Як і чому розвивається атеросклероз - атеросклероз і шляхи його профілактики

Відео: Механізми атеросклерозу, шляхи профілактики з продукцією ТРОЯНД

Відео: Профілактика атеросклерозу з ФОП

Вивчення причин розвитку атеросклерозу почалося після класичних досліджень Н. Н. Анічкова і С. С. Халатова, виконаних в 1912 р Молоді в той час вчені (Н. Н. Анічкового і С. З, Халатову було, тоді по 27 років) показали , що додавання до звичайного корму кроликів жироподобного речовини - холестерину призводить через 3-4 місяці до утворення в стінці аорти цих тварин атеросклеротичних уражень, що нагадують такі у людини. Пізніше К. Г. Волкова і Т. А. Синицина (учениці і співробітниці Н. Н. Анічкова) виявили при введенні кроликам холестерину поява атеросклеротичних уражень не тільки в аорті, а й в коронарних артеріях серця.
З тих пір холестеринових модель експериментального атеросклерозу, запропонована Н. Н. Анічков в С. С. Халатовим, стала широко застосовуватися в багатьох лабораторіях світу і не втратила свого наукового значення і донині.
Виявилося можливим відтворювати експериментальний атеросклероз у багатьох видів тварин - морських свинок, голубів, курей, а останнім часом - у свиней і мавп. Зрозуміло, чим більше маса тварини, тим більша доза холестерину повинна вводитися. «Чистий» холестерин можна замінити багатими їм харчовими продуктами. Наприклад, у кроликів або голубів атеросклероз легко розвивається при згодовуванні їм курячих яєчних жовтків.
Цікаво відзначити, що експериментально отриманий атеросклероз у свиней і мавп морфологічно виявився абсолютно ідентичним атеросклерозу, зустрічається у людини.
У 1960 р шведський вчений Віганд показав, що атеросклероз у кроликів може бути викликаний також і шляхом введення їм великих кількостей насиченого (містить насичені жирні кислоти) жиру.
Так як і холестерин та жири в плазмі крові знаходяться не у вільному стані, а у вигляді складних комплексів з білками, які називаються ліпопротеїдами (про них буде розказано в наступному розділі брошури), виникає логічне запитання: чи не винні чи плазмові ліпопротеїди в розвитку атеросклерозу? У 1967 р в нашій лабораторії було проведено наступний експеримент. Двом здоровим кроликам щодня протягом 6 місяців внутрішньовенно вводилися ліпопротеїди, ізольовані з плазми крові 150 кроликів-донорів, які мали експериментальний атеросклероз, отриманий за методом Н. Н. Анічкова. Обом кроликам-реципієнтам було зроблено по 156 введень і кожен кролик отримав в загальній складності по 65 г ліпопротеїдів (точніше, атеротенних ліпопротеїдів). Після закінчення цього незвичайного експерименту в обох тварин було виявлено різко виражений атеросклероз аорти, коронарних артерій серця, артерій мозку.
Тому, перш ніж розповісти, як і чому розвивається атеросклероз, необхідно хоча б коротко зупинитися на ліпідах і липопротеидах плазми крові.

Ліпіди і ліпопротеїди плазми крові

Жири та жироподібні речовини, які називаються ліпідами, входять до складу майже всіх органів і тканин організму. Знаходяться вони і в крові. Серед містяться в плазмі крові ліпідів найбільший інтерес для нас представляють холестерин, тригліцериди (або нейтральні жири) і містять фосфор і азот сполуки, що отримали назву фосфоліпідів.
Незважаючи на те що з часу відкриття холестерину пройшло близько 250 років, про цю речовину і в даний час говорять і пишуть дуже багато. Що ж являє собою холестерин? В. хімічному відношенні він є жировим спиртом, тобто з`єднанням, що поєднує в собі властивості жироподібних речовин і спиртів. Виділений в кристалічній формі холестерин виглядає як перлинні пластинки, воскоподібні на дотик, не розчинні у воді.
Природні воскоподібні властивості холестерину дозволяють йому виконувати функцію клітинного скелета в організмі людини і тварини. Кожна клітина нашого тіла містить холестерин і має потребу в ньому, для того, щоб підтримати свою форму. Входячи до складу мембран клітин, холестерин разом з іншим важливим класом ліпідів (фосфоліпіди) і білками забезпечує виборчу проникність клітини для речовин, що входять і виходять з неї.
Холестерин є джерелом освіти в нашому організмі статевих і стероїдних гормонів, a так само жовчних кислот. Він необхідний для росту організмами ділення клітин. Якщо новонароджених щурят годувати молоком, позбавленим холестерину, то у них буде спостерігатися відставання в рості і особливо в розвитку нервової системи.
Людина народжується з низьким вмістом холестерину в крові (в 3 рази меншим ніж у дорослих). Тому в перші місяці після народження дитина потребує харчовому холестерин, головним джерелом якого є: молоко. Однак залежність організму від харчового холестерину короткочасна. Через кілька місяців після народження дитини клітини його органів і тканин стають здатними синтезувати свій власний холестерін- Ця здатність зберігається протягом усього життя. Існує своєрідна регуляція синтезу холестерину, за принципом так званої негативного зворотного зв`язку: якщо холестерину в організмі достатньо, клітини не синтезують його або синтезують повільно і, навпаки, клітини починають посилено синтезувати холестерин як тільки його кількість в організмі знижується. У тілі дорослої людини міститься близько 140 г холестерину, з яких більше половини (приблизно 80 г) піддається оновленню. Час повного оновлення цього, кількості холестерину становить 80 днів, тобто швидкість оновлення складає, приблизно 1 г в день.
За добу організм людини окисляє близько 450 мг холестерину в жовчні кислоти, приблизно, така ж кількість стеринів екскретується з фекаліями, близько 100 мг виділяє, з шкірним салом. Невеликі кількості холестерину використовуються, для утворення статевих і стероїдних гормонів. Щоб поповнити ці. втрати, організм синтезує в добу близько: 700 мг холестерину і приблизно 300 мг отримує з їжею. В принципі синтез холестерину здійснюється в клітинах багатьох органів і тканин, проте в значних кількостях - в печінці і стінці тонкого кишечника. Саме звідси основна маса синтезованого холестерину, йде «на експорт», тобто транспортується в інші органи і тканини.
Отже, в організмі дорослої людини синтезується за добу в середньому 700 мг холестерину. Таке, кількість холестерину ми вводимо в організм, якщо вживаємо в їжу всього лише три курячих яйця. А якщо ми з`їдаємо більше трьох яєць і, крім того іншу їжу, що містить холестерин? В такому випадку отримуємо з їжею більше холестерину, ніж в ньому: потребуємо. Якщо, споживання великих кількостей, харчового холестерину триває тривалий час, то це призводить до накопичення його, що можна виявити, визначивши вміст холестерину в крові.
В організмі людини і тварин міститься як вільний (неестеріфіцірованним), так я естеріфіцірованний (у вигляді ефіру з жирною кислотою) холестерин. Перший входить до складу мембран клітин і клітинних органоїдів, другий знаходиться в цитоплазмі клітин я розглядається як «запасне депо». В цілому в організмі людини і тварин переважає вільний (неестернфіцірованний) холестерин, однак у плазмі крові приблизно дві третини всього холестерину припадає на ефіри і одна третина - на вільний холестерин.
Тригліцериди, або нейтральні жири, що знаходяться в крові, найближче підходять до звичайного поняття «жир», наприклад, до жиру вершкового або рослинного масла. У хімічному відношенні тригліцериди є складні ефіри, утворені спиртом, гліцерином і трьома частками вищих жирних кислот. Саме це і зумовило назву «тригліцериди». Як і холестерин, тригліцериди не розчинні у воді.
Тригліцериди крові мають двояке походження. Частина їх синтезується в кишкової стінки з продуктів розпаду харчових жирів, інша частина синтезується в печінці, а потім вже надходить у кров.
Прийом жирної їжі завжди супроводжується хоча б короткочасним (протягом декількох годин) підвищенням рівня тригліцеридів в крові.
Тригліцериди в організмі легко піддаються окисленню. Важливо відзначити, що з усіх речовин, що містяться в їжі, вони - самий калорійний матеріал. При окисленні 1 г тригліцеридів звільняється 9,3 ккал, тоді як при окисленні такої ж кількості глюкози-всього лише 4,1 ккал. Разом з тим тригліцериди можуть відкладатися «про запас» (наприклад, в жировій тканині) в якості енергетичного резервного матеріалу. У огрядних людей такі запаси жиру абсолютно зайві.
Фізіологічна роль тригліцеридів не вичерпується тільки тим, що вони є важливим субстратом для окислювальних процесів, що забезпечують організм енергією. У складі підшкірної жирової клітковини тригліцериди виконують термозахисний роль, а також оберігають внутрішні органи і тканини від можливих механічних пошкоджень.
Фосфоліпіди за своєю будовою близькі до тригліцериду, але відрізняються від них тим, що в їх молекулі одна з трьох частинок жирної кислоти замінена фосфорною кислотою, пов`язаної з азотистих основ. Фосфоліпіди містяться не тільки в крові, вони входять до складу мембран всіх клітин і їх органоїдів. У більш широкому сенсі слова можна сказати, що основу будь-якої біомембрани становить фосфоліпідний біслой- два шари фосфоліпідів, розташованих так, що полярні кінці молекул звернені до водного середовища, що омиває зовнішню н внутрішню поверхню мембрани, а неполярні жирнокислотного «хвости» приховані в її товщі. Фосфоліпіди разом з холестерином не тільки виконують роль «несучих конструкцій» клітинної мембрани, але є відповідальними за її фізичний стан, точніше, за її в`язкість. Зауважимо, що від в`язкості мембрани залежить активність мембранних ензимів і швидкість трансмембранного перенесення речовин, іншими словами, функціональна активність клітини в цілому.
На відміну від холестерину і тригліцеридів фосфоліпіди мають здатність розчинятися у воді.
Всі перераховані вище жири і жироподібні речовини знаходяться в плазмі крові не у вільному вигляді, а в поєднанні з білками у вигляді так званих липидно білкових комплексів, або ліпопротеїдів.
Ліпопротеїди являють собою частинки, що мають сферичну форму. Зовні вони покриті оболонкою, що складається з білків (аполипопротеинов), фосфоліпідів і неестеріфіцірованним холестерину. Внутрішню сферу або ядро частинки утворюють тригліцериди і ефіри холестерину. Зовнішня оболонка липопротеидной частки відрізняється високою спорідненістю до води (гидрофильностью), тоді як внутрішнє ядро, навпаки, відсутністю такого спорідненості (гидрофобностью). В цілому ж липопротеідна частка на відміну від входять до її складу ліпідів (неестеріфіцірованним холестерину, ефірів холестерину і тригліцеридів) розчинна у водному середовищі і може розглядатися як транспортна форма ліпідів в кров`яному руслі. Існує кілька класів ліпопротеїдів, що відрізняються між собою за розмірами, за кількісним співвідношенням у них різних ліпідів і білка і за іншими ознаками.
Ліпопротеїди, багаті на холестерин. Головним представником цієї групи ліпопротеїдів є так звані ліпопротеїди. низької щільності (ЛПНЩ). Цей клас ліпопротеїдів називається так тому, що частинки його мають в цілому низьку щільність (в межах 1,006-1,063 г / мл), хоча і не настільки малу, як ЛПОНЦ. ЛПНЩ називають також бета-ліпопротеїдами. Це найбагатші холестерином частки (вміст його в цих частках може доходити до 45%) і самі атерогенні з усіх ліпопротеїдів. Дані частинки проникають в артеріальну стінку і можуть в ній накопичуватися. З усіх видів ссавців людина має найбільш високий рівень ЛПНЩ в крові. Рівень ЛПНЩ (а паралельно і холестерину) може різко підвищуватися при порушеннях ліпопротеїдною обміну, особливо спадкової природи. Крім того, він підвищується при прийомі їжі, багатої холестерином.
Ліпопротеїди, багаті фосфоліпідами. У зазначену групу входять ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ). Вона коливається в межах 1,063-1,21 г / мл. Звідси і походить назва цього класу ліпопротеїдів. Інша назва - альфа-ліпопротеїди. ЛПВЩ містять високий відсоток білка (до 55%) і фосфоліпідів (близько 25%), менше холестерину (близько 16%) і дуже небагато тригліцеридів (близько 4%). З усіх класів ліпопротеїдів ЛПВЩ мають найменший діаметр частинок. ЛПВЩ синтезуються в печінці і стінці тонкого кишечника.
Характерною особливістю ЛПВЩ є те, що вони, на відміну від ЛПДНЩ і ЛПНЩ, не тільки не мають атерогенних, але і затримують розвиток атеросклерозу. Іншими словами, ЛПВЩ мають антіатерогейнимі властивостями. Про це ми докладніше розповімо нижче.

Відео: Жити здорово! Важкі питання про холестерин. (29.01.2016)

Тепер кілька слів про деякі загальні властивості ліпопротеїдів плазми крові.
Кожна група ліпопротеїдів (багата трігліцерідамі, холестерином або фосфолипидами) складається з одного або двох класів ліпопротеїдів. Кожен клас ліпопротеїдів в свою чергу складається з декількох підкласів, що розрізняються за хімічним складом, щільності, розмірів частинок і іншим физикохимической параметрам (зважаючи на обмеженість обсягу брошури ми позбавлені можливості розповісти про підкласах ліпопротеїдів). Таким чином, ліпопротеїди плазми крові відрізняються великою різноманітністю, або, як кажуть, гетерогенність.
У міру збільшення щільності ліпопротеїдів (від хіломікронів до ЛПВЩ) спостерігаються такі закономірні зміни:
а) зменшуються молекулярна маса і відповідно розмір ліпопротеїдних частинок-
б) збільшується вміст білка і фосфоліпідів і знижується вміст трігліцерідов-
в) зростає спорідненість до води (гідрофільність) -
г) збільшується відношення естеріфіцірованний холестерин / вільний холестерін-
д) подовжується час катаболізму (розпаду) ліпопротеїдів.
Кожен клас або підклас ліпопротеїдів має множинний набір білків, званих аполіпопротеннамі. Їх позначають латинськими буквами (А, В, С, D, Е і т. Д.). У свою чергу деякі Аполіпопротеїни, наприклад Аполіпопротеїни А, С і Б, складаються з декількох поліпептидів, які охоплюють додатково римськими цифрами (А-I, A-II, С-I, С-2, C-III і т. Д.).
Для кожного класу і підкласу ліпопротеїдів характерний свій склад головних і мінорних аполипопротеинов.
Окремі Аполіпопротеїни мають коензімную (прискорюють активність ензимів) функціями.
У процесі циркуляції ліпопротеїдів в крові на поверхні або в глибині їх часток протікають наступні ферментні реакції:
а) гідроліз тригліцеридів хіломікронів (при дії ензиму ліпопротеідліпази) і гідроліз тригліцеридів ЛПДНЩ (при послідовному дії спочатку ліпопротеідліпази, а потім циркулює в крові печінкової трігліцерідліпази). Коензим ліпопротеідліпази - аполіпопротеїн С-2.
В результаті дії ліпопротеідліпази і печінкової трігліцерідліпази на ЛПДНЩ останні через ряд проміжних етапів, а саме утворення так званих ліпопротеїдів проміжної щільності, перетворюються в ЛПНЩ. Цей процес носить назву трансформації ЛПДНЩ в ЛПНП-
б) естеріфікація вільного холестерину ЛПВЩ при дії ензиму лецитин-холестерин-ацілтрансфе-рази (ЛХАТ). Внаслідок цієї реакції ненасичені жирні кислоти фосфоліпідів лецитину переноситься на холестерин з утворенням за місцем гідроксилу холестерину складної ефірної зв`язку. Утворився на поверхні липопротеидной частки ефір холестерину або переміщається всередину частинки, або транспортується в інші класи ліпопротеїдів. Коензимом ЛХАТ-реакції є аполіпопротеїн A-I.
В результаті дії згаданих ензимів на ліпопротеїди відзначається найбільш швидке оновлення в їх складі тригліцеридів і ефірів холестерину.
Ліпідні компоненти, а також Аполіпопротеїни здатні переходити з одного класу ліпопротеїдів в інший. Перенесення ліпідних компонентів здійснюється за допомогою спеціальних білкових переносників, роль яких, можливо, виконують деякі Аполіпопротеїни.
Ми бачимо, що плазмові ліпопротеїди являють собою складні високомолекулярні частки, які здійснюють не тільки транспорт, але і перетворення ліпідів в самій частці. Тож не дивно, що вивченням ліпопротеїдів, цих багато в чому ще загадкових сполук, займаються зараз багато лабораторій світу.