mi----------------~ Dislipidemie e diabete mellito M. CASSADER Dipartimento di Medicina Interna, Università degli Studi, TORINO INTRODUZIONE Numerosi studi epidemiologici hanno indicato la presenza di una forte associazione tra diabete mellito ed arteriosclerosi (1). Le alterazioni del profilo lipidico e lipoproteico sono sempre state considerate di primaria importanza nella aterogenesi: in corso di malattia diabetica tali alterazioni sono state segnalate da tempo e rappresentano sicuramente un rischio aggiuntivo per i pazienti diabetici (2-4). è utile ricordare che nel diabete i livelli lipoproteici e le alterazioni molecolari delle lipoproteine possono essere influenzati da numerosi fattori quali il tipo di diabete, il grado di compenso glicemico, il tipo di trattamento (dieta, ipoglicemizzanti, insulina), i fenomeni di insulino-resistenza, la concentrazione degli FFA, i livelli degli ormoni della controregolazione, la presenza o assenza di nefropatia, la presenza o assenza di obesità, i fattori genetici e i fattori ambientali (dieta, esercizio fisico). Alla luce di queste osservazioni è raccomandabile che nei soggetti diabetici il controllo dell'assetto lipidico, per ciò che riguarda i parametri principali, debba essere piu ' frequente e regolare che nel resto della popolazione. Gli obiettivi da perseguire e la frequenza dei controlli possono riassumersi nelle linee guida riportate in tabella 1. TABELLA l Controllo dell'assetto lipidico nei soggetti diabetici: linee guida (periodicità: ogni 6 mesi) Fattori di rischio Colesterolo LDL-Coi HDL-Col Trigliceridi Fibrinogeno Obiettivi < 200 mg/dl < 130 mg/dl > 35 mg/dl (M) > 45 mgldl (F) < 200 mg/dl < 300 mg/dl E' utile sottolineare che in corso di malattia diabetica rivestono un ruolo molto importante non solo le variazioni dei livelli lipidici, ma anche le variazioni in senso qualitativo delle particelle lipoproteiche: si ricorda che si possono avere modificazioni delle lipoproteine (ossidazione, glicosilazione, anomali arricchimenti in apolipoproteine, prevalenza di sottoclassi lipoproteiche più aterogene, formazione di immunocomplessi, formazione di prodotti di degradazione, modificazione del core lipidico o modificazioni di superficie, aggregazione delle lipoproteine) sia in sede intravasale, sia extravasale (5). Tutte le classi lipoproteiche principali (chilomicroni, VLOL, IOL, LOL, HOL) tendono ad essere interessate da queste alterazioni: in particolare però le classi di lipoproteine ricche di trigliceridi, che sono all'inizio della cascata metabolica che conduce alla maturazione delle particelle lipoproteiche, sono sicuramente le più coinvolte (3). Le alterazioni del metabolismo lipoproteico in corso di malattia diabetica sono analizzate in letteratura in relazione in particolare ai due tipi di diabete, caratterizzati rispettivamente da insulino deficienza (100M) e da insulino-resistenza (NIOOM): è chiaro che il ruolo dell'insulina assume una notevole importanza nel determinare queste alterazioni, in particolare nel 100M, dove l'aspetto metabolico può essere ulteriormente complicato dalla terapia insulinica. Sono molto importanti in tal senso gli studi che hanno focalizzato i punti di intervento di questo ormone a livello del metabolismo lipoproteico, con particolare riguardo alle lipasi (tissutale, lipoproteica LPL, epatica HL), che come si sa sono enzimi direttamente sottoposti all'azione insulinica (Fig. 1). E' stato evidenziato che una diminuzione di effetto ormonale (insulinopenia assoluta o relativa) si traduce in un innalzamento dei livelli dei Tg e delle VLOL. Ciò è pure in relazione con l'azione antilipolitica dell'insulina, che regola il flusso di FFA verso il fegato: in carenza insulinica l'aumentato flusso di acidi grassi non fa altro che aumentare la secrezione delle VLOL epatiche, secrezione che è pure aumentata negli stati di insulino-resistenza. ABBREVIAZION I: FFA = free fatty acids; HOL = high density lipoproteins; 100M = insulin-dependent diabetes mellitus ;. IOL = intermediate. density lipoproteins; LOL = low density lipoproteins; Lp(a) = lipoproteina (a); LPL = lipoproteinlipasi; NIOOM = non-insulln-dependent dlabetes mellitus; Tg = trigliceridi; VLOL = very low density lipoproteins Lo
recettore Apo B * IJ------ FFA FEGATO * LPL glicerolo r----~ t t ~-~~ VLDL ---"-"'--'---~...,... Colesterolo. VLDL Fosfollpidi... ------- remnant ApoAI * HL. ~----IDL~~ ~ t ~------LDL t*. III. recetton ce u an * LCAT FIGURAI Rappresentanza schematica della maturazione delle particelle lipoproteiche (VWL-IDL-WL-HDL). Gli asterischi indicano i possibili siti d'azione dell'insulina ApoC HDL3 *t HDL2 *t recettore HDL biente a concentrazioni elevate di glucosio (8). Il fenomeno glicosilazione coinvolge più o meno tutte le principali classi di apolipoproteine, ma gli effetti più importanti riguardano Apo AI e Apo B: dopo glicosilazione si ha aumento di clearance dell'apo AI (e di conseguenza delle HOL) e rallentamento della clearance dell'apo B (e quindi delle LOL) e stimolo dello "scavenger pathway". è inutile sottolineare gli effetti negativi di questi fenomeni, ancor più aggravati dal coinvolgimento delle Apo E, importanti nei processi di clearance dei "remnants" (IDL): infatti le Apo E glicate risultano meno riconoscibili dal recettore specifico, con conseguente aumento dei Un discorso a parte riguarda lo studio dei livelli di Lp(a), le cui caratteristiche di aterogenicità sono ben note e confermate da numerosi studi anche molto recenti: i dati rigurdanti il diabete sono non del tutto concordanti, sembra però che alterazioni nei livelli di questa lipoproteina rispetto ai soggetti non diabetici riguardino solo i soggetti con macro o microalbuminuria, aggiungendo così un altro fattore di rischio importante per malattia aterosclerotica (6). Bisogna anche ricordare che nel 100M la terapia insulinica tradizionale, atta a migliorare il controllo glicemico e di conseguenza gli elevati livelli lipoproteici, non è in grado di migliorare le alterazioni in senso qualitativo delle lipoproteine, per lo più dipendenti da fenomeni di iperinsulinizzazione periferica: questa sembra provocare un patologico aumento del trasferimento di esteri del colesterolo dalle HOL alle VLOL e LOL, con conseguente arricchimento delle HOL in trigliceridi, come già segnalato. Quali siano le ragioni di questo aumentato trasporto di esteri del colesterolo, specialmente nel 100M, e quali danni causi in senso aterogeno non è ancora chiarito: a parte l'arricchimento in Tg delle HOL, ci potrebbero essere sottofrazioni delle VLOL che caricandosi di esteri del colesterolo diventano più aterogene. Il passaggio da un trattamento insulinico tradizionale, che comporta stati iperinsulinemici periferici, all'infusione intraperitoneale di insulina con pompa programmabile, riporta la composizione lipoproteica alla norma e normalizza l'aumentato trasporto degli esteri del colesterolo (7). Quindi anche il modo di somministrazione dell'insulina è molto importante nello sviluppo delle alterazioni e delle modificazioni specialmente qualitative delle lipoproteine. Un'altra alterazione, collegata alla malattia diabetica, che coinvolge le componenti proteiche apolipopro- (teine e proteine strutturali) è la glicosilazione non enzimatica delle proteine, risultante dalla loro permanenza in un amtempi di residenza in circolo di queste particelle aterogene. Bisogna anche ricordare che la glicazione delle apoproteine facilita la formazione di radicali liberi, innescando un danno ossidativo, e può portare alla formazione di complessi immuni, in particolare contro le particelle LOL, la cui componente proteica (Apo B) è stata glicata o ossidata, che tendono ad aggravare i processi di deposizione lipidica (8). Anche l'ossidazione delle lipoproteine, stimolata dagli aumentati tempi di residenza in circolo, in particolare delle LOL, contribuisce allo sviluppo della placca ateromasica attraverso una serie di meccanismi, tra i quali i più importanti sono l'aumentata chemiotassi dei monociti e la difficoltà di riconoscimento da parte del recettore specifico delle LOL ossidate: in queste l'ossidazione interessa gli acidi grassi poliinsaturi (PUFA), che si trasformano in aldeidi, determinando una variazione della carica elettrica esposta con conseguente difficoltà di riconoscimento da parte del recettore per le LOL (9). Considerando questi presupposti sarebbe importante conoscere se i pazienti diabetici siano caratterizzati da un aumento in circolo delle lipoproteine ossidate: da un punto di vista laboratoristico questo è un problema di notevole complessità e l'argomento fa ancora parte di programmi di ricerca avanzata, i cui risultati paiono dimostrare un aumento dell'ossidazione associato ad ipertrigliceridemia e a segni clinici di macroangiopatia. Alla luce di queste considerazioni ci si rende conto che nel diabete uno studio classico del quadro lipidico (con misurazione quantitativa dei parametri più comuni) non è sufficiente e necessita l'introduzione di altri parametri, che solo i centri specialistici sono in grado di eseguire, nonchè lo studio delle anomalie della composizione delle lipoproteine (in particolare di quelle ricche in trigliceridi). La relazione tra anomalie di composizione delle lipoproteine e rischio cardiovascolare nel diabete rappresenta senza dubbio un argomento di
studio molto importante, che deve però ancora essere confermato da adeguati studi prospettici. E' quindi utile una breve rassegna sulle alterazioni metaboliche riguardanti le principali classi lipoproteiche per individuare i criteri che suggeriscono il ricorso ad indagini più approfondite o l'invio del paziente presso centri specialistici per indagini più sofisticate, che in alcuni casi possono chiarire situazioni metaboliche complesse ed indirizzare verso una terapia più efficace. ALTERAZIONI E STUDIO DELLE VLDL E IDL NEL DIABETE Da quanto appena detto si ricava che l'alterazione metabolica più comune delle lipoproteine plasmatiche nel diabete non trattato è rappresentata da un aumento dei trigliceridi (di solito a valori compresi tra 300 e 500 mg/dl, con correlazione positiva con i livelli glicemici) e di conseguenza delle lipoproteine che li trasportano e cioè le VLDL e le IDL: tale aumento può dipendere o da aumentata sintesi o da ridotto catabolismo. Anche se i dati della letteratura non sempre concordano, sembra di fatto accertato che la ridotta rimozione delle lipoproteine ricche in Tg sia una caratteristica deil'iddm, dove la carenza insulinica si ripercuote sulla attività della LPL, mentre nel NIDDM prevarrebbe un aumento di sintesi dovuto allo stato di insulino-resistenza (10). L'aumentata sintesi epatica di VLDL è in relazione anche all'aumentato flusso in entrata di FFA e di glucosio, che quasi sempre si registra in corso di malattia diabetica in particolare se in scarso compenso metabolico. Notevole importanza hanno assunto negli ultimi anni gli studi delle alterazioni qualitative mediante tecniche sofisticate di ultracentrifugazione su gradiente di densità delle sottoclassi delle VLDL e del loro contenuto in lipidi ed in apoproteine. Il dato più appariscente è la sintesi di particelle VLDL morfologicamente ingrandite (VLDL 1 Sf 60-400) e con una alterata composizione del "core"; ciò è dimostrabile in particolare nel NIDDM dove è documentato un aumentato rapporto Tg/Apo B, Apo CilI/Apo CII e aumentato contenuto di Apo C e Apo E. L'arricchimento delle particelle lipoproteiche in trigliceridi, osservato nel diabete particolarmente nella fase di iperlipidemia post-prandiale (lo studio del metabolismo dei Tg in fase post-prandiale mediante test da carico lipidico può fomire dati di gran lunga più informativi rispetto alla misurazione dei valori a digiuno dei trigliceridi), è un fenomeno che è stato osservato non solo nel diabete, ma anche in altre condizioni caratterizzate da stati di ipertrigliceridemia: è stato dimostrato che queste particelle sono molto più aterogene di quelle dei soggetti normali. Quando infatti vengono incubate in vitro con macrofagi, provocano un maggiore accumulo intracellulare di esteri del colesterolo. Queste alterazioni si ripercuotono anche sulla cascata di maturazione delle lipoproteine ricche di Tg (VLDL2 - IDL - LDL) e solo un buon compenso metabolico tende a riportare alla normalità la morfologia delle particelle lipoproteiche. A volte, in corso di malattia diabetica ID, sono state notate anche particelle VLDL più piccole e più ricche in colesterolo ed Apo B: queste particelle sarebbero più aterogene perchè captate più facilmente dai macrofagi, con maggior deposi zio- ne di colesterolo esterificato sulle pareti arteriose. Le alterazioni strutturali possono essere ulteriormente aggravate in presenza di insufficienza renale cronica, in cui si può dimostrare nelle VLDL una riduzione del contenuto di Apo CII ed un aumento delle forme sialate di Apo CIII ed Apo E ed ulteriore compromissione dei fenomeni di maturazione delle lipoproteine ricche di trigliceridi (11). ALTERAZIONI E STUDIO DELLE LDL NEL DIABETE Per ciò che riguarda le alterazioni delle LDL in corso di diabete, non si osservano di solito variazioni di livelli plasmatici, che per lo più risultano o normali o di poco aumentati rispetto ai soggetti di controllo. Solo nei pazienti con diabete insulino-dipendente in scarso compenso glicometabolico è stato notato un deciso aumento nella quantità delle LDL separabili mediante ultracentrifugazione preparativa. Ciò che invece ha una grossa rilevanza sono le alterazioni strutturali a carico di queste particelle: arricchimento in Tg, aumento del rapporto Tg/proteine, glicosilazione non enzimatica della Apo B e ossidazione dei PUFA con diminuzione della affinità nei confronti del recettore specifico per le LDL, come sopra descritto. Il risultato finale è un aumento dei tempi di residenza in circolo ed aumento della aterogenicità di queste particelle (3). Questa ridotta clearance delle LDL dovrebbe portare ad aumento dei livelli plasmatici, evento che invece di solito non si verifica; ciò è spiegabile col fatto che nel diabete si ha una rimozione diretta delle VLDL senza conversione in LDL. L'aterogenicità di questa situazione (mancato riconoscimento delle Apo B glicate da parte del recettore e smalti mento diretto delle VLDL) è ulteriormente aggravata dalla più elevata presenza di particelle intermedie (IDL) con potenziamento della rimozione macrofagica. Come è noto, il livello plasmatico di colesterolo veicolato dalle LDL può essere calcolato mediante la formula di Friedewald (12) nei casi in cui i valori di trigliceridi siano in un ambito normale. Risulta però importante nei soggetti diabetici anche lo studio mediante ultracentrifugazione su gradiente o con elettroforesi non denaturante le sottoclassi delle LDL, che ha permesso di evidenziare una prevalenza delle sottoclassi più piccole e dense, che sono anche le più aterogene (3, 13). Infatti, queste sottoclassi presentano morfologia e proprietà chimico-fisiche sfavorevoli in senso aterogeno: ricorderemo in tal senso la bassa "catabolic rate", l'arricchimento in Tg e la minor affinità di esposizione della molecola di Apo B al recettore specifico. Un buon compenso metabolico può ribilanciare le sottoclassi delle LDL riportandole in una situazione di normalità. ALTERAZIONI E STUDIO DELLE HDL NEL DIABETE È ormai risaputo che non solo il livello di Apo AI e Apo Ali è molto importante nella regolazione dei livelli delle HDL piasmatiche, ma anche l'attività degli enzimi che mediano i processi intravascolari di maturazione delle HDL (LCAT o lecitina-colesterolo- acil-trasferasi, LPL o lipoprotein-lipasi, HTGL o triglicerido-lipasi epatica, CETP o proteina di trasporto degli esteri del colesterolo). Questo può spiegare i bassi livelli circolanti delle HDL ed in particolare delle HDL2 in corso di malattia diabetica in relazione alla ridotta clearance delle VLDL, a sua volta conseguente alla minore attività della LPL (da deficit di azione L
Il insulinica): infatti le HDL ed in particolare la sottofrazione HDL2 aumentano durante i processi di lipolisi. Ciò può giustificare gli alti livelli di HDL riscontrati in molti pazienti IDDM in buon compenso metabolico (14). Una elevata attività della HTGL d'altro canto può ridurre la concentrazione delle HDL accelerando il catabolismo di queste particelle. Questi dati sono confermati dal fatto che la terapia insulinica ed il buon compenso metabolico sono in grado di riportare nella norma i valori delle HDL nei pazienti con IDDM e a volte di aumentarli al di sopra dei valori normali. Tali studi oggi sono alla portata anche di laboratori non specialistici, poichè il sotto-frazionamento delle HDL è realizzabile, senza ricorso all'ultracentrifugazione, anche con metodica chimica precipitativa con solfati di destrano e quindi si raccomanda la misurazione nei soggetti diabetici dei livelli di colesterolo HDL e HDL2 (15). Per ciò che riguarda le alterazioni strutturali, anche le HDL mostrano un anomalo arricchimento in Tg ed un alterato rapporto lipidi/proteine con diminuzione del contenuto in Apo AI e Apo Ali. Non bisogna dimenticare che l'abbassamento dei livelli può essere anche dovuto alla aumentata clearance delle Apo AI glicosilate, che si formano come già ricordato in corso di diabete scompensato. Si ricorda anche che le lipoproteine contenenti solo Apo AI (e non Apo Ali), che sono corrispondenti praticamente alle HDL2, sono quelle che posseggono la maggiore efficienza nella rimozione e nel trasporto retrogrado del colesterolo verso il fegato e nei diabetici hanno mostrato una composizione differente rispetto a quelle dei soggetti normali per ciò che riguarda sia la superficie che il core delle particelle, perdendo a causa di ciò circa il 50% della loro efficienza di trasporto (16). CONCLUSIONI In conclusione, nel NIDDM le alterazioni del quadro lipidico possono interessare praticamente tutte le classi lipoproteiche, determinando alterazioni multiple, comprendenti la iperchilomicronemia, la elevazione delle VLDL, IDL e delle LDL, e la riduzione delle HDL (3). Ciò in genere corrisponde al concetto di una iperlipidemia primaria associata al diabete. Tale spettro di alterazioni è sicuramente aggravato dallo scompenso glicemico, ma d'altra parte il raggiungimento del compenso raramente riesce a normalizzare l'assetto lipidico in questi pazienti (2,4). Viceversa, nell'iddm in buon controllo il quadro lipidico è generalmente simile a quello del soggetto non diabetico, e spesso possono essere riscontrati livelli di HDL più elevati che nella popolazione non diabetica (14). In entrambe le classi di diabete sono invece presenti alterazioni in senso qualitativo delle varie classi e sottoclassi lipoproteiche (3). Alla luce di queste osservazioni si raccomanda che nei soggetti diabetici il controllo dell'assetto lipidico, ai vari livelli di complessità a seconda dei casi, deve essere piu' frequente e regolare che nel resto della popolazione, sia per il piu' elevato rischio aterogeno, sia per la presenza di fattori di variazione relativamente rapida dell'assetto lipidico (compenso glicemico, tipo di terapia, comparsa di nefropatia, ecc.). Inoltre, non si deve dimenticare che il diabete e' fattore di rischio maggiore per l'aterosclerosi, e pertanto per i maschi diabetici il traguardo del LDL-cole- sterolo e' quello minimo «130 mg/d L), secondo quanto propone il National Cholesterol Expert Panel per i soggetti che presentano in partenza almeno due fattori di rischio aterogeno (17). D'altra parte, essendo il sesso femminile meno protetto se e' presente il diabete, e' consigliabile che anche per le donne diabetiche siano garantiti identici livelli di colesterolo-ldl ai fini di una efficace prevenzione della macroangiopatia. BIBLIOGRAFIA 1. Kannel WB, Mc Gee DL. Diabetes and cardiovascular disease: the Framingham study. JAMA 1979; 241: 2035-38. 2. Colwell J A, Lopes-Virella M, Halushka PV. Pathogenesis of atherosclerosis in diabetes. Diabetes Care 1981; 4: 121-33 3. Howard BV. Lipoprotein metabolism in diabetes mellitus. J Lipid Res 1987; 28: 613-28. 4. Reaven GM. Non-insulin dependent diabetes mellitus: abnormal lipoprotein metabolism and atherosclerosis. Metabolism 1987; 36 (Suppl l): 1-8. 5. Taskinen MR. Quantitative and qualitative lipoprotein abnormalities in diabetes mellitlls. Diabetes 1992; 41 (suppl. 2): 12-7. 6. Haffner SM. Lipoprotein(a) and diabetes. An update. Diabetes Care 1993; 16: 835-40. 7. Taskinen MR, Packard C.T, Sheperd J. 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