Профиль жирных кислот интактных и пораженных атеросклерозом артерий эластического типа

Введение. Длительное время существует значительный интерес к проблеме накопления липидов в артериальной стенке при атеросклерозе. Тем не менее, остаются неясными некоторые аспекты, касающиеся как механизмов атеросклеротического поражения артериальных сосудов, так и причин возникновения дислипидемий. Дополнительных исследований требует и вопрос, касающийся роли отдельных жирных кислот (ЖК), в том числе и полиненасыщенных (ПНЖК), в атерогенезе.

Показано, что холестерин (ХС), в том числе в форме соединений с ЖК, является преобладающим липидом в атеросклеротических бляшках [3, 5]. Считается, что он практически полностью поступает из кровотока в составе липопротеинов, а не образуется за счет локального синтеза [5]. Однако, изучение липидов в бляшках и липидных пятнах показало, что в бляшках содержится больше свободного ХС по отношению к эфирам холестерина (ЭХС). Этот факт входит в противоречие с концепцией о происхождении липидов атеромы из плазмы крови, так как наибольшая доля холестерина плазмы представлена ЭХС [5]. Остается неясным механизм проникновения липидов через фиброзную покрышку бляшки. Непонятно и то, почему липиды крови поступают именно в атерому, и вместе с тем имеются в незначительном количестве в неизменной интиме, прилежащей к бляшке. По одной из версий, рост бляшки происходит из-за накопления липидов, поступающих из прорастающих в нее сосудов. По другой – количество сосудов не столь велико, чтобы обусловить обильное накопление липидов [2]. Было показано, что клетки артерий синтезируют ЖК de novo, причем в атеросклеротических артериях синтезируется большее количество ЖК, чем в интактных [6].

Таким образом, несмотря на то, что изучению атеросклероза посвящены многочисленные публикации [2, 3, 5], до настоящего времени существует много вопросов, касающихся различных этапов атерогенеза, и требующих дальнейшего исследования участников этого процесса. Кроме того, современные данные о метаболизме фиброзной бляшки все еще недостаточны.

Целью работы: анализ баланса жирных кислот, фрагментов интактных сосудов и сосудов с признаками атеросклероза.

Методы и материалы. Объектом исследования явились фрагменты брюшной аорты и общей сонной артерии (2-3г.) из 9 тел мужчин (возраст 50±6,7 лет). Выбор объектов исследования связан с тем, что в стенке брюшной аорты наиболее часто локализуются атеросклеротические бляшки, а общая сонная артерия обладает резистентностью в плане образования атером.

Кроме этого, с поверхности каждой аорты делался соскоб люминальной поверхности сосуда (эндотелий и подэндотелиальный слой), а в пластиковую пробирку с антикоагулянтом (гепарин – 10 Ед/мл) отбиралось 3-4 мл крови.

Образцы сонной артерии не имели атероматозных изменений, а все образцы аорты имели атеросклеротические повреждения различной степени. Шесть из них – 4 тип (контроль), три – 5-6 тип (опытная группа). Оценка атеросклеротических поражений проводилась по классификации Х.К. Стэри [3].

Учитывая, что у крыс не удается получить адекватную модель атеросклероза, включая в их рацион избыток ХС, мы изучили состав ЖК в брюшной аорте у 4 животных.

Производные ЖК (из эфиров холестерина и глицерина с жирными кислотами) миоцитов сосудов получали после извлечения липидов этанолом из гомогенизированных образцов. Далее использовали кислотный этанолиз и экстракцию этиловых эфиров ЖК гексаном. Этанолизу также подвергались липиды соскобов эндотелия (эндотелий и подэндотелиальный слой) и плазмы крови. Затем проводился газохроматографический анализ состава ЖК. При этом разделение этиловых эфиров жирных кислот осуществлялось на капиллярной колонке с неполярной фазой SE-30 (газ-носитель – азот).

Количественная оценка содержания отдельных ЖК производилась в процентном отношении к их общей сумме. Измерения проводились на газовом хроматографе «ГХ–1000» (РФ) с пламенно-ионизационным детектором. Для идентификации окисленных активными формами кислорода жирных радикалов использовался метод вычитания, когда пики на хроматограмме, соответствующие кето-, эпокси- и гидропероксипроизводным, исчезали. Для этого к экстрактам добавляли борогидрид натрия. Количественная оценка содержания этих соединений производилась в процентном отношении к сумме неокисленных ЖК. Окончательная идентификация осуществлялась с помощью хромато-масс-спектрометра «Finnigan DSQ II» (США).

Статистический анализ проводился с использованием U-критерия Манна-Уитни, который позволяет оперировать выборками с небольшим количеством наблюдений. Изменения считались значимыми при p<0,05.

Результаты и их обсуждение. Анализ состава ЖК сонных артерий и брюшных аорт показал, что относительное содержание арахидоновой ПНЖК в стенках a. carotis communis достоверно ниже (0,37±0,17%), чем в соответствующих им по телам фрагментах брюшных аорт (0,84±0,31%) независимо от степени их поражения. Ее уровень в аортах с развитым атеросклерозом имеет тенденцию к увеличению в сравнении с аортами без серьезных дефектов (табл.). Таким образом, повышение склонных к перекисному окислению ПНЖК в сосудах с атероматозом может указывать на их более высокую восприимчивость к окислительной деградации.

Фрагменты аорт опытной группы также характеризовались низким относительным уровнем насыщенной пальмитиновой ЖК. Кроме того, в сонных артериях тех же тел уровень пальмитиновой кислоты также ниже (несмотря на отсутствие признаков атерогенеза), чем в сонных артериях группы контроля. Уровни мононенасыщенных ЖК – пальмитолеиновой и миристолеиновой в обоих случаях, наоборот, были выше (табл.).

Таблица

Состав жирных кислот брюшной аорты и общей сонной артерии

Примечание: различия достоверны * – p < 0,05

Образование мононенасыщенных кислот из насыщенных катализируется 9-десатуразой, участвующей в регуляции ответа на изменение условий среды путем поддержания текучести клеточных мембран. Показано, что наличие в пище достаточного количества ПНЖК подавляет экспрессию 9-десатуразы. С другой стороны, известно, что ЖК синтезируются при помощи синтазы жирных кислот, приводящей к образованию пальмитиновой кислоты. При ее нормальной активности значительная часть пальмитиновой ЖК превращается в стеариновую и арахиновую. При гиперэкспрессии фермента повышается содержание пальмитиновой кислоты относительно стеариновой. Показано, что этот процесс всегда сопутствует активной пролиферации опухолевых клеток, а ингибирование синтазы жирных кислот (например, введением ПНЖК) приводит к ее остановке [1]. Свидетельством повышенной активности синтазы ЖК клеток бляшки при осложненном атеросклерозе может являться тот факт, что в аортах при осложненном атеросклерозе уровень пальмитиновой кислоты снижен на 15,03% (p<0,05) в сравнении с контролем, а уровень стеариновой и арахиновой на 40,20% и 38,30% (p<0,05), соответственно. В сонных артериях уровень пальмитиновой, стеариновой и арахиновой кислот был снижен практически на одну величину относительно контроля. В отличие от других насыщенных ЖК уровень миристиновой кислоты в аортах опытной группы не снижается, а наоборот имеет тенденцию к росту (p=0,12) (табл.). Это может быть связано с тем, что миристиновая ЖК в основном включается в клеточные триглицериды [1] а, следовательно, отражает увеличение их содержания.

Учитывая вышесказанное, можно предположить, что выявленный нами ранее выраженный дефицит линолевой ПНЖК в плазме крови при атеросклерозе [4] может служить фактором, который на фоне высокой активности синтазы ЖК стимулирует экспрессию десатураз в гладкомышечных клетках (ГМК), что, в конечном итоге, способствует пролиферации миоцитов.

Спектр жирных кислот брюшных аорт крыс имеет существенные отличия от соответствующего спектра у человека. В основном это касается относительного уровня мононенасыщенных ЖК. Так, относительный уровень олеиновой кислоты составляет всего 32,90±1,81%. Кроме того, в брюшных аортах крыс в сравнении с брюшной аортой человека повышен (34,09±2,79%) уровень насыщенной пальмитиновой ЖК.

Следует отметить, что баланс ЖК в крупных атеросклеротических бляшках в значительной мере сходен с соотношением жирных кислот в тех же сосудах, но с нормальной консистенцией (рис.), и значительно отличается от спектра ЖК плазмы крови (особенно здоровых людей). Это, с одной стороны, указывает на наличие достаточно активного метаболизма клеточных элементов бляшки, направленного на поддержание гомеостазиса, а с другой – на тот факт, что основная часть жирных кислот бляшки образована в результате ферментативных процессов, протекающих в ГМК, а не в результате накопления поступивших из кровотока липидов.

Профиль жирных кислот материала, взятого при соскобе с поверхности аорты, с одной стороны, напоминал профиль ЖК плазмы крови, а с другой – состав, присущий миоцитам. Cоскобы эндотелия с поверхности сосудов с далеко зашедшим атеросклерозом имели тенденцию (p=0,10) к более высоким уровням окисленных производных жирных радикалов (1,86% против 0,53%).

Рис. Спектр жирных кислот: (a) – части брюшной аорты с нормальной консистенцией, (б) – атеросклеротической бляшки, (в) – плазмы крови с того же тела, (г) – плазмы крови здорового человека.

Выводы:

1. Нарушение обмена жирных кислот в гладкомышечных клетках может являться одним из триггеров атерогенеза.

2. Жирные кислоты в липидах атеросклеротической бляшки образованы в результате синтетических процессов, протекающих в ее клетках.

Литература:

1. Акимов М.Г., Безуглов В.В., Бобров М.Ю. и др. Липиды и рак. Очерки липидологии онкологического процесса. – СПб., 2009.

2. Бодрова О.В. Атеросклероз. – М., 2000.

3. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. Часть 2. Основы патохимии. – СПб., 2000.

4. Осипенко А.Н., Акулич Н.В., Марочков А.В., Орлов Д.А. // Молодежь в науке – 2009: прил. к журн. «Вести Национальной академии наук Беларуси». В 5 ч. Ч. 4. – 2010. – С. 414–419.

5. Adams C.W. // J. Clin Pathol (Suppl). – 1973. – Vol. 26. – P. 38 – 42.
6. Clair R.W, Lofland H.B., Clarkson T.B. // J. Lipid Res. – 1968. – Vol. 9. – P. 739-747.