Smíšená dyslipidemie - 2. èást Sdružené choroby jako diabetes mellitus 2. typu, obezita, kardiovaskulární onemocnìní

Prof. MUDr. Jaroslav Masopust, DrSc. Univerzita Karlova v Praze, 2. Lékaøská fakulta, Ústav klinické biochemie a patobiochemie

Smíšená dyslipidemie - 2. èást Sdružené choroby jako diabetes mellitus 2. typu, obezita, kardiovaskulární onemocnìní Klinické stavy sdružené se smíšenou dyslipidemií 1. Diabetes mellitus 2. typu (choroba s dvojím defektem) Diabetes mellitus jako choroba s dvojím defektem je charakterizována inzulínovou rezistencí a poruchou funkce beta-bunìk. Zatímco inzulínová rezistence je èasný fenomén (jako souèást metabolického syndromu), porucha pankreatických beta-bunìk nastupuje pozvolna, ještì pøed nástupem klinických projevù hyperglykemie. Využití glukózy pocházející ze sacharidù v pøijímané potravì a glukózy uvolòované z jaterního glykogenu je regulováno inzulínem. Diabetes mellitus 2. typu je dùsledkem porušené rovnováhy mezi citlivostí na inzulín a sekrecí inzulínu. U diabetu 2. typu chybí adekvátní regulace metabolizace glukózy realizovaná adekvátní sekrecí inzulínu, což vede ke zvýšené glukoneogenezi v játrech a ke sníženému vychytávání kosterním svalstvem. K tomu pøistupuje zrychlené vyprazdòování žaludku a nadmìrná lipolýza v tukové tkáni. Po urèité dobì pankreatické beta-buòky už nedokážou secernovat potøebné množství inzulínu; dochází ke glukózové intoleranci, dále k inzulínové rezistenci a posléze ke klinickému obrazu diabetu 2. typu. S inzulínovou rezistencí bývají sdruženy rùzné klinické syndromy; kromì diabetu 2. typu, obezita, kardiovaskulární choroby (CVD), arteriální hypertenze, nealkoholová steatohepatitida, syndrom polycystic4

Labor Aktuell 02/11

kých ovarií, urèité formy nádorových onemocnìní, spánková apnoe. K mechanismùm spojeným s inzulínovou rezistencí

patøí zvýšení neesterifikovaných mastných kyselin (FFA), aktivace prozánìtlivých cytokinù, adipokinù, mitochondriál-

Obr. 11: Zjednodušené schéma faktorù pøi vzniku diabetes mellitus 2. typu (DMT2)

Obr. 12: Schéma etiopatogeneze diabetus mellitus 2. typu, pøidružené obezity a dyslipidemie (vliv kandidátních genù predispozice)

ní dysfunkce, stejnì jako úèinky glukotoxicity, lipotoxicity a tvorba amyloidových formací v beta-buòkách (Dedoussis GVZ, 2007). Pro upøesnìní diagnózy diabetu 2. typu se v souèasné dobì doporuèuje vyšetøení HbA1c: nad 6,5 % = diabetes mellitus; 5,6 - 6,5 % = prediabetes; pod 5,6 % = diabetes nepotvrzen. Hodnoty HbA1c neovlivòuje bezprostøední dieta, na rozdíl od stanovení glykemie. Stanovení HbA1c má význam pro stanovení rizika vzniku nejen diabetu, ale též kardiovaskulárních chorob nebo ischemické mozkové mrtvice u pacientù bez diabetu (viz ADA 2010; Selvin E, 2010). Podezøelé jsou hodnoty nad 6 % HbA1c (rizikový index pro diabetes má hodnotu - 4,48; pro CVD - 1,78; pro ischemickou mozkovou mrtvici - 2,22). Diabetické geny (viz Dedoussis GVZ, 2007) Patøí sem gen CAPN10 v chromosomu 2, který kóduje kalpain-10, což je ubikvitární cysteinová proteáza. Genetické varianty kalpainu ovlivòují inzulínovou senzitivitu, sekreci inzulínu nebo obojí. Gen KCNJ11 na chromosomu 11 (locus 11p15.1) kóduje Kir6.2, podjednotku ATP-senzitivního K+-kanálu v pankreatických beta-buòkách, který je nezbytný pro regulaci sekrece inzulínu (spøažení bunìèného metabolismu s elektrickou aktivitou membrány). Další gen TCF7L2, nalezený u dánské, islandské a US populace, je sdružený s mikrosatelitním markerem v intronu 3. Zmìny v pøíslušném transkripèním faktoru vedou ke ztrátì správné funkce beta-bunìk nebo k inzulínové rezistenci (Groves CJ, 2006). Z dalších potenciálních genù je to EIF4A2, kódující iniciaèní faktor transα2 (= RNA helikálaèního mechanismu 4α za), participující na regulaci produkce inzulínu v odpovìdi na koncentraci glukózy. Gen HNF4A odpovìdný za tvorbu hepaα tocytového nukleárního faktoru HNF-4α má klíèové postavení ve vývoji a funkci beta-bunìk; gen PTPN1 kódující tyrosinproteinfosfatázu -1B se podílí na inzulínové a leptinové signalizaci. Varianty PTPN1 modifikují lipidový profil, tedy mají vliv na rozvoj metabolického syndromu. Známý je i význam genu PPARG, kódujícího produkci aktivátoru receptoru proliferace peroxisomù PPARγγ, což je transkripèní faktor (aktivovaný mastnými kyselinami, prostanoidy a thiazolidindiony) s pleiotropním úèinkem na bunìènou aktivitu.

Obr. 13: Vliv diabetické dyslipidemie na cévní stìnu a rozvoj aterosklerózy

Diabetická dyslipidemie zahrnuje (viz Sniderman AD, 2009; Katulanda GW, 2010): Hypertriacylglycerolemii Zvýšení apolipoproteinu B (apoB) Zvýšený podíl malých denzních LDL (sdLDL) Snížení HDL-cholesterolu a apolipoproteinu AI(apoAI) Charakteristický pøíznak je normální LDL-cholesterol (pøi zvýšeném apoB) a snížený HDL-cholesterol a zvýšené VLDL; dùležitá je pøevaha znaènì aterogenních sdLDL. Za vìtšinou tìchto abnormalit stojí kaskáda patologických krokù navozená spoleènì inzulínovou rezistencí a dysfunkcí enzymu lipoproteinové lipázy (LPL). Inzulínová rezistence v adipocytech indukuje nadmìrnou lipolýzu aktivací hormon-senzitivní LPL. To vede ke zvýšení hladiny neesterifikovaných mastných kyselin (FFA) v krevní cirkulaci. FFA jsou vychytány v játrech, kde pod vlivem inzulínové rezistence jsou pøíèinou zvýšeného množství apolipoproteinu B (apoB) tím, že je potlaèována jeho degradace. Játra produkují a exportují vyšší množství VLDL èástic bohatých na triacylglyceroly (TG) a více apoB. Za normálních okolností VLDL podléhají na endotelu cévní stìny v tukové a svalové tkáni lipolytickému úèinku LPL; uvolnìné FFA slouží jako energetický zdroj pro svalovou práci, v adipocytech jsou pak skladovány ve formì TG; VLDL èástice se v cirkulaci dále

pøemìòují na IDL a poté LDL èástice. Aktivací LPL se zvyšuje též hladina HDL èástic. U diabetu je však aktivita LPL narušená, což se podílí na zvýšení VLDL èástic bohatých na TG (VLDL-TG), dále na snížení HDL a na relativním snížení LDL èástic. Na tìchto abnormalitách se úèastní významnì též „cholesterol-ester transfer protein“ (CETP). Je to pro-aterogenní protein. Umožòuje transfer cholesterolesteru z HDL-èástic na LDL resp. VLDLèástice výmìnou za triacylglyceroly. To snižuje možnost odstranìní pøebyteèného cholesterolu metabolizací v játrech (Kastelein JP, 2011). Diabetici se vyznaèují zvýšenými hodnotami VLDL se souèasným snížením HDL a také pøítomností „malých denzních LDL“, vzniklých v játrech z VLDL bohatých na TG. Takto se vysvìtluje patogeneze prvních tøí složek diabetické dyslipidemie (viz výše). Ètvrtá složka diabetické dyslipidemie - postprandiální lipemie, charakterizovaná pøetrváváním chylózní plazmy po požití tukù, je zpùsobená jednak nedostateènou aktivitou LPL (pomalé snižování chylomikronemie), jednak poruchou v odstraòování „chylomikronových zbytkù“ játry pro jejich nedostateèné zachycování prostøednictvím specifického heparansulfát-proteoglykanu. Za pro-aterogenní faktory se považuje také porucha funkce „scavengerového“ receptoru B-I (SR-BI). Tento receptor na plazmatické bunìèné membránì s velkou afinitou k lipoproteinu HDL/apoA-I, podporuje obousmìrný pøeLabor Aktuell 02/11

5

jsou to inkretiny jako je liraglutid, agonista receptoru „glukagon-like“ peptidu 1 (GLP-1) a sitagliptin, inhibitor dipeptidylpeptidázy 4 (DPP-4). Podávají se spolu s metforminem a upravují tak toleranci glukózy, podporují nutriènì vyvolanou sekreci inzulínu („inkretinový“ efekt). Urèitou nevýhodou liraglutidu je, že se aplikuje subkutánnì. Snižuje glykemii a hladinu zvýšeného HbA1c. Sitagliptin se užívá perorálnì, ale má menší efekt na úpravu HbA1c. Pùsobí zvýšení hladiny endogenního GLP-1 a „glucose-dependent“ inzulínotropního polypeptidu (= gastric inhibitory polypeptide), které ovlivòují pøíznivì metabolismus lipidù a omezují rovnìž vznik nadváhy (Pratley RE, 2010; Holst JJ, 2002). sun cholesterolu mezi krevní plazmou a intracelulárním prostorem bunìk. Jeho deficience (prokázáno u myší) zvyšuje hladinu HDL-cholesterolu, a to ve frakci HDL èástic velmi bohatých na cholesteryl-estery, které jsou výraznì pro-aterogenní. Pøenos cholesterolu (resp. reverzní transport cholesterolu) je úzce spojený s aktivitou CETP. Genetická mutace (ztráta funkce genu SR-BI P297S) ovlivòuje odstraòování pøebyteèného cholesterolu z organismu a navozuje pro-aterogenní situaci u takto postižených pacientù (viz El Bouhassani M, 2011). Zmìny v metabolismu u diabetického srdce Hlavní metabolickou zmìnou, kterou se vyznaèuje myokard diabetika, je pokles oxidace glukózy a laktátu cestou Krebsova cyklu trikarboxylových kyselin pro snížení aktivity mitochondriální oxidaèní dekarboxylace pyruvátu. Klíèovým enzymem této dekarboxylace vedoucí ke vzniku acetyl-CoA je pyruvátdehydrogenázový komplex (PDH). Aktivita PDH je ovlivòována (regulována) øadou dalších mechanismù jako je PDH-kináza, která fosforyluje a tím inaktivuje tento enzym, a dále PDH-fosfatáza, která jej opìt reaktivuje defosforylací. Zvýšená hladina cirkulujících mastných kyselin (FFA) a ketolátek a zvýšená intramitochondriální koncentrace acetyl-CoA, která se objevuje u diabetikù, potlaèuje aktivitu PDH jednak pøímo, jednak stimulací její fosforylace. Když myokard zvýšenì pracuje, jeho kontrakce je podporovaná beta-adrenergní stimulací, kdy normální srdeèní sval utili6

Labor Aktuell 02/11

zuje laktát. Naproti tomu diabetické srdce nevykazuje výraznìjší vychytávání laktátu pøi zvýšené námaze. Pokusy na zvíøatech prokazují, že základní metabolická porucha postihující diabetické srdce je neschopnost oxidovat pyruvát nikoliv narušení mechanismu glykolýzy. U diabetického pacienta stoupá jak hladina neesterifikovaných mastných kyselin, tak jejich esterù (triacylglycerolù). Utilizace triacylglycerolù se však snižuje, zatímco oxidace mastných kyselin se zvyšuje. To má za následek zvýšení obsahu triacylglycerolù v myokardu diabetika. Pokles oxidace glukózy není zpùsobený zvýšenou hladinou cirkulujících neesterifikovaných mastných kyselin, ale “upregulací“ PDH-kinázy a tím inhibicí pyruvátdehydrogenázy (= snížení oxidaèní dekarboxylace pyruvátu). Onemocnìní srdeèní komory u diabetika mùže být zpùsobené z jiné pøíèiny než pro ischemickou chorobu navozenou zúžením koronárních tepen - jde o diabetickou kardiomyopatii, která se zlepšuje po úpravì nežádoucí hyperglykemie. Zvýšená hladina cirkulujících neesterifikovaných mastných kyselin a hrazení energie v myokardu zvýšeným podílem beta-oxidace mastných kyselin zhoršuje proces kontrakce kardiomyocytu a navozuje arytmie pøi i po ischemických atakách. Stimulace aktivity pyruvátdehydrogenázového komplexu (PDH) zlepšuje uzdravování z ischemie. Z nových lékù, které pomáhají upravit metabolické poruchy pøi diabetu 2. typu,

2. Obezita Obezita je patologický stav nadmìrného zmnožení tukové tkánì. Dnes se považuje za závažné onemocnìní, které zejména v rozvinutých zemích dostává epidemický charakter a které nutno vèas léèit. Kupø. ve Spojených státech trpí nadváhou nebo obezitou dvì tøetiny populace; v roce 2015 se pøedpokládá zvýšení na tøi ètvrtiny. V ÈR to je asi jedna polovina. Závažná je skuteènost, že pøibývá dìtí s obezitou (v USA je 16 % dìtí a dospívajících s nadváhou nebo obézních). Obezita bývá èasto definována jako nárùst tìlesné hmoty nad fyziologické limity v dùsledku nahromadìní tukových zásob. Na tìlesné hmotnosti se však z velké èásti projevuje hmota kostí a kosterního svalstva a tìlesnou hmotnost je nutno porovnávat s velikostí povrchu tìla. Toto kritérium obsahuje tzv. body mass index - BMI = kg tìlesné hmotnosti na/m2 tìlesné výšky. Za rizikovou hodnotu (= nadváha) se považuje zvýšení BMI nad fyziologickou hodnotu o 20 %, tj. BMI >27,8 kg/m2. Podle kritérií WHO (r. 1985) je obezita definována jako zvýšení BMI nad 30,0 kg/m2 u mužù a nad 28,6 u žen; definice byla dále upøesnìna tak, že hodnota nad 25 je oznaèována jako nadváha, hodnota nad 30 jako obezita. Dalším kritériem je obvod tìla v pase; za normální se považuje hodnota u mužù <94 cm a u žen <80 cm; hodnoty u mužù 95 - 102 cm, u žen 80 - 94 cm znamenají mírné riziko a hodnoty u mužù nad 102 cm a u žen nad 94 cm výrazné riziko. Limity jsou však rùzné u rùzných etnických skupin. V souèasné dobì se však za validnìjší an-

tropometrické indikátory metabolického rizika považují indexy, obvod pasu/obvod bokù nebo obvod pasu/výška tìla (Schneider HJ, 2011). Myšlenka, že nìkteøí lidé se rodí s tendencí k tloustnutí, není nová. Zatím však populaèní genetické studie kandidátní

geny zkoumají. Nejslibnìjšími jsou locus 1p36 (gen pro receptor TNF-alfa, D1S468), dále 2q14 (gen sdružený s vysokou hladinou triacylglycerolù D2S410) a 6q27 (locus sdružený s tranzientním neonatálním diabetem mellitem). Mutace v leptinovém systému (leptin, jeho receptor, POMC a MSH receptor)

Obr. 14: Inzulínová rezistence v buòkách kosterního svalu a zvýšený obsah cirkulujících mastných kyselin

Obr. 15: Schéma mechanismu regulace pøíjmu a výdeje energie NPY=neuropeptid Y; AGPR=receptor agouti related peptidu; α-MSH=melanocyty-stimulující hormon; CART=kokainem a amfetaminem regulovaný transkript; CRH=kortikotropin uvolòující hormon; NE=norepinefrin; GLP-1=glukagon-like peptid 1; 5-HT=5-hydroxytryptamin; CCK=cholecystokinin

jsou vzácné. Obezitu neprovází nedostatek leptinu (jak se døíve myslelo), naopak spíše zvýšená hladina; jeho nedostateèný úèinek nutno hledat v rezistenci vùèi leptinu. Mutace (Trp64Arg) genu pro β3-adrenergní receptor v tukové tkáni, který reguluje metabolismus lipidù a termogenezi, se vyskytuje ve vysoké frekvenci u Pima Indiánù a též u obézních jedincù v jiných populacích. Signalizace pùsobí pøes G-proteiny, které jsou spoleèné pro signalizaci øady jiných receptorù. Mutace (Pro12Ala) nukleárního receptoru PPARγγ (jde o receptor dùležitý pro adipogenezi a inzulínovou signalizaci) ovlivòuje pravdìpodobnì BMI u lidí s predispozicí k obezitì. Obezita je sdružená s biochemickým „milieu“, které také negativnì ovlivòuje plodnost u žen i u mužù. Tento efekt se mùže projevit v další generaci, tj. u novorozencù obézních žen s gestaèním diabetem (GDM) (Mahmood TA, 2009). Dìti tìchto matek mají zvýšené riziko vzniku obezity, projevù metabolického syndromu a diabetu 2. typu. Není-li obezita dìtí a mladistvých vèas léèena, pøináší to závažné komplikace v pozdìjším vìku (Pergher RN, 2010; Nardini R, 2010). Metabolický syndrom, který u dìtí obezitu provází, vychází ze stejné definice (obsahuje stejné komponenty) jako u dospìlých; má však jiná kvantitativní kritéria, která bude nutno upøesnit pro rùzné vìkové a populaèní skupiny (Steinberger J, 2010; Holst-Schumacher I, 2009). V roce 2007 byl objevený na základì vyšetøení SNP polymorfismu gen FTO (Fat mass and obesity), který je sdružený s BMI a rizikem obezity, alespoò v modelových experimentech u myší (viz Fawcett KA, 2011). Tento gen pravdìpodobnì participuje na kontrole pøijímání potravy a výdeji energie. Jaký je mechanismus tohoto vlivu není ještì objasnìné. Uvažuje se také o vlivu na expresi genu RPGRIPIL v sousedící oblasti genomu. Inzulínová rezistence bunìk kosterního svalstva patøí mezi hlavní faktory provázející obezitu a diabetes 2. typu. Zvýšená tìlesná aktivita zvyšuje senzitivitu na inzulín (Benton CR, 2008). Klíèovým vyvolávacím mechanismem je porušený metabolismus neesterifikovaných mastných kyselin (Obr. 14). Adipokiny regulují svalový metabolismus a inzulínovou senzitivitu skeletálního svalstva. Leptin a adiLabor Aktuell 02/11

7

ponektin zvyšují oxidaci mastných kyselin (FFA) a snižují ukládání triacylglycerolù ve svalech (Dyck DJ, 2009). Podílí se na tom inzulínová rezistence, která ovlivòuje expresi tìchto cytokinù. Zvýšená hladina FFA v plazmì a pøedevším zvýšená koncentrace transportéru (translokázy) mastných kyselin (FAT/CD36) v plazmatické membránì adipocytù zpùsobují akumulaci intramuskulárních lipidù pøi dietì bohaté na tuky u obezity. Dalším faktorem, který ovlivòuje lipogenezi a další mechanismy spojené s energetickým metabolismem, jsou SREBPs - „sterol regulatory element-binding proteins“, což jsou lipidové transkripèní faktory participující na syntéze cholesterolu a mastných kyselin (aktivace pøíslušných genù) (Shimano H). Obezita je sdružená se stavem mírného chronického zánìtu. Centrální tuková tkáò obézních jedincù je charakterizována progresivní infiltrací makrofágy (významný iniciátor zánìtlivé reakce). Bylo prokázáno zvýšení èetných mediátorù zánìtlivé reakce jako je TNF-alfa, CRP, interleukin-6, myeloperoxidáza z neutrofilních leukocytù.

K léèení obezity, která je závažným problémem v øadì populací, je tøeba pøistupovat individuálnì. Kromì nízkokalorické diety za souèasného zvýšení pohybové aktivity je možné podávání lékù s rùzným mechanismem úèinku: orlistat inhibitor pankreatické lipázy; rimonabant - selektivní antagonista kanabinoidního receptoru typ 1; lorcaserin - agonista receptoru pro 5-hydroxytryptamin (pro možné riziko zvýšeného výskytu adenokarcinomu mléèné žlázy doporuèen FDA ke stažení) a øada dalších, jako je analog „glucagon-like peptide 1“ liraglutid, analog amylinu davalintid, inhibitor zpìtného vychytávání monoaminù tesofensin; dále kombinace lékù: pramlintid a metreleptin, phentermin a topiramat, buprion a naltrexon nebo zonisamid (Kaplan LM, 2010; Halford JC, 2010). Farmakoterapie má potlaèit návyk k nekontrolovanému pøejídání, vìtšinou podmínìnému geneticky. Morbidní obezitu (více než dvojnásobek normální hmotnosti) je možno léèit bariatrickou chirurgií. Pøi vzniku obezity (kromì øady dalších faktorù) hraje dùležitou úlohu endokanabinoidní systém jako souèást homeostázy energetického metabolismu, která kontroluje adekvátní pøíjem potravy ve vztahu k tvorbì a výdeji metabolické energie (Nunn AV, 2009).

Obr. 16: Zjednodušený mechanismus vlivu inzulínové rezistence a dyslipidemie na vznik kardiovaskulárního onemocnìní Inzulínová rezistence zvyšuje uvolòování neesterifikovaných mastných kyselin (FFA) z adipocytù do cirkulace; to vede ke zvýšenému pøesunu FFA do jater, ke stimulaci tvorby VLDL a èástic bohatých na triacylglyceroly (TG). VLDL pak stimulují výmìnu - cholesterol-esterù (ChE) jak z HDL, tak z LDL za TG z VLDL úèinkem cholesterol-ester-transportního proteinu (CETP). ApoA-I z HDL èástic obohacených o TG se uvolòuje do plazmy, odkud je ledvinou vyluèován moèí, èímž se snižuje množství HDL pro reverzní transport cholesterolu do jater. Lipoproteinová a hepatální lipáza uvolòují TG z LDL-TG èástic, které se stávají menší; vznikají tzv. malé denzní LDL (sdLDL), které pronikají snadnìji cévní stìnou, podléhají oxidaènímu stresu a pøispívají významnì ke vzniku ateromù.

8

Labor Aktuell 02/11

Poznámka: FDA však pozastavila prodej a doporuèila k dalšímu prošetøení aplikaci sibutraminu, lorcaserinu i kombinaci phentermin + topiramat pro øadu nežádoucích úèinkù. Ponechala zatím jediný preparát: orlistat a testuje se kombinace naltrexon/buprion (léky pùvodnì užívané pøedevším v psychiatrii; jako vedlejší úèinek bylo též pozorováno menší snížení tìlesné hmotnosti).

Pøi léèení obezity hypokalorickou dietou jsou indikátorem (biomarkery) úspìšnosti terapie, respektive známkou k pozdìjšímu návratu pùvodní nadváhy, pøedevším dva hormony: leptin a ghrelin. Leptin je produkován primárnì adipocyty a potlaèuje chu k jídlu, kdežto ghrelin se vyluèuje pøedevším v žaludku a stimuluje apetit. Obézní jedinci, kteøí mají pøed léèením hypokalorickou dietou vyšší plazmatickou hladinu leptinu a nižší hladinu ghrelinu, mají vyšší riziko opìtného návratu k pùvodní nadváze (Barclay L, 2010; Crujeiras AB, 2010). 3. Kardiovaskulární choroby Energetické zmìny v prùbìhu ischemie myokardu Pøi ischemii myokardu dochází ke zmìnám ve využívání energetického substrátu; souèasnì stoupá podíl anaerobní glykolýzy a klesá podíl úplné oxidace glukózy v citrátovém cyklu, která je energeticky výhodnìjší. Snížený prùtok krve koronárními arteriemi zpùsobuje zvýšenou tvorbu a nahromadìní laktátu v tkáních a zvýšenou glykogenolýzu. Vzniklá hyperglykemie èásteènì kompenzuje u diabetika snížený transport glukózy do bunìk srdeèního svalu. Je to zpùsobeno sníženou expresí genu (snížení transkripce mRNA) navozujícího syntézu glukózového transportního proteinu v kardiomyocytu. Endotelová dysfunkce má klíèové postavení v patogeneze aterosklerózy koronárních cév. Pravidelné tìlesné cvièení zlepšuje jejich funkci. Molekulový mechanismus tohoto úèinku spoèívá ve zvýšení produkce endotelového oxidu dusnatého (NO) a ve fosforylaci endotelové NO-syntházy (eNOS). K tomu ještì pøispívá potlaèení exprese AT1-receptoru a NAD(P)oxidázy, což má za následek pokles lokální produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a snížení pøedèasného rozpadu NO; zlepšuje se tak vazodilatace. Pozitivní efekt

Obr. 17: Vliv lipoproteinové fosfolipázy A2 (Lp-PLA2) na vývoj ateromového plátu

pravidelného cvièení se projevuje též v délce telomerù, jejichž dostateèný poèet na konci genomové DNA je nutný pro replikaci a tedy sebeobnovu poškozených nebo stárnoucích bunìk (možnost urèité revaskularizace). Naopak oxidaèní stres a chronický zánìt zkracují délku telomerù: Zvyšuje se pøedèasný rozpad NO a produkce prozánìtlivých molekul, snižuje se produkce prostacyklinu, zvyšuje se tvorba thromboxanu-2 a endothelinu-1, dochází k podpoøe interakce monocytù s endotelovými buòkami a k navození apoptózy. V patogeneze kardiovaskulárních onemocnìní hraje klíèovou úlohu zánìtlivá reakce cévního endotelu. Cirkulující markery zánìtu pøedpovídají riziko tohoto patologického stavu. Mezi nì se kromì C-reaktivního proteinu øadí též lipoproteinová fosfolipáza A2 (Lp-PLA2) (známá také jako „platelet activating factor acylhydrolase“). Jde o enzym vyplavovaný z makrofágù pøi tvorbì ateromového plátu, kde pùsobí jako hydroláza na fosfolipidy oxidovaných malých denzních LDL èástic za vzniku prozánìtlivých a proaterogenních poduktù jako je lysofosfatidylcholin (LysoPC) a oxidované mastné kyseliny (OxFFA). Kromì toho svojí hydrolytickou aktivitou ztenèuje fibrózní èepièku ateromového plátu a usnadòuje tak jeho protržení s následným vyplavením nekrotického obsahu do lumen cévy a trombotizací (Sudhir K, 2005). Èást Lp-PLA2 se dostává do krevní cirkulace, kde se váže (80 %) na LDL èástice (Obr. 17). Úèinek faktorù chronického zánìtlivého procesu a lipidových komponent na cévní endotel a progrese aterosklerózy

jsou vzájemnì provázány. Bylo zjištìno (viz Krysiak R, 2010), že zvýšená sekrece prozánìtlivých cytokinù jako je TNF-α, interleukin-1β, interleukin-6 a MCP-1 provází prediabetes (poruchy metabolismu glukózy) a dyslipidemii u rozvoje aterosklerózy. Proto rizikové faktory lipidového metabolismu je tøeba posuzovat spoleènì s dalšími faktory (biomarkery zánìtlivé reakce nebo poruch koagulace) podílejícími se na patologických zmìnách kardiovaskulárního systému. Velmi užiteèné a dùležité je vyšetøení hsCRP a NT-proBNP; doporuèováno je dále stanovení cystatinu C, Lp-PLA2, popøípadì vyšetøení „mid-regionálního“ pro-adrenomedulinu, „mid-regionálního“ pro-atriálního natriuretického peptidu (Melander O, 2009). Frakce molekuly plazmatického fibrinogenu (C-terminální fragment) obsahující variantní peptidový øetìzec tzv. „fibrino-

gen-gamma´“ pozmìòuje tvorbu i strukturu fibrinu a zasahuje tak do procesu koagulace (Cooper AV, 2003; Cheung EV, 2009). Gamma-øetìzec molekuly „zralého“ fibrinogenu, což je dimer komplexu tøí peptidových øetìzcù, tvoøí 8 - 15 % plazmatického fibrinogenu; obsahuje vazebné místo pro trombin a faktor XIII (= pro-transglutamináza). Variantní „gamma“-øetìzec má toto vazebné místo pro trombin inaktivní, takže pøi srážení krve je proces pøemìny na fibrin zpomalen. Kromì toho „gamma“-øetìzec také navozuje dysfunkci endotelové bariéry, zvyšuje její permeabilitu alterací receptoru extracelulárního integrinu s následnou RhoA-signalizací (Mingzhang Guo, 2009). Zvýšená hladina fibrinogenu-gamma´ je sdružena se zvýšeným rizikem infarktu myokardu a s hlubokou žilní trombózou (Mannila MN, 2007). Genomický výzkum identifikoval jako první gen sdružený s rizikem pøedèasného vzniku onemocnìní koronárních cév lokus 9p21. Ukázalo se však, že tento gen leží v nekódující oblasti DNA (viz Visel A, 2010 a Pennacchio L, 2010), kde nejsou v sousedství žádné geny, tedy oblast „genové pouštì“ v genomu. Modelové experimenty na „knock-out“ myších neprokázaly žádný pøímý vztah k ateroskleróze nebo ke kardiovaskulárnímu onemocnìní. Dr. Pennacchio vysvìtluje to tak, že „rizikovᓠvarianta 9p21 nepùsobí na kardiovaskulární systém prostøednictvím známých rizikových faktorù jako hyper-

Labor Aktuell 02/11

9

tenze nebo zvýšení cholesterolu. Bylo však prokázáno, že tato nekódující oblast dramaticky redukuje, asi o 90 %, expresi dvou genù inhibitorù bunìèného cyklu dìlení (inhibitorù cyklin-dependentních kináz), a to Cdkn2a a Cdkn2b, vzdálených od jejich lokusu 100 000 bází. Z toho objevu vyplynulo, že riziko variant 9p21 spoèívá pravdìpodobnì v pozmìnìné expresi faktorù Cdkn2a/b, které mìní dynamiku proliferace vaskulárních bunìk a tím i progresi kardiovaskulárního onemocnìní. Populaèní studie (Palomaki G, 2009) prokázala, že variantní lokus 9p21 má ètvrtina vyšetøovaných jedincù, ètvrtina ho nemá vùbec, ètvrtina dvì alely a ètvrtina jednu alelu. Zvýšené riziko pøedèasných projevù aterosklerózy a kardiovaskulárního onemocnìní (OR 1,25) mají pøedevším jedinci s dvìma alelami. Z dalších lokusù ovlivòujících kardiovaskulární riziko je to chromozomová oblast 1p13 (gen pro LDL) a 6q26, což je gen LPA kódující tvorbu Lp(a); má dvì varianty sdružené s aterotrombotickým rizikem (OR 1,7 a OR 1,92). Obì varianty se vyznaèují zvýšenou hladinou Lp(a) a redukovaným poètem kopií malých molekul Lp(a) (Farrel M, 2009). Velikost molekuly Lp(a) ovlivòuje poèet „kringle IV-2 domén“ diktovaných pentanukleotidovou (TTTTA) sekvencí v LPA genu (Sun L, 2003). Velká studie GWAS (Genome-wide association studies) identifikovala dosud 95 variantních genù nebo chromozomálních lokusù sdružených s metabolismem lipidù a výskytem kardiovaskulárních onemocnìní. Mezi novìji objevené patøí lokusy

Obr. 18: Schéma vzniku kardiometabolického rizika

v blízkosti genù CYP7A1, NPC1L1 a SCARB1 a dále GLANT2, PPP1R3B a TTC39B (Teslovich TM, 2010; Musunuru K, 2010). SNP polymorfismus nekódující varianty rs599839 chromozomálního lokusu 1p13.3 je sdružen s nižší hladinou LDL-cholesterolu a s nižším výskytem kardiovaskulárních chorob. Mechanismus spoèívá v ovlivnìní vazebného místa transkripèního faktoru regulujícího aktivitu genu SORT1 kódujícího sortilin, který zpùsobuje zvýšené vychytávání cirkulujícího LDL-cholesterolu buòkami (Linsel-Nitschke P., 2010). Dalších 11 novì definovaných lokusù zahrnují varianty sdružené s hodnotami LDL-cholesterolu v blízkosti genù

ABCG8, MAFB, HNF1A a TIMD4; pro HDL-cholesterol jsou to lokusy v sousedství ANGPTL4, FADS1-FADS2-FADS3, HNF4A, LCAT, PLTP a TTC39B. Ovlivnìní triacylglycerolù je záležitostí variantních lokusù u genù AMAC1L2, FADS1FADS2-FADS3 a PLTP (Kathiresan S, 2009). Nová oblast s mírným rizikovým fenotypem (asi 19% riziko) pro výskyt koronární aterosklerózy je pøisuzována lokusu ADAMATS7. Naopak asi o 20 % snižuje riziko pøítomnost krevní skupiny 0. Souvisí to s deficiencí enzymu glykotransferázy, pøenášející antigenní glykoproteiny A nebo B na membránu erytrocytù. Vysvìtluje se to tím, že deficit (nepøítomnost antigenu A nebo B) snižuje koagulaèní aktivitu von Willebrandova faktoru (Reilly MP, 2011). Poznámka: Byla popsána též klinická situace, u níž jsou lipidové komponenty (VLDLApoB a LDL-cholesterol) výraznì sníženy familiární hypobetalipoproteinemie. Poslední výzkum (Musunuru K, 2010) prokázal, že jde o geneticky heterogenní skupinu pacientù.

Faktory ovlivòující vznik kardiovaskulárního rizika jsou shrnuty na schématu (Obr. 18). Zvýšený postprandiální apolipoprotein B48 bývá sdružen s asymptomatickou periferní arteriální chorobou u pacientù s diabetem 2. typu (Valdivieso P, 2010). (pokraèování)

10

Labor Aktuell 02/11