Familial combined hyperlipidemia (FCHL) is associated with increased risk of premature cardiovascular disease (CAD).1,2 FCHL została pierwotnie opisana w rodzinach osób, które przeżyły zawał mięśnia sercowego, ze względu na obecność hipertriglicerydemii, hipercholesterolemii lub obu tych zaburzeń u dotkniętych nimi członków rodziny.3 FCHL charakteryzuje się również wzrostem stężenia apolipoproteiny (apo) B i zwiększoną liczbą małych, gęstych cząsteczek LDL (sdLDL) w porównaniu z osobami zdrowymi.4 -6-6 Chociaż sdLDL jest powszechnie przypisywany obecności hipertriglicerydemii, wykazaliśmy wcześniej, że bezwzględna masa sdLDL utrzymuje się po leczeniu gemfibrozilem i korekcie hipertriglicerydemii.5 Wykazano, że szybkość wydzielania apo B VLDL jest zwiększona u pacjentów z FCHL, podczas gdy pozostaje ona prawidłowa w innych genetycznych postaciach hipertriglicerydemii w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej.7-9 FCHL została pierwotnie opisana jako cecha monogenowa3; jednak wykazano, że dziedziczenie fenotypów lipidowych związanych z FCHL jest bardziej złożone.10 Analizy segregacyjne dostarczyły dowodów na istnienie genu odpowiedzialnego za zwiększenie stężenia apo B11,12 i innego genu odpowiedzialnego za obecność sdLDL.12-14 Chociaż nie wyodrębniono jeszcze żadnego konkretnego głównego genu dla FCHL, praca Purnella i wsp.15 dostarczyła fizjologicznych dowodów na istnienie co najmniej 2 niezależnych defektów, jednego odpowiedzialnego za zwiększoną produkcję apo B i drugiego odpowiedzialnego za insulinooporność z sdLDL i hipertriglicerydemią, przyczyniających się do patogenezy FCHL. Biorąc pod uwagę zmienność fenotypu lipoproteinowego w FCHL, pozostaje pytanie, czy istnieją jakieś spójne nieprawidłowości wspólne dla wszystkich 3 fenotypów FCHL.

Zmienność fenotypu FCHL na poziomie lipoprotein została wcześniej szczegółowo opisana.6 Wykazano, że pojedynczy osobnik w ciągu 6 lat, nie poddawany terapii farmakologicznej, może prezentować wszystkie 3 fenotypy w danym czasie, co sugeruje, że czynniki środowiskowe mogą silnie wpływać na zmienność fenotypu, podczas gdy istnieje genetyczna przyczyna leżąca u podłoża tej choroby. Heterogenność fenotypu lipoproteinowego w FCHL utrudnia rozpoznanie FCHL. Wykazano, że wykazanie podwyższonego poziomu apo B w osoczu16 i sdLDL poprawia rozpoznanie FCHL.17 Podczas 20-letniej obserwacji osób z FCHL podwyższone stężenie apo B utrzymywało się dłużej niż podwyższone stężenie cholesterolu całkowitego (TC) lub triglicerydów (TG).16 Co warte podkreślenia, u mężczyzn z przedwczesną CAD i podwyższonym stężeniem apo B stwierdzono albo FCHL, albo rodzinną hipercholesterolemię (FH), albo podwyższone stężenie lipoproteiny a18 (także A. Zambon, dane niepublikowane). Dlatego przed rozpoznaniem FCHL na podstawie podwyższonego stężenia apo B,19-21 należy wykluczyć obecność FH i podwyższonego stężenia Lp(a). Niewiele jest informacji na temat wpływu odrębnych, ale skrajnych fenotypów FCHL na dystrybucję cholesterolu w osoczu. Dlatego postawiliśmy hipotezę, że wszystkie fenotypy lipoproteinowe w FCHL, pomimo dużej zmienności TC i TG, mają wspólne fundamentalne cechy w dystrybucji cholesterolu we wszystkich frakcjach gradientu gęstości. Może to pomóc w określeniu najlepszych cech diagnostycznych i podejść terapeutycznych w przyszłości.

Badaliśmy 62 osoby zdiagnozowane z FCHL z rodzin z Seattle początkowo zidentyfikowanych i zrekrutowanych w latach 70-tych2,3 i obserwowanych w latach 1994-1997.1 Porównaliśmy wyniki tych osób z wynikami zdrowej, dobrze scharakteryzowanej normalnej kohorty.

Metody

Pacjenci

Kryteria włączenia/wyłączenia

Sześćdziesiąt dwa mężczyźni i kobiety, u których zdiagnozowano FCHL na podstawie kryteriów wcześniej opisanych16, zostali wybrani z 27 rodzin, które uczestniczyły w badaniu Genetic Epidemiology of Hypertriglyceridemia.1,22 Z badania wykluczono osoby w wieku powyżej 70 lat lub przyjmujące leki obniżające stężenie lipidów (wykluczenia z grup IIa, IIb i IV wynosiły odpowiednio n=8, n=1, i n=13). Pacjentów podzielono na fenotypy lipidowe, stosując wartości referencyjne Lipid Research Clinic właściwe dla wieku i płci.23 Fenotyp lipidowy typu IIa zdefiniowano jako stężenie cholesterolu całkowitego ≥95. percentyla, IV jako stężenie triglicerydów ≥95. percentyla, a IIb jako stężenie zarówno cholesterolu całkowitego, jak i triglicerydów ≥90. percentyla. Cztery osoby przyjmowały hormonalną terapię zastępczą w momencie badania (IIa n=2 i IV n=2). Analiza z wyłączeniem 4 kobiet poddanych hormonalnej terapii zastępczej nie zmieniła żadnych istotnych wyników i dała podobne rezultaty. Czterdzieści cztery osoby z grupy kontrolnej dobrane pod względem wieku i płci zostały wybrane z kohorty 72 dobrze scharakteryzowanych zdrowych osób24 dobranych pod względem wieku i płci.

Wskaźnik masy ciała

W przypadku osób z FCHL do obliczenia wskaźnika BMI (kg/m2) wykorzystano dane o własnym wzroście i wadze. W przypadku osób z grupy kontrolnej wzrost i wagę określono w czasie pobierania próbek osocza.

Lipidy/Lipoproteiny

Cholesterol całkowity w osoczu, TG, cholesterol HDL (HDL-C), HDL2-C HDL3-C i apo B oznaczono według standardowych metodologii w Northwest Lipid Research Laboratory.25 LDL-C obliczono według wzoru Friedewalda.26 HDL-C i HDL3-C oznaczono po wytrąceniu osocza siarczanem dekstranu i chlorkiem magnezu.27

Określanie względnej szybkości flotacji LDL

Nieciągły gradient gęstości soli wytworzono w probówce ultrawirówki, stosując modyfikację5 poprzedniej metody.28. Próbki wirowano przy 65 000 obr/min przez 70 minut (całkowity ωt=1,95×10) w temperaturze 10°C w pionowym wirniku Beckman VTi 65.1. Następnie zebrano trzydzieści osiem frakcji 0,45 ml z dna probówki wirówkowej i w każdej frakcji oznaczono cholesterol. Względną szybkość flotacji, która charakteryzuje wyporność piku LDL, uzyskano dzieląc liczbę frakcji zawierających pik LDL-C przez całkowitą liczbę zebranych frakcji. Współczynnik zmienności wartości względnego wskaźnika flotacji uzyskany w analizie replik wynosił 3,6%.

Analiza statystyczna

Porównania zmiennych ciągłych między grupami, z wykorzystaniem kontroli jako grupy odniesienia, przeprowadzono za pomocą regresji liniowej, stosując solidną estymację wariancji (estymator kanapkowy), która rozluźniła założenia dotyczące niezależności dla osób z tego samego rodzaju.29. Rozkład poziomów triglicerydów w osoczu był skośny, więc w analizie regresji liniowej zastosowano logarytm naturalny triglicerydów. Rozkład mężczyzn i kobiet w poszczególnych grupach porównano za pomocą testu χ2. Średni rozkład cholesterolu lipoproteinowego w osoczu dla każdego fenotypu porównano z pozostałymi 2 fenotypami lub normalną kohortą. Wyniki tych porównań przedstawiono na wykresie różnic, który zawiera średnią i 95% CI dla różnic w każdej frakcji (słupki błędów). Różnice w zawartości cholesterolu w poszczególnych frakcjach uznano za istotne, jeśli CI nie przekraczały zera.

Wyniki

Pacjentów FCHL wybrano na podstawie stężenia TC i TG w osoczu na czczo. Z definicji LDL-C był podwyższony u pacjentów z fenotypem hipercholesterolemicznym (IIa i IIb). W fenotypie hipertriglicerydemicznym (IIb i IV) zaobserwowano istotnie niższe stężenie HDL-C. Stężenie apo B w osoczu było natomiast podwyższone we wszystkich 3 fenotypach FCHL, pomimo obserwowanej zmienności w stężeniach TC i TG w osoczu (tab. 1).

Stężenia cholesterolu całkowitego, LDL-C, HDL-C, HDL2-C i HDL3-C były istotnie wyższe u pacjentów z typem IIa w porównaniu z pacjentami z hipertriglicerydemią (typ IIb i IV). Stężenie TG w osoczu było istotnie niższe u chorych z typem IIa w porównaniu z fenotypem IIb i IV (tab. I). Szczytowa gęstość LDL była istotnie niższa, a tym samym bardziej wyporna w typie IIa w porównaniu z osobami z hipertriglicerydemią. Poziom apo B w osoczu był istotnie niższy u pacjentów z fenotypem lipoproteinowym typu IV niż u osób z podwyższonym cholesterolem.

Średni profil dystrybucji cholesterolu w lipoproteinach uzyskany z każdej grupy porównano z pozostałymi, wykreślając krzywą różnicy dla 2 populacji (ryc. 1). Fenotyp lipoprotein IIa wykazuje charakterystyczny wzrost stężenia cholesterolu LDL, który odpowiada bardziej wypornym cząstkom w porównaniu z typami IIb i IV (ryc. 1A i 1B). W profilach hipertriglicerydemicznych lipoprotein typu IIb i IV stwierdzono istotnie wyższe stężenie cholesterolu w regionie gęstości VLDL w porównaniu z fenotypem IIa. W rzeczywistości, grupy IIb i IV wydają się mieć podobny rozkład cholesterolu w całym 38 frakcji z wyjątkiem 3 frakcji LDL, które były podwyższone w fenotypie typu IIb (Figura 1C).

Aby ustalić wspólne nieprawidłowości dystrybucji lipoprotein w FCHL, wszystkie 3 grupy porównano z grupą kontrolną dobraną pod względem wieku i płci (ryc. 2). Porównanie fenotypu IIa z tą grupą osób zdrowych (normalnych) wykazało istotnie wyższą względną zawartość cholesterolu we frakcjach odpowiadających małym i gęstym cząstkom LDL. Względna zawartość cholesterolu w dużych wypornych frakcjach LDL i HDL była istotnie niższa niż w grupie kontrolnej. Zarówno w fenotypie typu IIb, jak i IV (hipertriglicerydemia) stwierdzono istotnie podwyższoną zawartość cholesterolu we frakcjach VLDL i sdLDL. Wszystkie duże, prężne frakcje LDL oraz względna zawartość cholesterolu HDL były niższe niż u osób z grupy kontrolnej. Najczęstszymi cechami w rozkładzie cholesterolu w lipoproteinach była podwyższona względna zawartość cholesterolu we frakcjach odpowiadających sdLDL i znaczne obniżenie we frakcjach HDL. Względne wyniki HDL były zgodne z bezwzględnym poziomem HDL-C w typach IIb i IV, natomiast poziom HDL-C w typie IIa był taki sam jak u osób zdrowych.

Rozkład wieku i płci wśród fenotypów nie różnił się istotnie. Różnica w BMI nie była istotna wśród 3 grup, chociaż pacjenci z hipertriglicerydemią mieli tendencję do posiadania wyższego BMI.

Dyskusja

W tym badaniu zbadano związek między różnymi fenotypami lipidowymi FCHL a dystrybucją cholesterolu lipoproteinowego w osoczu. Niezależnie od fenotypu lipidowego, osoby z FCHL wykazywały trwałe podwyższenie poziomu apo B w osoczu i małych gęstych cząstek LDL w porównaniu z osobami z grupy kontrolnej, pomimo zmienności w poziomie i dystrybucji lipoprotein w osoczu.

Profile dystrybucji cholesterolu w lipoproteinach i analizy biochemiczne fenotypów FCHL wyraźnie wykazały, że fenotypy hipertriglicerydemiczne (IIb i IV) preferencyjnie dystrybuują cholesterol w osoczu do frakcji VLDL i sdLDL. Natomiast względna dystrybucja cholesterolu w fenotypie hipercholesterolemicznym (typ IIa) była podobna do tej u osób zdrowych w większych i bardziej wypornych lipoproteinach zawierających apo B, ale ze znacznym wzbogaceniem frakcji sdLDL. Chociaż zarówno względny, jak i bezwzględny poziom HDL-C był zmniejszony w typach IIb i IV, zmniejszenie względnej zawartości HDL we frakcjach lipoprotein IIa, pomimo normalnego bezwzględnego poziomu w osoczu, przypisuje się nieprawidłowo podwyższonemu poziomowi TC (Figura 2 i Tabela 1).

Wcześniej opisaliśmy odwrotną liniową zależność między zawartością TG w VLDL a cholesterolem LDL u pacjentów z FCHL.6 Ta obserwacja może pomóc wyjaśnić procesy leżące u podstaw wpływające na dystrybucję cholesterolu w lipoproteinach w FCHL. Można postawić hipotezę, że redystrybucja apo B i cholesterolu w osoczu jest kluczowym procesem w rozwoju różnych fenotypów, biorąc pod uwagę podwyższone stężenie TC i apo B w osoczu we wszystkich fenotypach FCHL. Obfitość apo B i cholesterolu w cząsteczkach VLDL w osoczu wiąże się z istotnie niższym stężeniem cholesterolu w większych i bardziej wypornych cząsteczkach LDL. Efekt ten jest jednak odwracalny poprzez obniżenie poziomu TG w osoczu, co z kolei może spowodować redystrybucję apo B i TC z cząsteczek VLDL do cząsteczek LDL. W rzeczywistości wcześniej wykazaliśmy, że znaczne zmniejszenie TG za pomocą gemfibrozilu u pacjentów z FCHL spowodowało redystrybucję apo B i cholesterolu z cząstek VLDL do dużych, wypornych cząstek LDL.5 Chociaż może się wydawać, że zwiększa to względny szczytowy rozmiar LDL i zmniejsza względną szczytową gęstość LDL, bezwzględna masa składnika sdLDL profilu lipoproteinowego pozostała zwiększona.5 Tak więc na fenotyp FCHL mogą wpływać różne czynniki środowiskowe, takie jak dieta i ćwiczenia, które również mogą zmieniać stężenie TG w osoczu. W związku z tym BMI pacjentów z hipertriglicerydemią było istotnie wyższe niż u osób zdrowych. Chociaż BMI jest mniej dokładną miarą otyłości, można sobie wyobrazić, że wzrost BMI i być może centralna otyłość silnie wpływają na fenotyp FCHL. Podwyższone stężenie TG w FCHL może być również modulowane przez czynniki genetyczne, takie jak fiński gen 1q21-q23 FCHL30 lub półnormalna aktywność lipazy lipoproteinowej (LPL).18 Jest to zgodne z wcześniejszymi ustaleniami dostarczającymi fizjologicznych dowodów na istnienie odrębnych, ale addytywnych czynników genetycznych odpowiedzialnych za rozwój fenotypu lipidowego w FCHL.12,15 Istnieje coraz więcej dowodów wskazujących na silny związek między zwiększającą się ilością tłuszczu wewnątrzbrzusznego, insulinoopornością i nieprawidłowościami lipidowymi, takimi jak zwiększone stężenie apo B, podwyższone stężenie TG, przewaga sdLDL i zmniejszenie stężenia HDL. Wszystkie te nieprawidłowości obserwuje się również w FCHL. Na podstawie tych dowodów można przypuszczać, że połączenie czynników genetycznych lub środowiskowych odpowiedzialnych za „zespół metaboliczny” wraz z dziedziczną podatnością na podwyższone stężenie apo B12,15 stanowi podstawę rozwoju FCHL (ryc. 3).

Wysoce zmienna natura FCHL, która jest również związana ze zwiększonym ryzykiem CAD,1,2 utrudniła właściwą identyfikację i leczenie tego zaburzenia. Dlatego też zbadaliśmy również wspólne cechy FCHL w porównaniu z dopasowaną pod względem wieku i płci kohortą zdrowych osób z grupy kontrolnej. Wszystkie 3 fenotypy wykazały wyraźny wzrost stężenia sdLDL w osoczu, jak również konsekwentne zmniejszenie względnej dystrybucji cholesterolu we frakcji HDL, niezależnie od indywidualnych zaburzeń lipidowych. Ponadto obserwowano wzrost stężenia apo B w osoczu, chociaż wielkość tego wzrostu dla typu IV była mniejsza niż dla typów IIa i IIb. Pozorna rozbieżność w poziomach apo B może być przypisana dwóm wcześniej opisanym mechanizmom. Chociaż wysoce spekulatywny, jeden potencjalny mechanizm może obejmować szybki obrót cząstek VLDL, które zawierają główną pulę apo B w osoczu u pacjentów z typem IV profilu lipidowego w porównaniu z cząstkami LDL. Bardziej prawdopodobne jest jednak, że osoby z rodzin FCHL, które miały defekt powodujący hipertriglicerydemię, ale nie odziedziczyły defektu powodującego podwyższony poziom apo B w osoczu, zostały włączone do fenotypu typu IV. Potwierdza to wcześniejsza praca Hokansona i wsp.5 wykazująca, że poziomy apo B w osoczu pozostają podwyższone niezależnie od indukowanych lekami zmian w poziomach TG w osoczu.

Złożoność obecnych standardów diagnozowania FCHL otrzymała ostatnio wiele uwagi. Pomiar stężenia apo B16 w obecności sdLDL wydaje się być lepszym narzędziem diagnostycznym niż klasyczna analiza lipidów.17 Co więcej, w ostatnim raporcie z Third Workshop on FCHL zaproponowano przedefiniowanie tego schorzenia jako zaburzenia hipertriglicerydemicznego z hiper-apo B.20 Chociaż to odkrycie jest zgodne z naszymi wynikami u pacjentów z hipertriglicerydemią (typ IIb i IV), znaczna liczba osób z fenotypem lipidowym typu IIa w tym badaniu (7 z 14 lub 50% osób z typem IIa) zostałaby wykluczona z tej nowej definicji, ponieważ wykazywali tylko hipercholesterolemię (typ IIa) i podwyższone stężenie apo B. Wcześniej wykazaliśmy, że indywidualny pacjent z FCHL może prezentować całe spektrum fenotypów FCHL w ciągu 6-letniego okresu obserwacji.6 Wykazaliśmy również, że korekta hipertriglicerydemii u pacjentów z FCHL ma niewielki wpływ lub nie ma wpływu na masę cząsteczek sdLDL,5 dodatkowo sugerując, że obecność hipertriglicerydemii w FCHL może reprezentować wrażliwość na wpływy środowiskowe na fenotyp lipidowy indywidualnego pacjenta. W niedawnym badaniu obserwacyjnym 32 rodzin z FCHL wykazano również istotny związek między BMI a nasileniem hipertriglicerydemii.17 Ponadto wykazano, że pacjenci z połowicznie prawidłowym poziomem aktywności LPL i FCHL mają wyższe poziomy TG w porównaniu z pacjentami z FCHL, ale z prawidłowymi poziomami LPL.18W tabeli 2 podsumowano główne nieprawidłowości w zakresie lipidów/lipoprotein, które są związane z podwyższonym poziomem apo B lub sdLDL.6,31-35 Migawkowy przegląd wcześniejszych prac w świetle przedstawionych tu wyników sugeruje, że sdLDL współistniejące z podwyższonym poziomem apo B stanowią fenotyp charakterystyczny dla FCHL, niezależny od makrokompozycji lipoprotein osocza.

Podstawowy cel tego badania był ograniczony do zbadania potencjalnych szlaków fizjologicznych odpowiedzialnych za FCHL, a nie do określenia/walidacji parametrów diagnostycznych dla FCHL. Dlatego też podwyższone apo B i sdLDL nie są proponowane jako cechy diagnostyczne dla FHCL. Ograniczenie to zostało narzucone przez małą liczebność kohorty i ograniczone spektrum dyslipidemii. Ponadto około jedna trzecia kwalifikujących się pacjentów IIa i IV została wykluczona, ponieważ przyjmowali leki obniżające poziom lipidów, co może wpływać na wybór pacjentów, ponieważ pacjenci z najcięższymi przypadkami prawdopodobnie przyjmowali leki obniżające poziom lipidów.

Podsumowując, badaliśmy różne fenotypy FCHL u 62 pacjentów z FCHL, próbując zapewnić lepsze zrozumienie leżących u podstaw zmian biochemicznych i biofizycznych odpowiedzialnych za FCHL. Zmienność fenotypu wydaje się być regulowana przez zróżnicowaną dystrybucję apo B we frakcjach VLDL lub wypornych LDL. Poziom apo B był podwyższony u pacjentów z FCHL. Chociaż część apo B w osoczu występuje jako sdLDL, pozostała część znajduje się w VLDL, który wydaje się być w równowadze z dużym, wypornym LDL w osoczu. Zmienność kaloryczna z dnia na dzień może determinować poziom TG i dystrybucję apo pomiędzy VLDL i dużym, wypornym LDL. sdLDL jest zawsze obecny, niezależnie od fenotypu lipidowego FCHL. Dlatego sdLDL jest najbardziej widoczną cechą wspólną dla 3 fenotypów FCHL i jest niezależna od klasycznych poziomów lipoprotein w osoczu. Drugą wspólną cechą związaną z FCHL wydaje się być znaczne zmniejszenie względnej zawartości cholesterolu w cząsteczkach HDL.

Przypisy

.