Атеросклероз является серьезной проблемой — артерии становятся толще и жестче, что может привести к сердечным заболеваниям и инсульту, но точно не известно, как холестерин вызывает это утолщение.
Холестерин — это крошечная молочная молекула, которая циркулирует в крови с помощью липопротеинов. Высокий уровень липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в крови является ключевым фактором риска развития атеросклероза. Кроме того, окисленный ЛПНП также может способствовать возникновению артериальных бляшек. Мануэла Айе и Ирена Левитан из Иллинойского университета, представили свое исследование того, как эти два ЛПНП вызывают утолщение на клеточном уровне на 63-м ежегодном собрании Биофизического общества.
Холестерин не так уж и плох, это незаменимый жир, который необходим клеткам для выработки мембран и стероидных гормонов. Когда он транспортируется по организму, ему нужен носитель липопротеинов. ЛПНП переносят холестерин от печени к клеткам, а липопротеины высокой плотности (ЛПВП) возвращают холестерин в печень. Долгое время считалось, что ЛПНП является причиной атеросклероза, но последние данные свидетельствуют о том, что окисленные ЛПНП также является ключевым игроком. Группа под руководством Айе и Левитан хотели знать, является ли основной проблемой один из этих липопротеинов, или оба.
Ученые кормили мышей либо нормальной сбалансированной пищей, либо «западной диетой с высоким содержанием жиров», которая была разработана для отражения уровней жира, белка и углеводов, которые обычно присутствуют в меню ресторанов быстрого питания. Они обнаружили, что у мышей, потребляющих «западную» диету, быстро развивались более жесткие артерии, которые возникали вплоть до слоя эндотелиальных клеток, окружающих кровеносные сосуды. Исследователи измерили уровни ЛПНП и окисленных ЛПНП у этих мышей, чтобы можно было скорректиовать концентрации с параметрами человека и культуры, а затем провели точные измерения с использованием атомно-силовой микроскопии натяжения мембраны и жесткости цитоскелета.
В культуре, по сравнению с клетками без добавленных липопротеинов, каждый из физиологических уровней ЛПНП и окисленных ЛПНП вызывал утолщение клеточной мембраны и повышенное напряжение при добавлении по-отдельности, а совместно изменение усиливалось.
«К нашему удивлению, очень небольшое количество окисленного ЛПНП резко ухудшает структуру клеточной мембраны», — сказала Айе.
Результаты показывают, что изменения уровня липидов в крови в результате диеты могут в корне нарушить целостность слоя эндотелиальных клеток.
«Мы считаем, что изменения на уровне клеточной мембраны могут начать процессы, связанные с атеросклерозом», — заключила Айе.
