Накопление холестерина при атеросклерозе происходит не из-за нарушения липидного обмена, а из-за воспаления, выяснили ученые из России, Японии, США и Германии. Понимание этого механизма поможет выяснить причины возникновения атеросклероза и разработать методы его профилактики и лечения. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в Atherosclerosis и Current Pharmaceutical Design.

Заболевания, которые чаще всего становятся причиной смерти людей (инфаркт миокарда, инсульт и ишемическая болезнь сердца), развиваются вследствие одного и того же процесса — атеросклеротического поражения стенок кровеносных сосудов. Из-за нарушения липидного и белкового обмена в стенках сосудов начинают формироваться атеросклеротические бляшки — образования из плотной соединительной ткани с липидным ядром в центре. Разрастание такой бляшки приводит к сужению просвета сосуда, а ее разрыв способствует образованию в этом месте тромба, который может полностью закупорить сосуд.

Давно известно, что ранние проявления атеросклероза связаны именно с накоплением липидов, однако до сих пор нет общепринятой теории, которая объясняла бы причины его возникновения. Для метаболизма и транспорта липидов решающее значение имеют так называемые липопротеиды, которые классифицируются по плотности. Липопротеиды низкой плотности (ЛНП) доставляют клеткам сосудистой стенки жизненно важный холестерин, который в норме полностью расходуется клеткой на строительные и другие нужды. Ситуация резко меняется, когда ЛНП изменяются и приобретают негативные для организма свойства. Модифицированные ЛНП при взаимодействии с клетками сосудистой стенки вызывают нарушения в их липидном обмене.

Среди клеток сосуда особую роль играют макрофаги, которых по сравнению с другими клетками в организме относительно немного. Обычно макрофаги захватывают и утилизируют чужеродные для организма частицы, включая модифицированные ЛНП. Клетки не могут перерабатывать холестерин, поступающий в составе модифицированных ЛНП, и постепенно их содержимое заполняется липидными каплями – так они становятся пенистыми клетками. Именно благодаря последним начинается атеросклеротическое поражение сосудов. Такие клетки менее подвижны и производят больше соединительной ткани, чем это необходимо. Процесс сопровождается воспалением. Перегрузка липидами может вызвать гибель клеток, что приводит к разрушению ядра бляшки.

Таким образом, известно, что липиды в клетке накапливаются из-за взаимодействия с модифицированными липопротеидами низкой плотности, но сам механизм формирования пенистых клеток до сих пор не ясен. Авторы исследования решили установить связь между двумя характерными признаками атеросклероза: нарушением метаболизма холестерина и воспалением. Они предположили, что внешние отличия пенистых клеток от нормальных должны быть связаны с изменением в экспрессии генов этих клеток. Ученые выявили у человеческих макрофагов несколько генов, которые реагировали на воздействие негативно влияющих на организм (атерогенных) модифицированных ЛНП.

«Мы провели транскриптомный анализ макрофагов, обработанных атерогенными ЛНП, которые вызывают накопление внутриклеточного холестерина. Все формы модифицированных ЛНП приводили к значительному увеличению как общего холестерина, так и эфиров холестерина в культивируемых макрофагах. Удивительно, но ни один из десяти выявленных генов не участвовал в пути метаболизма холестерина», — рассказал один из авторов работы, сотрудник НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН Александр Орехов.

Оказалось, что семь из десяти выявленных генов, реагирующих на модифицированные ЛНП, имеют прямое отношение к воспалению. Модифицированные ЛНП изменяют активность генов, связанных с иммунным ответом, что приводит к воспалительной реакции. Провоспалительный ответ клетки дает старт накоплению липидов, после чего клетки делятся быстрее, ускоряется синтез соединительной ткани, происходит разрыв связи между клетками и развиваются другие признаки атеросклероза на клеточном уровне.

«Это свидетельствует о том, что основной эффект воздействия модифицированных ЛНП — это активация провоспалительных генов, тогда как изменения в экспрессии генов липидного метаболизма могут быть инициированы воспалительным ответом. Эти результаты подчеркивают важность воспалительного компонента в патогенезе атеросклероза», — прокомментировал ученый.