- 疾病机制
- 王建枝 吴立玲 陈琪
- 9902字
- 2020-08-28 08:40:24
第二节 血脂代谢异常
血脂代谢异常是脂代谢失调的主要表现形式,机体血脂水平高于正常上限即为高脂血症也称高脂蛋白血症。我国一般以成人空腹血总胆固醇(total cholesterol,TC)≥6.22mmol/L(240mg/dl)和(或)甘油三酯≥2.26mmol/L(200mg/dl)为高脂血症的标准。目前对低脂血症时血脂水平没有统一的标准,临床诊断中通常以血浆总胆固醇低于 3.10mmol/L(120mg/dl)为主要判断标准(表4-1)。
表4-1 高脂蛋白血症分型表
一、高脂蛋白血症
(一)病因及影响因素
高脂蛋白血症主要由三方面因素引起:营养、遗传(基因突变及基因多态性)、代谢性疾病和其他疾病。年龄,不健康的生活方式如缺乏运动和酗酒等因素也可引起高脂蛋白血症。目前,随着人们生活质量的提高,机体营养摄入与消耗的失衡已经成为诱发高脂蛋白血症的主要影响因素。
1.遗传性因素
遗传是导致脂代谢失调的最重要的内在影响因素,其中包括单基因突变导致的严重血脂异常和由遗传异质性引起的血脂异常。某些脂蛋白受体(如 LDLR)、脂蛋白代谢酶(如 LPL)和载脂蛋白(如ApoCⅡ、ApoAⅠ、ApoAⅤ、ApoB100、ApoCⅢ和ApoE)等的遗传性缺陷都能干扰脂蛋白的代谢,导致高脂蛋白血症。
(1)LDLR基因异常:
LDLR是细胞表面的一种糖蛋白,能识别和结合含ApoB100和ApoE的脂蛋白残粒(如 CM残粒、VLDL残粒)及 LDL,摄取胆固醇进去细胞内进行代谢。LDLR基因的各种类型突变引起的受体功能障碍均可导致血浆胆固醇水平明显增加,是家族性高胆固醇血症发生的主要原因。
(2)ApoB100基因异常:
ApoB是 LDL颗粒上的主要载脂蛋白,也是LDLR的配体,其主要功能是结合和转运脂质,介导血浆LDL的降解与清除,在体内胆固醇代谢平衡中起重要作用。ApoB基因突变及基因多态性与血脂代谢失调关系密切,家族性载脂蛋白B100缺乏症(familial defective ApoB-100,FDB)是由于 2号染色体上的 ApoB基因突变造成ApoB100上3500位的精氨酸被谷氨酸所置换,因而影响了LDL的分解代谢。
(3)ApoE基因异常:
ApoE在 CM和 VLDL残粒清除的过程中起重要作用。ApoE基因的多态性和基因插入与缺失均可改变ApoE分子的结构、分泌速率、释放入血及其功能状态,进而影响 CM和VLDL残基的分解代谢。以ApoE2纯合子为例,由于其与LDL受体的亲和力仅有ApoE3的1%~2%,在其他一些遗传和环境因素影响下,引起VLDL过度生成或LDL受体活性减少时,可引起家族性异常β-脂蛋白血症等。
(4)LPL基因异常:
LPL是血液中主要的脂解酶,也是清除血浆脂蛋白中甘油三酯的限速酶。已证实LPL缺陷可导致Ⅰ或Ⅴ型高脂蛋白血症。LPL最大活性的表达依赖于ApoCⅡ的激活,ApoCⅡ缺陷与LPL缺陷一样都可因为甘油三酯的水解障碍而引发高甘油三酯血症。
此外,枯草溶菌素转化酶 9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9,PCSK9)、ATP 结合盒转运体G5(ATP-binding cassette transporter G5,ABCG5)和ATP结合盒转运体G8(ATP-binding cassette transporter G8,ABCG8)、LCAT、衔接子蛋白、胆固醇 7α-羟化酶1、脂酶成熟因子1等的基因突变均可导致血脂代谢失调。
2.营养性因素
在影响血脂水平的诸多因素中,营养是最重要的环境因素。饮食中的胆固醇和饱和脂肪酸含量高均可导致血浆胆固醇水平升高。血浆甘油三酯水平也与饮食结构相关,例如,进食糖的比例过高,引起血糖升高,刺激胰岛素分泌增加,胰岛素可促进肝脏合成甘油三酯和VLDL增加,因而引起血浆甘油三酯浓度升高。高糖饮食还可诱发ApoCⅢ基因的表达,使血浆 ApoCⅢ浓度升高,而ApoCⅢ是LDL的抑制因子,可造成LPL的活性降低,从而影响CM和 VLDL中甘油三酯的水解,引起高甘油三酯血症。
3.疾病性因素
(1)糖尿病:
糖尿病患者尤其是血糖水平控制不良者常有Ⅳ型高脂蛋白血症。1型糖尿病由于胰岛素缺乏,LPL活性受到抑制,使CM在血浆中聚积,可伴有高甘油三酯血症。2型糖尿病常有胰岛素抵抗,内源性胰岛素过多分泌,引起高胰岛素血症,继而减弱胰岛素对LPL的激活作用,引起甘油三酯水平升高。
(2)肾病:
肾病综合征时发生高脂蛋白血症是由于脂蛋白合成增加和降解障碍双重机制引起,主要变现为血浆VLDL和LDL升高,呈Ⅱb或Ⅳ型高脂蛋白血症;而肾衰竭、肾移植术后的患者常出现血浆甘油三酯升高、HDL降低。
(3)甲状腺功能减退症:
周围末梢血中的甲状腺激素水平直接影响脂质代谢的各个环节,甲状腺功能减退时,脂质代谢紊乱或相关因素异常主要表现为高胆固醇血症、高甘油三酯血症、高 VLDL、高LDL、低LDL受体活性、低LPL活性等。
血脂异常还可见于异型蛋白血症(如系统性红斑狼疮、多发性骨髓瘤)、肝胆系统疾病(如各种原因引起的胆道阻塞、胆汁性肝硬化)、胰腺炎、糖原贮积症(Ⅰ型)等。
4.其他因素
(1)酗酒:
酗酒是导致血脂异常的危险因素。酒精可增加体内脂质的合成率,降低 LPL的活性,使甘油三酯分解代谢减慢,导致高甘油三酯血症。酗酒还会引起 LDL和 ApoB显著升高,而 HDL和ApoAⅠ显著降低,导致胆固醇代谢紊乱。此外,酗酒还会引起脂蛋白过氧化情况的发生,导致循环中氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,oxLDL)浓度升高。
(2)缺乏运动:
习惯于久坐不动的人血浆甘油三酯水平比坚持体育锻炼者要高,体育锻炼可增加LPL的活性,升高HDL水平特别是HDL2的水平,并降低肝脂肪酶活性。长期坚持体育锻炼,还可以使外源性甘油三酯从血浆中清除增加。
(3)年龄:
年龄也是影响血脂水平的一个重要因素,随着年龄的增加,LPL活性减退、肝细胞表面的LDL受体的活性和数量均降低,使LDL分解代谢率降低。老化的肝细胞还降低饮食诱导的ApoB合成,导致血浆甘油三酯水平升高。
此外,长期的精神紧张、吸烟、体重增加以及药物等多种因素均可引起血脂异常。
(二)高脂蛋白血症的发生机制
脂代谢是一个脂质的外源性摄取、内源性合成以及机体内脂蛋白、受体和酶相互作用的复杂过程。正常情况下,血脂的吸收合成与分解利用保持动态平衡状态,使血脂含量的变动稳定在一定的范围内。当脂质摄取、脂蛋白合成与代谢及转运等过程发生障碍时,超出动态调节范围,即导致血脂代谢失调。
高脂蛋白血症根据其发生机制可分为:继发性高脂蛋白血症(由全身性疾病所致)、原发性高脂蛋白血症(由脂蛋白代谢相关基因突变,或与环境因素相互作用引起),其中以原发性高脂蛋白血症占主导(图4-3)。
图4-3 高脂蛋白血症发生的机制
1.外源性脂质或其他相关物质摄取增加
(1)饮食脂质含量高:
饮食中脂质主要包括甘油三酯、胆固醇和磷脂,食物源性胆固醇占机体胆固醇来源的三分之一。不同个体对食物源性脂质的摄取差别很大,从 25%到 75%不等。健康年轻男、女性每天外源性胆固醇摄入量增加100mg,血液胆固醇水平分别增加 0.038mmol/L(1.47mg/dl)和0.073mmol/L(2.81mg/dl)。机体可通过调节内源性胆固醇合成减少来平衡外源性胆固醇摄取的增加。长期的高脂饮食可从三方面导致血脂增高:①促使肝脏胆固醇含量增加,LDL受体合成减少,脂质代谢减少;②饮食中大量甘油三酯的摄取,使得小肠经外源性途径合成CM大量增加;③促使肝脏经内源性途径合成VLDL增加。
(2)饮食饱和脂肪酸含量高:
一般认为饱和脂肪酸摄入量占摄入能量的百分比每增加一个单位,血液总胆固醇含量将增加 0.052mmo/lL(2.01mg/dl),其中主要为LDL。在饱和脂肪酸中,月桂酸(12∶0)升高胆固醇效果最明显,其次是肉豆蔻(14∶0)和棕榈酸(16∶0),长链硬脂酸(18∶0)几乎没有效果。饱和脂肪酸摄入增加引起胆固醇增高的机制主要在于:①降低细胞表面LDL受体活性;②增加含ApoB脂蛋白的产生。饮食中胆固醇含量高和ApoE4基因型有助于饱和脂肪酸的升胆固醇效果。
(3)肠道脂质摄取增加:
肠道脂质摄取主要与肠黏膜上皮细胞表达的三种蛋白有关:尼曼-匹克C1型类似蛋白 1(Niemann-Pick type C1 Like 1,NPC1L1)、ABCG5和 ABCG8。正常情况下,ABCG5和 ABCG8能把吸收的几乎全部植物固醇重新排放回肠腔,使得谷固醇等植物固醇经肠道吸收很少(5%),并促使肝脏优先分泌植物固醇到胆汁。当ABCG5或ABCG8基因突变时,植物固醇在肠腔的吸收成倍增加,胆固醇吸收中度增加,导致谷固醇血症发生,主要表现就是血液谷固醇含量显著增加,伴有LDL的增加。NPC1L1的作用是参与肠道脂质吸收,抑制肠道NPC1L1基因表达能显著降低胆固醇的吸收和血液胆固醇水平,但已报道的NPC1L1基因突变似乎对肠道胆固醇吸收影响不大,而主要是导致总胆固醇、磷脂、糖脂、神经鞘磷脂等脂类沉积于溶酶体。
2.内源性脂质合成增加
肝脏是内源性脂质合成的主要部位,占机体三分之二的胆固醇、甘油三酯、大部分载脂蛋白如 ApoB100、ApoC和 ApoE等均在肝脏合成。肝脏脂蛋白合成增加的机制主要包括:①摄入高糖、高饱和脂肪膳食后,肝脏胆固醇合成限速酶羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase,HMGCoAR)的活性抑制作用增加,胆固醇合成增加;②血液中胰岛素及甲状腺素增多时,能诱导肝HMGCoAR表达增加,胆固醇合成增加;③血液中胰高血糖素及皮质醇减少时,其对HMGCoAR的活性抑制作用减弱,胆固醇合成增加;④肥胖或胰岛素抵抗等因素导致脂肪动员时,大量FFA释放进入血液循环,肝脏以其为底物合成VLDL增加。近来发现肠道也是内源性脂质尤其是 HDL合成的重要部位,但其在高脂蛋白血症发生中的病理生理学意义尚不清楚。
3.脂质转运或分解代谢异常
血脂代谢的实质就是血液脂蛋白代谢,参与这一代谢过程的主要因素是载脂蛋白、脂蛋白受体和脂酶等。遗传或环境因素对这些蛋白表达或活性的影响最终都将导致脂质转运或分解代谢障碍。脂质转运和分解代谢过程中,CM和VLDL及其受体主要转运和代谢甘油三酯,LDL及其受体主要转运和代谢胆固醇,HDL则在胆固醇逆转运中起着关键作用。
(1)CM和VLDL转运与分解代谢异常:
虽然CM和VLDL分别在肠道和肝脏合成,并有不同的转运与代谢途径,但由于两者都富含甘油三酯,所以在转运与分解代谢异常方面有些共同的机制。LPL是分解脂蛋白中所含甘油三酯的限速酶,是代谢富含甘油三酯的CM和VLDL的决定性因素。①LPL表达与活性异常。LPL基因突变可引起LPL活性降低或不能表达正常LPL,引起CM代谢障碍,导致高甘油三酯血症出现;同时CM和VLDL代谢障碍造成磷脂和载脂蛋白向 HDL转移减少,HDL生成减少,含量降低。胰岛素是调节LPL活性的重要因素,可以激活脂肪组织中LPL的活性,而对骨骼肌中LPL的活性有抑制作用。②胰岛素抵抗或胰岛素缺陷型糖尿病表达与活性异常。ApoCⅡ是LPL发挥活性所必需的辅因子,ApoCⅢ则对LPL活性有一定抑制作用,ApoCⅡ/ApoCⅢ比值对 LPL活性有着显著影响。基因突变造成ApoCⅡ表达减少或功能异常,LPL不能被充分激活,CM和 VLDL中甘油三酯分解受阻,使得CM和VLDL水平上升。肾病综合征时,LCAT活性降低,使 HDL 3向HDL 2转变减少,HDL 2作为 ApoCⅡ最有效的运输载体,其水平的降低将直接导致ApoCⅡ含量降低。③ApoE基因多态性。ApoE有三个常见的等位基因E2、E3和E4,ApoE结合的受体包括 ApoE受体和LDL受体,其中ApoE2与两个受体的结合力都差,使得含有ApoE的脂蛋白CM和VLDL分解代谢障碍。
(2)LDL转运与分解代谢异常
1)LDL受体基因突变。
LDLR基因突变通过不同的机制引起LDL代谢障碍。
2)ApoB基因突变。
ApoB基因外显子 26中单碱基置换G-A引起错意突变 CGG(Arg3500)-CAG(Glu),此种突变使 ApoB100受体结合域二级结构发生变化,与LDL受体的结合能力显著下降,LDL经LDL受体途径降解减少。
3)LDL受体表达减少或活性降低。
常由高胆固醇和高饱和脂肪酸饮食、肥胖、老年人以及女性绝经后雌激素水平减少等因素引起。PCSK9是一种丝氨酸蛋白酶,能介导低密度脂蛋白受体LDLR降解,从而增加低密度脂蛋白胆固醇 LDL-C,而PCSK9的两类主要突变,功能获得型、功能缺失型可分别导致高胆固醇血症和低胆固醇血症。
4)VLDL向LDL转化增加。
肾病综合征时CETP活性上调催化了富含胆固醇脂的 HDL 2和富含甘油三酯的VLDL残粒的脂质交换,加速了VLDL向LDL的转换。此外,LDL受体活性下降,VLDL经LDL受体途径分解代谢减少,使过多的VLDL转化为LDL。
(3)HDL介导胆固醇逆转运异常:
参与胆固醇逆转运的蛋白主要有 ABCA1、LCAT、CETP和 B族Ⅰ型清道夫受体(scavenger receptor class B type,SR-B)等。编码这些蛋白的基因突变常导致胆固醇逆转运障碍。比如家族性CETP缺陷症,由于基因突变导致CETP缺乏,HDL中胆固醇酯转运到其他脂蛋白发生障碍,造成 HDL中胆固醇酯积聚,表现为HDL浓度明显升高而LDL浓度偏低,总胆固醇浓度增加。LCAT是参与脂质代谢的重要酶之一,主要作用是将卵磷脂B位脂肪酸与胆固醇3-OH作用,生成胆固醇酯。LCAT缺乏症时该酶基因突变导致上述功能异常,游离胆固醇不能转变为胆固醇酯,HDL的成熟过程受阻,胆固醇逆转运出现障碍。Tangier病是由于ABCA1基因突变,外周组织胆固醇流出障碍,胆固醇逆转运受阻。
(三)预防和治疗
高脂蛋白血症是一种可累及多个器官的慢性疾病。作息不规律、饮食不合理、缺少运动是导致高脂蛋白血症的主要因素。控制饮食、养成良好的生活习惯和进行必要的药物治疗是防治高脂蛋白血症的有效手段。及时早期干预高脂蛋白血症的可控危险因素,可延缓或消除相应疾病的发生;针对性应用药物或其他方法展开治疗,可控制脂代谢失调性疾病的临床症状和减少对靶器官的伤害。
1.消除病因学因素
(1)防治原发病:
众多的疾病可以影响胃肠道脂质的消化吸收、肝脏脂质合成与分解以及脂质在各个器官的分布。通过消除此类原发病病因,合理应用药物控制原发病临床表现,可极大降低脂代谢失调性疾病的发病风险。
(2)控制其他影响因素:
饮食治疗是高脂蛋白血症首要的治疗措施,应长期坚持。合理的膳食结构是维持脂质代谢平衡的重要措施。坚持低胆固醇、低脂、低热量、低糖、高纤维素的基本原则,积极参加体力劳动和体育活动,戒除吸烟酗酒等不良生活习惯,保持健康的生活方式。
2.纠正血脂异常
(1)药物降脂:
饮食治疗的同时,降脂药物干预是临床上防治高脂蛋白血症的主要手段之一。目前,常用的调脂药物主要有两大类:①他汀类:抵制胆固醇合成的限速酶 HMGCoAR,以降低 TC和LDL-C为主,是目前临床使用最广泛的一类调脂药物,常用的有辛伐他汀、洛伐他汀、瑞舒伐他汀等。②贝特类:增加脂蛋白脂酶活性,促进 VLDL分解并减少合成,主要用于TG升高为主的高脂蛋白血症或TC显著升高的混合型高脂蛋白血症患者:常用的有非诺贝特、吉非罗齐等。③新型单克隆抗体药物PCSK9抑制剂evolocumab在欧洲批准上市,其通过抑制PCSK9,加速了 LDL-C的代谢,增加了肝细胞表面LDLR利用率,从而降低了TC水平,成为高脂蛋白血症的一种新型治疗方法。通过与他汀或其他降脂药联用,可用于治疗成人原发性高胆固醇血症或混合型血脂异常及12岁及以上患者的纯合子家族性高胆固醇血症等。
(2)基因治疗:
单基因突变是导致遗传性脂代谢失调的重要因素,尤其在高脂蛋白血症的发生中具有重要意义。矫正这些基因的异常表达,从而恢复正常的脂质代谢是脂代谢失调基因治疗的病理生理学基础。另外,基因药物开发方面也取得较大进展,已有几种反义寡核苷酸的基因药物进入临床试验,为高血脂的治疗又增加了新的选择。
3.防止靶器官损伤
(1)促进靶器官胆固醇逆转运:
促进胆固醇逆转运,减少脂质在靶器官的蓄积造成靶器官损伤是脂代谢失调性疾病防治的一个重要策略。
(2)保护靶器官:
脂质在靶器官中的蓄积将通过各种机制导致靶器官的损伤。针对不同的损伤机制进行干预,从而减少靶器官损伤是临床防治的一个重要方面。脂质氧化修饰后对组织具有更强的损伤作用,可采用抗氧化剂保护组织免于或减轻损伤。
二、低脂蛋白血症
原发性低脂蛋白血症主要是基因突变等遗传因素引起,常为常染色体隐性遗传,纯合子可出现明显的临床表现,而杂合子则一般很少发病。继发性低脂蛋白血症影响因素众多,营养不良和消化不良、贫血、恶性肿瘤、感染和慢性炎症、甲亢、慢性严重肝胆和肠道疾病等均可引起低脂蛋白血症。需要指出的是,长时间大剂量降脂药物治疗也已成为低脂蛋白血症发生的一个重要影响因素。
(一)低脂蛋白血症主要发生机制
1.脂质摄入不足
常见于食物短缺、疾病引起的长期营养不良和长期素食,以及各种原因引起的脂质消化与吸收不良,如“吸收不良综合征”。其主要机制是:
(1)小肠黏膜原发性缺陷或异常,影响脂质经黏膜上皮细胞吸收、转运,造成乳糜泻。
(2)胰酶或胆盐缺乏造成的脂质消化不良,如胰腺疾病、胆道梗阻等。
(3)小肠吸收面积不足,如短肠综合征、胃结肠瘘等。
(4)小肠黏膜继发性病变,如小肠炎症、寄生虫病、克罗恩病等。
(5)小肠运动障碍,动力过速如甲状腺功能亢进影响小肠吸收时间,动力过缓如假性小肠梗阻、系统性硬皮病,导致小肠细菌过度生长。
(6)淋巴回流障碍,如淋巴管梗阻、淋巴发育不良等,使得乳糜微粒经淋巴进入血液循环受阻。
2.脂质代谢增强
脂质代谢增强主要包括脂质的利用增加和分解增强。
(1)脂质利用增加:
常见于贫血引起的低脂蛋白血症。贫血引起红细胞的增殖增加,使得作为细胞膜主要组成成分胆固醇利用增加,导致血脂降低,而血脂降低又使得红细胞膜脆性增加,红细胞容易破碎,贫血进一步加重,形成恶性循环。
(2)脂质分解增强:
常见于甲状腺功能亢进、恶性肿瘤等引起的低脂蛋白血症。甲状腺激素具有刺激脂肪合成和促进脂肪分解的双重功能,总的作用是减少脂肪的贮存,降低血脂浓度。甲状腺功能亢进时高甲状腺素从三个方面导致血脂浓度降低:①刺激LDL受体表达增加和活性增强,经LDL受体途径清除LDL增加;②促使胆固醇转化为胆汁酸排泄增加;③脂蛋白酯酶和肝酯酶活性增加,使得血清中甘油三酯清除率增加和HDL 2浓度下降。恶性肿瘤引起低脂蛋白血症的机制在于:①肿瘤细胞表面LDL受体活性增加;②厌食而导致的营养不良。
3.脂质合成减少
常见于严重的肝脏疾病,以及各种原因引起的脂质合成所需原料减少。不管何种原因引起的晚期慢性肝病,都会导致 ApoA和ApoB的合成障碍,血浆中浓度降低。严重创伤或烧伤时,有可能导致胆固醇合成前体羊毛固醇和7-胆甾烯醇丢失,两者的缺乏将直接导致胆固醇合成不足。
4.脂蛋白相关基因缺陷
脂蛋白相关基因缺陷是低脂蛋白血症发生的重要遗传学机制。遗传性低脂蛋白血症分为低α-脂蛋白血症和低β-脂蛋白血症。
(1)低α-脂蛋白血症:
主要包括家族性α-脂蛋白缺乏症(Tangier病)和 LCAT缺乏症。Tangier病由ABCA1基因突变所致,是一种常染色体隐性遗传病。LCAT缺乏症虽然α-脂蛋白降低,但其游离胆固醇和总胆固醇水平是增加的,其发病机制如前所述。
(2)低β-脂蛋白血症:
主要包括家族性低β-脂蛋白血症和无β-脂蛋白血症,两者皆因ApoB基因突变所致。ApoB基因突变引起家族性低β-脂蛋白血症的机制尚未完全清楚,已有研究表明至少有两方面的机制参与:①ApoB基因突变导致不完整的ApoB蛋白分子产生,后者与LDL受体的结合力较ApoB100更强,促进了经LDL受体清楚血浆LDL;②ApoB分泌速度降低,导致VLDL和LDL合成降低。无β-脂蛋白血症是ApoB基因突变导致ApoB合成分泌缺陷,含ApoB的脂蛋白如CM、VLDL和LDL合成代谢障碍。
(二)预防和治疗
低脂蛋白血症在临床上比较少见,其主要防治措施是消除病因学因素和补充脂溶性维生素保护靶器官。
三、脂代谢失调与其他疾病发生发展的关系
(一)动脉粥样硬化
1.概述
动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是临床中常见的心血管疾病,是血管壁脂质堆积形成粥样硬化斑块,使血管壁纤维化增厚和狭窄的一种病理性改变。主要侵犯大动脉和中等动脉,如主动脉、冠状动脉、脑动脉等,进而导致累及脏器的局部组织供血不足。AS的发生发展是一个渐进性病理过程,在炎症、氧化应激等多种危险因素作用下血管内膜结构或功能受到损伤,导致血管壁通透性发生改变,血脂异常沉积,伴随有炎症细胞浸润(单核巨噬细胞、T淋巴细胞、肥大细胞等),中膜平滑肌细胞迁移增殖,泡沫细胞形成和细胞外基质合成增加,最终形成动脉粥样硬化斑块,病变中的脂质主要是胆固醇和胆固醇酯。AS危险因素众多,其中脂代谢失调导致的高脂蛋白血症是AS发生的最基本的危险因素(表4-2)。
表4-2 动脉粥样硬化危险因素分级
2.AS发生的基本过程
首先是各种危险因素导致血管内皮细胞结构和(或)功能障碍,血管壁通透性增加,血液中脂质向内膜下转运增加,同时血液中的单核细胞向内膜下浸润增加并分化为巨噬细胞。进入内膜下的脂质发生氧化修饰,氧化修饰的脂质具有多方面的致动脉粥样硬化的作用:
(1)浸润的巨噬细胞吞噬氧化修饰的低密度脂蛋白衍变成泡沫细胞,促进脂质在血管壁的蓄积,同时本身具有抗动脉粥样硬化作用的 HDL氧化修饰后,其作用类似于氧化修饰的LDL成为致动脉粥样硬化因素。
(2)氧化修饰脂质成为抗原,通过模式识别受体——Toll样受体激活机体免疫炎症反应,表现为动脉粥样硬化病变中单核巨噬细胞、T淋巴细胞、肥大细胞等炎症细胞浸润持续增加,肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)、C 反 应 蛋 白 (C-reactive protein,CRP)等炎症因子大量分泌,使得免疫炎症反应成为动脉粥样硬化发生发展以及动脉粥样硬化斑块破裂导致急性临床事件发生的重要机制。
(3)氧化修饰脂质诱导血管壁中膜的平滑肌细胞穿过内弹力板向内膜下迁移增殖,并分泌大量的细胞外基质成为斑块纤维帽的主要组成成分。
(4)氧化修饰脂质诱导动脉粥样硬化病变中细胞的凋亡,内皮细胞凋亡导致血管壁通透性进一步增加,巨噬细胞凋亡导致血管壁脂质沉积由细胞内转向细胞外,平滑肌细胞凋亡导致细胞外基质合成减少斑块纤维帽变薄而容易发生破裂。随着沉积脂质作用的持续存在,动脉粥样硬化病变最终发展为可引发临床事件的成熟斑块。
3.脂蛋白与AS的关系
LDL中含有大量的不饱和脂肪酸,约占总脂质含量的 35%~70%,所以容易发生自身氧化。LDL经氧化修饰形成氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,oxLDL)。oxLDL不同于LDL,氧化修饰使LDL中大量的卵磷脂转变为溶血卵磷脂。氧化修饰程度低时,ApoB以分解为主。修饰程度高时,降解的ApoB又可以重新聚合成大分子。oxLDL不能经LDL受体代谢,而是由清道夫受体识别、结合、内吞如细胞并丧失正常的胆固醇代谢途径,引起细胞内脂质沉积,形成泡沫细胞。
HDL具有抗动脉粥样硬化的作用,血浆HDL-C浓度降低是冠心病的危险因素之一。大量的基础和临床研究表明,HDL及其载脂蛋白具有直接的抗动脉粥样硬化和血管保护作用,目前存在以下几种机制:①促进胆固醇的转运:HDL可将胆固醇从周围组织转运至肝脏进行再循环或以胆酸的形式排泄。通过胆固醇逆转运,可以减少血管内脂质的沉积。②抗氧化作用:HDL的抗氧化作用与其蛋白成分如ApoAⅠ、血小板激活因子等有关。③抗炎作用:HDL可以抑制 LDL的氧化,减轻炎症反应。④减轻血管内皮功能不全。⑤抗血栓和促纤溶作用:HDL促使NO生成,还可以刺激血管内皮细胞合成前列环素。同时,HDL还可以阻止血小板的激活。
富含甘油三酯的脂蛋白由CM和VLDL代谢而产生。人的动脉粥样硬化斑块中可以分离出含有甘油三酯的脂蛋白,动物实验结果也表明富含甘油三酯的脂蛋白具有潜在的致AS的作用。富含甘油三酯的脂蛋白中的甘油三酯升高可以使LDL和HDL的代谢发生改变。富含甘油三酯的脂蛋白中的甘油三酯与LDL和 HDL的胆固醇相互交换,使LDL和HDL中的胆固醇酯丢失及体积变小。甘油三酯浓度升高会使LDL和HDL中的小而密的脂蛋白组分升高以及 HDL胆固醇水平的降低,促进了AS的发生。
4.AS斑块稳定性与脂质的关系
按斑块内脂质含量和其他特点,成熟斑块分为两类:易损斑块(vulnerable plaque)和稳定斑块(stable plaque)。易损斑块的特点是:①具有偏心性、相对体积大且质软的脂质核,脂质核占整个斑块体积的40%以上;②纤维帽薄且不均匀,细胞外基质含量和平滑肌细胞数量减少;③斑块内有大量炎症细胞浸润;④斑块内有大量的新生血管。稳定斑块的特点是:①斑块内脂质核体积小;②平滑肌细胞和细胞外基质含量多,浸润的炎症细胞少;③纤维帽厚而均匀。AS斑块从三个方面导致急性冠脉综合征和脑卒中等急性临床事件的发生:①斑块表面出现溃疡、裂隙或斑块破裂,导致斑块部位或其下游血栓形成,即动脉粥样硬化血栓形成(atherothrombosis),部分或完全堵塞血管腔;②斑块以及过大,导致血管腔堵塞,一般认为只有管腔截面积被堵塞达50%以上才出现临床症状;③斑块部位血管痉挛,使得本来因斑块存在而狭窄的血管更加堵塞。
(二)非酒精性脂肪肝病
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指明确排除酒精和其他肝损伤因素外发生的以肝细胞内脂质过度沉积为主要特征的临床病理综合征,主要包括三种:非酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎相关的肝硬化。肝脏中沉积的脂质主要是甘油三酯。脂代谢失调是NAFLD的主要危险因素之一,反之,NAFLD也将促进脂代谢失调的发生。目前解释NAFLD发生机制的主要是“二次打击”学说。该学说认为各种致病因素导致肝脏脂代谢失调,引起肝细胞甘油三酯堆积是对肝脏的“第一次打击”。“第一次打击”之后,由于甘油三酯沉积导致了肝细胞脂肪变性,使得肝细胞对内、外源性损害因子的敏感性增强;二次打击主要为反应性氧化代谢产物增多,导致脂质过氧化伴线粒体解偶联蛋白-2和Fas配体被诱导活化,进而引起脂肪变性的肝细胞发生炎症、坏死甚至纤维化。
(三)肥胖
肥胖是指由于外源性食物摄入过多或机体本身代谢异常而导致机体内脂质的过多沉积,造成以体重过度增长、体重指数过高为主要特征并可能引起人体一系列病理、生理改变的一种状态。肥胖主要分为单纯性肥胖和继发性肥胖。单纯性肥胖的发生机制主要与遗传和营养过剩有关,除体内脂质沉积之外,还会发生脂肪细胞的增生与肥大。继发性肥胖主要的致病因素为神经-内分泌疾病,通常认为只有脂肪细胞只发生肥大而没有增生,但也有不同的观点;重度肥胖时,脂肪细胞会出现明显的增生。高脂蛋白血症时,脂质的摄取或合成持续增加,使脂肪组织中脂质的积聚增加,同时脂肪组织本身脂肪动员降低,最终导致了脂质在脂肪组织中的大量沉积,诱发了肥胖的发生。
(姜长涛)