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Acta bioquímica clínica latinoamericana

versión impresa ISSN 0325-2957

Acta bioquím. clín. latinoam. vol.44 no.4 La Plata oct./dic. 2010

 

BIOQUÍMICA CLÍNICA

Lipoproteínas de baja densidad y remanentes: diferentes mecanismos de oxidación y aterogénesis*

Low density and remnant lipoproteins: different oxidation and atherogenesis mechanisms

Regina Wigdorovitz de Wikinski1, Laura Ester Schreier2, Gabriela Alicia Berg3, Fernando Daniel Brites4, Graciela Inés López5, Ana Inés González3, Valeria Zago3, María Luz Muzzio3

1. Dra. en Farmacia y Bioquímica-UBA
2. Dra. en Bioquímica- UBA
3. Dra. de la Universidad de Buenos Aires
4. Dr. de la Universidad de Buenos Aires, Investigador adjunto de CONICET
5. Bioquímica, Especialista en Bioquímica Clínica,Áreas Química Clínica y Gestión de Calidad y Auditoría, UBA

* Laboratorio de Lípidos y Lipoproteínas, Instituto de Fisiopatología y Bioquímica Clínica-INFIBIOC, Universidad de Buenos Aires y Departamento de Bioquímica Clínica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires

Resumen

Las lipoproteínas de baja densidad oxidadas (LDLOX) son factores cruciales en los mecanismos aterogénicos. Las LDL nativas y LDL pequeñas, densas, pasan al subendotelio por injuria endotelial, se oxidan en el subendotelio por efecto de radicales libres de oxígeno o disminución en la biodisponibilidad de óxido nítrico. Las LDLOX tienen propiedades quimiotácticas sobre los monocitos residentes, los cuales derivan de los monocitos circulantes que migraron al subendotelio con la cooperación de moléculas de adhesión. Las LDLOX se depositan en monocitos residentes/ macrófagos, formando células espumosas que evolucionan a estrías grasas y ateromas. En las lesiones no se encuentran LDL nativas, sino LDLOX que estimulan la esterificación del colesterol y son degradadas por macrófagos. Las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y los quilomicrones son precursoras de las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y de los remanentes (QR), respectivamente. El conjunto de IDL y QR forma las lipoproteínas remanentes (RLP). Su papel aterogénico es atribuible a su oxidabilidad en plasma y en células endoteliales. Las RLP se oxidan en receptores específicos de las células endoteliales, que son dañadas por liberación de citoquinas, inflamación y apoptosis celular. En el subendotelio son captadas por células espumosas y se depositan en ateromas. Su efecto aterogénico está potenciado por los ácidos grasos libres, que dañan al endotelio.

Palabras clave: Lipoproteínas de densidad intermedia; Remanentes de quilomicrones; Oxidación; Sitios sub-endoteliales; Células endoteliales

Summary

Oxidized LDLs are well known critical factors in atherogenic mechanisms. LDLOX, but not native LDL, are found in atheromatous lesions where they stimulate cholesterol esterification and are degraded more rapidly by macrophages. The passage of native or modified LDL like small, dense LDL to the subendothelium, their oxidation by reactive oxygen species, the liberation of cytoquines with chemiotactic properties, the migration of monocytes into the subendothelium promoted by adhesion molecules, the evolution of monocytes to macrophages and the internalization of LDLOX into foam cells are fundamental steps in the early deposition of cholesterol in the subendothelium. Degradation of triglyceride rich-lipoproteins, VLDL and chylomicrons, respectively, produces intermediate density lipoproteins and Chylomicron remnants, both known as Remnant Lipoproteins (RLP), and the increase in circulating free fatty acid levels, contribute to endothelium damage and an overall inflammation syndrome. RLP may be oxidized in plasma, and an endothelial specific receptor allows their binding to the endothelial cells and apoptosis giving rise to endothelium injury, an increase in cytokine liberation and an uptake of RLP by foam cells, the first step in the development of atheromatous lesions.

Key words: Intermediate density lipoproteins; Chylomicron remnants; Oxidation; Subendothelial sites; Endothelial cells

Aterogenicidad de lipoproteínas de baja densidad oxidadas

En la última década quedó firmemente establecido el concepto de que las LDL oxidadas (LDLOX) son factores cruciales en los mecanismos de aterogénesis. El grupo de Steimberg (1) identificó LDLOX por primera vez en las lesiones ateromatosas, donde no encontró LDL nativas. También demostró que las LDLOX de las lesiones aumentan la esterificación del colesterol y su propia velocidad de degradación. En el subendotelio poseen actividad quimiotáctica para monocitos, los cuales pasan la barrera endotelial con la cooperación de moléculas de adhesión, transformándose en monocitos residentes, que a su vez se transforman en macrófagos por la incorporación de LDLOX a través del receptor scavenger que no limita la entrada de esas lipoproteínas, permitiendo su acumulación. Así se forma la estría grasa, que puede evolucionar hacia diversos estadios que conducen a la placa ateromatosa, donde se encuentran restos de LDL modificada oxidada y de Apo B. Este proceso se agrava si no hay cambios en el estilo de vida o intervenciones farmacológicas que lo hagan más lento.
Las LDLOX pueden regresar a la circulación a través de sitios dañados del endotelio vascular, pero su concentración en plasma no sobrepasa el 0,5% del total de LDL circulantes (2).

Lipoproteínas remanentes

El objeto de este relato es complementar estos conocimientos y actualizarlos, resaltando el papel de otra fracción de lipoproteínas, las lipoproteínas remanentes (RLP), que también se oxidan y son protagónicas en el proceso aterogénico,
Las RLP son el producto de la degradación de los triglicéridos (TG) de VLDL, de origen hepático y de los quilomicrones, de origen intestinal, por efecto de la Lipoproteina Lipasa (LPL) presente en las paredes vasculares del tejido adiposo y muscular (3). Las RLP procedentes de la VLDL y de los quilomicrones son las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y los remanentes de los quilomicrones (QR), respectivamente. La unión de ambas lipoproteínas precursoras con la LPL se realiza mediante la Apo CII en receptores con puentes que actúan como anclaje para varias enzimas. Dichos puentes están constituidos por tractos relativamente pequeños de polímeros de disacáridos de ácido urónico y glucosamina sulfatada en diversos grados, con arreglos específicos (4).
En condiciones fisiológicas, su concentración en el plasma en ayunas es baja, y aumenta notablemente en el estado post-prandial. Las IDL contienen Apo B100 y los QR, Apo B48, pero además del descenso en el contenido en triglicéridos y de Apo CII con respecto a sus lipoproteínas precursoras, aumenta el porcentaje de colesterol con respecto a la masa total, mantienen Apo CIII, que inhibe la actividad de LPL y la captación de las RLP por sus receptores hepáticos. Su origen a partir de diferentes lipoproteínas y la dinámica de su producción por lipólisis, su interacción con la HDL circulante que les cede Apo E en sus diferentes isoformas, la actividad de las proteínas transportadoras de colesterol esterificado y de fosfolípidos, así como la posterior degradación por la lipasa hepática, determinan su heterogeneidad, que hace difícil su caracterización y medida en el laboratorio para uso clínico y epidemiológico.

Medida de lipoproteínas remanentes en plasma:

Su medida en el laboratorio, como colesterol-RLP, a diferencia de la determinación del colesterol-LDL, es más difícil debido a su heterogeneidad en tamaño y composición química, así como a las grandes diferencias entre su concentración en el plasma obtenido en ayunas y en condiciones post-prandiales.
Existen métodos por ultracentrifugación secuencial, que separa RLP entre las densidades 1,006 y 1,019 g/mL para IDL y densidades menos definidas para QR, otros por electroforesis cualitativa (5), y cuantitativa (6). En Argentina y Venezuela se ha determinado IDL y QR en plasma desde la década del 80 y se encontraron elevaciones en pacientes diabéticos (7), en mujeres peri- y post-menopáusicas (8)(9), en el síndrome metabólico (10) y en pacientes con enfermedad renal crónica tratados con hemodiálisis (11).
Recientemente se cuenta con el método del grupo de Nakajima et al (12), que es inmunoquímico, y se fundamenta en que RLPs enriquecidas en Apo E, que pueden contener Apo B-48, no precipitan con anticuerpos monoclonales que reconocen Apo B-100 en la secuencia de aminoácidos 2291-2318, que no comparte con la Apo B 48 de los quilomicrones. Los anticuerpos anti-Apo B-100 ya mencionados y anti-Apo A-1, están incorporados a una columna con gel de sefarosa 4 B, que precipita LDL y la mayoría de las partículas de VLDL y HDL. Luego se eluye para liberar las lipoproteínas no unidas con los anticuerpos y deja libres a las RLP que están en el eluato. En éste se mide preferentemente colesterol-RLP, pero pueden medirse TG-RLP, que dan cuenta de buena parte de los TG post-prandiales. El método de Nakajima et al. (2) no sólo permite la determinación de RLP en plasma, sino también su separación de las otras lipoproteínas circulantes y su utilización con fines experimentales.

Aterogenicidad de las lipoproteínas remanentes

La importancia de las RLP es que su aterogenicidad se ha comprobado y es atribuible a su oxidabilidad en plasma. Las RLP oxidadas poseen receptores específicos en las células endoteliales, que son dañadas por esa interacción. A diferencia del conjunto de LDL nativas, LDL pequeñas, densas y VLDL rica en colesterol que es una subfracción de VLDL, las RLP no necesitan pasar al subendotelio para oxidarse, dado que las células endoteliales poseen receptores específicos para RLP oxidadas promoviendo el aumento de citoquinas y la apoptosis celular. El efecto aterogénico de esa variedad de partículas está potenciado por los ácidos grasos libres generados por la degradación de los TG de las lipoproteínas precursoras que, como es bien sabido, dañan al endotelio. El efecto de RLP sobre células endoteliales se relaciona, en parte, con el papel del complejo NADPH oxidasa en dichas células, que aumenta la producción de anión superóxido, induciendo fenómenos oxidativos e hipertensivos por menor disponibilidad de NO. También tiene un rol aterogénico a través del estímulo ejercido por moléculas como LDLOX y RLP oxidadas (13).
La actividad de RLP oxidadas se explica también a través de su efecto sobre un receptor del tipo de lectinas, LOX-1, que disminuye la viabilidad celular y aumenta la producción de citoquinas y la fragmentación de ADN, conduciendo a la apoptosis celular (14).
Los procesos inflamatorios que acompañan al fenómeno aterogénico pueden ser su causa y/o su efecto, como se evidencia por la elevación plasmática de proteína C reactiva altamente sensible (PCRhs), que pasa desde estadios de riesgo bajo, menor a 1 mg/L, a valores de 2 a 3 mg/L en condiciones de riesgo moderado y más de 3 y hasta 10 mg/L, en este último caso, con alto riesgo cardiovascular. Según Ridker et al. (15), la PCRhs es mejor predictor de riesgo que la elevación de colesterol-LDL.
Un caso interesante es la alta morbimortalidad cardiovascular de pacientes con enfermedad renal crónica en tratamiento con hemodiálisis, con valores plasmáticos moderadamente elevados de RLP, que no presentan elevación de colesterol-LDL y tampoco de colesterol no-HDL, el cual representa la suma del colesterol de LDL, VLDL y RLP. Esto sucede porque en estos pacientes hay un descenso de colesterol-LDL, que el aumento de colesterol-RLP no alcanza a compensar (16).
Dos receptores endocelulares, el sindecan-1 heparán sulfato proteoglicano (HSPG) y el receptor de LDL más uno de anclaje SR-B1, contribuyen al catabolismo normal de RLP en hígado. En la diabetes de tipo 1 mal controlada, se ha evidenciado disfunción del sindecan-1 HSPG, que impide su unión con RLP. En cambio, en la diabetes de tipo 2, el defecto sería la inducción de una sulfatasa, que se puede corregir mediante restricción calórica (17). Este mecanismo develado en el año 2010, explica un antiguo hallazgo de Wikinski et al que encontraron en mujeres diabéticas de tipo 2 un aumento en el tiempo de residencia de IDL a las 4, 6 y 8 horas post-prandiales, que se extendía hasta los niveles medidos en ayunas al día siguiente de la prueba. Dicho defecto se corrigió una vez alcanzado el buen control de la diabetes (7).
Muchos de los estudios se realizaron en pacientes que presentaban resistencia a la insulina, que se manifiesta con intolerancia a la glucosa, síndrome metabólico y diabetes de tipo 2. La importancia que tiene la hipertrigliceridemia, tanto pre- como post-prandial, según diversos autores, es paralela al aumento de RLP y su contenido en TG. Debido a esos hallazgos y a las dificultades en la medida de RLP, a partir de algunos estudios se sugiere que la concentración de TG plasmáticos por sí sola es un buen marcador de la presencia de RLP, lo cual reafirma la incorporación de TG al perfil aterogénico.

CORRESPONDENCIA

DRA. REGINA W. DE WIKINSKI
E-mail: rwikinski@fibertel.com.ar

Referencias bibliográficas

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Aceptado para su publicación el 5 de noviembre de 2010