L’iperlipidemia combinata familiare (FCHL) è associata a un aumento del rischio di malattie cardiovascolari premature (CAD).1,2 FCHL è stato originariamente descritto in famiglie di sopravvissuti all’infarto del miocardio per la presenza di ipertrigliceridemia, ipercolesterolemia, o entrambi nei membri della famiglia colpiti.3 La FCHL è anche caratterizzata da un aumento dell’apolipoproteina (apo) B e da un maggior numero di particelle LDL piccole e dense (sdLDL) rispetto ai soggetti sani.4-6 Sebbene le sdLDL siano comunemente attribuite alla presenza di ipertrigliceridemia, abbiamo precedentemente dimostrato che la massa assoluta di sdLDL persiste dopo il trattamento con gemfibrozil e la correzione dell’ipertrigliceridemia.5 È stato dimostrato che il tasso di secrezione di VLDL apo B è aumentato nei pazienti con FCHL, mentre rimane normale in altre forme genetiche di ipertrigliceridemia rispetto ai controlli sani.7-9 FCHL è stato originariamente descritto come un tratto monogenico3; tuttavia, è stato dimostrato che l’ereditarietà dei fenotipi lipidici associati a FCHL è più complessa.10 Le analisi di segregazione hanno fornito l’evidenza di un gene per l’elevazione dei livelli di apo B11,12 e di un altro gene per la presenza di sdLDL.12-14 Sebbene non sia stato ancora isolato un gene principale specifico per il FCHL, il lavoro di Purnell et al15 ha fornito l’evidenza fisiologica di almeno due difetti indipendenti, uno per l’aumento della produzione di apo B e un altro per la resistenza insulinica con sdLDL e ipertrigliceridemia, che contribuiscono alla patogenesi del FCHL. Considerando la variabilità del fenotipo lipoproteico nella FCHL, rimane la domanda se esistano anomalie coerenti condivise tra tutti e 3 i fenotipi FCHL.

La variabilità del fenotipo FCHL a livello lipoproteico è stata precedentemente descritta in dettaglio.6 È stato dimostrato che un singolo individuo, in un periodo di 6 anni e senza terapia farmacologica, può presentare tutti e 3 i fenotipi in qualsiasi momento, suggerendo che i fattori ambientali possono influenzare fortemente la variabilità del fenotipo mentre esiste una causa genetica sottostante a questa malattia. L’eterogeneità fenotipica delle lipoproteine ha reso difficile la diagnosi di FCHL. È stato dimostrato che la dimostrazione di elevati livelli plasmatici di apo B16 e sdLDL migliora la diagnosi di FCHL.17 Durante un follow-up di 20 anni di soggetti con FCHL, l’apo B elevata era più persistente del colesterolo totale (TC) o dei trigliceridi (TG) elevati.16 Da notare che gli uomini con CAD prematura e apo B elevata hanno dimostrato di avere FCHL, ipercolesterolemia familiare (FH) o livelli elevati di lipoproteina a18 (anche A. Zambon, dati non pubblicati). Pertanto, prima di diagnosticare la FCHL in base ai livelli elevati di apo B,19-21 occorre escludere la presenza di FH e di livelli elevati di Lp(a). Ci sono poche informazioni sull’influenza dei fenotipi distinti ma estremi di FCHL sulla distribuzione plasmatica del colesterolo. Pertanto, abbiamo ipotizzato che tutti i fenotipi lipoproteici in FCHL, nonostante la grande variabilità di TC e TG, condividano caratteristiche fondamentali nella distribuzione del colesterolo su tutte le frazioni del gradiente di densità. Questo può aiutare a determinare le migliori caratteristiche diagnostiche e gli approcci terapeutici in futuro.

Abbiamo studiato 62 individui con diagnosi di FCHL dalle famiglie di Seattle inizialmente identificate e reclutate negli anni ‘702,3 e seguite tra il 1994 e il 1997.1 Abbiamo confrontato i risultati di questi individui con quelli di una coorte normale sana e ben caratterizzata.

Metodi

Pazienti

Criteri di esclusione/inclusione

Sessantadue uomini e donne con diagnosi di FCHL in base ai criteri precedentemente descritti16 sono stati selezionati da 27 famiglie che hanno partecipato allo studio Genetic Epidemiology of Hypertriglyceridemia.1,22 Sono stati esclusi dallo studio gli individui con più di 70 anni di età o che assumevano farmaci per la riduzione dei lipidi (le esclusioni dai gruppi IIa, IIb e IV erano n=8, n=1 e n=13, rispettivamente). I pazienti sono stati stratificati in fenotipi lipidici utilizzando i valori di riferimento della Lipid Research Clinic specifici per età e sesso.23 Il fenotipo lipidico di tipo IIa è stato definito come colesterolo totale ≥95° percentile, IV come trigliceridi ≥95° percentile e IIb come colesterolo totale e trigliceridi ≥90° percentile. Quattro individui stavano assumendo una terapia ormonale sostitutiva al momento dello studio (IIa n=2 e IV n=2). L’analisi che esclude 4 donne in terapia ormonale sostitutiva non ha alterato alcun risultato significativo e ha dato risultati simili. Quarantaquattro controlli di pari età e sesso sono stati selezionati da una coorte di 72 individui sani ben caratterizzati24 , abbinati per età e sesso.

Body Mass Index

Per i soggetti FCHL, altezza e peso auto dichiarati sono stati usati per calcolare il BMI (kg/m2). Per i soggetti di controllo, altezza e peso sono stati determinati al momento della raccolta del campione di plasma.

Lipidi/Lipoproteine

Il colesterolo totale plasmatico, i TG, il colesterolo HDL (HDL-C), HDL2-C HDL3-C, e l’apo B sono stati determinati con metodologie standard presso il Northwest Lipid Research Laboratory.25 LDL-C è stato calcolato con la formula di Friedewald.26 HDL-C e HDL3-C sono state determinate dopo la precipitazione del plasma con solfato di destrano e cloruro di magnesio.27

Determinazione del tasso di flottazione relativo delle LDL

Un gradiente discontinuo di densità salina è stato creato in una provetta da ultracentrifuga utilizzando una modifica5 di un metodo precedente.28 I campioni sono stati centrifugati a 65.000 rpm per 70 minuti (ωt totale=1.95×10) a 10°C in un rotore verticale Beckman VTi 65.1. Trentotto frazioni da 0,45 mL sono state raccolte dal fondo della provetta della centrifuga e il colesterolo è stato misurato in ogni frazione. Il tasso di galleggiamento relativo, che caratterizza il galleggiamento del picco delle LDL, è stato ottenuto dividendo il numero di frazioni contenenti il picco delle LDL-C per il numero totale di frazioni raccolte. Il coefficiente di variazione del valore del tasso di galleggiamento relativo ottenuto dall’analisi replicata era del 3,6%.

Analisi statistica

I confronti delle variabili continue tra i gruppi, utilizzando i controlli come gruppo di riferimento, sono stati condotti con la regressione lineare, utilizzando una stima robusta della varianza (stimatore a sandwich) che ha allentato le ipotesi di indipendenza per gli individui della stessa famiglia.29 La distribuzione dei livelli di trigliceridi plasmatici era asimmetrica, quindi il logaritmo naturale dei trigliceridi è stato utilizzato nell’analisi di regressione lineare. La distribuzione di uomini e donne tra i gruppi è stata confrontata utilizzando il test χ2. La distribuzione media del colesterolo lipoproteico nel plasma per ogni fenotipo è stata confrontata con gli altri 2 fenotipi o con la coorte normale. I risultati di questi confronti sono presentati in un diagramma di differenza, che include la media e il 95% CI per le differenze in ogni frazione (barre di errore). Le differenze nel contenuto di colesterolo delle singole frazioni sono state considerate significative se l’IC non ha attraversato lo zero.

Risultati

I pazienti FCHL sono stati selezionati in base ai livelli plasmatici di TC e TG a digiuno. Per definizione, le LDL-C erano elevate nei pazienti con fenotipi ipercolesterolemici (IIa e IIb). L’HDL-C è stato osservato essere significativamente più basso nei fenotipi ipertrigliceridemici (IIb e IV). I livelli plasmatici di apo B, tuttavia, erano elevati in tutti e 3 i fenotipi FCHL, nonostante la variabilità osservata nei livelli plasmatici di TC e TG (Tabella 1).

I livelli di colesterolo totale, LDL-C, HDL-C, HDL2-C e HDL3-C erano significativamente più alti nei pazienti di tipo IIa rispetto a quelli con ipertrigliceridemia (tipi IIb e IV). I livelli plasmatici di TG erano significativamente più bassi nel tipo IIa rispetto ai fenotipi IIb e IV (tabella 1). La densità di picco delle LDL era significativamente più bassa e quindi più galleggiante nel tipo IIa rispetto agli individui ipertrigliceridemici. I livelli plasmatici di apo B erano significativamente più bassi nei pazienti con fenotipo lipoproteico di tipo IV rispetto a quelli con colesterolo elevato.

Il profilo medio di distribuzione del colesterolo lipoproteico ottenuto da ogni gruppo è stato confrontato con gli altri tracciando la curva di differenza per 2 popolazioni (Figura 1). Il fenotipo lipoproteico IIa mostra un aumento caratteristico del colesterolo LDL che corrisponde alle particelle più galleggianti rispetto ai tipi IIb e IV (Figure 1A e 1B). I profili lipoproteici ipertrigliceridemici di tipo IIb e IV hanno mostrato livelli di colesterolo significativamente più alti nella regione di densità VLDL rispetto al fenotipo IIa. Infatti, i gruppi IIb e IV sembrano avere una distribuzione del colesterolo simile in tutte le 38 frazioni ad eccezione di 3 frazioni LDL, che erano elevate nel fenotipo IIb (Figura 1C).

Per stabilire le anomalie di distribuzione delle lipoproteine comuni nella FCHL, tutti e 3 i gruppi sono stati confrontati con un gruppo di controllo di pari età e sesso (Figura 2). Il confronto del fenotipo IIa con questo gruppo di individui sani (normali) ha mostrato un contenuto di colesterolo relativo significativamente più elevato delle frazioni corrispondenti alle particelle LDL piccole e dense. Il contenuto relativo di colesterolo delle grandi frazioni LDL e HDL galleggianti era significativamente più basso rispetto ai controlli. Entrambi i fenotipi di tipo IIb e IV (ipertrigliceridemico) hanno mostrato un contenuto di colesterolo significativamente elevato delle frazioni VLDL e sdLDL. Tutte le frazioni LDL grandi e galleggianti e il contenuto relativo di colesterolo HDL erano più bassi che negli individui di controllo. Le caratteristiche più comuni nella distribuzione del colesterolo nelle lipoproteine erano un contenuto di colesterolo relativo elevato nelle frazioni corrispondenti alle sdLDL e una diminuzione significativa nelle frazioni HDL. I risultati relativi HDL erano coerenti con i livelli assoluti HDL-C nei tipi IIb e IV, mentre il livello HDL-C nel tipo IIa era uguale a quello degli individui sani.

La distribuzione per età e sesso tra i fenotipi non era significativamente diversa. La differenza di BMI non era significativa tra i 3 gruppi, anche se i pazienti con ipertrigliceridemia tendevano ad avere un BMI più alto.

Discussione

In questo studio è stata studiata l’associazione tra vari fenotipi lipidici FCHL e la distribuzione del colesterolo lipoproteico nel plasma. Indipendentemente dal fenotipo lipidico, i soggetti FCHL hanno mostrato un aumento persistente dei livelli plasmatici di apo B e delle piccole particelle LDL dense rispetto ai soggetti di controllo, nonostante la variabilità nei livelli e nella distribuzione delle lipoproteine plasmatiche.

I profili di distribuzione del colesterolo nelle lipoproteine e le analisi biochimiche dei fenotipi FCHL hanno mostrato chiaramente che i fenotipi ipertrigliceridemici (IIb e IV) distribuiscono preferenzialmente il colesterolo plasmatico nelle frazioni VLDL e sdLDL. Al contrario, la distribuzione relativa del colesterolo nel fenotipo ipercolesterolemico (tipo IIa) era simile a quella degli individui sani nelle lipoproteine più grandi e più galleggianti contenenti apo B, ma con un arricchimento significativo delle frazioni sdLDL. Anche se il livello di HDL-C sia relativo che assoluto era ridotto nei tipi IIb e IV, la riduzione del contenuto relativo di HDL delle frazioni lipoproteiche IIa, nonostante i normali livelli plasmatici assoluti, è attribuita ai livelli anormalmente elevati di TC (Figura 2 e Tabella 1).

Abbiamo precedentemente descritto una relazione lineare inversa tra il contenuto di VLDL TG e il colesterolo LDL nei pazienti FCHL.6 Questa osservazione può contribuire a spiegare i processi sottostanti che influenzano la distribuzione del colesterolo nelle lipoproteine nella FCHL. Si può ipotizzare che la ridistribuzione dell’apo B e del colesterolo plasmatico sia un processo chiave nello sviluppo dei vari fenotipi, dati gli elevati livelli plasmatici di TC e apo B in tutti i fenotipi FCHL. L’apo B plasmatica e il colesterolo nelle particelle VLDL, quando sono in abbondanza, sono associati a livelli di colesterolo significativamente inferiori nelle particelle LDL più grandi e più galleggianti. Tuttavia, questo effetto è reversibile riducendo i livelli plasmatici di TG, che a sua volta può provocare una ridistribuzione dell’apo B e del TC dalle particelle VLDL alle particelle LDL. Infatti, abbiamo precedentemente dimostrato che una riduzione significativa dei TG con il gemfibrozil in pazienti con FCHL ha portato a una ridistribuzione dell’apo B e del colesterolo dalle particelle VLDL alle particelle LDL grandi e galleggianti.5 Sebbene questo possa sembrare un aumento della dimensione del picco relativo delle LDL e una diminuzione della densità del picco relativo delle LDL, la massa assoluta della componente sdLDL del profilo lipoproteico è rimasta aumentata.5 Pertanto, il fenotipo FCHL può essere influenzato da vari fattori ambientali come la dieta e l’esercizio fisico, che possono anche alterare i livelli plasmatici di TG. Di conseguenza, il BMI dei pazienti ipertrigliceridemici era significativamente più alto di quello degli individui sani. Sebbene il BMI sia una misura meno esatta dell’adiposità, è ipotizzabile che l’aumento del BMI e forse l’adiposità centrale influenzino fortemente il fenotipo FCHL. I livelli elevati di TG nella FCHL possono anche essere modulati da fattori genetici come il gene finlandese 1q21-q23 FCHL30 o l’attività seminormale della lipoproteina lipasi (LPL).18 Ciò è coerente con i risultati precedenti che forniscono prove fisiologiche dei fattori genetici separati, ma additivi, responsabili dello sviluppo del fenotipo lipidico nella FCHL.12,15 Ci sono sempre più prove che suggeriscono un forte legame tra l’aumento del grasso intra-addominale, la resistenza all’insulina e le anomalie lipidiche come l’aumento dell’apo B, i TG elevati, una predominanza di sdLDL e la riduzione delle HDL. Tutte le suddette anomalie sono osservate anche nella FCHL. Sulla base di queste evidenze, è ipotizzabile che la combinazione dei sottostanti fattori genetici o ambientali responsabili della “sindrome metabolica” insieme alla suscettibilità ereditaria all’apo B12,15 elevata sia alla base dello sviluppo della FCHL (Figura 3).

La natura altamente variabile della FCHL, che è anche associata ad un aumentato rischio di CAD,1,2 ha reso difficile identificare e trattare questo disordine in modo appropriato. Così, abbiamo anche studiato le caratteristiche comuni di FCHL in confronto con una coorte di soggetti di controllo sani abbinati per età e sesso. Tutti e 3 i fenotipi hanno mostrato un aumento distinto di sdLDL nel plasma e una riduzione consistente della distribuzione relativa del colesterolo nelle frazioni HDL, indipendentemente dalla singola anomalia lipidica. Inoltre, c’è stato un aumento dei livelli plasmatici di apo B, anche se l’entità dell’aumento per il tipo IV era inferiore rispetto ai tipi IIa e IIb. L’apparente discordanza nei livelli di apo B può essere attribuita a 2 meccanismi precedentemente descritti. Anche se altamente speculativo, un meccanismo potenziale può coinvolgere il rapido turnover delle particelle VLDL, che contengono un pool maggiore di apo B nel plasma nei pazienti con profilo lipidico di tipo IV rispetto alle particelle LDL. Più probabilmente, tuttavia, è che gli individui nelle famiglie FCHL che avevano il difetto che causa l’ipertrigliceridemia ma non hanno ereditato il difetto che causa elevati livelli di apo B nel plasma sono stati inclusi nel fenotipo di tipo IV. Questo è supportato da un precedente lavoro di Hokanson et al5 che dimostra che i livelli plasmatici di apo B rimangono elevati indipendentemente dalle alterazioni indotte dai farmaci nei livelli plasmatici di TG.

La complessità degli attuali standard per la diagnosi di FCHL ha recentemente ricevuto molta attenzione. La misurazione dei livelli di apo B16 in presenza di sdLDL sembra essere uno strumento diagnostico migliore delle classiche analisi lipidiche.17 Inoltre, un recente rapporto del Third Workshop on FCHL ha proposto di ridefinire la condizione come un disturbo ipertrigliceridemico iper-apo B.20 Sebbene questo risultato sia in accordo con i nostri risultati nei pazienti con ipertrigliceridemia (tipo IIb e IV), un numero significativo di individui con fenotipo lipidico di tipo IIa in questo studio (7 su 14 o il 50% degli individui con tipo IIa) verrebbe escluso con questa nuova definizione perché presentavano solo ipercolesterolemia (tipo IIa) ed elevati livelli di apo B. Abbiamo precedentemente dimostrato che un singolo paziente con FCHL può presentare l’intero spettro di fenotipi FCHL in un periodo di follow-up di 6 anni.6 Abbiamo anche riportato che la correzione dell’ipertrigliceridemia nei pazienti FCHL ha poco o nessun effetto sulla massa delle particelle sdLDL,5 suggerendo inoltre che la presenza di ipertrigliceridemia nel FCHL può rappresentare la sensibilità alle influenze ambientali sul fenotipo lipidico del singolo paziente. Un recente studio di follow-up su 32 famiglie FCHL ha anche dimostrato una significativa associazione tra BMI e la gravità dell’ipertrigliceridemia.17 Inoltre, è stato dimostrato che i pazienti con livelli di attività della LPL seminormali e FCHL hanno livelli di TG più elevati rispetto a quelli con FCHL ma livelli normali di LPL.18La tabella 2 riassume le principali anomalie lipidiche/lipoproteiche che sono associate a un’elevata apo B o sdLDL.6,31-35 Una revisione istantanea dei lavori precedenti alla luce dei risultati qui presentati suggerisce che le sdLDL in concomitanza con elevati livelli di apo B rappresentano un fenotipo caratteristico della FCHL indipendente dalla macrocomposizione delle lipoproteine plasmatiche.

L’obiettivo primario di questo studio era limitato all’indagine dei potenziali percorsi fisiologici responsabili della FCHL piuttosto che alla determinazione/convalida dei parametri diagnostici per la FCHL. Pertanto, l’apo B e le sdLDL elevate non sono state proposte come caratteristiche diagnostiche per il FHCL. Questa limitazione è stata imposta dalle piccole dimensioni della coorte e dal limitato spettro di dislipidemia. Inoltre, circa un terzo dei pazienti idonei IIa e IV sono stati esclusi perché stavano assumendo farmaci per l’abbassamento dei lipidi, il che può falsare la selezione dei pazienti, perché i pazienti con i casi più gravi probabilmente stavano assumendo farmaci per l’abbassamento dei lipidi.

In sintesi, abbiamo studiato vari fenotipi di FCHL in 62 pazienti con FCHL nel tentativo di fornire una migliore comprensione dei cambiamenti biochimici e biofisici sottostanti responsabili del FCHL. La variabilità del fenotipo sembra essere regolata dalla distribuzione differenziale di apo B nelle frazioni VLDL o LDL galleggianti. I livelli di apo B erano elevati nei pazienti FCHL. Anche se una parte dell’apo B plasmatica esiste come sdLDL, il resto si trova nelle VLDL, che sembrano essere in equilibrio con le LDL grandi e galleggianti nel plasma. La variazione calorica giornaliera può determinare i livelli di TG e la distribuzione di apo tra VLDL e LDL grandi e galleggianti. sdLDL è sempre presente, indipendentemente dal fenotipo lipidico FCHL. Pertanto, la sdLDL è la caratteristica più prominente condivisa tra i 3 fenotipi FCHL ed è indipendente dai classici livelli di lipoproteine plasmatiche. Una seconda caratteristica comune della FCHL sembra essere la riduzione significativa del contenuto di colesterolo relativo delle particelle HDL.

Footnotes