Во многочисленных современных эпидемиологических исследованиях выявляют обратную связь между уровнем билирубина в сыворотке крови и частотой сердечно-сосудистых заболеваний. Однако механизм этой связи до сих пор не был раскрыт.
Журнал Американской кардиологической ассоциации («Journal of the American Heart Association», JAHA, США) в апреле 2017 г. опубликовал исследование американских ученых, целью которого была оценка роли билирубина в плазме крови в предотвращении атеросклеротических изменений у мышей с дефицитом липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и выяснение молекулярных процессов, лежащих в основе этого эффекта.
Исследование осуществлено при поддержке Национального института исследований в области здравоохранения (National Institutes of Health Research, Нью-Йорк, США) и Университета Цинциннати: департамента внутренней медицины (University of Cincinnati: Department of Internal Medicine, США).
Обратная связь между концентрацией билирубина в сыворотке крови и заболеваемостью ишемической болезнью сердца впервые описана Швертнером и соавторами в 1994 г. После этого первоначального отчета ряд эпидемиологических анализов предоставил подтверждающие данные о том, что у лиц с более высоким уровнем билирубина в сыворотке крови риск развития сердечно-сосудистых заболеваний более низкий. Примечательно, что гемоксигеназа (ГO) — фермент, ограничивающий скорость синтеза билирубина, имеет индуцируемую изоформу (ГO-1), которая играет важную роль в уменьшении выраженности воспаления, включая процессы, которые могут привести к атерогенезу. Индукция ГO-1 подавляет адгезию лейкоцитов, эффект, который блокируется ингибиторами ГO и восстанавливается билирубином, тогда как падение ГO-1 ускоряет образование бляшек у аполипопротеин-дефицитных мышей. Однако молекулярные механизмы, обусловливающие антиатерогенное действие фермента ГO-1, не определены. Кроме того, мощный антиоксидант — билирубин эффективно блокирует образование клеточных реактивных форм кислорода, индуцированных перекрестным слиянием молекул адгезии сосудистых клеток эндотелия (VCAM-1) и молекул межклеточной адгезии (ICAM-1). Эти данные подтверждены экспериментально с помощью воздействия на клетки блокирующими антителами или специфическими ингибиторами передачи сигналов VCAM-1 и ICAM-1.
VCAM-1 локализована на поверхности активированных эндотелиальных клеток и вовлекается в качестве ключевого медиатора в атеросклеротический процесс. Она селективно связывается с α4-содержащими интегринами (α4β1, α4β7), экспрессируемыми Т-лимфоцитами и моноцитами и облегчает миграцию лейкоцитов в сосудистую интиму (раннее и критическое явление в образовании атеросклеротических бляшек). VCAM-1 определяется прежде всего в местах, подверженных атеросклерозу, и целенаправленное разрушение этой молекулы ингибирует раннее формирование атеросклеротических бляшек. Связывание интегрина с VCAM-1 запускает сигнальный каскад внутри эндотелиальной клетки, что приводит к образованию супероксида (O₂+) путем активации НАДФ-оксидазы. Увеличение внутриклеточных реактивных форм кислорода индуцирует реструктуризацию актина, что приводит к нарушению эндотелиальных плотных соединений, способствуя переходу лейкоцитов в интиму.
Моноциты представляют собой один из основных типов воспалительных клеток, участвующих в ранних стадиях формирования атеросклеротических бляшек, и, как полагают, играют важную роль в прогрессировании поражения. Т-лимфоциты также способствуют атерогенезу, производя цитокины и хемокины, которые индуцируют экспрессию молекул адгезии и мобилизируют воспалительные клетки к участкам сосудистой системы. Учитывая, что как моноциты, так и Т-клетки экспрессируют интегрины, которые опосредуют связывание с VCAM-1 и ICAM-1, авторы делают вывод, что билирубин препятствует атерогенезу путем нарушения оборота этих лейкоцитов в сосудистой оболочке.
Внутрибрюшинные инъекции билирубина (30 мг/кг массы тела) мышам на диете с исключением ЛПНП предотвращают формирование атеросклеротических бляшек, но не изменяют уровень холестерина или хемокина в крови. На образцах аорты животных, подвергшихся воздействию билирубином, сократилась степень осаждения липидов и коллагена, уменьшилась инфильтрация моноцитов и лимфоцитов, уменьшилось количество гладкомышечных клеток, а также снизился уровень хлортирозина и нитротирозина без изменения экспрессии VCAM-1 или ICAM-1. Следует также отметить, что эти же животные проявили сильную тенденцию к снижению концентрации триглицеридов в сыворотке крови. Исследования показали, что уровни растворимого ICAM-1 коррелируют со степенью атеросклероза у людей. У мышей с дефицитом аполипротеина Е падение концентрации ICAM-1 коррелирует с уменьшением масштаба сосудистых поражений. Селективное связывание интегрина αLβ2, которое экспрессируется лимфоцитами, моноцитами и нейтрофилами в ICAM-1, активирует ксантиноксидазу, генерируя кислород и перекись водорода внутри эндотелиальных клеток. Хотя влияние билирубина на передачу сигналов ICAM-1 ранее не изучалось, авторы предположили, что он высвобождает ICAM-1-зависимые внутриклеточные реактивные формы кислорода, тем самым повышая его способность подавлять атеросклероз.
Авторы показали, что билирубин ингибирует трансэндотелиальную миграцию лимфоцитов in vitro у мышей, а также ослабляет повреждение тканей в результате VCAM-1-зависимого воспаления. На основании этих данных авторы утверждают, что кардиопротекторный эффект билирубина определяется его способностью нарушать VCAM-1-опосредованную миграцию лейкоцитов путем продуцирования внутриклеточных активных форм кислорода.
В процессе развития атеросклеротических поражений клетки гладких мышц инфильтрируют интиму. Размножаясь внутри нее, они продуцируют белки внеклеточного матрикса (например коллаген). Авторы выявили, что воздействие билирубином связано с заметным уменьшением отложения коллагена и количества клеток гладких мышц в устье аорты, что свидетельствует о препятствии билирубина прогрессированию бляшек.
Учитывая, что ГO-1, которая катализирует стадию, ограничивающую скорость синтеза билирубина, по-видимому, играет ключевую роль в торможении воспаления, авторы полагают, что ГO-1-генерируемый билирубин может служить фундаментальным физиологическим фактором регуляции воспалительных реакций.
Полученные результаты хорошо согласуются с эпидемиологическими данными, демонстрирующими, что у пациентов с самым высоким содержанием билирубина (>12–17 мкмоль/л) в сыворотке крови наблюдается снижение количественных и качественных показателей патологии коронарных и внутренних сонных артерий, по сравнению с людьми с низким содержанием билирубина (<7–10 мкмоль/л). Эти данные свидетельствуют о потенциальном механизме видимого протекторного действия билирубина на сердечно-сосудистую систему.
- Vogel M.E., Idelman G., Konaniah E.S., Zucker S.D. (2017) Bilirubin prevents atherosclerotic lesion formation in low‐density lipoprotein receptor‐deficient mice by inhibiting endothelial VCAM‐1 and ICAM‐1 signaling. JAHA, 1 Apr.
Гузий Александр
