Lp(a), Suatu Faktor Atherotrombotik T. Helvi Mardiani Departemen Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Sumetera Utara
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4 y Desember 2007
291 Universitas Sumatera Utara
292
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4Sumatera y Desember 2007 Universitas Utara
Lp(a), Suatu Faktor Atherotrombotik
semestinya dapat mengikat fibrin(nogen) yang kaya lysine. Suatu interaksi yang menghalangi proteolisis fibrinolitik normal oleh plasmin. Akibatnya, menunjukkan peran Lp(a) sebagai 1 suatu agen patologis. Ada banyak pendapat yang bertentangan tentang apakah Lp(a) berikatan dengan reseptor LDL. Ballantyne dan kawan-kawan menunjukkan bahwa baik spesies Lp(a) dengan berat molekul besar maupun kecil tidak berkompetisi dengan LDL pada reseptor LDL, kenyataannya Lp(a) memperbesar pengambilan reseptor LDL pada beberapa kasus. Lp(a) didapati kurang efektif menekan HMG-CoA reduktase dibanding LDL. Akan tetapi Lp(a) tereduksi yang diisolasi dari apo a, mempunyai perilaku seperti LDL. Penelitian ini memberi kesan bahwa Lp(a) memperbesar pengambilan LDL oleh sel dan bahwa Lp(a) tereduksi (Lpa ), bila terbentuk in vivo akan berkompetisi dengan LDL pada 5 reseptor LDL. Komponen protein pada Lp(a) lebih banyak mengandung N-galaktosamin, Nglukosamin, galaktosa, dan asam sialat dibanding LDL. Tiga subfraksi utama Lp(a) telah diisolasi dan dikarakterisasi menurut kandungan asam sialatnya, fraksi kaya asam sialat (I), fraksi sedang (II) dan fraksi yang kurang kandungan asam sialatnya (III). Penelitian ini menunjukkan bahwa dari ketiganya, fraksi yang kurang kandungan asam sialatnya (III) menyebabkan akumulasi terbesar esterkholesteril dalam sel makrofage, sedangkan fraksi kaya asam sialat (I) menyebabkan akumulasi terkecil. Bila residu asam sialat dipisahkan dari fraksi I menggunakan neuraminidase, fraksi ini mengakumulasi estercholesteril dengan kadar sama dengan fraksi III, peristiwa yang sama 5, 8 juga terjadi pada molekul LDL. Usaha yang cukup keras juga dilakukan untuk mengidentifikasi regio pada apo a dan apo B 100 yang membentuk jembatan disulfida. Residu cystein ke 4057 apo a, suatu sekuensi ulangan yang mirip dengan lokasi ke 3991 sampai 4068 pada kringle 4 plasminogen (PGK4), membentuk jembatan disulfida dengan residu cystein ke 3734 pada apo B 100. Interaksi antara kedua protein tersebut 5 lebih dari sekedar ikatan kovalen.
SINTESA DAN DEGRADASI Suatu penelitian terhadap DNA inti etnis kaukasian didapati 19 lokus genotipe apo a, yang kemudian disekuensi dan diperoleh suatu kesimpulan bahwa gen apo a berperan sebesar 91% terhadap variasi kadar Lp(a) plasma, dimana 69% diantaranya dipengaruhi jumlah ulangan kringle IV dan 22% sisanya adalah 9 peran dari sekuensi cis-acting dari gen apo a. Sejalan dengan penelitian di atas Rader dan kawan-kawan melakukan penelitian terhadap beberapa orang sehat yang memiliki isoform apo a sama tetapi mempunyai kadar Lp(a) plasma berbeda. Menggunakan Lp(a) 131 plasma yang dilabel dengan I, menunjukkan bahwa variasi kadar Lp(a) plasma antar individu tersebut disebabkan adanya perbedaan kecepatan pembentukan Lp(a). Lebih jauh penelitian ini dilanjutkan dengan membandingkan katabolisme in vivo apo a berbeda ukuran, diperoleh kesimpulan bahwa tidak ada perbedaan bermakna dari kecepatan katabolisme isoform apo a tersebut, dan ditemukan pula allele spesifik untuk isoform apo a berukuran kecil, dua kali lebih banyak dari allele untuk isoform apo a berukuran 10, 11 lebih besar. Liver adalah tempat utama dan mungkin satu-satunya tempat pembentukan Lp(a), seperti juga lipoprotein plasma lain pada 3 umumnya kecuali kilomikron. Terdapat bukti-bukti eksperimental dari kultur hepatosit, yang menunjukkan pengikatan kompleks apo a-apo B 100 berlangsung intraseluler dan kompleks tersebut bergabung ke Lp(a) sebelum molekul ini disekresi. Terdapatnya bukti bahwa baik estercholesteril dan trigliserida yang ada pada Lp(a) muncul di plasma, menimbulkan suatu pertimbangan bahwa setidaknya ada dua jalur sintesis berbeda yaitu intrasel dan ekstrasel yang mungkin dikontrol oleh regulasi yang berbeda 4 pula. Penelitian in vitro terhadap sintesis Lp(a) dengan menginkubasi apo a rekombinan bersama dengan LDL yang secara fisikkimiawi tidak berbeda dari Lp(a) plasma ditubuh, didapati dua tahapan dalam proses sintesa tersebut, didahului terbentuknya ikatan salah satu kringle dari apo a keresidu lysine apo B yang kemudian diikuti dengan terbentuknya jembatan disulfida antara
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4 y Desember 2007
293 Universitas Sumatera Utara
Tinjauan Pustaka
cystein ke 4057 kringle IV tipe 9 dengan 12 cystein ke 3734 LDL. Degradasi dari Lp(a) masih membingungkan dan masih diperdebatkan. Menurut beberapa penelitian, reseptor LDL tidak terlibat atau kalaupun terlibat hanya dalam tingkat yang minimal dan mungkin tidak memberi kontribusi dalam jalur utama katabolisme Lp(a). Pada lima pasien dengan
hipercholesterolemia
familial
homozygote
yang hanya sedikit atau bahkan tidak memiliki aktivitas reseptor LDL, tidak mengalami penurunan katabolisme Lp(a), sehingga disimpulkan secara fisiologis jalur reseptor LDL tidak berperan penting dalam 13 katabolisme Lp(a). Disisi lain, Floren dan kawan-kawan serta Hofmann dan kawan-kawan menunjukkan bahwa Lp(a) utuh berikatan dengan affinitas tinggi terhadap reseptor LDL. Hofmann dan kawan-kawan juga menunjukkan bahwa pada mencit transgenik yang sangat tinggi pembentukan reseptor LDL nya, dengan cepat 4 membersihkan Lp(a) dari sirkulasi. Suatu penelitian terhadap kultur sel fibroblast yang mengekspresikan reseptor VLDL manusia, ternyata memperantarai endositosis Lp(a) dan meningkatkan 14 degradasinya dalam lisosom. Sedangkan pada penelitian lainnya menunjukkan bahwa apo a rekombinan dan Lp(a), keduanya dapat berikatan dengan makrofage melalui reseptor khusus dengan affinitas yang tinggi. Interaksi tersebut menyebabkan pembentukan sel-sel busa dan menjadi lokalisasi Lp(a) dalam plak 15, 3 atherosklerosis. Penelitian oleh Rath dan kawan-kawan serta Cushing dan kawan-kawan menunjukkan bahwa Lp(a) dapat berakumulasi pada dinding arteri dan vena, yang mengesankan bahwa partikel ini dapat menembus endotelium dengan mekanisme tidak diperantarai reseptor atau disebut dengan pinositosis. Bila ini bisa diterima, proses transport ini dapat dipengaruhi oleh ukuran dan densitas 16.17 Lp(a). FAKTOR RISIKO PENYAKIT KARDIOVASKULER Banyak penelitian epidemiologi menunjukkan bahwa kadar Lp(a) plasma yang tinggi, berhubungan dengan meningkatnya risiko untuk mendapat penyakit 294
kardiovaskuler atherosklerotik (ASCVD). Beberapa penelitian itu menyebutkan bahwa kadar Lp(a) plasma tinggi adalah faktor risiko bebas dari penyakit ini. Meskipun mekanisme patogenesanya belum diketahui dengan pasti. Dengan alasan struktural yang dimilikinya, maka Lp(a) dianggap memiliki aktivitas sebagai proatherosklerotik dan protrombotik. 1 Peroksidasi lipid pada partikel LDL oleh radikal oksigen dianggap sebagai salah satu 3 mekanisme terbentuknya plak atherosklerosis. Pada penelitian yang membandingkan resistensi Lp(a) dengan LDL terhadap oksidasi oleh radikal oksigen yang dibentuk dari radiolisa sinar γ, didapati bahwa Lp(a) lebih resisten. Peroksidasi lipid pada Lp(a) menyebabkan pemecahan reduktif apo a dari Lp(a) yang kemudian dianggap bahwa resistensi Lp(a) tersebut dikarenakan terdapatnya apo a. Pada penelitian ini tampaknya LDL lebih bersifat atherogenik dibanding Lp(a). 18 Partikel Lp(a) bukan ligand yang baik terhadap LDL reseptor, maka dianggap Lp(a) diambil oleh reseptor scavenger dan menyebabkan akumulasi cholesterol dalam makrofage dan membentuk sel-sel busa yang merupakan precursor proses atherosklerosis. Meskipun demikian pada kultur sel sejauh ini tidak mendukung konsep tersebut, seperti yang pernah dilakukan pada sel-sel makrofage dari monosit darah manusia. Penelitian oleh Haberland dan kawan-kawan menunjukkan bahwa Lp(a) yang residu lysine nya dimodifikasi dengan malonyldialdehyde dengan mudah diambil dan didegradasi oleh makrofage. Kesimpulan ini tetap berpegang pada konsep umum bahwa LDL termodifikasi adalah faktor atherogenik. Dengan demikian sesuai mekanisme yang ditunjukkan tersebut, peningkatan kadar LDL dan Lp(a) plasma akan memperbesar risiko atheroklerosis. 19 Kemungkinan lain adalah partikel Lp(a) dapat menembus endotelium melalui mekanisme yang tidak diperantarai reseptor. Penelitian oleh Rath dan kawan-kawan dan Cushing dan kawan-kawan diinterpretasi berdasar konsep ini, pengamatan keduanya menunjukkan, Lp(a) jaringan pembuluh darah arteri dan vena secara mengejutkan tidak didegradasi dan menumpuk di ekstraselular.
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4Sumatera y Desember 2007 Universitas Utara
T. Helvi Mardiani
Sedangkan dari pengamatan cushing saja, jumlah Lp(a) yang berakumulasi di vena tersebut, proporsional dengan kadar Lp(a) 16, 17, 4 plasma. Bukti adanya Lp(a) dalam jumlah yang relative besar menembus endotelium, mungkin difasilitasi oleh pengaruh langsung Lp(a) terhadap fungsi endotel. Bila Lp(a) telah masuk kedalam dinding arteri, partikel tersebut akan berinteraksi dengan matriks ekstrasel seperti glikosaminoglikan, proteoglikan dan lain-lain, mengalami modifikasi kimia dan menjadi molekul yang akan didegradasi oleh makrofage yang ditangkap melalui reseptor scavenger. 4 Penelitian di banyak laboratorium menunjukkan bahwa in vitro, partikel Lp(a) berkompetisi dengan plasminogen dalam ikatan plasminogen ke fibrinogen dengan aktivasi yang diperantarai streptokinase dari 20, 21 plasminogen manusia. Penelitian lain menunjukkan bahwa Lp(a) berkompetisi dengan plasminogen untuk berikatan dengan reseptor plasminogen di sel endotel sehingga 22 membentuk trombus. Pada percobaan in vitro, dijumpai bahwa Lp(a) meningkatkan sintesis PAI-1 (plasminogen aktivator inhibitor-1) oleh sel endotel, yang merupakan penghambat utama 23 sistem fibrinolisis. Didalam sirkulasi, α2 antiplasmin yang menginhibisi plasmin, ditekan oleh fibrin, fragmen fibrinogen dan prostaglandin tetapi ditingkatkan oleh Lp(a) yang berinteraksi dengan fibrin atau fragmen 24 fibrinogen. Peristiwa ini menjadi mekanisme lain bagaimana Lp(a) mengagalkan fibrinolisis. Semua aksi yang ditunjukkan Lp(a) ini, bila berlangsung in vivo dapat menjadi faktor protrombotik. Lebih jauh, kemungkinan Lp(a) diambil dan didegradasi oleh makrofage, menyebabkan Lp(a) dapat bertumpuk bersama fibrin pada lapisan intima jaringan dan membentuk kompleks, sehingga sekaligus 4 menjadi faktor atherogenik. Kadar Lp(a) plasma yang tinggi juga menyebabkan proliferasi sel-sel otot polos dinding arteri, yang mengawali pembentukan plak. Lp(a) mungkin mempengaruhi aktivitas berbagai substansi yang menghambat pertumbuhan, yang normalnya menekan pembelahan sel pada dinding arteri. 1
Lp(a), Suatu Faktor Atherotrombotik
KESIMPULAN Uraian di atas menunjukkan peran Lp(a) sebagai faktor athero dan trombotik sekaligus, masing-masing karena karakteristiknya yang seperti LDL dan sifat Apo a nya yang seperti plasminogen. Kadar Lp(a) plasma yang tinggi menjadi sangat penting untuk menjadi faktor patogenik tersebut, di samping juga spesies Lp(a), yang kaya ester cholesteril (CE Lp(a)) atau kaya trigliserida (TG Lp(a)). Meskipun Lp(a) menunjukkan perannya sebagai faktor patogenik yang bebas, tetapi ada banyak faktor lain yang juga memberi kontribusi. Penelitian yang menguraikan kemungkinan adanya peran positif yang dimiliki Lp(a) sangatlah kurang. Masih dibutuhkan banyak penelitianpenelitian tingkat seluler untuk dapat dijadikan pegangan klinik dalam menentukan patogenesa dari partikel Lp(a) tersebut. Perlu diingat bahwa konsentrasi Lp(a) plasma yang tinggi harus ada untuk menjadi faktor patogenik.
DAFTAR PUSTAKA 1. McKee T, McKee JR. Lipids and Membranes. In: The Molecular Basis of Life, 3rd ed. McGraw-Hill, New York. 2003. 2. Gauhatz JW, Ghanem KI, Guevara JJr, Nava ML, Patsch W, Morrisett JD. Polymorphic forms of human apolipoprotein(a): inheritance and relationship of their molecular weights to plasma level of lipoprotein(a). J Lipid Res. 1990. 31: 603-13. 3. Champe PC, Harvey RA. Cholesterol and nd Steroid Metabolism In: Biochemistry. 2 ed. Lippicont Williams & Wilkins, Philadephia. 1994. 4. Scanu AM, Fless GM. Lipoprotein(a): heterogeneity and biological relevance. J Clin Invest. 1990. 85: 1709-15. 5. Ballantyne CM, Chan L, Guevara JJr, Morrisett JD, Mims MP, Gotto AMJr. Recent advances in lipoprotein and atherosclerosis research at Baylor College of Medicine: apolipoprotein B, lipoprotein(a), and transplantation arteriopathy. Texas Heart Institute journal. 1994. 21: 48-55.
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4 y Desember 2007
295 Universitas Sumatera Utara
Tinjauan Pustaka
6. Hajjar KA, Gavish D, Breslow JL, Nachman RL. Lipoprotein(a) modulation of endothelial cell surface fibrinolysis and its potential role in atherosclerosis. Nature. 1989. 339: 303-5.
15. Zioncheck TF, Powell LM, Rice GC, Eaton L, Lawn RM. Interaction of recombinant apolipoprotein (a) and lipoprotein (a) with macrophages. J Clin Invest. 1991. 87: 767-71.
7. McLean JW, Tomlinson JE, Kuang W, Eaton DL, Chen EY, Fless G, et al. cDNA sequence of human apolipoprotein(a) is homologous to plasminogen. Nature. 1987. 330: 132-7.
16. Rath M, Niendorf A, Reblin T, Dietel M, Krebber HJ, Beisiegel U. Detection and quantitation of lipoprotein (a) in the arterial wall of 107 coronary bypass patients. Arteriosclerosis. 1989. 9: 57992.
8. Orekhov AN, Tertov VV, Sobenin IA. Sialic acid content of human low density lipoproteins affect their interaction with cell receptors and intracellular lipid accumulation. J Lipid Res. 1992. 33: 80517. 9. Boerwinkle E, Leffert CC, Lin J, Lackner C, Chiesa G, Hobbs HH. Apolipoprotein (a) gene accounts for greater than 90% of the variation in plasma lipoprotein(a) concentrations. J Clin Invest. 1992. 90: 52-60. 10. Rader DJ, Cain W, Zech LA, Usher D, Brewer HBJr. Variation in lipoprotein(a) concentrations among individuals with the same apolipoprotein(a) isoform is determined by the rate of lipoprotein(a) production. J Clin Invest. 1993. 91: 4437. 11. Rader DJ, Cain W, Ikewaki K, Talley G, Zech LA, Usher D, et al. The inverse association of plasma lipoprotein(a) concentrations with apolipoprotein(a) isoform size is not due to differences in Lp(a) catabolism but to differences in production rate. J Clin Invest. 1994. 93: 2758-63. 12. Frank S, Durovic S, Kostner GM. Research communication: structural requirements of apo-a for the lipoproteina assembly. Biochem J. 1994. 304: 27-30. 13. Rader DJ, Mann WA, Cain W, Kraft HG, Usher D, Zech LA, et al. The low density lipoprotein receptor is not required for normal catabolism of Lp(a) in humans. J Clin Invest. 1995. 95: 1403-8. 14. Argraves KM, Kozarsky KF, Fallon JT, Harpel PC, Strickland DK. The atherogenic lipoprotein Lp(a) is internalized and degraded in a process mediated by the VLDL receptor. J Clin Invest. 1997. 100(9): 2170-81.
296
17. Cushing GL, Gaubatz JW, Nava ML, Burdick BJ, Bocan TMA, Guyton JR, et al. Quantitation and localization of apolipoprotein (a) and B in coronary artery bypass vein grafts resected at reoperation. Arteriosclerosis. 1989. 9: 593603. 18. Beaudeux JL, Albert MG, Delattre J, Legrand A, Rousselet F, Peynet J. Resistance of lipoprotein (a) to lipid peroxidation induced by oxygenated free radicals produced by γ radiolysis: a comparison with low density lipoprotein. Biochem J. 1996. 314: 277-84. 19. Haberland ME, Fless G, Scanu AM, Fogelman AM. Modification of Lp(a) by malondialdehyde leads to avid uptake by human monocyte-macrophages. Circulation.1989. 80: 161-3. 20. Loscalzo J, Weinfeld M, Fless GM, Scanu AM. Lipoprotein(a), fibrin binding and plasminogen activation. Arteriosclerosis. 1990. 10: 240-5. 21. Edelberg JM, Gonzalez-Gronow M, Pizzo SV. Lipoprotein(a) inhibits streptokinasemediated activation of human plasminogen. Biochemistry. 1989. 28: 2370-4. 22. Andy W. Lipoprotein(a), faktor risiko penyakit jantung koroner dan stroke. Forum Diagnosticum. 1995. No 1: 1-8. 23. Edelberg JM, Reilly C, Pizzo SV. The inhibition of tissue type plasminogen activator by plasminogen activator inhibitor-1. The effect of fibrinogen, heparin, vitronectin and lipoprotein(a). J Biol Chem.1991. 4: 2459-65. 24. Edelberg JM, Pizzo SV. Lipoprotein(a) promotes plasmin inhibition by 2antiplasmin. Biochem. J. 1992. 286: 7984.
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 40 y No. 4Sumatera y Desember 2007 Universitas Utara
