FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI

LIPIDIC

ATEROSCLEROZA

Lipoproteine

• Complexe structurale alcătuite din lipide și

apoproteine care îndeplinesc funcția de

transport a colesterolului, TG și fosfolipidelor

în plasmă

• Structura:

– Înveliș hidrofil (conține apoproteine, fosfolipide și

colesterol neesteridicat)

– Nucleu hidrofob – conține colesterol esterificat și

TG

Electroforeza Ultracentrifugare

CHY care NU migrează electroforetic

preβ - LP (corespund cu VLDL)

β -LP (corespund cu LDL)

α-LP (corespund cu HDL)

Chilomicronii (CHY)

LP cu densitate foarte mică sau VLDL

(Very Low Density Lipoproteins)

LP cu densitate mică sau LDL (Low

Density Lipoproteins)

LP cu densitate mare sau HDL (High

Density Lipoproteins)

Fiecare clasă de lipoproteine are dimensiune, structură (compoziţie delipide şi apolipoproteine) şi funcţie diferită.

Cu cât raportul proteine-lipide este mai mic, cu atât densitatea este maimică.

Apo

aparitie B48 CII CIII E B100 AI AII

CHILOMICRONI intestin+ + + + +

VLDL ficat+ + + +

IDL ficat+ +

LDL ficat+

HDL ficat+ + + + +

TRA

SPO

RT

AN

TERO

GR

AD

Ap

oB

TRASPORT RETROGRADApoA

Structura principalelor lipoproteine

Funcția de transport a lipoproteinelor

Chilomicroni

Transportă

trigliceridele

exogene de la

intestin spre

țesut adipos și

mușchi

VLDL

Transportă

trigliceridele

endogene de la

ficat spre țesut

adipos și

mușchi

IDL

Transportă

resturi de

VLDL care

contribuie la

formarea LDL

LDL

Transportă

colesterolul de

la ficat către

țesuturile

periferice

HDL

Transportă

colesterolul de

la țesuturile

periferice

către ficat

Apo-proteineClasa majora

de

Apo-proteine

Funcţia

Apo A A I (HDL)

A II (HDL)

A IV (HDL, Chilo)

A V (HDL, TG)

Trasportul retrograd al colesterolului (LCAT – lecitin

col.acyl transferase)

Apo B B 48 (Chilomicroni)

B 100 (VLDL,

IDL, LDL)

Legarea de LDL-R şi clearence-ul din circulaţie

Apo C C II

C III

(in TRL)

Activarea LPL

Apo E Legarea de Remnant Receptor hepatic şi clearence-ul

resturilor de chilomicroni şi LDL

Rolul funcțional al principalelor clase

de apolipoproteine

LCAT = Lecitin-Cholesterol-AcylTransferase, SR-B1 = Scavenger Receptorclass B, tipe1, LDLr = Low Density Lipoprotein receptor, LPL = Lipoprotein Lipase,LRP1 = Lipoprotein Receptor-related Protein 1

APOPROTEINA LIPOPROTEINA ROL

APO A I HDL Cofactor LCAT, ligand SR-B1 de la nivel hepatic si extrahepatic

APO B100 LDL Ligand al LDL –R de la nivel hepatic si extrahepatic

APO CII CHILOMICRON, VLDL

Cofactor la LPL de la nivelul capilarelor tesutului adipos si muscular

APO E CHILOMICRONI-RESTURI SI IDL

Ligand LRP 1 de la nivel hepatic

Circuitul EXOGEN al

lipoproteinelor (1)

Calea METABOLICă a CHY (Sistemul apo-B48)

CHILOMICRONII sunt sintetizați în

enterocite sub formă de

CHILOMICRONI nativi alcătuiți

din TG exogene, apo-B48 și

cantități reduse de colesterol și

fosfolipide.

CHILOMICRONII nativi pătrund în C

Circulația generală pe calea sistemului

limfatic și devin CHILOMICRONI

maturi prin preluarea apo-CII și

apo-E de la HDL.

Circuitul EXOGEN al

lipoproteinelor (2)

CHILOMICRONII maturi ajung la

nivelul capilarelor țesutului adipos

și muscular, sub acțiunea LPL

activată de apo-CII, TG de la

nivelul CHILOMICRONILOR

sunt hidrolizati în AGL și glicerol.

AGL rezultați sunt utilizați astfel:

țesutul adipos →depozite de TG,

mușchiul scheletic și miocardul→sursă energetică.

Circuitul EXOGEN al

lipoproteinelor (3)

Pe măsură ce hidroliza TG

din structura CHILOMICRO-

-NILOR progresează, apo-CII

este transferată pe HDL, iar

resturile de CHILOMICRONI

sunt captate de către ficat prin

fixarea apo-E si apo-B48

pe receptorii celulari specifici LRP1.

Circuitul EXOGEN al

lipoproteinelor (4)

La nivelul celulei hepatice resturile de

CHILOMICRONI endocitate sunt degradate în

• TG,

• colesterol

• fosfolipide

Produșii de degradare vor fi utilizați în principal

în metabolismul colesterolului (ex, sinteza de

acizi biliari), dar și în sinteza de VLDL și HDL.

Circuitul ENDOGEN al

lipoproteinelor

• Deoarece aportul de lipide prin dietă nu esteconstant, calea endogenă furnizează TG pentrunecesitățile energetice tisulare.

• Circuitul endogen cuprinde sistemul apo-B100 sau non-HDL și sistemul apo-AI sau HDL.

• Sistemul apo-B100: cuprinde clasele de lipoproteine VLDL, IDL și LDL

Calea METABOLICĂ a VLDL (pre-β)

Ficatul sintetizează TG endogene pe care le

încorporează în VLDL native împreună cu

apo-B100 și o cantitate mică de colesterol și

fosfolipide.

• VLDL native → în circulație primesc apo-

CII, apo-E de la HDL, →VLDL mature→la

nivelul capilarelor țesutului adipos și

muscular→ hidrolizate de LPL (similar CHY)

→AGL și glicerol.

• Pe măsură ce hidroliza TG avansează, apo-CII

este transferată pe HDL, iar resturile de

VLDL, numite IDL, pot fi catabolizate pe 2

căi:

• 50% din IDL sunt convertite în LDL prin

transferul apo-E către HDL și hidroliza TG

sub acțiunea lipazei hepatice (LH)

• 50% din IDL se fixează pe LRP1 cu ajutorul

apo-E și vor fi endocitate/prelucrate hepatic

într-o manieră similară cu resturile de

CHILOMICRONI

Calea metabolică a LDL

LDL format în plasmă este catabolizat pe 2 căi:

• cale specifică dependentă de LDLr - la

nivelul ficatului/țesuturilor extrahepatice

• cale nespecifică independentă de LDLr la

nivelul monocitelor/macrofagelor

Calea specifică dependentă de LDLr

• Asigură captarea (lentă) a 70% din LDL plasmatic de cătreficat și țesuturile extrahepatice –

• glandele suprarenale și gonade preiau LDL prin endocitozămediată de receptori.

• apo-B100 se fixează pe LDLr care sunt receptori specificicu afinitate ↑ pentru LDL

• LDLr sunt supuși unui fenomen de reglare prin mecanismfeed-back (-).

• La nivelul endozomilor, complexul LDL-apoB100/LDLreste desfăcut

• LDLr sunt reexprimați pe suprafața celulară.

• La nivelul lizozomilor LDL este degradat în colesterolneesterificat, fosfolipide și aminoacizi.

Calea nespecifică independentă de

LDLr

• Asigură captarea (mai rapidă) a 30% din LDL plasmatic modificat (care prezintă alterări ale componentelor proteice sau lipidice de tipul acetilăriisau glicozilării) de către monocitele/macrofagele ceexprimă receptorii de tip SR-A (Scavenger Receptor class A).

• SR-A sunt receptori nespecifici, cu afinitate ↓ pentruLDL și care nu sunt supuși fenomenului de reglare prinmecanism feed-back (-)→ ei permit macrofagelor săse încarce cu colesterol → “celulele spumoase” de lanivelul plăcilor de aterom.

HIPERLIPOPROTEINEMII

• Clasificarea hiperlipoproteinemiilor

(a) Clasificarea ETIOPATOGENICĂ

1. HLP primare (genetice)

2. HLP secundare (unor boli preexistente)

(b) Clasificarea FREDRICKSON cuprinde 5 fenotipuri de HLP

Criterii:

• aspectul serului la 4º C după 24h

• ELFO lipoproteinelor plasmatice

• profilul lipidic plasmatic (TG, CT)

Clasificarea Fredrickson

Tip Lipoproteina

crescută

Lipidul crescut Defectul

Ia Chilomicroni Trigliceride LPL

Ib Chilomicroni Trigliceride Apo CII

IIa LDL Colesterol LDL-R

IIb (mixta)

LDL şi VLDL Colesterol LDL-R şi Apo B-100

III β-VLDL Colesterol şi

trigliceride

Apo E

IV VLDL (Colesterol şi)

triglicerideVLDL supraproducţie

sau subutilizere

V(endoge

na)

VLDL şi

chilomicroni

(Colesterol şi)

triglicerideDeficienţă LpL sau HL

Clasificarea NOUĂ: utilizata de către clinicieni

A. HLP PRIMARE

1. HIPERCOLESTEROLEMII

• Hipercolesterolemia familială(HLP tip IIa)

• Deficitul familial de apo-B100

• Hipercolesterolemia poligenică

2. HIPERTRIGLICERIDEMII

• Hipertrigliceridemia familială(HLP tip IV)

• Deficitul familial de LPL (HLP tip I)

• Deficitul familial de apo-CII

3. HIPERLIPOPROTEINEMII MIXTE (COMBINATE)

• Hiperlipidemia familială combinată (HLP tip IIb)

• Disbetahiperlipoproteinemia familială (HLP tip III)

B. HLP SECUNDARE

Cauze genetice de dislipidemie

HDL VLDL LDL TG Defect genetic

Hipercolesterolemia

familială

++ N LDL-R

Deficit de ApoB ++ N anomalii ApoB

Familială mixtă 1/3 1/3 exces ApoB

1/3

Hipercolesterolemia

poligenică

+ poligenică

Hipertrigliceridemia

familială

+ 200-

1000

scade activitatea LpL

Hipertrigliceridemia

severă

++ >1000 LpL

Hipoalfalipoproteine

mia familiala

< 30 B

< 35 F

scade Apo AI

Dis-

betalipoproteinemia

+ + + anomalii ApoE

Sinteza colesterolului se face din acetat prin mai multeetape.

Enzima care limitează siteza colesterolului este 3-hidroxy 3-metil glutaril CoA reductaza (HMG CoA reductaza).

Statinele inhibă competitiv această enzimă și inhibăsinteza endogenă de colesterol cu până la 80%

Celulele corpului răspund sintezei de colesterol princreșterea nr și activității receptorilor pt LDLc pentru a-l capta și a-l îndepărta din circulație. (!!! în pereții intestinali statinele pot crește absorbția colesterolului).

Cea mai frecventă cauza de hiper LDLc emie

este cunoscută ca și hiperlipidemie combinată

familială diagnosticată la 15% din pacienții cu

BCI precoce.

Acești pacieți prezintă sinteza crescută și de

(apo) B-100.

• Aceștia au nivel normal de squalene dar nivel

crescut de lathosterol și nivelul crescut al

colesterolului indică metabolism sterolic

alterat și creșterea conversiei squalene în

lathosterol. Acest lucru poate fi detectat prin

măsurarea nivelului de sterol în plasmă.

HIPERLIPOPROTEINEMIILE SECUNDARE

HLP secundare au două cauze principale:

Afecțiuni sistemice:

- diabet zaharat

- hipotiroidism-

- alcoolism cronic

- boli hepatice

- boli renale

Induse medicamentos:

- diuretice tiazidice

- beta-blocante și glucocorticoizi

- contraceptive orale

HLP din DZ tip 1

Mecanisme PATOGENICE:

• în deficitul acut de insulină: activarea LPL la nivelul țesutului adipos determină mobilizareade AGL care vor fi utilizați de ficat pentruproducția de VLDL și cetogeneză

• în deficitul cronic de insulină: cresterea activității LPL determină scădereacatabolismului VLDL și CHY

!!! Cresc VLDL (+ CHY) în plasmă

HLP În DZ tip 2

HiperTG secundarăCaracteristic: HLP este prezentă în mod constant (și când glicemia e bine controlată)

Mecanisme PATOGENICE: insulinorezistența și hiperinsulinismul sunt responsabile

de triada: TG ↑ + HDL ↑ + particule LDL cu aterogenitate crescută(LDL mici și

dense, LDL-oxidate și LDL-glicozilate)

• ↓ activiății LPL →↓ catabolismului VLDL și CHY

• ↑ activității lipazei hormonosensibile ↑AGL pentru sinteză de VLDL

• ↑ activității CETP (↑ transferului de TG de pe VLDL pe LDL, la schimb cu

esterii de colesterol și fosfolipide) + ↑ activității HL (↑ hidrolizei TG din LDL)→LDL mici și dense cu aterogenitate crescută

• ↓ activității LCAT (↓ esterificării colesterolului captat de HDL) + clearance-ul

• plasmatic ↑ al HDL3 →↓HDL în plasmă

Nivele crescute de LDL NU sunt caracteristice în DZ tip 2, dar atunci când apar reflectă

coexistența unei tulburări primare a metabolismului LP

HLP din HIPOTIROIDISM

Caracteristici: reprezintă 2% din HLP secundare și este a doua ca frecvență după DZ

Mecanism PATOGENIC: ↓secreției hh tiroidieni → ↓

expresiei LDLr, a activității CEPT și HL și ↑ activității LCAT

Consecințe:

• ↓ expresiei LDLr → ↑ LDL

• ↓activități CEPT (↓ transferului de TG de pe VLDL peHDL3) + ↓ activității HL (↓ hidroliza TG din HDL3) + ↑activități LCAT (↑ esterificarea colesterolului liber

• fixat pe HDL3 și ↑ formarea HDL2) → ↑ HDL

HLP din ALCOOLISMUL CRONIC

HiperTG secundară

Caracteristic: efectul alcoolului asupra metabolismului LP depinde de

cantitatea/tipul de consum

MODERAT/regulat: potențează efectul insulinei de inhibiție a CETP și HL

și de stimulare a LCAT (↑ HDL2) →↑ HDL

MULT/ regulat →↑TG (HLP tip IV sau V)

Mecanisme PATOGENICE: alcoolul inhibă β-oxidarea hepatică a AGL și

↑[NADH] hepatic. Consecințe:

• ↑ [NADH] hepatic și sintezei de novo a AGL

• excesul de AGL →↑ sintezei de VLDL

• ↑ sintezei/stocării de TG →steatoză hepatică

• ↑ sintezei de VLDL → acumularea CHY prin competiție la nivelul LPL

!!! CETP= Cholesteryl ester transfer protein colecteaza TG de la VLDL sau LDL si le preda la schimb cu colesteril esteri HDL-ului.

HLP din TRATAMENTUL

ESTROGENIC HiperTG secundară

Caracteristic: apare în cazul preparatelor cu un

conținut mare de ESTROGENI

Mecanism PATOGENIC

• ↑ sintezei hepatice de apoB-100 →↑ VLDL

• ↑ sintezei hepatice de apo-AI și ↓ activității

HL →↑ HDL

HLP din BOLILE HEPATICE

HiperTG sau HiperC secundară

În hepatitele CRONICE (de orice etiologie):

• ↑ sinteza apo-B →↑ VLDL

• ↓ sinteza apo-AI →↓ HDL

În sindroamele de COLESTAZĂ

• ↓ excreției colesterolului în bilă determină prinmecanism feed-back (-) ↓ expresiei LDLr →↑ LDL

• ↑ fosfolipidele + colesterolul ↑→ lipoproteina X

În insuficiență hepatică

• ↓ scăderea sintezei de apo, CT, TG → hipolipidemie

HLP din BOLILE RENALE

HLP mixtă

În sindromul NEFROTIC: HLP este proporționalăcu severitatea hipoproteinemiei

• pierderea pe cale renală de proteine determinăsinteza hepatică compensatorie de globuline, inclusiv de apo-B100 →↑ VLDL + ↑ LDL

• pierderea urinară de LPL →↑ VLDL + ↑ CHY

• pierderea urinară a apo-AI →↓ HDL

În INSUFICIENȚA RENALĂ CRONICĂ: pierderea urinară de LPL →↑ VLDL

ATEROSCLEROZA

Ateroscleroza reprezintă procesul progresiv de depozitare la nivelul intimei arteriale de lipide, macrofage, leucocite, limfocite, matrice extracelulară, celule musculare netede.

Ateroscleroza se produce la nivelul arterelor mari şi medii și mai putin la nivelul venelor.

• Peretele arterial normal - dinspre interior spre exterior:- endoteliu (strat celular aflat în contact direct cu fluxul

sanguin);- intima (fibre elastice, colagen, proteoglicani);- media (celule musculare netede - controlează diametrul

vasului şi presiunea sângelui);- adventicea (ţesut conjunctiv ce separă peretele vascular de

ţesutul irigat de vasul respectiv).

Structura peretelui arterial normal

Apariţia plăcii de aterom este legată de existenţa a douăcondiţii patologice:

• Disfuncţia endotelială- modificarea proceselorbiochimice, fiziologice ale endoteliului.

• Stressul oxidativ- producerea în exces de substanţe cupotenţial oxidant raportat la producerea de substanţe curol antioxidant, dezechilibru ce poate conduce la leziunicelulare.

Endoteliul–menţine homeostazia vasculară

prin:

• vasodilataţie / vasoconstricţie

• (-) adeziunii leucocitare la endoteliu

• (-) / (+) proliferării şi migrării celulelor

musculare netede

• trombogeneză / fibrinoliză

Disfuncția endotelială

LDL

Se consideră că ateroscleroza este inițiată de afectarea endoteliului vascular urmată de disfuncție

endotelială. Factorii de risc enumerați reprezintă cauze generale care se pot și asocia.

Condiții patologice ce induc stress oxidativ şi disfuncţie endotelială:

Dislipidemie (↑ TG, LDL, ↓ HDL, fenotipuri lipoproteine – LDL mai mici şi mai dense care pot

penetra mai uşor peretele vascular).

hiperglicemie cronică

insulinorezistenţă

modificarea fluxului laminar prin HTA şi modificările de calibru vascular

Radicali liberi precum specii reactive de oxigen

Variații genetice;

Nivele plasmatice crescute de homocisteină;

Boli infecțioase precum herpes virus sau Chlamydia pneumoniae

Deficit de sinteză a NO

Speciile reactive de oxigen (SRO) sunt produse de către enzime de la nivelul peretelui vascular

inclusiv NADPH oxidaza ( NOX ), xantin oxidaza, și NO sintetaza. Familia NOX, care este

exprimată de către neutrofile, monocite, VSMC, celule endoteliale, fibroblasti, macrofage și

celule mastocitare reprezintă o sursă importantă de SRO în peretele vascular.

Activitate anormală a NOX se observă în disfuncția endotelială ceea ce conduce la supraproducție

de SRO, inclusiv anionul superoxid (O 2 − ), care promovează mai departe disfuncția endotelială

prin:

Apoptoza celulelor endoteliale

Vasoconstricție

Peroxidarea lipidelor

Proliferare celulară

Formare de izoprostan

!!!

O 2 − reacționează cu NO negativându-i efectele cardioprotective și determinând formare de noi

SRO sub formă de peroxinitrit .

SRO modulează multe procese implicate în ateroscleroză precum:

inflamația

apoptoza,

Replicatrea VSMC,

angiogeneza,

Turnover-ul matrixului

Din aceste motive se consideră că expresia și/sau activitatea crescută a NADPH oxidazei are rol

important în ateroscleroză

SECVENŢE PATOGENICE ÎN

ATEROSCLEROZĂ

LDL traversează endoteliul (permeabilitate ↑ ca urmare adisfuncţiei endoteliale).

LDL se fixează de proteoglicanii de la nivelul intimeiarteriale (principalii purtători de sarcinielectronegative).

Cantonarea în intima arterială este favorizată demodificările structurale suferite de LDL ca urmarea stressului oxidativ , dar și a celorlalte modificăriale homeostaziei (ex – hiperglicemie cronică îndiabetul zaharat – glicozilare neenzimatică)

Oxidarea LDL colesterol

• LDL oxidat/glicozilat are proprietăți citotoxice inducând disfuncție endotelială prin

1. sinteza de către celulele endoteliale de factori chemotactici ( Ex- MCP-1 – monocyte chemoatractant protein-1)

2. Sinteza de citokine proinflamatorii (IL-1, TNFα) și inhibitori ai motilității macrofagelor

3. Eexpresia de molecule de adeziune ( VCAM-1- vascular cell adhesion molecule-1, selectina P și selectina E)

• Monocitele atrase de factorii chemotactici ( MCP-1) aderă la celulele endoteliale și migrează la nivelul intimei.

• Monocitele se maturează și se transformă în macrofage.

Migrarea și activarea monocitelor

Activarea macrogfagelor

Macrofagele fagocitează LDL oxidat/glicozilat şi seactivează.

Macrofagele activate eliberează chemokine şi citokineproinflamatorii, ce atrag în focar noi monocite, leucocite.

În condiţii fiziologice, după fagocitoză macrofagele părăsescleziunea.

La nivelul leziunii aterosclerotice, se eliberează inhibitori aimotilităţii macrofagelor

Captarea LDL oxidat de către

macrofageLDL oxidat nu este recunoscut de receptorii nativi pentru LDL.

LDL oxidat este captat de macrofage prin intermediul receptorilorscavenger. (A and B1, and CD36)

SREBP este un factor transcripţional nuclear cu rol în reglarea c%celulare a colesterolului.

Fiziologic, pentru a preveni supraîncărcarea celulară cu LDL numărulreceptorilor pentru LDL este reglat printr-un mecanism de down-regulation (mecanismul de feed-back, colesterol dependent, alSREBP - sterol–regulatory–element–binding–protein).

Dacă celula prezintă o c% adecvată de colesterol, SREBP se găseşte înstare inactivă la nivelul membranei reticulului endoplasmic.

Dacă nivelul celular al colesterolului scade, SREBP este translocatcătre aparatul Golgi, unde are loc activarea SREBP.

SREBP activat se translatează la nivel nuclear unde activează genelecare codifică:

- expresia receptorilor nativi pentru LDL-colesterol;

- expresia enzimei HMG-coA-reductaza (hidroxi-3-metil-glutaril-coenzima A

reductaza) (controleză rata de sinteză a colesterolului. )

Captarea LDL c la nivelul

macrofagelor

Captarea LDL prin intermediul receptorilor

scavenger – mecanism independent de controlul

SREBP - permite supraîncărcarea macrofagelor cu

LDL şi transformarea lor în celule spumoase.

Acumularea de celule “spumoase” la nivelul intimei

încheie prima etapă în fenomenul de

ateroscleroză, respectiv formarea striurilor

lipidice.

Placa de aterom- formarea striurilor

lipidice

Macrofagele activate şi celulele endoteliale eliberează citokineproinflamatorii care induc secreţia factorilor de creştere (VEGF,PDGF, IGF, TGF-beta).

Sub acţiunea factorilor de creştere, celulele musculare netede de lanivelul mediei migrează la nivelul intimei, proliferează şisintetizează matrice extracelulară (colagen, elastină, proteoglicani).

Celulele musculare netede se încarcă, de asemenea, cu lipoproteine şise transformă în “celule spumoase”.

Se formează, astfel, placa de aterom formată dintr-un miez de celule“spumoase” şi un înveliş de celule musculare netede şi matriceextracelulară

Apoptoza celulelor spumoase

În timp, celulele “spumoase” suferă procese de apoptoză, cugenerarea la nivelul plăcii de aterom a unui miez decolesterol esterificat şi neesterificat şi resturi celulare.

Macrofagele activate, celulele endoteliale şi celulelemusculare netede continuă să secrete factorichemoatractanţi, citokine proinflamatorii, factori de creştere→ placa de aterom creşte în timp.

Persistenţa factorilor declanșatori (hiperglicemie, dislipidemie,etc) întreţine procesul inflamator şi procesul de sinteză amatricei extracelulare, cu evoluţia plăcii de aterom.

Placa de aterom stabilă

Placa de aterom instabilă

Structura plăcii de ateromAspecte legate de stabilitatea placii

• La nivelul plăcii de aterom pot fi evidenţiate următoarele componente:

- un miez de colesterol esterificat şi neesterificat rezultat prin moartea celulelor “spumoase”;

- miezul este înconjurat de celule “spumoase” (rezultate prin încărcarea lipidică a macrofage recrutate în timp şi a celulelor musculare netede), macrofage şi celule musculare netede;

- la periferie, placa prezintă o capsulă fibroasă formată din colagen, proteoglicani, elastină etc. şi matrice extracelulară secretată de celulele musculare netede migrate la nivelul intimei;

Proteinazele extracelulare sunt supraexprimate în placa de

aterom în toate stadiile de dezvoltare.

Matrixmetaloproteinazele (MMP) sunt o familie de 23 proteine

care degradează direct componentele matrixului extracelular și

sunt eficiente la pH neutru.

Ele toate au un nucleu catalitic care conține Zn2+, sunt produse ca

și proforme și au nevoie de activare proteolitică intra sau

extracelulară și sunt inhibate de unul sau mai mulți din cei 4

inhibitori ai MMP, TIMP ( tissue inhibitor of MMP) .

Cele mai multe MMP sunt secretate ca și pro-proteine și sunt

activate proteolitic de către alte MMP, de serin proteaze precum

plasmina, kalicreina chemaze si triptaze sau de către cistein

proteinaze precum catepsinele.

MMP pot fi activate și de către speciile reactive de oxigen și oxid

nitric.

S-a demonstrat participarea directă a MMP în creșterea și stabilitatea plăcii de aterom.

MMP favorizează ruperea plăcii prin degradarea matrixului extracelular.

Pierderea colagenului din capișonul plăcii reduce rezistența în timp ce absența colagenului din miezul plăcii permite transferul stresului hemodinamic către capișon în timpul ciclului cardiac.

Ambele aspecte favorizează ruptura plăcii.

Doar MMP - 1, MMP -2, MMP - 8, MMP - 13, și MMP – 14 degradează activ fibrele de colagen intacte și au un rol special în slăbirea rezistenței plăcii de aterom.

Placa de aterom ruptă

• În cursul evoluţiei aterosclerozei, se poate produce rupturacapsulei fibroase care înconjoară miezul lipidic, rezultatulfiind declanşarea procesului de tromboză.

• Macrofagele activate eliberează metaloproteinaze ceacţionează asupra matricei extracelulare ruperea capsuleifibroase a plăcii de aterom.

• Factorii de coagulare sanguini iau contact cu factorul tisular(tromboplastina tisulară, proteină procoagulantă) exprimatde celulele “spumoase” şi macrofage coagularea pe caleaextrinsecă.

• Un alt mecanism care duce la declanşarea procesului de trombozăeste erodarea plăcii de aterom, proces datorat apoptozei celulelorendoteliale.

• Prin apoptoza celulelor endoteliale se eliberează în circulaţie şi la suprafaţa plăcii de aterom fosfatidil-serină (substanţă puternic (+) a factorului tisular)→ declanşarea coagulării pe calea extrinsecă.

• Tromboza suprapusă îngustării lumenului vascular prin prezenţaplăcii de aterom produce stenoză vasculară.

• O stenoză importantă sau completă a unei arterei are dreptconsecinţă infarctizarea teritoriului deservit de respectiva artera.

Clasificarea tipurilor de plăci:

1. Plăcile cu miez lipidic necrotic mare, conținut

mare de celule inflamatorii și capișon fibros

subțire este denumită placă instabilă

2. Placile cu miez lipidic necrotic mic, cu cantitate

mică de celule inflamatorii și capișon fibros gros

este denumită placă stabilă

Placa instabilă se rupe mai ușor decât placa stabilă.

Consecințele rupturii plăcii de aterom

Ruptura unei plăci poate conduce la:

1. Formarea unui tromb care poate ocluza lumenul vascular provocând simptomele IMA sau AVC.

2. Rupere urmată de restabilizarea plăcii și vindecarea rupturii. Acest aspect are și un “preț” deoarece placa “vindecată ” este mai mare șiepisoadele repetate de ruptură a plăcii urmate de vindecare sunt asociate cu o incidență mai mare a unui eveniment fatal.

Vindecarea rupturii plăcii de aterom

Ruptura plăcii se poate vindeca prin regeneraresau cicatrice. Ambele variante conduc la creșterea dimensiunii plăcii.

• În timpul procesului natural de reparare este eliberat TGF – β care stimulează VSMC să producă țesut conjunctiv și componente ale matrixului extracelular esențiale pentru reticularea capisonului.

• Trombina care este eliberată în timpul formării trombului este un stimulator al creșterii VSMC și este fundamental pentru formarea capișonului .

• sub acţiunea factorilor de creştere, la nivelul plăcii de aterom se dezvoltă plexuri vasculareaflate în conexiune cu vasa vasorum care asigură irigarea plăcii de aterom; aceste plexuri vasculare furnizează o mare suprafaţă de trecere a celulelor proinflamatorii spre placa de aterom;

• la nivelul plăcii se pot observa microcalcificărirezultate prin moartea celulară; microcalcificările contribuie la pierderea elasticităţii vasculare.

Disfunctia endoteliala- deficit oxid

nitricEndoteliul – păstrează tonusul vascular – eliberare de substanţe:

• cu rol vasodilatator (oxid nitric, bradikinina, prostaciclina)

• cu rol vasoconstrictor (endotelina, angiotensina II, tromboxan A2)

În general, disfuncţia endotelială este semnalizată de scăderea

bioactivităţii oxidului nitric - dezechilibrarea balanţei între sinteza

endotelială şi degradarea moleculei de oxid nitric.

NO reglează multe aspecte ale homeostaziei cardiovasculare , inclusiv

presiunea vasculară și fluxul, contracția musculaturii netede, inflamația,

activarea plachetaraă și este cunoscut ateroprotectiv.

Rolurile oxidului nitric

Oxidul nitric (NO):

• mediază vasodilataţia

• ↓ permebilitatea endotelială

• (-) modificările oxidative ale LDL

• (-) adeziunea endotelială şi infiltrarea subendotelială monocite,

leucocite

• (-) aderarea şi agregarea plachetară

• (-) migrarea şi proliferarea celulelor vasculare musculare netede

Bradikinina – (+) eliberarea NO şi prostaciclină

- (+) eliberarea endotelială de activator tisular al

plasminogenului (rol în fibrinoliză).

Endotelina – cel mai puternic vasoconstrictor endogen.

Angiotensina II - rol prooxidant,

-↓ sinteza NO,

- (+)producţia de endotelină,

- (+) proliferarea celulelor musculare netede.

Deficitul de sinteză a oxidului nitric

NO se sintetizează în celulele endoteliale prin oxidarea L-Argininei sub acţiunea

enzimei NO-sintetază-endotelială.

Pentru sinteza NO este necesară prezenţa cofactorului TH4 (tetrahidrobiopterina).

Mecanismele moleculare din spatele deficitului de sinteză al NO este încă neclar dar

studii recente sugerează că modificări în activitatea și reglarea NO sintetazei prin

cofactorul ei, tetrahidrobiopterin a( BH4 ) sunt implicate.

NO difuzează în celulele musculare netede, unde activează Guanilat-ciclaza, care

determină defosforilarea GTP la GMPc - creşte GMPc intracelular - inducerea

relaxării musculare vasculare (vasodilataţie).

eNOS este localizată în caveole (microdomenii la nivelul membranei

plasmatice a celulelor endoteliale), legată de proteina Cav1

(caveolină), proteină ce inhibă activitatea enzimei NOS.

Eliberarea calciului intracitoplasmatic şi formarea complexului Ca-

calmodulină în celulele endoteliale are ca efect desfacerea legăturii

Cav1- eNOS şi activarea enzimei.

Sub acţiunea PKB (proteinkinazei B) are loc fosforilarea de tip serină a

eNOS cu activarea enzimei.

Scăderea biodisponibilităţii NO este una din cele mai precocemodificări ce caracterizează disfuncţia endotelială.

În anumite condiţii, NO sintetaza poate deveni proaterogenică,

catalizând formarea de specii reactive de oxigen – DECUPLAREA

NO sintetazei.

NOS este formată din două domenii:

Domeniul reductază care are rolul de a genera electroni prindehidrogenarea NADPH

Domeniul oxidază care preia electronii şi catalizează oxidarea L-argininei.

Prin decuplarea NOS electronii din domeniul reductază sunt dirijaţispre oxigenul molecular şi nu spre L-arginină, rezultând anionulsuperoxid - specie reactivă de oxigen.

Fosforilarea NOS la nivelul treoninei 495 determină decuplareaenzimei.

Fluxul laminar (fiziologic, cu o forţă de forfecare ↓), valori normaleinsulina, HDL – fosforilare NOS la serina 1177 – fosforilarefiziologică.

Pierderea fluxului laminar , formarea de citokină IL8 la nivelulleziunii aterosclerotice, ↓ HDL - decuplează NO-sintetazaendotelială.

Mecanismele efectului vasculoprotectiv

• reglarea ciclului celular

• Reglarea angiogenezei

• Mentinerea homeostaziei redox,

• Modularea sistemului complement

Protecția în fața ateromatozei

• Enzima antiinflamatorie hem oxigenaza - 1 ( HO - 1 )are efect citoprotectiv în disfuncția endotelială.

• HO - 1 este forma inductibilă a sistemului hemoxigenazei și importanța ei în vasculoprotecție este demonstrată prin leziunile endoteliale severe și persistente la pacienții cu deficit de HO-1

• HO – 1 are efect potent protectiv față de aterogeneză

• HO - 1 protejează țesuturile de stresul inflamator prin degradarea hemului prooxidativ, producției de bilirubină și monoxid de carbon și reglarea fierului celular.

Consecințele evoluţiei plăcii de aterom

• Placa de aterom evoluează lent, determinând modificarea pereteluivascular şi a elasticităţii vasculare.

• Din cauza ↑ plăcii de aterom, structurile musculare ale pereteluivascular (media) adiacente plăcii se dilată (fenomen de remodelare), ca adaptare la îngustarea lumenului vascular.

• În timp, această dilatare duce la apariţia anevrismelor - peretelevascular este friabil, lipsit de elasticitate » hemoragii prin rupturaanevrismului arterial.

• În timp, remodelarea prin dilatarea mediei nu mai reuşeşte săcompenseze creşterea plăcii de aterom îngustarea lumenuluivascular (consecințe clinice: angină, claudicație)

Ateromatoza întreține procesul

aterogenetic• Prin modificarea lumenului vascular, fluxul sanguin prin vas nu

mai este laminar.

• În condiţii normale, fluxul sanguin laminar:

- (-) expresia moleculelor de adeziune la nivelul celulelor endoteliale

- induce activitatea NO- sintetazei constitutive

- (-) apoptoza celulelor.

Pierderea acestei caracteristici a fluxului sanguin (curgerea laminară) contribuie la inducerea disfunctiei endoteliale si întretinereaprocesului de aterogeneza

• La nivelul plexului vascular al plăcii de aterom pot apărea leziuni, cu microhemoragii activarea hemostazei.

• Trombocitele implicate în acest proces prezintă receptori pentruLDL oxidat.

• Prin contactul cu LDL oxidat, trombocitele se activează şi secretăfactori de creştere, citokine proinflamatorii, trombină.

• Tombina induce proliferarea celulelor musculare.

• În aceste condiţii, se întreţin procesul inflamator şi procesul de sinteză a matricei extracelulare, cu evoluţia plăcii de aterom.

Infarctul miocardic este consecința

amenințătoare de viață a aterosclerozei cu

prevalența cea mai crescută.

Descoperirea legaturii dintre colesterol si

ateromatoza reprezinta una dintre cele mai

importante descoperiri din domeniul medicina.