Artículo de
Revisión
Papel
de los lípidos y las lipoproteínas en la aterosclerosis
Role of
lipids and lipoproteins in atherosclerosis
Esp. Kenia Tribin Rivero 1* https://orcid.org/0000-0002-4079-5931
Esp. Liliam
Pilar Oro Montero1 https://orcid.org/0000-0002-9752-0875
Esp. Iliana Hernández Ramírez2
https://orcid.org/0000-0003-1191-8848
Dr. C. Rolando Sánchez Artigas3 https://orcid.org/0000-0002-7563-1697
Esp. Iliana Ojeda Armas3 https://orcid.org/0000-0003-0588-8259
1Hospital Clínico Quirúrgico Lucía
Íñiguez Landín. Holguín, Cuba.
2Hospital General Universitario
Vladimir Ilich Lenin. Holguín, Cuba.
3Escuela Superior Politécnica de
Chimborazo, Ecuador.
*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: tribin@infomed.sld.cu
RESUMEN
La aterosclerosis es un trastorno
sistémico inflamatorio crónico que afecta las arterias de mediano y gran
calibre y es causa principal de morbilidad y mortalidad por enfermedad
cardiovascular. Aunque en la aterogénesis intervienen múltiples factores
estrechamente vinculados, juegan un papel predominante los lípidos y las
lipoproteínas. En esta revisión, realizada en las bases de datos de PubMed/Medline, SciELO y Clinical Key con los descriptores
aterosclerosis/atherosclerosis
y lípidos/lipids,
se destaca el rol de las lipoproteínas de baja densidad, de las lipoproteínas
de alta densidad, del colesterol y los triglicéridos. Por último
se ponen algunos ejemplos de su aplicación en la práctica médica.
Palabras
clave:
lípidos, colesterol, triglicéridos, aterosclerosis, quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad,
lipoproteínas de baja densidad, lipoproteínas de alta densidad.
ABSTRACT
Atherosclerosis
is a chronic inflammatory systemic disorder affecting medium and large arteries
and is a major cause of cardiovascular disease morbidity and mortality.
Although multiple closely related factors are involved in atherogenesis, lipids
and lipoproteins play a predominant role. In this review, conducted in the
PubMed/Medline, SciELO and Clinical Key databases
with the descriptors atherosclerosis and lipids, the role of low
density lipoproteins, high density lipoproteins, cholesterol and
triglycerides is highlighted. Finally, some examples of their application in
medical practice are given.
Keywords: lipids, cholesterol, triglycerides, atherosclerosis,
chylomicrons, VLDL, LDL, HDL.
Recibido: 27/01/2020.
Aprobado: 18/02/2020.
Introducción
La enfermedad cardiovascular es
responsable de elevadas tasas de morbilidad y mortalidad entre personas adultas
en el mundo y su principal causa es la aterosclerosis. (1,2)
La aterogénesis, es un proceso
multifactorial donde están implicados factores genéticos y ambientales, que se desarrolla
durante mucho tiempo antes de dar manifestaciones clínicas (prolongado periodo
de latencia) y donde intervienen diferentes factores de riesgo, entre los
cuales las lipoproteínas y los lípidos juegan un papel esencial. (3,4,5)
Las
placas de ateromas se desarrollan en las arterias de mediano y gran calibre, lo
que causa engrosamiento de la pared arterial con un significativo
estrechamiento del lumen arterial y trastornos en la hemodinámica. (6)
Por causas desconocidas, las placas ateromatosas pueden romperse cuando son
pequeñas y provocar trombosis oclusiva con infarto de miocardio agudo o
trombosis cerebral.
Las dislipidemias son afecciones
frecuentes, caracterizadas por alteraciones del metabolismo de los lípidos y
las lipoproteínas, con repercusión en las concentraciones circulantes de
colesterol y triglicéridos (TG). (7,8,9,10)
El incremento de los valores de
lipoproteínas de baja densidad (LDL) en plasma es el más importante factor de
riesgo para el desarrollo de aterosclerosis y la subsiguiente enfermedad
cardiovascular. (6) Por otra parte, las lipoproteínas de alta
densidad (HDL) tienen un efecto cardioprotector. Los ensayos clínicos con
medicamentos reductores de lípidos revelan una reducción de hasta 30% en los
principales eventos coronarios, lo que confirma que la hiperlipidemia es el
principal factor de riesgo de aterosclerosis.
Esta revisión se enfocará en el papel
de los lípidos y las lipoproteínas en la aterosclerosis con énfasis en el papel
de las LDL, las HDL, las lipoproteínas ricas en TG (TRL) y sus remanentes en el
aumento del colesterol y los TG en sangre. Se conoce menos sobre el rol de la
lipoproteína (a) en la aterosclerosis y la enfermedad cardiovascular. Se aclara
que existe polémica y debate científico sobre este tema.
Desarrollo
Búsqueda
de información
Se emplearon los descriptores atherosclerosis
and lipids en US
National Library of Medicine y National Institutes of Health (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) se encontraron
de los 8 080 artículos y en
PubMed Central (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc) 29
755 artículos publicados. Todos de los últimos 5 años.
En Scientific Electronic Library Online SciELO (https://scielo.org/es)
con los mismos descriptores en español se localizaron 34 artículos a texto
completo.
En Clinical Key (https://www.elsevier.com/es)
con el término atherosclerosis
se encontraron 13 868 artículos en revistas.
Se realizó un análisis crítico de la
bibliografía consultada.
Metabolismo
de las lipoproteínas
Los lípidos (fosfolípidos, TG y
colesterol), al no ser solubles en el plasma, se unen a proteínas específicas (apoproteínas)
para circular en la sangre formando las lipoproteínas. Estas constituyen
macromoléculas metabólicamente diferentes, heterogéneas, que contienen lípidos
apolares o hidrófobos en su interior (TG y colesterol esterificado), mientras
que la superficie externa está constituida por lípidos polares (colesterol no
esterificado y fosfolípidos) y apoproteínas. (11,12)
Las diferentes clases de lipoproteínas
plasmáticas han sido individualizadas principalmente mediante dos técnicas: la
ultracentrifugación por flotación y la electroforesis. Se clasifican en: HDL,
LDL, de muy baja densidad (VLDL), de densidad intermedia (IDL), lipoproteína (a) y los
quilomicrones. (13)
Además de esta clasificación, se han
logrado distinguir subclases de fracciones de lipoproteínas. En el grupo de las
LDL se han encontrado la LDL1 (beta-1) y LDL2 (beta-2), y partículas de HDL
ricas en colesterol (alfa-1, alfa-2, prealfa-1 y prealfa-2), así como
partículas HDL pobres en colesterol, prebeta-1 y alfa-3. (14,15)
El metabolismo de las lipoproteínas es
complejo por el intercambio entre apoproteínas y lípidos entre las diferentes
partículas que repercute en su composición y funciones biológicas y por la
interrelación que se establece entre los diferentes tejidos como adiposo, hepático
y células periféricas a través de las lipoproteínas. (16,17)
Los quilomicrones son las
lipoproteínas más grandes y menos densas debido a su gran contenido de TG y
bajo de apoproteínas; transportan los lípidos dietéticos (principalmente TG)
procedentes de la absorción intestinal y son degradados por la lipoproteína
lipasa del endotelio vascular hasta remanentes o partículas residuales.
Contienen apo B-48. (12)
Las
VLDL tienen menor contenido de TG y mayor de apoproteínas con respecto a los quilomicrones; transportan
los lípidos sintetizados en el hígado (TG endógenos) a diferentes tejidos donde
la lipoproteína lipasa hidroliza sus TG y las convierte en IDL o remanentes de
VLDL.(18)
Las
IDL son captadas por receptores hepáticos o convertidas en LDL por la acción de la triglicérido lipasa hepática (HTGL, por sus siglas en
inglés).
Las
LDL procedentes de la degradación intravascular de las VLDL transportan el
colesterol a los diferentes tejidos donde es utilizado, previa unión a sus
receptores. Las LDL no solamente modifican su contenido de lípidos, van
perdiendo sus apolipoproteínas hasta quedar solamente con la apoB-100. En la
hipercolesterolemia familiar esencial la falta de receptores de LDL dificulta
el catabolismo de
las LDL, aumenta su concentración sanguínea y se favorece el proceso de
aterosclerosis.
Las
lipoproteína (a), rica
en ésteres de colesterol y fosfolípidos, se asemeja en su composición a la
LDL, pero la diferencia esencial entre
ambas radica en que la lipoproteína (a) presenta una apolipoproteína, la
apo(a), que está unida a la apo B-100 por un puente disulfuro, y es
estructuralmente parecida al plasminógeno, similitud estructural que le
confiere la capacidad de unirse con la fibrina y a las proteínas de las
membranas celulares, por lo que impide la fibrinólisis.(19)
La lipoproteína (a) también puede
favorecer los depósitos de lípidos y estimular el crecimiento de células
musculares lisas, lo cual favorece la aterogénesis, por lo que constituye un
factor genético de riesgo para la aterosclerosis. Se cree que sus altas
concentraciones son heredables y no responden a los cambios dietéticos; se
reportan altos niveles en mujeres, pues al parecer la testosterona masculina
ejerce una cierta protección.(20,21,22,23)
Los mecanismos del catabolismo de la
lipoproteína (a) no están bien determinados; se ha demostrado que se une a
receptores de LDL específicos, aunque con menor afinidad. Su depuración
plasmática está mediada por la apo(a) y ocurre principalmente en el hígado y en
menos medida en los riñones. (19)
Las
HDL, formadas en el intestino y el hígado, transportan el colesterol desde los
tejidos y paredes arteriales hasta el hígado donde se produce su excreción
biliar, mecanismo que tiene el organismo para eliminar el colesterol, por lo
que se consideran lipoproteínas antiaterogénicas y su aumento en sangre reduce
el riesgo de aterosclerosis. (24)
Las
HDL nativas son complejos de apo A-1 y fosfolípidos que adquieren el colesterol
de las células periféricas por interacción con los canales de colesterol como
ABCA1 (del inglés, ATP-binding cassette transporter A1) y ABCG1 (del inglés, ATP-binding cassette transporter G1), de acuerdo a su estado de maduración. (24) La
lecitina colesterol aciltransferasa (LCAT) esterifica
el colesterol, lo que contribuye a la maduración de las HDL. Otras proteínas
como la proteína transferidora de ésteres de colesterol (CETP) y la proteína de
transferencia de fosfolípidos (PLTP), determinan la composición de las HDL al
intercambiar TG y fosfolípidos con otras lipoproteínas.
Además
del transporte inverso de colesterol, las HDL también inhiben la oxidación
lipídica, restauran la función endotelial, ejercen acciones antiinflamatorias y
antiapoptósicas en modelos animales, propiedades que contribuyen considerablemente
a los efectos antiaterogénicos de estas partículas. (25)
Papel de las lipoproteínas de
baja densidad en aterogénesis
Algunos
factores de riesgo como la hipertensión arterial y el hábito de fumar
contribuyen a la disfunción endotelial y a la aterosclerosis. (26)
La hipótesis de la retención arterial
de colesterol vinculado con la hipercolesterolemia como contribuyente a la aterosclerosis fue
propuesta por Nikolai Anitschkow
hace 100 años. (1) Brown y
Goldstein fueron los primeros en proponer que las LDL debían ser oxidadas para
que fuesen internalizadas por los macrófagos para convertirse en células
espumosas.
La
acumulación de células espumosas en la íntima arterial origina las lesiones
primarias y precoces en la progresión aterogénica (estrías grasas). (6)
Las células espumosas se denominan por la apariencia espumosa de su citoplasma,
casi completamente cargado de inclusiones lipídicas. Por tanto, la retención de
LDL por las células espumosas en la pared arterial es el proceso clave en el
desarrollo de la placa aterosclerótica.
También,
la retención intracelular de LDL se acompaña de acelerada migración y actividad
proliferativa de las células musculares lisas, macrófagos, linfocitos,
neutrófilos y células dendríticas y el incremento de los componentes de la
matriz extracelular por las células subendoteliales. (6)
Adicionalmente,
está involucrada la respuesta inmune en la hiperlipidemia. La interacción entre
las células B y T CD4+ es crucial para una óptima respuesta
adaptativa. (27) La respuesta inmune participa en la promoción de la
inflamación crónica y la interacción entre estas células aumenta su carácter
aterogénico en la aterosclerosis. Los
cristales de colesterol probablemente amplifican la cascada inflamatoria, pero
no la inician. (26)
Las
LDL circulantes son la principal fuente de lípidos que se acumulan en las
placas ateroscleróticas. (1,28) Sin embargo, no todas las LDL son
aterogénicas. En el plasma de los pacientes ateroscleróticos, las partículas de
LDL sufren modificaciones enzimáticas y no enzimáticas que determinan su aterogenicidad.
Los
monocitos infiltrados en la íntima maduran a macrófagos en respuesta al factor
estimulante de colonias de macrófagos (M-CSF) y el factor estimulante de
colonias de macrófagos y granulocitos (GM-CSF). (29) Las LDL son
modificadas por oxidación (oxLDL), procesamiento
enzimático, desacilación y agregación.
Los
macrófagos se diferencian en células espumosas después de internalizar las oxLDLs por los receptores barrendera incluyendo SR-A, CD36,
LOX-1, SR-PSOX y SR-B1. Sin embargo, las oxLDLs
agravan la inflamación en la placa. (29)
El
desbalance entre la captación y salida de colesterol lleva a la acumulación
citoplasmática de colesterol y la aparición de las células espumosas cargadas
de lípidos. (26) El colesterol precipita como cristales en las
células y provoca la apoptosis o necrosis. La apoptosis y la necrosis
secundaria desarrollan un núcleo necrótico dentro de la lesión arterial. Este núcleo, compuesto
principalmente de detritus celulares y material lipídico, es altamente
trombogénico y está separado de la sangre por una capa fibrosa.
La
ruptura de la capa fibrosa inicia una trombosis que eventualmente lleva a
eventos agudos como los síndromes coronarios agudos o la enfermedad cerebrovascular.
(26,30,31) La ruptura de esta cápsula fibrosa es más probable cuando
es delgada o está infiltrada por células espumosas.
Después
de las etapas iniciales, las placas progresan a lesiones avanzadas compuestas
por goticas de lípidos, células espumosas, macrófagos y linfocitos. (29)
Estas células producen una plétora de citoquinas y mediadores con importante
papel en la progresión aterosclerótica. La
proliferación de las células musculares lisas y la síntesis de colágeno, metaproteinasas de la matriz, fibronectina y elastina
también contribuyen al desarrollo de la placa.
Los
factores genéticos y epigenéticos parecen jugar un papel en la aterosclerosis,
pero todavía quedan muchas preguntas pendientes de respuesta. (32)
En
la fig. 1 se esquematizan las múltiples modificaciones que sufren las LDL en la
aterosclerosis y en la fig. 2 se resumen los principales eventos de la
aterosclerosis.
Fig. 1. Múltiples
modificaciones de LDL que originan aterosclerosis (1)
Papel
de las HDL
Las HDL desempeñan su papel protector
contra la aterosclerosis por distintos mecanismos que pueden agruparse en dos
grandes categorías: los relacionados al transporte reverso de colesterol y los
que influyen en la protección endotelial.
Transporte reverso de colesterol: el
colesterol es transportado al hígado o a los tejidos esteroidogénicos
para su utilización, degradación y posterior excreción con las sales biliares. En este complejo proceso intervienen una serie de
sistemas enzimáticos y transportadores como es el caso de transportador de
proteínas unido al ATP que facilita el paso del colesterol libre desde el
interior de las células no hepáticas hasta las partículas de HDL primitivas.
Fig.
2. Etapas en la formación de la
placa de ateroma desde la disfunción endotelial hasta la ruptura en el lumen (33)
En el interior de la HDL, la enzima
LCAT esterifica el colesterol libre. Este colesterol esterificado transforma
las partículas de HDL de ovoidales a esféricas. Bajo esta forma, el colesterol
es transportado al hígado y otros tejidos esteroidogénicos
(glándula adrenal, testículos, ovarios) para su degradación o utilización.
El proceso de captación del colesterol
en estos destinos puede ocurrir por tres rutas diferentes:
Ø En la primera, el colesterol
esterificado de HDL es transferido a las TRL por la CETP y luego estos
remanentes son removidos de la circulación por los receptores en el hígado.
Ø La segunda vía es la captación
selectiva de las partículas de HDL por receptores "basureros" clase B
tipo I (SR-BI), sin degradación concomitante de la proteína del HDL.
Ø Por último, puede ocurrir la
captación de la partícula HDL y degradación de las proteínas que la conforman,
como la apo A-1.
Protección endotelial: las HDL y la
apo A-1 ejercen una decisiva protección del endotelio, y en consecuencia del
proceso aterogénico y sus complicaciones, a través de diversos mecanismos
resultantes de sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y
antitrombóticas, puestas en evidencias en estudios experimentales.
Por otro lado, tanto las HDL como la
apo A-1 incrementan la resistencia de la célula endotelial contra las LDL
oxidadas y previene su efecto tóxico involucrado en la muerte celular. Este
mecanismo protector de la oxidación de LDL es importante, ya que una vez que
aparezca un rasgo de oxidación en las LDL, se inhibe la actividad plasmática de
la LCAT y se deteriora el metabolismo de la HDL y el transporte inverso de
colesterol.
El papel antiaterogénico
de las HDL pueden conducir a que la placa aterosclerótica vulnerable, que es
susceptible de fracturarse o fisurarse y desencadenar un evento vascular,
reduzca el contenido de la matriz lipídica y la densidad de los
monocitos/macrófagos, haciendo que la placa sea más estable con un menor riesgo
de complicaciones. (34,35,36)
Un pequeño ensayo
encontró que la dieta rica en grasa insaturada incrementa la aparición
plasmática de HDL que contiene apo E, una partícula activa en el transporte
inverso de colesterol, lo que revela un nuevo mecanismo para la protección
cardiovascular de las grasas insaturadas. (37) Otros le dan mayor importancia a las
caracteríticas funcionales de las lipoproteínas, sobre todo LDL y HDL, en vez
de su cantidad en el plasma. (28)
Papel de los triglicéridos en la aterosclerosis
El rol de los TG en
la aterosclerosis es controversial y está sujeto a mucho debate científico; sin
embargo, hay consenso de que la hipertrigliceridemia juega un papel en la
formación de las placas de ateroma. Aunque el mecanismo es complejo y muy
interrelacionado por la implicación de múltiples factores, se puede resumir de
la siguiente manera.
En los estados de
resistencia a la insulina, como se observa durante la obesidad adbominal, se
produce un incremento del flujo de ácidos grasos desde la grasa visceral al
hígado con dos consecuencias principales: se incrementa la síntesis de TG y se
acumula en el órgano (esteatosis) y aumenta la formación de VLDL.
Las VLDL, ricas en
TG, producen hipertrigliceridemia por un incremento de la síntesis hepática y
una reducción de su degradación por la lipoproteína lipasa, enzima endotelial dependiente de la insulina,
una hormona cuya actividad está reducida en los estados de resistencia a la
insulina.
La
hipertrigliceridemia repercute en el patrón de lipoproteínas, porque se
incrementa la actividad de la CETP, que intercambia colesterol esterificado
desde las HDL por TG desde las VLDL, lo que enriquece en colesterol a las VLDL
y aumenta los TG de las HDL. Esto favorece la formación de partículas
remanentes más aterogénicas y que las LDL sean más pequeñas y densas y puedan
penetrar con más facilidad en la íntima arterial y sean oxidadas, lo que
facilita la formación de las células espumosas y el proceso de aterogénesis.
Los pacientes con
resistencia a la insulina tienden a presentar más bajos valores de HDL debido a
una baja actividad de lipoproteína lipasa y el enriquecimiento de TG.(24) En la
hipertriglieridemia, el equilibrio se desplaza hacia el empobrecimiento de
colesterol y al aumento de TG.
Esto conlleva a un
mayor número de partículas de HDL pequeñas con elevadas tasas catabólicas, lo
que origina bajo HDL. Recientes estudios demuestran, contrario a HDL que HDL-TG
son marcadores de riesgo cardiovascular. (24)
La resistencia a la
insulina y la hipertrigliceridemia propician un estado infamatorio de bajo
grado crónico que acompaña la aterosclerosis y en estas circunstancias el
riesgo cardiovascular es mayor, debido, además,
a un estado protrombótico.
La lipemia
postprandial, una de las principales caracteríticas de la dislipidemia
aterogénica, junto a la hipertrigliceridemia en ayunas, HDL bajo y el
incremento de HDL pequeñas y densas, se considera un factor causal de
enfermedad aterosclerótica y de todas las causas de mortalidad. (38)
Las TRL comprenden los
quilomicrones, las VLDL
y sus remanentes. (39,40) Se ha
demostrado una correlación significativa entre el riesgo de enfermedad
cardiovascular y las concentraciones de TG mediante dos probables mecanismos:
los remanentes de TRL y las VLDL son capaces de penetrar la íntima arterial,
pueden ser internalizados por los macrófagos y convertirlos en células
espumosas y durante la lipólisis de las TRL se liberan un número de lípidos
inflamatorios que alteran la biología del endotelio.
Aplicación práctica de estos conocimientos
La
identificación de biomarcadores de aterosclerosis es crucial para prevenir el
desarrollo y las complicaciones de la enfermedad. (33) El más
reconocido biomarcador inflamatorio no específico es la proteína C reactiva de
alta sensibilidad (CRP). La CRP es una proteína plasmática sintetizada por el
hígado y en menor grado por las células endoteliales y del ateroma, liberada en
respuesta a estímulos inflamatorios. La CRP es proaterogénica,
al actuar en las etapas iniciales de la formación de los ateromas y unirse a oxLDL, activar los monocitos y macrófagos, alterar la
vasodilatación y promover la disfunción endotelial.
El
descubrimiento del papel de la LDL en el desarrollo de la aterosclerosis ha
llevado al diseño e implementación de estrategias efectivas reductoras de lípidos
y la disminución de la morbilidad y mortalidad cardiovasculares. (26)
Entre los medicamentos empleados para reducir
el colesterol de LDL se encuentran las estatinas, fármacos que inhiben la
enzima reguladora de la síntesis de colesterol, la HMG COA reductasa, lo que
disminuye la disponibilidad de colesterol dentro de las células y aumenta la
entrada intracelular de LDL, lo que repercute en las concentraciones sanguíneas
de LDL y colesterol.
Aunque
el control de la hipercolesterolemia con terapias reductoras
de lípidos reduce la inflamación, la elucidación del rol de la inmunidad en la
aterosclerosis permite estrategias preventivas efectivas, como el empleo de un
antinflamatorio puro, canakinumab, anticuerpo anti
IL-1 beta, en la prevención secundaria de síndromes coronarios agudos. (26)
Los
anticuerpos anti-LDL modificadas también son aterogénicos. (1) Las
propiedades moleculares de las LDL modificadas pueden servir como biomarcadores
diagnósticos y pronósticos y dianas moleculares para el desarrollo de
medicamentos antiateroscleróticos.
Conclusiones
La
aterosclerosis es una enfermedad inflamatoria crónica, caracterizada por
disfunción endotelial, depósito de lípidos en la íntima, proliferación de las
células musculares lisas, apoptosis y necrosis celular e inflamación local y
sistémica que involucra contribuciones clave de la inmunidad innata y
adaptativa.
El
balance entre las respuestas proaterogénica
inflamatoria y antiinflamatoria ateroprotectora se
modula por una compleja red de interacciones entre los componentes vasculares e
inmunes que incluyen monocitos, macrófagos, células dendríticas y células
espumosas; estas interacciones modulan la posterior progresión y estabilidad de
las lesiones ateroscleróticas.
Aunque
el proceso de aterosclerosis es complejo y no bien comprendido por su carácter
multifactorial, los lípidos desempeñan un rol importante en su desarrollo,
principalmente el colesterol y los TG.
Los trastornos en el metabolismo de los lípidos, en especial de las
lipoproteínas, provocan dislipidemias que favorecen el proceso aterosclerótico.
El
papel de los lípidos y las lipoproteínas en la fisiopatología de la
aterosclerosis es de utilidad práctica para el diseño de biomarcadores de
diagnóstico y pronóstico de la aterosclerosis en etapas tempranas y para la
fabricación de medicamentos que actúan sobre dianas moleculares específicas
implicadas en la formación de las placas de ateromas.
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Conflicto
de intereses
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