Ключевые слова: системное воспаление, липиды и липопротеины, оксидантный стресс, окисление, модификация, атеросклероз

Начиная с 1999 г., после публикации ставшей уже хрестоматийной работы R. Ross [21], воспалительная природа атеросклероза является общепризнанной. С тех пор во всех проведенных исследованиях и опубликованных статьях идея о воспалении как сути атеросклеротического процесса является доминирующей, и она оттеснила на второй план значимость гиперхолестеринемии (ГХЕ) как фактора атерогенеза. Однако в большинстве опубликованных в последнее время работ тезис о значимости воспаления в патогенезе атеросклероза приобрел декларативный характер, так как каждый автор вкладывает в это понятие свое значение.

В исходной гипотезе воспалению отводилась этиологическая роль в развитии атеросклеротического поражения сосудистой системы. Постулировалось, что основой атеросклероза является развитие локального воспаления в стенке магистральных артерий, определяемое гидродинамическими факторами: уменьшением пристеночного напряжения сдвига и возрастанием турбулентности потока крови. Возникающая в этих участках дисфункция эндотелиоцитов приводит к уменьшению продукции оксида азота, ответственного за противоспалительные и антиадгезивные свойства эндотелия, реципрокному усилению образования факторов, ответственных за хемотаксис, адгезию, миграцию в стенку сосуда и пролиферацию моноцитов и Т-лимфоцитов. В результате развивается локальная воспалительная реакция, которая проявляется в виде как апоптоза, так и пролиферации клеточных элементов интимы, активации продукции и разрушения внеклеточного матрикса. Сочетание этих процессов приводит к развитию неоинтимы, фиброзному утолщению стенки, постепенно прогрессирующему уменьшению просвета артерии и обозначается как “ремоделирование стенки сосуда”, начальные этапы которого отмечаются в самые ранние периодыжизни. Предполагается, что клеточные реакции при атерогенезе принципиально не отличаются от тех, которые характерны для других воспалительно-фибропролиферативных заболеваний: атеросклероз – это клеточный ответ в стенке сосуда, цирроз – в печени, ревматоидный артрит – в суставах, гломерулосклероз – в почках [21].

В настоящее время трактовка значимости воспаления в атерогенезе существенно расширилась и охватывает не только локальные реакции в стенке сосудов, но и системное воспаление, которое, в отличие от локального, более демонстративно и доступно для исследования в условиях клиники. В качестве маркеров воспаления при атеросклерозе рассматривают такие системные показатели, как уровень в крови С-реактивного протеина (СРП), сывороточного амилоида А (SAA), интерлейкина(ИЛ)-1 и ИЛ-6, фактора некроза опухоли a (ФНО-a), различных цитокинов и молекул адгезии.

Одним из важнейших следствий системного воспаления и механизмов его проатерогенного действия является дисфункция эндотелия. Наличие прямой связи между показателями активности системного воспаления и ранними признаками атеросклеротического поражения установлено в исследовании 79 практически здоровых детей в возрасте 10,5 года. При возрастании содержания CPП от 0,1 до 0,7 мг/л эндотелийзависимое расслабление (ЭЗР) плечевой артерии было уменьшено на 13 %, свыше 0,7 мг/л – на 28 %. Суммарная толщина интимы и медии сонной артерии как показатель ее атеросклеротического ремоделирования возрастала пропорционально увеличению содержания в плазме CPП. При этом ни у кого из пациентов не было установлено признаков инфекционного процесса и сероположительности к какому-либо патогену [10]. Еще более выраженные нарушения были установлены в условиях воспаления: в исследовании 600 детей ввозрасте 10 лет на высоте острого инфекционного процесса ЭЗР плечевой артерии было уменьшено на 35 %, через 2 нед – на 16 % и полностью не восстановилось даже через один год [6].

Основной причиной развития системного воспаления считалось наличие инфицирования, и у лиц с клинически выраженным атеросклерозом часто выявляется повышенный титр антител к Chlamidia pneumonia, Helicobacter pilori, virus Herpes. Широкое признание инфицирования Chlamidia pneumonia в качестве одного из патогенетических факторов атеросклероза привело к тому, что терапия макролидными антибиотиками была предложена как один из принципов вторичной профилактики ишемической болезни сердца (ИБС). В ряде многоцентровых исследований (ROXIS, ISAR-3) было показано, что применение рокситромицина сопровождалось уменьшением риска дестабилизации ИБС в течение 1 мес и развития рестеноза после ангиопластики. Однако в дальнейших модельных исследованиях было установлено, что эффект рокситромицина в концентрации, соответствующей его терапевтическому уровню в плазме, определяется не влиянием на возбудитель и на активность системного воспаления, а опосредовано прямым угнетающим действием на пролиферацию гладкомышечных клеток. Другие антибиотики не оказывали подобного эффекта и не обладали способностью задерживать прогрессирование коронарного атеросклероза [25]. Помимо этого, попытки инициировать развитие атеросклероза в эксперименте посредством инфицирования животных различными возбудителями оказались неэффективными. Поэтому проатерогенный эффект при различных видах инфицирования многие исследователи связывают в большей степени с развитием при этом воспаления, чем с непосредственным действием патогенов.

Грамотрицательные бактерии (ГОБ) заселяют желудочно-кишечный, урогенитальный, дыхательный тракты и продуцируют эндотоксин не только при выраженном инфекционном процессе, но и в хронических доклинических ситуациях типа периодонтита, бронхита, дивертикулита. Эндотоксин в плазме обнаруживается и у практически здоровых лиц без признаков системной воспалительной реакции. Напротив, содержание модифицированных липопротеинов (ЛП) низкой плотности (ЛПНП) и продукция ФНО-a макрофагами при инфицировании ГОБ находится в прямой зависимости от активности системного воспаления и сывороточной концентрации СРП в сывортке крови. Так, усиленное поступление липополисахарида (ЛПС) в кровь с повышением уровня СРП и окисленных ЛПНП, захватывающихсямакрофагами с образованием пенистых клеток (ПК), наблюдалось при периодонтите пропорционально его активности. У пациентов с выраженным периодонтитом отмечали типичный проатерогенный профиль ЛП крови: уменьшение содержания холестерина (ХС) ЛП высокой плотности (ЛПВП) и отношения ХС ЛПВП/ХС ЛПНП, наличие мелких плотных частиц ЛПНП и высокую концентрацию иммунных комплексов, содержащих ЛПНП и захватывающихся макрофагами, что является одним из путей их превращения в ПК [20].

Одним из наиболее важных факторов развития системного воспаления при инфицировании ГОБ является ЛПС, который даже в низкой концентрации (до 50 пг/мл) и в отсутствие клинических признаков воспаления инициирует или резко ускоряет развитие атеросклероза. Это определяется способностью ЛПС к соединению со всеми циркулирующими классами ЛП, особенно с ЛПНП. Комплекс “ЛПНП–ЛПС” проникает в стенку сосуда, специфически связываясь с макрофагами через рецепторы ЛПС. При этом захват ХС ЛПНП макрофагами находится в отрицательной зависимости с размером частиц ЛПНП.

Системное воспаление, отмечаемое у больных с атеросклерозом, не всегда можно рассматривать как его причину или даже как патогенетический фактор; оно может быть следствием уже развитого поражения стенки сосуда или иметь независимый от атеросклероза характер и отражать наличие, в частности, инфекционного процесса. Однако и в этих случаях воспаление существенно влияет на динамику атеросклероза, ускоряет его прогрессирование. Установлено, что у больных с ИБС риск развития инфаркта миокарда (ИМ) значительно возрастает в период эпидемий гриппа, при других острых респираторных заболеваниях, после проведения различных оперативных вмешательств.

Помимо этого, воспалительное ремоделирование стенки артерии, хотя и является фактором, предрасполагающим к развитию атеросклеротического поражения, но не определяет полностью его патогенез. Даже выраженное поражение стенки артерии в отсутствие нарушений обмена липидов и ЛП крови не приводит к развитию характерных для атеросклероза изменений структуры и функциональных свойств стенки, не сопровождается появлением клинических симптомов ИБС, развитием ее острых форм. Фибросклеротическое поражение сосудов характеризуется замедленной динамикой, и гемодинамической значимости стеноз в этих условиях достигает только к 7-й декаде жизни. С другой стороны, ЛП крови, даже модифицированные, могут фиксироваться в субэндотелиальном слое стенки сосуда только при наличии хорошо выраженного внеклеточного матрикса, так как обладают высоким сродством с коллагеном и протеогликанами (ПГ). В отсутствие неоинтимы даже резко выраженная ГХЕ не сопровождается увеличенным отложением липидов в стенке сосуда. Поэтому только сочетание сосудистого компонента с проатерогенными нарушениями метаболизма липидов обусловливает агрессивное течение атеросклероза с характерными клиническими проявлениями.

Приведенные данные означают, что в определении патогенетической значимости воспаления в атерогенезе необходимо учитывать и его влияние на метаболизм липидов и ЛП. Это тем более существенно, поскольку изменения обмена липидов, по данным последних лет, являются важнейшим компонентом системной воспалительной реакции, обусловливающим защиту организма, нейтрализацию, связывание и удаление патогенных возбудителей, эндотоксина, медиаторов воспаления типа ФНО-a. Поэтому при бесспорном установленном в настоящее время значении воспаления в развитии нелипидного компонента атерогенеза, его значимость и участие в проатерогенных нарушениях метаболизма ЛП остаются дискуссионными.

Характер изменений обмена ЛП в условиях воспаления имеет существенные отличия от того, который наблюдается при классическом течении атеросклероза. Прежде всего, параллельно с повышением уровня в крови медиаторов воспаления (СРП, SAA, ИЛ-6, фибриногена) увеличивается концентрация триглицеридов (ТГ) в апоВ-содержащих ЛП (ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП), ЛП промежуточной плотности (ЛППП), ЛПНП), тогда как в большинстве случаев между активностью системного воспаления и содержанием общего ХС и ХС ЛПНП нет зависимости или же она имеет обратный характер. С другой стороны, содержание ТГ в ЛПНП, ЛППП и ЛПОНП в большей степени отражает атерогенный потенциал крови, чем содержание общего ХС и ХС ЛПНП, и связь выраженности атеросклеротического поражения с уровнем ТГ в апоВ-содержащих ЛП значительно более сильная, чем с уровнем ХС в них. Об этом свидетельствует нормальный уровень ХС ЛПНП у большинства пациентов с сочетанием выраженного системного воспаления и ИБС. Эти данные позволили сделать заключение, что развитие воспаления низкой градации сочетается с появлением проатерогенного профиля ЛП крови [16].

В условиях системного воспаления не только изменяется профиль ЛП крови, но и происходит их модификация, в основе чего лежит развитие оксидантного стресса и активация свободнорадикального окисления. Однако большинство исследователей полагает, что пероксидация ЛП непосредственно в циркуляции невозможна в связи с высоким антиоксидантным потенциалом плазмы и осуществляется непосредственно в стенке сосуда только после их фиксации матриксными белками. Это положение ставит под сомнение значимость системного воспаления как причинного фактора проатерогенной модификации ЛП крови и развития липидного компонента атеросклероза.

Для определения роли воспаления как причины развития липидного компонента атерогенеза мы обследовали детей с острыми респираторными заболеваниями. Выбор детей в качестве объекта исследования определялся тем, что у них с большей надежностью можно было исключить наличие спонтанных изменений обмена липидов и ЛП, которые неизбежно появляются у пациентов других возрастных категорий. Системное воспаление, возникающее в условиях острых респираторных заболеваний, бесспорно, не является полным аналогом хронического воспаления низкой градации, отмечаемого при атеросклерозе. Поэтому в настоящем исследовании была поставлена задача определить значимость воспаления не как фактора патогенеза атеросклероза в целом, а как возможного механизма инициации проатерогенного нарушения метаболизма ЛП крови с изменениями их количества, спектра, проявлением модифицированных форм.

Материал и методы

Работа проведена на базе Медицинского центра реабилитации детей с соматическими заболеваниями МЗ Украины (г. Одесса) и отдела патофизиологии Института кардиологии им. Н.Д. Стражеско АМН Украины. В исследование были включены 43 ребенка в возрасте 2–13 лет (в среднем (8,9±0,6) года), госпитализированных с диагнозом острый рецидивирующий бронхит (n=24), пневмония (n=18). Дети с наличием избыточного веса и ожирения, с нарушениями обмена липидов в анамнезе в исследование не включались. Обследование детей и забор крови осуществлялись при поступлении и через 1 нед после проведенной антибиотикотерапии.

О наличии и активности системного воспаления судили по уровню СРП и фибриногена в плазме. В крови исследованных больных определяли основные показатели обмена липидов и ЛП: общее содержание ХС и ТГ, содержание ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП и ХС ЛПВП, рассчитывали коэффициент атерогенности (КА) по формуле:

Определяли также содержание фруктозамина как показателя гликозилирования белков крови и следствия инсулинорезистентности (ИР). Активность оксидантного стресса и выраженность перекисного окисления липидов крови оценивали по содержанию в ней малонового диальдегида (МДА). Все определения проведены с использованием стандартных наборов фирмы “BioSystems” (Испания) с помощью спектрофотометрического метода на автоматическом биохимическом анализаторе “Cobas-mira plus” (“RoShen”, Швейцария).

Наличие и концентрацию в крови модифицированных ЛП определяли с использованием культуры макрофагов мышей (ММ); по изменению содержания ХС и ТГ в ММ после инкубации с исследуемой плазмой судили о субстрате модификации – соответственно ЛПНП или ЛПОНП. Детально принцип проведения исследования и биотестирования атерогенных свойств плазмы описан нами ранее [2].

Полученные результаты обработаны статистически с применением t-критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

У всех больных при первом обследовании установлено наличие выраженной системной воспалительной реакции. Средняя величина содержания СРП в плазме крови до начала лечения составила (11,7±1,7) мг/л и превышала нормальное значение (по данным литературы – (1,75±0,11) мг/л) почти в 7 раз (P<0,001). О наличии активной воспалительной реакции свидетельствовало закономерное возрастание содержания в крови другого маркера – фибриногена (до (3,6±0,2) г/л при норме (2,5±0,2) г/л, P<0,001).

Полученные данные подтвердили положение о выраженном влиянии системного воспаления на метаболизм ЛП плазмы с развитием проатерогенных нарушений его профиля, появлением модифицированных ЛП в крови. Отмечено умеренное увеличение содержания в крови общего ХС (на 19 %, c (3,21±0,20) ммоль/л в норме до (3,81±0,11) ммоль/л, P<0,01) и ТГ (на 33 %, c (0,75±0,06) до (1,09±0,09) ммоль/л, P<0,01), ХС ЛПНП (на 20 %, c (2,00±0,15) до (2,46±0,11) ммоль/л, P<0,02) и ХС ЛПОНП (на 38 %, c (0,36±0,03) до (0,50±0,04) ммоль/л, P<0,02). Хотя эти изменения имели статистически достоверный характер, они отмечались не у всех больных: содержание общего ХС увеличивалось у 34 больных, уменьшилось – у 5, не изменилось – у 3 пациентов. Гипертриглицеридемия на высоте воспаления возникла у 30 больных и отсутствовала – у 13. Более закономерными были сдвиги КА, который интегрально отражал изменения спектра ЛП. Этот показатель увеличился практически у всех больных в среднем на 33 % (с (2,60±0,21) до (3,47±0,21), P<0,01), что свидетельствовало о возрастании отношения количества проатерогенных апоВ-содержащих ЛП (ЛПНП и ЛПОНП) к антиатерогенным ЛПВП.

Эти изменения определялись наличием, по меньшей мере, трех путей влияния медиаторов системного воспаления на метаболизм липидов и ЛП. Прежде всего, это увеличение синтеза ЛПОНП в печени. Важнейшими его механизмами являются прямое активирующее действие медиаторов воспаления на синтез ХС и апоВ в гепатоцитах [8], а также увеличение притока к ним свободных жировых клеток (СЖК) из жировой ткани, связанное с развитием ИР адипоцитов под действием медиаторов воспаления (ФНО-a, ИЛ-6) и последующей активацией в них липолиза [4]. Помимо этого, белки острой фазы оказывают угнетающее влияние на липопротеинлипазу (ЛПЛ), резко замедляют гидролиз ТГ в ЛПОНП и их элиминацию, что сопровождается увеличением содержания в крови ЛП и концентрации в них ТГ [18]. Третий фактор определяется ускоренным клиренсом отдельных классов ЛП из крови, так как изменения обмена ЛП при воспалении являются не только его следствием, но и имеют определенную защитную физиологическую направленность. Прежде всего, циркулирующие ЛП, главным образом – ЛПВП и значительно меньше – ЛПНП, имеют большое значение в детоксикации эндотоксина ЛПС, которые связывают его на своей поверхности и захватываются затем макрофагами через рецептор ЛПС. Уменьшение содержания ХС в крови играет в этих условиях отрицательную роль, так как делает организм более уязвимым по отношению к действию ЛПС, и у крыс, у которых до инфицирования воспроизводилась гиполипидемия, летальность, вызываемая ЛПС, значительно возрастала. Однако ЛПВП в большей степени элиминируются из крови, чем ЛПНП и, особенно, ЛПОНП, что влияет на появление проатерогенного профиля ЛП крови [24].

Связывание ЛПС с отдельными классами ЛП зависит от их фосфолипидного состава. Наиболее интенсивно ЛПС связывается с ЛПВП, и потому их уровень в крови быстро снижается. Менее интенсивно ЛПС связываются с фракциями ЛПНП и ЛПОНП; образовавшийся комплекс удаляется из крови гепатоцитами и экскретируется в желчь. Поэтому наблюдаемая при тяжелых инфекциях гипохолестеринемия является отражением интенсивногоудаления ЛПВП и ЛПНП из крови. Так как фракции ЛПОНП и хиломикроны (ХМ) меньше связывают ЛПС, то уровень ТГ при этом остается высоким [12].

Наличие этих разнонаправленных путей влияния и объясняет достаточно пеструю картину изменений содержания в крови общего ХС, ХС ЛПНП, которая может определяться выраженностью системного воспаления, фазой его развития. Поэтому в одних исследованиях установлено наличие ГХЕ при воспалении, тогда как в других отмечено уменьшенное содержание ХС в крови, хотя повышение уровня ТГ и апоВ-содержащих ЛП, а также снижение ХС ЛПВП практически во всех проведенных исследованиях было закономерным. Именно в связи с этим изменения КА, математически интегрирующего реакции различных классов ЛП, имеет высокодостоверный характер.

В то же время, только количественные изменения содержания отдельных классов ЛП крови еще не являются фактором атерогенеза. В соответствии с современными представлениями, определяющим моментом в инициации и прогрессировании атеросклероза является пероксидация ЛПНП и появление их модифицированных форм. Эта гипотеза сформулирована более 20 лет назад, когда было показано, что инкубация макрофагов только с окисленными, но не с нативными ЛПНП приводит к образованию ПК, а ЛП, экстрагированные из атеросклеротических поражений, имеют все признаки окисленных ЛПНП (Steinberg). В то же время, образование окисленных ЛП и их появление в циркуляции может быть одним из следствий активации системного воспаления.

В проведенном исследовании показано, что уровень в крови модифицированных ЛП повысился с высокой степенью закономерности (практически у всех больных).

Содержание ХС в ММ после инкубации с плазмой, отражающее концентрацию в ней модифицированных ЛПНП, было увеличено практически вдвое по сравнению с нормой (с (101,1±7,1) до (198,70±6,41) мкг/мг белка, P<0,001). Уровень в крови модифицированных ЛПОНП повысился даже в значительно большей степени, и содержание ТГ в ММ после инкубации с плазмой было увеличено в 5,3 раза (до (197,0±10,5) мкг/мг белка по сравнению с (37,5±3,1) мкг/мг белка в норме, P<0,001).

Модифицированные ЛП являются ведущим фактором атерогенеза и обладают выраженным проатерогенным действием как в результате накопления в макрофагах и в субэндотелиальном пространстве, так и вследствие прямого повреждающего действия на эндотелий и инициации или усиления воспаления в стенке сосуда. Помимо этого, окисленные формыфосфолипидов, эфиров ХС, апоВ в окисленных ЛПНП являются высоко антигенными и вызывают продукцию антител. В результате образуются комплексы ЛПНП-Ig, которые связываются с макрофагами через Fc-рецепторы, способствуют их переобогащению липидами и превращению в ПК [20].

Показано, что даже при кратковременном действии на стенку сосуда окисленные ЛПНП вызывают утолщение интимы, которое имеет признаки как воспаления, так и пролиферации [17]. У 28 госпитализированных с острой инфекцией детей в возрасте в среднем 5 лет и с концентрацией CPП, превышающей 15 мг/мл, титр антител к окисленным ЛПНП в крови был повышен на 30 % по сравнению с таковым у лиц контрольной группы. Уровень ХС ЛПВП был снижен вдвое, отношение содержания общего ХС к ХС ЛПВП увеличено примерно вдвое. Через 3 мес у пациентов отмечено увеличенную на 15 % суммарную толщину интимы и медии (0,48 по сравнению с 0,41 мм), а содержание в крови антител к окисленным ЛПНП оставалось достоверно выше нормального. Это означает, что последовательно возникающие инфекционные процессы могут иметь аддитивный эффект, то есть сохраняющиеся остаточные поствоспалительные изменения в крови и в стенке сосуда могут существенно усиливать реакцию при новом процессе, и в условиях эксперимента показано, что повторное введение возбудителей приводит к прогрессирующему поражению эндотелия и утолщению интимы [15].

Понятие “окисленные ЛПНП” является собирательным и включает как “минимально модифицированные ЛПНП” (ммЛПНП), в которых пероксидации подверглись как наиболее уязвимые полиненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов и эфиров ХС, так и “полностью окисленные ЛПНП” (окЛПНП), в которых происходит модификация апоВ. Считается общепризнанным, что окЛПНП, которые не распознаются В,Е-рецепторами, образуются непосредственно в стенке сосуда и отсутствуют в циркуляции, а присутствуют в ней ммЛПНП. Их содержание возрастает от 0,001 % у нормальных лиц (Steinberg) до 5 % у пациентов с острым инфарктом миокарда (ИМ) [9]. Подобные ммЛПНП обладают цитотоксическими свойствами и иммуногенностью; они экспрессируют оксидативно-специфические эпитопы, которые являются результатом окисления фосфатидилхолина и к которым вырабатываются аутоантитела. Титр этих аутоантител находится в прямой зависимости от тяжести атеросклероза и наиболее высок у лиц с ИМ, ниже – у лиц с нестабильной и еще ниже – со стабильной стенокардией [21].

При попадании в субэндотелий ЛПНП связываются с матриксом; даже в норме концентрация апоВв стенке артерии в 2 раза выше, чем в плазме, а при наличии манифестированного атеросклероза она выше в 70 раз. Это обусловлено как увеличенным сродством окисленных ЛПНП к белкам матрикса, так и резким увеличением содержания этих белков при ремоделировании стенки сосуда.

Связывание с матриксом обусловлено взаимодействием апоВ ЛП с ПГ хондроитин-сульфатом, и наиболее интенсивно связываются высокоатерогенные мелкие плотные частицы ЛПНП. Модификация аргинина и лизина, входящих в состав апоВ, устраняет связывание ЛП с белками матрикса. Это свидетельствует о том, что связывание определяется взаимодействием положительно заряженных аминокислот, входящих в состав апоВ, с высоко отрицательно заряженными углеводными цепями, содержащимися в ПГ [3]. Способностью связываться с ЛПНП обладают также коллагены I и III типов, причем выраженность этого взаимодействия возрастает при увеличении степени окисленности ЛПНП. ЛПЛ, которая в зоне поражения продуцируется локально макрофагами и гладкомышечными клетками, стимулирует связывание ЛПНП с ПГ, так как обладает способностью образовывать мостики между ними [11, 19].

В отличие от этого, ЛПВП в субэндотелии не связываются с матриксом, возвращаются в циркуляцию, и потому содержание апоА-1 в нормальной стенке артерии достигает только 10–20 % от их содержания в плазме. Однако SAA – белок острой фазы, концентрация которого в крови при действии провоспалительных стимулов возрастает в 100–1000 раз, стимулирует связывание ЛПВП с макрофагами, с ПГ стенки сосуда, уменьшает в результате способность ЛПВП обеспечивать обратный транспорт ХС и оказывает проатерогенное действие, не зависимое от влияния на уровень ХС в крови [14].

После фиксации белками матрикса в стенке сосуда ммЛПНП подвергаются окончательной оксидации с участием содержащихся в макрофагах ферментов липооксигеназы (ЛОГ), миелопероксидазы (МПО), NADPH-оксидазы. В условиях гипоксии эти ферментные системы активируются, в результате чего усиливается модифицирующее действие макрофагов на ЛПНП. Этому способствует нарушение структуры стенки сосуда в результате развития в ней воспаления, так как по мере утолщения стенки нарушается диффузия кислорода, а потребность в нем возрастает в результате увеличения числа клеточных элементов [22]. Поэтому количество гидроперекисей липидов, образовавшихся с участием лейкоцитарной ЛОГ, относительно невелико в циркулирующих ммЛПНП, но резко возрастает в связанных с матриксом окЛПНП, что обусловливает их провоспалительные свойства [5].

Однако у лиц с острым коронарным синдромом (ОКС) титр IgG антител к окЛПНП в крови повышен на 20–50 % в зависимости от тяжести его течения. Полагают, что источником модифицированных ЛПНП в этих условиях является атеросклеротическая бляшка, при разрушении которой они появляются в крови [27]. Аналогичная реакция отмечалась и при коронарной ангиопластике, сразу после проведения которой уровень окисленных ЛПНП в крови повышался на 36 % [28].

Увеличенное содержание окЛПНП в плазме установлено и у больных с ИР и сахарным диабетом (СД) 2-го типа при отсутствии зависимости с изменениями оксидантного потенциала плазмы. Это свидетельствует о том, что окисление ЛПНП происходит в субэндотелиальном пространстве, из которого они затем возвращаются в циркуляцию [13].

Данные последних лет свидетельствуют о том, что системное воспаление и возрастание содержания окисленных ЛПНП в крови сопровождается активацией локального воспаления в атеросклеротической бляшке и может определять риск ее разрушения и развития ОКС. Показано, что у лиц с острым ИМ уровень окЛПНП в крови на 64 % выше, чем у лиц с нестабильной стенокардией, на 120 % – чем у лиц со стабильной стенокардией и на 226 % выше по сравнению с контролем. При этом интенсивность модификации ЛПНП прямо пропорциональна активности системного воспаления и содержания в крови его маркеров (СРП, ИЛ-1, ИЛ-6 и ИЛ-8) и не зависит от уровня общего ХС, ХС ЛПНП и ЛПВП в сыворотке. Однако в этом исследовании остался нерешенным вопрос, является ли возрастание содержания окЛПНП в плазме при ОКС следствием их высвобождения из разрушающейся бляшки или же оно первично в крови, провоцирует активацию воспаления в бляшке и ее разрушение [7].

Модификация ЛП крови у исследованных больных в условиях воспаления являлась следствием, прежде всего, развития оксидантного стресса. Это подтверждалось отмеченным практически у всех пациентов увеличением более чем в 3 раза содержанием в крови МДА – конечного продукта окисления липидов плазмы (до (2,98±0,10) мкмоль/л при возрастной норме (0,95±0,08) мкмоль/л, P<0,001). В определенной степени модификация ЛП крови могла быть связана с их гликозилированием, так как в исследованной когорте закономерно отмечались признаки ИР как следствия воспаления. Хотя средняя величина содержания глюкозы в крови натощак ((4,84±0,06) ммоль/л) не превышала норму, содержание фруктозамина, который является продуктом неферментативного присоединения глюкозы к белкам крови, прежде всего к альбумину, а также апо-белкам ЛП, было достоверно увеличено (на 26 %, до (207,8±4,9) мкмоль/л при возрастной норме (165,4±8,3) мкмоль/л, P<0,02), и эти изменения отмечены у 38 больных при отсутствии у двух.

Зависимость отмеченных метаболических нарушений от воспаления подтверждалась результатами раздельного анализа полученных данных по подгруппам больных с содержанием СРП в верхнем (1-я подгруппа) и нижнем (2-я подгруппа) тертилях распределения со средним значением соответственно 14,8 и 3,4 мг/л. Содержание фибриногена в крови у больных 1-й подгруппы было на 20 % больше, чем во 2-й (соответственно 3,8 и 3,2 г/л), содержание МДА – больше на 35 % (соответственно (3,41±0,13) и (2,44±0,11) ммоль/л). Отчетливо более выраженной у пациентов 1-й подгруппы была проатерогенная модификация ЛП, и содержание в мышиных макрофагах ХС было больше на 30 % (соответственно (218,2±8,5) и (170,8±10,7) мкг/мг белка), ТГ – на 54 % (соответственно (235,0±17,4) и (153,0±10,3) мкг/мг белка). У больных 1-й подгруппы более выраженными были и метаболические нарушения: на 10 % больше было содержание в крови фруктозамина (соответственно (207,9±4,9) и(189,8±5,6) мкмоль/л), на 22 % – ТГ (соответственно (1,09±0,09) и (0,89±15) ммоль/л) и на 12 % – ХС ЛПОНП (соответственно (0,50±0,04) и (0,44±0,06) ммоль/л). Различия показателей между подгруппами имели статистически достоверный характер. В то же время, уровень общего ХС в крови в обеих группах был повышен в равной степени (на 19 %). Отмечен также более выраженный сдвиг в сторону проатерогенных ЛП в подгруппе больных с интенсивным воспалительным процессом, КА у них был на 31 % выше, чем в подгруппе с менее интенсивным воспалением (соответственно (3,89±0,41) и (2,96±0,18)) (рис. 1A).
 

А

Б

Рис. 1. Сопоставление выраженности изменений исследованных показателей в подгруппах больных с низкой и высокой активностью системного воспаления (А); низкой и высокой активностью оксидантного стресса (Б).

Антимикробная фармакотерапия через 1 нед после начала лечения приводила к нормализации температуры у всех пациентов и достоверному снижению выраженности системного воспаления. Уровень СРП в среднем был снижен в 2,7 раза (с (11,7±0,9) до (4,3±0,3) мг/л (P<0,001)), хотя и оставался в 2,5 раза выше нормального, содержание фибриногена уменьшилось на 14 % (с (3,6±0,2) до (3,1±0,2) г/л, P<0,05), но также превышало норму (на 24 %, P<0,001). Ослаблялся, но все же сохранялся в этих условиях и оксидантный стресс: содержание МДА в крови уменьшилось на 40 % (с (3,05±0,23) до (1,81±0,11) мкмоль/л, P<0,01), но превышало нормальное значение на 90 % (P<0,01).

Нормализация показателей системного метаболизма также была только частичной: несмотря на уменьшение содержания в крови ТГ и ХС ЛПОНП почти до нормального значения, содержание общего ХС и ХС ЛПНП практически не изменилось, КА оставался достоверно выше нормы (на 23 %), что свидетельствовало о сохраняющихся проатерогенных нарушениях спектра ЛП плазмы. Содержание фруктозамина в крови практически не изменилось, не наблюдалось полной нормализации уровня модифицированных ЛП. Так, содержание ХС в ММ после инкубации с плазмой уменьшилось на 27 % (P<0,02), но оставалось на 43 % больше нормального (P<0,01), содержание ТГ в макрофагах уменьшилось на 33 % (P<0,01), но превышало нормальное в 3,5 раза (P<0,001) (рис. 2).

Рис. 2. Системные показатели активности воспаления, метаболизма липопротеинов и глюкозы, атерогенности плазмы у детей до лечения и под влиянием проведенной терапии (в процентах к нормальным значениям).

В соответствии с полученными данными, основным эффекторным механизмом, посредством которого системное воспаление способствовало проатерогенному нарушению отмена ЛП крови, являлась активация оксидантного стресса. Об этом свидетельствовал проведенный раздельный анализ характера изменений изученных показателей в зависимости от выраженности свободнорадикальных процессов в крови и накопления в ней их конечного продукта – МДА. Сопоставлялись изменения, отмеченные в подгруппах больных в верхнем и нижнем тертилях содержания МДА в крови (соответственно 2,3 и 3,7 мкмоль/л при среднем значении в исследованном массиве 3,0 мкмоль/л). Установлено, что в подгруппе с высокой активностью оксидантного стресса на 10 % более значимо увеличилось содержание ТГ и на 12 % – ХС ЛПНП в крови, на 17 % более значимым было уменьшение содержания ХС ЛПВП. В результате на 25 % более значимо увеличился коэффициент атерогенности. Особенно выраженным было различие в изменениях содержания в крови модифицированных ЛПНП (на 28 %) и ЛПОНП (47 %) (рис. 1Б). Об общности и неразрывном единстве воспаления и оксидантного стресса свидетельствовал также практически идентичный профиль изменений системных показателей метаболизма липидов и ЛП крови при проведении анализа соответственно активности воспаления и свободнорадикального окисления (см. рис. 1).

В условиях проведенной терапии сохранялась зависимость между выраженностью ослабления системной воспалительной реакции и степенью нормализации показателей атерогенности плазмы. В подгруппе больных, у которых содержание СРП в плазме через 1 нед после начала лечения составляло менее 3 мг/л (в среднем – (2,31±0,18) мг/л), на 26 % более значимо снижался уровень МДА в плазме и на 18 % – уровень фибриногена, содержание ХС в тестирующих макрофагах было на 23 %, а ТГ – на 32 % меньше, чем в подгруппе, где среднее содержание СРП составляло (6,57±0,52) мг/л. В то же время, не отмечено достоверных различий в изменениях системных показателей метаболизма ЛП и глюкозы в этих подгруппах, что свидетельствовало о замедленном характере их восстановления (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость между выраженностью сохраняющейся воспалительной реакции и исследованными системными показателями метаболизма: А – весь массив с уровнем СРП в среднем 4,3 мг/л; Б – 1-я подгруппа с уровнем СРП меньше 3 мг/л (в среднем 2,3 мг/л); В – 2-я подгруппа с уровнем СРП, превышающим 3 мг/л (в среднем 6,5 мг/л).

Одним из механизмов, посредством которого воспаление оказывает проатерогенное действие, является снижение чувствительности адипоцитов к инсулину при действии медиаторов воспаления. В результате активируется липолиз в жировой ткани, возрастает концентрация СЖК в крови, приводя к развитию как периферической ИР, так и диабетической диспипидемии. Этот процесс потенцируется прямым угнетающим действием медиаторов воспаления на ферменты, принимающие участие в обмене липидов и ЛП, – липопротеиновую липазу, ацилхолинацилтрансферазу и потенцирующим – на печеночную липазу. Важнейшей особенностью нарушений метаболизма ЛП в этих условиях является возрастание содержания в плазме крови ЛПОНП, ЛППП и мелких плотных частиц ЛПНП, снижения – ЛПВП при отсутствии изменений уровня общего ХС и ХС ЛПНП. У 739 исследованных с сочетанием стабильной стенокардии и ангиографически установленного стеноза с системным воспалением, проявляющимся достоверным возрастанием содержания в плазме крови СРП, SAA, молекул адгезии (Е-селектина, ICAM-1, VCAM-1), ИЛ-6 и фибриногена, отмечено возрастание содержания ТГ в плазме и в ЛПНП, тогда как содержание общего ХС и ХС ЛПНП имело обратную корреляционную связь с содержанием маркеров воспаления. Поэтому признаки ИР в виде возрастания содержания фруктозамина на высоте системной воспалительной реакции, сохраняющиеся даже после проведенного лечения, могут вполне обоснованно рассматриваться как один из механизмов, посредством которого воспаление способствует нарушению обмена липидов и ЛП крови, появлению у нее выраженного проатерогенного потенциала.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о выраженном проатерогенном действии системного воспаления с выраженными нарушениями обмена ЛП, появлением их модифицированных форм, сохраняющихся даже в условиях нормализации состояния больных и значительного уменьшения выраженности воспаления. Основным механизмом проатерогенного эффекта воспаления являются как непосредственное влияние медиаторов воспаления на обмен ЛП с появлением их атерогенного профиля, так и активация свободнорадикального окисления, лежащая в основе оксидантной модификации ЛП крови и их захвата макрофагами.

Литература

1. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. – Минск, 2000. – Т. 2. – С. 87-93.
2. Талаева Т.В., Корниенко О.В., Братусь В.В. и др. Атерогенная модификация липопротеинов крови и гиперхолестеринемия как следствие острого воспалительного процесса // Журн. АМН Украины. – 1997. – Т. 3, № 3. – С. 463-471.
3. Anber V., Millar J.S., McConnell M. et al. Interaction of very-low-density, intermediate-density, and low-density lipoproteins with human arterial wall proteoglycans // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 1997. – Vol. 17. – P. 2507-2514.
4. Bard J.M., Charles M.A., Juhan-Vague I. et al. Accumulation of triglyceride-rich lipoprotein in subjects with abdominal obesity // Arterioscl. Thromb. Vasc. Biol. – 2001. – Vol. 21, № 3. – P. 407-414.
5. Barter P.J., Nicholls S., Rye K.-A. et al. Antiinflammatory properties of HDL // Circ. Res. – 2004. – Vol. 95. – P. 764-771.
6. Charakida M., Donald A.E., Terese M. et al. Endothelial dysfunction in childhood infection // Circulation. – 2005. – Vol. 111, № 13. – P. 1660-1665.
7. Ehara S., Ueda M., Naruko T. et al. Elevated levels of oxidized low density lipoprotein show a positive relationship with the severity of acute coronary syndromes // Circulation. – 2001. – Vol. 103. – P. 1955-1961.
8. Fernandez-Real J.M., Gutierrez C., Ricart W. et al. Plasma levels of soluble fraction of tumor necrosis factor receptors 1 and 2 are independent determinants of plasma cholesterol and LDL-cholesterol concentrations in healthy subject // Atherosclerosis. – 1999. – Vol. 146, № 2. – P. 321-327.
9. Holvoet P., Collen D., van de Werf F. Malondialdehyde-modified LDL as a marker of acute coronary syndromes // JAMA. – 1999. – Vol. 281. – P. 1721-1726.
10. Jarvisalo M.J., Harmoinen A., Hakanen M. et al. Elevated serum C-reactive protein levels and early arterial changes in healthy children // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2002. – Vol. 22. – P. 1323-1327.
11. Khalil M.F., Wagner W.D., Goldberg I.J. Molecular interactions leading to lipoprotein retention and the initiation of atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 2211-2219.
12. Kitchens R.L., Thompson P.A., Munford R.S. et al. Acute inflammation and infection maintain circulating phospholipid levels and enhance lipopolysaccharide binding to plasma lipoproteins // J. Lipid. Res. – 2003. – Vol. 44. – Р. 2339-2348.
13. Kopprasch S., Pietzsch J., Kuhlisch E. et al. In vivo evidence for increased oxidation of circulating LDL in impaired glucose tolerance // Diabetes. – 2002. – Vol. 51. – P. 3102-3106.
14. Lewis K.E., Kirk E.A., McDonald T.O. et al. Increased of serum amyloid A evoked by dietary cholesterol is associated with increased atherosclerosis in mice // Circulation. – 2004. – Vol. 110, № 5. – P. 540-545.
15. Liuba P., Persson J., Luoma J. et al. Acute infections in children are accompanied by oxidative modification of LDL and decrease of HDL cholesterol, and are followed by thickening of carotid aorta-media // Eur. Heart J. – 2003. – Vol. 24, № 6. – P. 515-521.
16. Marz W., Scharnagl H., Winker K. et al. Low-density lipoprotein triglycerides associated with low-grade systemic inflammation, adhesion molecules, and angiographic coronary artery disease // Circulation. – 2004. – Vol. 110, № 19. – P. 3068-3074.
17. Matthys K., Van Hove C., Kokx M. et al. Local application of LDL promotes intimal thickening in the collared carotid artery of the rabbit // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 1997. – Vol. 17. – P. 2423-2429.
18. Merkel M., Eckel R.H., Goldberg I.J. Lipoprotein lipase: genetics, lipid uptake, and regulation // J. Lipid Res. – 2002. – Vol. 43. – Р. 1997-2006.
19. Pentikainen M.O., Oksjoki R., Oorni K. et al. Lipoprotein lipase in the arterial wall. Linking LDL to the arterial extracellular matrix and much more // Arterioscler. Thromb.Vasc. Biol. – 2002. – Vol. 22. – P. 211-216.
20. Pussinen P.J., Vilkuna T., Alfthan G. et al. Severe periodontitis enhances macrophage activation via increased serum lipopolysaccharide // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 2174-2182.
21. Ross R. Atherosclerosis – an inflammatory disease // New Engl. J. Med. – 1999. – Vol. 340, № 2. – P. 115-126.
22. Rydberg E.K., Krettek A., Ullstrцm C. et al. Hypoxia increases LDL oxidation and expression of 15-lipoxygenase-2 in human macrophages // Arteriоcler. Thromb. Vasc. Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 2040-2049.
23. Steinberg D., Parthasarathy S., Carew T.E. et al. Beyond cholesterol: modifications of low-density lipoprotein that increase its atherogenicity // New Engl. J. Med. – 1989. – Vol. 320. – P. 915-924.
24. Stoll L.L., Denning G.M., Weintraub N.L. Potential role of endotoxin as a proinflammatory mediator of atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 2227-2235.
25. Tomita H., Osanai T., Toku T. et al. Roxytromycin is an inhibitor of human coronary artery smooth muscle cells prolipheration: a potential ability to prevent coronary artery disease // Atherosclerosis. – 2005. – Vol. 182, № 1. – P. 87-95.
26. Tsimikas S., Witztum J.L. Measuring circulating oxidized low-density lipoprotein to evaluate coronary risk // Circulation. – 2001. – Vol. 103. – P. 1930-1936.
27. Tsimikas S., Bergmark C., Beyer R.W. et al. Temporal increases in plasma markers of oxidized low-density lipoprotein strongly reflect the presence of acute coronary syndromes // J. Amer. Coll. Cardiology. – 2003. – Vol. 41. – P. 360-370.
28. Tsimikas S., Lau H.K., Han K.-R. et al. Percutaneous coronary intervention results in acute increases in oxidized phospholipids and lipoprotein(a). Short-term and long-term immunologic responses to oxidized low-density lipoprotein // Circulation. – 2004. – Vol. 109. – P. 3164-3170.

Systemic inflammation as the cause of the proatherogenic blood lipid and lipoprotein metabolism disturbances

V.V. Bratus, A.P. Larionov, I.V. Tretjak, O.V. Kornienko, T.V. Talaeva

The aim of the study was to investigate the role of systemic inflammation as the factor of blood lipoprotein metabolism proatherogenic disturbances. The study was carried out in pediatric patients aged from 2 to 13 years, which were admitted to hospital with acute respiratory illnesses without weight excess and signs of previous lipid metabolism disturbances. The inflammation development in the study was accompanied with the systemic lipid metabolism disturbances, appearance of hypercholesterolemia and hypertriglyceridemia, the atherogenic profile of lipoproteins and their modified forms, which were captured by macrophages. There was a distinct dependence between the inflammation activity and the extent of lipoprotein metabolism disturbances. After the treatment the magnitude of the inflammatory reaction decreased in parallel with gradual normalization of lipoprotein metabolism. It was summarized that the systemic inflammation may be among the main causes of lipoprotein metabolism proatherogenic changes and may promote initiation or progression of atherosclerosis.