их соединений и натрия. Клеточная дегидратация с поражением функций мозга ведет к развитию диабетической комы, гиперосмотической по существу.
Клинические проявления: ж аж да, потеря массы тела, нейромиопатии, микроангиопатии (коронаросклероз, периферические артериальные тромбо зы, диабетическая ретинопатия, нефропатия), катаракта, склонность к инфек циям (пиогенные, грибковые, туберкулез).
Лаборат орная диагностика включает в себя прежде всего определение концентрации глюкозы в крови. Указанием на наличие диабета может служить ее содержание, превышающее 7,22 ммоль/л (натощак), величины более 9,99 ммоль/л — прямое свидетельство. При подозрении, основанном на анамнести ческих данных, или при отнесении пациента по каким-либо признакам к группе риска однократное определение при отрицательном результате не исключает возможности заболевания. Нередки и ложноположительные ре зультаты.
Более информативны пробы с сахарной нагрузкой:
1. Орально натощак 50 г глюкозы с отбором проб крови через 60 и 120 мин. Перед постановкой пробы в течение трех дней рекомендуется диета, содерж а щ ая 250-300 г углеводов. Не рекомендуется проводить пробу при наличии лихорадки, приеме кортикостероидов, диуретиков, контрацептивов и салицилатов, повышающих толерантность к глюкозе.
На фоне здоровья результаты пробы таковы, ммоль/л: натощак — ниже 5,55, через 60 мин — ниже 8,88, через 120 — ниже 6,66.
2. Оральный прием 100 г глюкозы — тест более чувствительный, но и более трудоемкий: результаты учитывают натощак, через 60, 120 и 180 мин.
Через 120 мин содержание глюкозы в норме ниже 6,66 ммоль/л, значение выше 7,77 указывает на диабет. После 180 мин в норме достигается исходный уровень. Максимальные значения (через 1 ч) не должны превыш ать 9,99 (обычно — 8,88 ммоль/л).
3. Внутривенное введение (0,33 г глюкозы на 1 кг массы тела в течение 2 мин) с отбором проб натощак, через 10, 20 и 40 мин после инъекции. Результаты откладываются в полулогарифмической системе ординат: зависимость десятич ного логарифма содержания глюкозы (ордината) от времени (мин) после инъек ции (абсцисса). Определяется полупериод (Т) снижения уровня сахара крови и рассчитывается коэффициент (К) ассимиляции глюкозы: К=69,3/Т. Эта величи на показывает, на сколько процентов падает содержание сахара в крови за 1 мин. В норме она равна или выше 1,2-1,3, при диабете — около 1,0. Тест хорошо воспроизводится в связи с точной дозировкой глюкозы.
4. Кортизоновый глюкозотолерантный тест используется в детском возрасте при наследственной отягощенности диабетом, при гипергликемии неясной природы у детей, родившихся с массой выше 4,5 кг.
За 8 и 2,5 ч до нагрузки глюкозой ребенку дают 20 мг кортизона или 5 мг преднизолона (дегидрокортизона), затем дают выпить 200 мл раствора глюко зы из расчета 1,75 г/кг (или 32 г/м 2 поверхности тела). Пробы берут натощак, через 30, 60, 120 и 180 мин.
Подъем на 60-й мин выше 8,88 ммоль/л и на 120-й мин — выше 7,77 ммоль/ л указы вает на снижение толерантности к глюкозе, признак латентного диабета.
5. Инсулиновый тест. После 12-часового голодания внутривенно вводят инсулин, свободный от глюкагона (0,1 Е /кг массы, а в ожидании сверхчувстви тельности — 0,05-0,03 Е/кг). Пробы крови берут натощак, через 5, 15, 30, 45, 60, 90 и 120 мин. Заблаговременно закрепляют капельницу с физиологическим раствором для быстрого введения глюкозы при необходимости.
В норме содержание сахара падает максимально через 15-30 мин (примерно на 50%), а через 90-120 мин восстанавливается исходный уровень. Менее выраженное падение на 3-й мин говорит о пониженной чувствительности к
инсулину, более быстрое и более глубокое — о повышенной. Необходимо обратить внимание на следующие обстоятельства.
Для определений глюкозы правильнее использовать плазму, так как содер жание глюкозы в ней несколько выше, чем в эритроцитах. Данные, полученные при исследовании капиллярной крови, всегда несколько занижены и зависят от гематокрита. При использовании капиллярной крови и нормальном значе нии гематокрита данные, полученные при исследовании цельной крови, следует умножать на коэффициент 1,14.
Прекоматозное состояние и диабетическая кома клинически проявляются признаками дегидратации: чувство жажды, кожа становится сухой, морщи нистой, появляются паховые узлы. Особого внимания заслуж ивает оценка уровня калия, который при кетоацидозе выходит во внеклеточное простран ство — гиперкалиемия. При проведении лечебных мероприятий сущ ествует опасность возникновения гипокалиемии, обусловленной непоступлением ка лия с пищей во время коматозного состояния, обратным поступлением калия в клетки вследствие введения инсулина и связанной с этим нормализацией углеводного обмена, а такж е с вливанием изотонических растворов, содерж а щих хлорид натрия и бикарбонат (в порядке борьбы с дегидратацией и ацидозом). Следовательно, терапия комы и прекоматозного состояния требует контроля за уровнем калия в крови.
11.3.Гипогликемия новорожденных
Увсех новорожденных наблюдается из-за прекращения поступления крови через плаценту (преходящая гипогликемия). Коррекция происходит быстро и самостоятельно. У новорожденных, матери которых страдают диабетом, может быть тяж елая гипогликемия — проявление функционального гиперинсулинизма, устраняемое только введением глюкозы.
Диагноз требует определения содержания глюкозы в крови, так как клиническая симптоматика иногда даж е при крайне низкой концентрации глюкозы (около 1,1 ммоль/л) отсутствует, что впоследствии не исключает тяж елы х повреждений мозга.
12. Нарушения липидного обмена
12.1.Нарушения переваривания и всасывания липидов
Около 40% поступающих с пищей триацилглицеридов расщ епляются в тонком кишечнике и всасываются в виде глицерина и жирных кислот. 3-10% триглицеридов всасываются, не расщепляясь, остальные липиды — в виде моноглицеридов. При этом жирные кислоты с цепью менее С)0 проникают в капилляры портальной вены и поступают непосредственно в печень. Ж ирные кислоты с большей длиной углеродной цепи поступают в лимфатические капилляры в составе триацилглицеридов, встраиваются в хиломикроны и поступают в кровь с лимфой через грудной проток и менее крупные лим ф а тические сосуды.
Нарушения переваривания и всасывания липидов могут обусловливать три группы патологических процессов: 1) в поджелудочной ж елезе, сопровожда ющихся дефицитом панкреатической липазы; 2) в печени — закупорка
желчных |
протоков и |
фистула |
желчного пузыря, приводящие |
к дефициту |
ж елчи в |
кишечнике, |
и 3) в |
кишечнике, сопровождающиеся |
снижением |
метаболической активности слизистой оболочки, где локализованы ферменты ресинтеза триацилглицеридов. В соответствии со сказанным различаю т панкреатогенную, гепатогенную и энтерогенную формы стеаторей.
Паикреатогенная стеаторея вызывается, как отмечено выше, дефицитом панкреатической липазы. Это наблюдается при хроническом панкреатите, врож денной гипоплазии панкреас, врожденном или приобретенном дефиците панкре атической липазы, а также при муковисцидозе, когда наряду с многими другими железами поражена и поджелудочная.
Содержание желчных пигментов в кале при этой форме стеаторей обычно и сопровождается высокой концентрацией триацилглицеридов. Реакция кала остается близкой к нормальной (pH разведенного в 10 раз водного экстракта составляет 6,8-7,0). Количество органических кислот такж е не изменено. Раздельное определение свободных жирных кислот и триацилглицеридов указы вает на снижение содержания первых и значительный прирост нерасщепленных жиров.
Гепатогенная стеаторея наблюдается при врожденной атрезии желчных путей, механических желтухах, гепатитах и циррозе. Наиболее характерные признаки этой формы — уменьшение или отсутствие в кале ж елчных пигментов (безжелчный или ахолический кал) и высокое содержание мыл, премущественно кальциевых.
Энтерогенная стеаторея отмечается при целиакии, абеталипопротеинемии, интестинальной лимфангиэктазии, интестинальной липодистрофии, амилоидозе и обширной резекции тонкого кишечника. Х арактерны рост содержания в кале жирных кислот, сдвиг pH кала в кислую сторону.
Лабораторный контроль переваривания и всасывания липидов включает определение:
1)общего содержания липидов в кале (норма — 5 г/24 ч);
2)концентрации жирных кислот в кале (норма — 20 ммоль/24 ч, увеличение показателей в обеих пробах — признак стеаторей);
3)количество стеркобилина в кале как показателя, отражающего нормаль
ное поступление ж елчи (или ее нормальную продукцию). В норме этот показатель составляет 0,2-0,6 г/24 ч. Снижение — признак гепатогенной
стеатореи, отсутствие стеркобилиногена — признак атрезии ж елчных путей, или их сдавливания извне (опухоль, увеличенные лимфатические узлы), или закупорки (воспалительный процесс, желчекаменная болезнь).
Избыток стеркобилина указывает на ускоренный гемолиз.
4)альбумина в кале (меконии) — уточнение связи стеатореи с муковисцидо-
зом;
5)проба с йодированным маслом — исключение трудоемких определений общего липида и жирных кислот в кале. В норме проба положительна при разведении мочи 1:4 и более. У больных стеатореей положительные резуль таты отсутствуют или выявляются только с цельной мочой, при муковисцидозе
—с цельной или разведенной 1:2.
12.2. Нарушения метаболизма липидов
Липиды, будучи гидрофобными, транспортируются кровью в виде особых надмолекулярных образований — липопротеинов (транспортные формы липи дов). В состав липопротеинов входят триацилглицериды, холестерол, фосф о липиды и протеины. Диагностическое значение имеет определение в крови содержания триацилглицеридов, свободных жирных кислот, холестерола, желчных кислот, фосфатидов и сфинголипидов, а такж е липопротеинов и их состава.
12.2.1. Триацилглицериды
При переваривании пищевых жиров в пищеварительном тракте высвобож даются моноглицериды и высшие жирные кислоты, которые после всасывания в толще слизистой кишечника участвуют в образовании триацилглицеридов (ресинтез липидов). Ресинтезированные липиды, экзогенные по происхожде нию, встраиваются в хиломикроны и через грудной проток попадают в большой круг кровообращения. Это относится преимущественно к триацилглицеридам
суглеродной цепью жирных кислот, содержащей более 10-12 С-атомов. Триглицериды с более короткой углеродной цепью поступают непосред
ственно в портальный кровоток и через портальную вену — в печень. Здесь эти, а такж ^ эндогенные триацилглицериды, синтезирующиеся в печеночных клетках, встраиваются в пре-Р-липопротеины (ЛПОНП).
Вхиломикронах и пре-|}-липопротеинах содержится 85-90 и 60% соответ ственно триацилглицеридов, поэтому ЛПОНП можно считать основными транспортными формами триглицеридов.
Вкрови под действием липопротеинлипазы хиломикроны и ЛПОНП разру шаются. Высвободившиеся триацилглицериды расщепляются триглицеридлипазой, высвобождая, в свою очередь, свободные жирные кислоты (СЖК).
Нормальное содержание триацилглицеридов в плазме крови составляет 0,55-1,65 ммоль/л (500-1500 мг/л). Рост количества триацилглицеридов наблю дается при нефротическом синдроме, гипотиреозе и алкаголизме, переломах костей и не имеет существенного значения в лабораторной оценке этих патологических состояний.
Существенно определение концентрации триацилглицеридов для дифферен циации эссенциальных гиперлипидемий типа Па и Пб {см. ниже).
12.2.2. Свободные жирные кислоты
СЖ К или точнее — неэстерифицированные кислоты связаны в крови с альбумином. Как отмечено выше, СЖК высвобождаются из триацилглицери дов в результате липолиза, протекающего с малой скоростью в кровотоке, основной их источник — липолиз в жировых депо. Скорость липолиза в жировых клетках определяется цАМФ-зависимой триацилглицеридлипазой, чувствительной к действию гормонов. Напомним, что липотропины и соматот ропный гормон, катехоламины и глюкагон, взаимодействуя с гормональным рецептором на внешней поверхности мембраны адипоцитов, вы зы вает конфор мацию рецептора. Она сопровождается активацией аденилатциклазы, локали зованной на внутренней поверхности мембраны. Активированный энзим
катализирует образование цАМФ из АТФ. цАМФ, в свою очередь, активирует протеинкиназу, катализирующ ую фосфорилирование триглицеридлипазы, что сопровождается ее активацией. Триглицеридлипаза отщ епляет в а - положении один остаток жирной кислоты в триацилглицериде, превращ ая его в диглицерид. Ди- и моноглицериды расщепляются независимыми от действия гормонов ди- и моноглицеридлипазами.
Ингибиторы липолиза — инсулин и простагландины (P§Etvi Р$Е2). Кроме того, инсулин, ускоряя транспорт глюкозы в клетку, способствует образованию одного из предшественников липидов — 3-глицерофосфата, стимулируя липогенез.
Чрезмерное образование СЖК активирует синтез триацилглицеридов, кетоновых тел и холестерола.
Выведение СЖК из крови — быстротекущий процесс, период полувыведения из крови составляет от 2 до 5 мин. Для большинства тканей жирные кислоты служ ат (наряду с глюкозой) важнейшим энергетическим материалом. В цитоплазме клеток СЖК связываются с карнитином в комплекс, способный транспортироваться через митохондриальную мембрану в матрикс. В нем образуется комплекс ацил-КоА, который путем Р-окисления разруш ается до ацетил-КоА. Акцепторами водорода в Р-окислении служ ат НАД- и ФАДзависимые энзимы. Накапливающийся ацетил-КоА окисляется далее в ЦТК с помощью тех ж е акцепторов водорода. Восстановление акцепторов происхо дит при участии ферментов тканевого дыхания, что сопровождается высво бождением энергии, затрачиваемой на создание трансмембранного потенциа ла, а затем и на синтез АТФ.
Нормальное содержание СЖК в плазме крови составляет 0,3-0,8 ммоль/л. Следует иметь в виду, что однократное определение их содержания сущес твенного диагностического значения не имеет.
12.2.3. Холестерол
Холестерол — важнейш ая составная часть клеточных мембран и липопротеинов, особенно Р-липопротеинов. Служит исходным материалом для синтеза стероидных гормонов, желчных кислот и 7-дегидростерола (предшественника витамина Д3).
Всасывание холестерола происходит в основном в тощей кишке, здесь всасывается холестерол пищи, желчи и слущивающегося эпителия кишечника. Независимо от происхождения свободный холестерол встраивается в липидные мицеллы, включающие СЖК, желчные кислоты и лизолецитин. Мицеллы отдают свободный холестерол клеткам слизистой оболочки кишечника (пассивный диффузионный процесс по градиенту концентрации). В клетках слизистой экзогенный холестерол смешивается с эндогенным и подвергается отчасти эстерификации холестеринэстеразой. Далее с помощью неизученного механизма холестерол секретируется в лимфу, где он появляется в составе ЛПОНП и хиломикронов. В крови холестерол переходит в ЛПНП и хиломикроны крови.
Всасывание холестерола блокируют его структурные аналоги — раститель ные стероиды. Существенное увеличение холестерола в диете не отраж ается заметным образом на его общем количестве, всасываемом за сутки.
Синтез холестерола в организме происходит во всех клетках, исключая зрелые эритроциты. На экспорт синтезируют холестерол только клетки печени и слизистой кишечника. Последовательность реакций синтеза описана выше (раздел 4.3.5.). Многочисленные попытки управления синтезом в терапевтичес ких целях оказались безуспешными, в связи с чем детали синтеза в настоящий момент не могут существенно интересовать практического врача. Важнее знать, как влияют реакции превращ ения готового продукта на уровень холестерола в плазматической мембране.
П ревращ ения холестерола можно разделить на два типа реакций: накоп ления (эстерификация, повышающая неполярность молекулы) и удаления холестерола из организма (окисления, увеличивающие полярность молекулы). Два основных фонда холестерола в клетке — свободный (мембранный) и эстерифицированный (липопротеидный) связаны между собой следующим образом:
1. В клетке обмен между свободным и связанным холестеролом осущ ествля ется с помощью стеринпереносящих белков, а такж е путем прямой передачи холестерола из мембраны в липопротеид или обратно. Эфиры холестерола между мембранами и липопротеидами не переносятся или переносятся с очень малой скоростью при помощи специальных белков-переносчиков.
2. Межклеточную передачу холестерола производят липопротеины плазмы крови и лимфы.
Окислению подвергается только свободный холестерол. Происходит это в эндоплазматическом ретикулуме и во внутренней мембране митохондрий. Механизм проникновения в эти области свободного холестерола неясны. В принципе возможны три пути их проникновения: перенос с помощью стеринтранспортных белков, латеральный и трансмембранный перенос и перенос с помощью внутриклеточных липопротеинов.
Эстерификация холестерола направлена на то, чтобы убрать его молекулы с поверхности раздела липид/вода в глубь липопротеиновой частицы. Вне клетки этот процесс направлен на то, чтобы обеспечить транспортировку холестерола кровью, в клетке — на накопление холестерола.
Внеклеточную эстерификацию осуществляет фермент лецит ин (фосфатидилхолин): холестерол-ацилтрансфераза (JIXAT). Холестерол эстерифицируется ненасыщенной жирной кислотой лецитина из 2-го положения. ЛХАТ связана в основном с ЛПВП, активатор фермента — основной апопротеин ЛПВП (апо-А-1). Оба субстрата (холестерол и лецитин) локализую тся на поверхности ЛПВП, а образующийся эфир холестерола погружается внутрь липопротеина. При этом концентрация свободного холестерола на поверхности падает и поверхность может принимать новую порцию свободного холестерола. ЛПВП получают свободный холестерол с поверхности плазматических мемб ран различных клеток, в том числе и эритроцитов. Из ЛПВП эфиры холесте рола поступают'в ЛПНП. Таким образом, ЛПВП совместно с ЛХАТ работают как своего рода накопитель-ловушка для свободного холестерола, хотя не исключено, что и ЛПНП и ЛПОНП такж е могут связы вать холестерол непосредственно, как это делает ЛПВП. Его распад происходит в печени.
В итоге можно сказать, что ЛПВП с помощью ЛХАТ переносят холестерол от плазматических мембран разных клеток в печень, где он высвобождается и может быть удален в виде желчных кислот. Такое представление подтвер ж дается тем, что у больных с наследственным дефицитом ЛХАТ в плазме мало эфиров и много свободного холестерола. То ж е наблюдается у больных с поражением печени и низкой активностью ЛХАТ. При гиперхолестеринемии наблюдается активация ЛХАТ, по-видимому, компенсаторная (индуцирован ная).
Итак, ЛПВП и ЛХАТ связаны функционально в единую транспортную систему, переносящую холестерол в виде эфира от клеточных мембран различных органов и тканей в печень. Это необходимо в связи с низкой способностью других клеток претворять его окислительные превращения.
Другой продуцент эфиров холестерола — ЛХАТ слизистой кишечника. Здесь холестерол связывается преимущественно с олеиновой кислотой, осо бенно ускоренно — на высоте пищеварения.
Внутриклеточно холестерол эстерифицируется ферментом ацил-К оА: холест ерол-О -ацилт рансф еразой (АХАТ), локализованным в микросомной фракции клеток печени и других клетках. Активность АХАТ регулируется содержанием свободного холестерола в мембране эндоплазматического рети кулума. Основная функция АХАТ — превращение свободного холестерола экзогенного и эндогенного происхождения (синтезированного в клетке) в связанный с линолевой кислотой. Ускорение синтеза обычно сопровождается ускорением эстерификации холестерола. Этот процесс в клетке следует рассматривать как явление, способствующее его накоплению.
Эфиры холестерола в клетках гидролизуются эстеразой, которая в печени локализована преимущественно в цитозоле и лизосомах. Фермент обнаружен во многих тканях, низка его активность в клетках стенки аорты.
Таким образом, внеклеточная ЛХАТ освобождает биомембраны от избыточ ного количества свободного холестерола. Разгруж ая плазматические мембра ны, АХАТ выполняет ту же функцию относительно внутриклеточных мемб ран. ЛХАТ несет транспортную функцию, а АХАТ способствует внутрикле
точному накоплению холестерола в виде эфиров. Эстераза переводит эфирнос вязанный холестерол в свободный стерин. В итоге эта система, состоящая из трех ферментов, не удаляет холестерол из организма, а лишь переводит его из одной формы в другую в отличие от системы окисления холестерола.
Окисление холестерола — единственный процесс необратимого его устране ния из мембран и липопротеиновых комплексов — свойственен не всем клеткам. Оксигеназные системы имеются в клетках печени и органов, синтезирующих стероидные гормоны (надпочечников, семенников, яичников, плаценты). Н али чие этой системы в других клетках не установлено.
Окисление холестерола происходит по двум путям: 1) в биосинтезе желчных кислот и 2) в биосинтезе стероидных гормонов. По первому пути может расходоваться от 60 до 80% всего ежедневно образующегося в организме холестерола, по второму — 2-4%. Механизм окислительных превращений по обоим путям одинаков и протекает по монооксигеназному типу при участии ферментной системы, содержащей различные изоформы цитохрома Р 450. Характерно, что циклопентанопергидрофенантреновое ядро, окисляясь, не расщепляется, а выводится из организма в неизмененном виде. Боковая цепь легко отщ епляется и поступает в метаболические циклы клетки в виде окисленных углеводородных фрагментов разной длины.
Стадия, лимитирую щ ая скорость биосинтеза ж елчных кислот, — 7 а - гидрооксилирование: 1) суточные ритмы биосинтеза ж елчных кислот и активности 7а-гидроксилазы совпадают; 2) уменьшение поступления ж елч ных кислот в печень при дренировании желчного протока или использовании ионнообменных смол ускоряет их биосинтез и повышает активность энзима; 3) введение тироксина повышает активность 7а-гидроксилазы и ускоряет синтез желчных кислот.
Кроме желчных кислот скорость окисления холестерола контролирует его концентрация в кровотоке. Ж елчегенез ускоряется при гиперхолестеринемии, а снижается у больных атеросклерозом.
Наряду с основным 7а-гидроксилазным путем окисления холестерола в печени микросомная фракция может окислять его и по перекисному пути: через стадию 5,6-эпокси- в 3|3-5а-6|}-триол или через стадию 7а-гидропереке- си холестерола в «нефизиологические» продукты (7-кетохолестерин, 7-окси- холестерин и 5-холестан-3,5,6-триол).
Образующийся в этих реакциях 7-кетохолестерол сильно ингибирует 7а - гидроксилазу, торможение перекисного окисления стимулирует 7а-гидрокси- лазный процесс. Конкурентные взаимоотношения между основным и перекисным путями окисления холестерола, видимо, объясняют атерогенный эффект, наблюдающийся при стимуляции перекисного окисления.
В стероидогенезе из множества оксигеназных реакций лишь одна прямо ответственна за окисление самой молекулы холестерола. Несмотря на неболь шой вклад стероидогенеза в утилизацию холестерола, ограничение этой реакции может иметь следствием медленное накопление холестерола в организме, особенно если принимать во внимание ослабление стероидогенеза с возрастом.
Некоторая часть холестерола используется в биосинтезе провитамина Д, небольшие его количества (до 1 мг/24 ч) выделяются с мочой, со слущивающимся эпителием кожи (до 0,1 г/24).
Эти пути в норме не играют существенной роли в поддержании гомеостаза холестерола, хотя нельзя исключить, что при некоторых патологических состояниях их роль может возрастать.
Холестерол в патологии. Все состояния и заболевания, при которых изменяется содержание холестерола в организме, крови или отдельных тканях, объединяют в три группы: первая характеризуется изменении содер жания холестерола преимущественно в плазме и брадитрофных тканях, вторая объединяет все виды гипер- и гипохолестеролемий, включая первичные (наследуемые) и приобретенные формы, к третьей относятся болезни депони рования (локальное накопление в различных клетках и тканях холестерола и его производных).
Согласно классификации, предложенной Ю.МЛопухиным, АЛАрчаковым, Ю.А.Владимировым и Э.М.Коган (1983), в составе трех перечисленных типов нарушений обмена холестерола имеется ряд подгрупп, перечень и краткая характеристика которых представлена ниже.
Тип I (изменения содержания холестерола в организме). 1. Холестериноз:
а) неосложненный (физиологическое старение, старость, естественная смерть) проявляется накоплением холестерола в плазматических мембранах клеток в связи с уменьшением стероидогенеза;
б) осложненный (атеросклероз) в форме ИБС (инфаркт миокарда, кардиос клероз), ишемии мозга (инсульт, тромбоз), ишемии конечностей (гангрена, болезнь Такаяси), ишемии органов и тканей, дегенерации брадитрофных структур (катаракта, остеохондроз и др.), связанный с уменьшением ж елчегенеза.
2. Холестериновые дефициты:
а) злокачественные новообразования, отмечаются гипохолестеролемией, низким содержанием холестерола в плазматических мембранах клеток;
б) вирусные инфекции (?) сопровождаются гипохолестеролемией, повышен ной проницаемостью плазматических мембран для вирусов.
Тип II (изменения содержания холестерола в плазме крови). 1. Первичные (наследственные) гиперхолестеринемии:
а) семейная гиперхолестеринемия с ранними атеросклерозом и ксантоматозом и уменьшением желчегенеза. Причина — деф ект рецепторов ЛПНП;
б) семейная гиперлипидемия III типа с теми ж е признаками, обусловленны ми нарушением желчегенеза и транспорта — появление флотирующих (5- ЛПОНП;
в) семейный дефицит ЛХАТ проявляется ранним атеросклерозом, нефро патией, вызванной дефектом желчегенеза.
2. Первичные (наследственные) гипохолестеринемии:
а) семейная абетолипопротеинемия, связана со стеатореей, пигментным ретинитом, атаксией, акантоцитозом, отсутствием ЛПНП, уменьшением ж ел чегенеза;
б) семейная гипобеталипопротеинемия — атеросклероз отсутствует, харак терны долгожительство и снижение ЛПНП;
в) семейный дефицит ЛПВП (б о л е з н ь Т э н ж и ) отмечается накоплением эфиров холестерола в ретикулоэндотелиальной системе, миндалинах, отсут ствием атеросклероза, ЛПВП и желчегенез снижены.
3. Вторичные приобретенные гиперхолестеринемии:
а) механические желтухи (вне- и внутрипеченочный холестаз), характери зуется появлением ЛПНП-Х, накоплением желчных кислот, прекращением секреции желчи в кишечник;
б) первичный билиарный цирроз печени — появление ЛПНП-Х, накопление желчных кислот, акантоцитоз, ксантоматоз, прекращение секреции ж елчи в кишечник;
в) сахарный диабет — гиперлипопротеинемия Ila, IV или V типа, деф ект рецепторов ЛПНП;
г) гипотиреоз — гиперлипопротеинемия Ila, 116, IV или V типов, нарушение рецепторов ЛПНП;
д) нефроз — гиперлипопротеинемия Ila, 116 типов, усиление синтеза ЛПНП и ЛПОНП;
е) гиперглобулинемия (системная красная волчанка, миэломная болезнь, лимфосаркома) — триглицеридемия, транзиторная гиперхолестеринемия, появ ление (3-ЛПОНП, снижение активности липопротеинлипазы;
ж) синдром Кушинга, кортикостероидная терапия — гиперхолестеринемия; з) гепатома — гиперхолестеринемия, предположительно связанная с умень
шением желчегенеза; и) отравление ДДТ или другими хлорорганическими соединениями —
гиперальфахолестеролемия; к) беременность — гиперхолестеролемия физиологическая, предположи
тельно вызы ваемая усилением всасывания холестерола, угнетена активность ЛХАТ и желчегенез.
4. Вторичные (приобретенные) гипохолестеролемии:
а) паренхиматозные гепатиты — уменьшение эфиров холестерола в плазме, шиповидные эритроциты, угнетение активности ЛХАТ и желчегенеза;
б) первичные анемии — глубокая гипохолестеролемия; в) гипертиреоз — умеренная гипохолестеролемия, замедление атеросклеро
тического процесса, усиленное 7а-гидроксилирование.
Тип III (накопление холестерола в отдельных органах и тканях). 1. Первичные (наследственные) болезни депонирования:
а) болезнь Вольмана (первичный семейный ксантоматоз) — накопление эфиров холестерола и триглицеридов во всех органах и тканях, кальциноз надпочечников, ранняя смерть, дефицит лизосомной холестеролэстеразы;
б) болезнь накопления эфиров холестерола — концентрация эфиров холес терола в печени, ранний атеросклероз, увеличение ЛПНП, снижение ЛПВП, повышенная всасываемость растительных стероидов;
в) Р-ситостеринемия и ксантоматоз — туберозный кожный и сухожильный ксантоматоз, нарушен синтез желчных кислот (дефект 2,6-гидрооксилазы);
г) церебросухожильный ксантоматоз (синдром Ван-Богарта) — накопление в ЦНС и плазме 5 агхолестанола, катаракта, атаксия, деменция, сухожильный ксантоматоз, дефицит арилсульфатаз;
д) метахроматическая лейкодистрофия (сульфатидоз Гринфильд-Ш ольца)
— демиэлинизация белого вещества мозга и мозжечка с накоплением сульфата холестерола, увеличен синтез холестерола;
е) ожирение (депонирование холестерола в адипоцитах, нарушение ж елче генеза и транспорта желчных кислот).
2. Вторичные (приобретенные) болезни депонирования:
а) холестериновая желчнокаменная болезнь (холелитиаз) — образование холестероловых камней в желчном пузыре и желчевыводящ их путях;
б) наружный экссудативный ретинит (болезнь Коутса) — накопление в сетчатке холестерола и его эфиров;
в) эозинофильная ксантоматозная гранулема — экзофтальм, гранулематоз ный холестероловый ксантоматоз кожи и костей;
г) рассеянный склероз — накопление эфиров холестерола в склеротических бляш ках мозга;
д) сфингомиэлиновый липоидоз (болезнь Ниманна-Пика) — накопление в мозге сфингомиэлина и холестерола.
Роль гиперхолестеролемии в возникновении осложненного холестериноза (атеросклероза) имеет достаточно подтверждений:
1. У обезьяны можно вызвать повреждения коронарных артерий, неотличи мые от таковых у человека, скармливая им рацион, который повышает уровень холестерола, особенно во фракции ЛПНП. Отмена такого рациона ведет к регрессии патологических изменений.
2. Холестерол атеросклеротической бляшки человека и экспериментальных животных образуется из плазмы и переносится в стенку артерий апо-В - содержащими липопротеинами — ЛПНП и ЛПОНП. Внутри стенки частицы этих липопротеинов поглощаются гладкомышечными клетками и связываются
спротеогликанами в интиме.
3.Экспериментальная гиперхолестеролемия интактных обезьян может повреждать артерии и способствовать развитию атеросклеротических бляшек в участках, подверженных поверхностным повреждениям (возможно, за счет торможения репаративных процессов).
4.На культуре гладкомышечных клеток человека показано, что стимуляция их пролиферации с помощью ЛПНП — обязательный компонент развития атеросклеротических изменений.
5.На секции у разных популяций людей выявляется зависимость между частотой возникновения ИБС, выраженностью атеросклеротических пораж е
ний сосудов и концентрацией холестерола. Во многих популяциях с содерж а нием холестерола ниже 5,2 ммоль/л (2 г/л) ИБС как причина смерти не встречается, даж е при широком распространении гипертензии (например, в Японии).
6.У больных с семейной гиперхолестеролемией (нарушен катаболизм ЛПНП) заболеваемость ИБС резко повышена.
7.Получены положительные результаты при изучении влияния диетическо го и лекарственного снижения холестеролемии на частоту возникновения инфарктов.
8.Показана возможность (в клинике и эксперименте) обратного развития атеросклеротических изменений сосудов в результате резкого уменьшения
холестеролемии, достигнутого с помощью хирургических операций.
К факторам риска относят повышенное артериальное давление, особенно диастолическое, курение, гипертриглицеридемию и стрессы различного проис
хождения. Лица с содержанием холестерола в плазме ниже 5,2 ммоль/л с малой частотой ИБС устойчивы к этим факторам риска (больные с семейным дефицитом ЛПВП, наследственной гипобеталипопротеинемией). У этой группы больных даже почти полное отсутствие ЛПВП (антириск фактор) не ведет к атеросклеро тической ИБС.
Для лиц с концентрацией холестерола от 5,2 до 9,0 ммоль/л (основная часть взрослого населения ) действие факторов риска решающее в возникновении атеросклеротических изменений. Особенно большое значение имеет отношение количества холестерола в атерогенных липопротеинах (ЛПНП и ЛПОНП) и антиатерогеннных (ЛПВП) — коэффициент атерогенности. Высокая концентра ция холестерола в ЛПНП на фоне низкого содержания ЛПВП — особенно плохой прогностический признак.
Третью группу составляют лица с количеством холестерола в плазме выше 9,0 ммоль/л. Это, как правило, больные ИБС, у которых почти в 100% наблюдений имеются атеросклеротические изменения. Действие антирискфакторов у этих лиц несущественно.
М олекулярные механизмы атеросклероза. Начальный пусковой механизм развития процесса — проникновение липопротеидов или продуктов их дегра дации, богатых холестеролом или его эфирами, через эндотелий в субэндотелиальное пространство.
Мелкие частицы с массой менее 40 кДа проникают через межэндотелиальные щели, а крупные — путем микропиноцитоза. Расширение щелей, связан ное с сокращением сосуда, провоцируется компонентами табачного дыма, адреналином, ангиотензином, серотонином, брадикининами, холестеролом. При атеросклерозе щели увеличены так, что через них могут проходить ЛПВП. Скорость прохождения через неповрежденный эндотелий убывает в ряду ЛПВП — ЛПНП—ЛПОНП.
В неповрежденную стенку аорты ЛПНП проникают медленно, а через поврежденную значительно быстрее. Скорость проникновения липопротеидов увеличивается с накоплением холестерола и ростом положительного заряда ЛПНП, накоплением в стенке протеогликанов, способных абсорбировать ЛПНП и ЛПОНП. Предполагается наличие особого механизма гидролиза эфиров холестерола на поверхности эндотелия с последующей дифф узией свободного холестерола. На поверхности эндотелия возможен и гидролиз хиломикронов с образованием ремантантов, обогащенных холестеролом, с их последующим проникновением в субэндотелий.
Кроме того, возможно проникновение через поврежденный эндотелий (повреждающие агенты — многие лекарственные препараты, никотин, мик робные токсины, протеазы и липазы, кинины, гистамин).
Существенную роль в проникновении играют гемодинамические факторы: повышенное внутрисосудистое давление и турбулентные потоки (бляшки чаще образуются в устьях сосудов).
Пролиферация гладкомышечных клеток — важное звено атеросклероза — инициируется холестеролом из ЛПНП. Параллельно происходит пролиф ера ция эндотелиоцитов, активируется синтез коллагена и эластина клетками.
Существует гипотеза, согласно которой морфологические и химические изменения в зонах повышенного содержания холестерола направлены к мобилизации механизмов защ иты клетки от опасного его увеличения в плазматической мембране. Физиологический уровень активности клетки опре деляется в значительной степени микровязкостью мембраны. Рецепция миоцитэми ЛПНП усиливает внутриклеточную эстерификацию холестерола, угнетает его синтез, увеличивает синтез фосфолипидов и жирных кислот. При дополнительном поступлении экзогенного холестерола, обуславливающем рост микровязкости плазматической мембраны клетки, повышаются эндоцитоз и эстерификация холестерола, что временно спасает клетки от гибели.
Если включаются экзогенные (по отношению к клетке) механизмы снятия с мембран избытка холестерола (например, с помощью ЛПВП, апопротеинов ЛПВП или апопротеин-фосфолипидных комплексов), то клетка может вер нуться к исходному состоянию. Если этот механизм неэффективен, то клетка начинает синтезировать новый мембранный бислой и делиться, восстанавли вая таким путем нормальную микровязкость плазматической мембраны. При дальнейшем поступлении холестерола миоциты, переполненные линолеатом холестерола, превращаются в пенистые и резорбируются.