LDL ในเลือดสูงเป็นสาเหตุของภาวะหลอดเลือดแดงแข็งและโรคหลอดเลือดได้

ดังนั้นถ้าไปคุณไปตรวจเลือดแล้วพบว่ามี LDL ในเลือดมากกว่าค่าปกติ คุณควรที่จะต้องลด

ไม่เพียงแค่ LDL ตัวเล็กหรือที่เรียกว่า Small dense LDL (sdLDL) เท่านั้นที่เป็นตัวอันตราย แต่การมี LDL ทุกชนิดที่มากเกินไปเป็นเวลานาน ทำให้เกิดความเสี่ยงที่จะเป็นโรคหลอดเลือดได้

จริงอยู่ที่การอักเสบมีผลต่อโรคหลอดเลือดมาก ถ้าคุณเป็นโรคที่เกี่ยวกับระบบการเผาผลาญ หรือ โรคที่ทำให้เกิดการอักเสบในร่างกายมาก เช่น เบาหวาน, ความดัน, โรคหัวใจ, อ้วน, โรคเกาต์, โรคแพ้ภูมิตัวเอง หรือ SLE การลดการอักเสบในร่างกายจะทำให้คุณกลับมาสุขภาพดีขึ้น และลดความเสี่ยงที่จะทำให้เกิดโรคหลอดเลือดได้ มีหลายวิธีที่ทำได้ เช่น การกิน Low-Carb, CD, คีโต, Paleo Diet หรือแม้แต่จะกินคาร์โบไฮเดรตปกติ ถ้าคุณรู้วิธีกินที่ถูกต้องก็จะทำให้สุขภาพกลับมาดีขึ้นได้ เมื่อคุณดีขึ้นหรือน้ำหนักลดลงจนพอใจแล้ว คุณไม่ควรที่จะปล่อยให้ LDL สูงอยู่ในกระแสเลือดไปเรื่อย ๆ ควรหาวิธีลด LDL เช่น แทนที่จะกินน้ำมันหมูก็เปลี่ยนมา กินน้ำมันมะกอกหรือน้ำมันอะโวกาโด เปลี่ยนการได้รับไขมันจากสัตว์มาเป็นไขมันจากพืชที่มีไฟเบอร์สูง ก็จะช่วยได้ เป็นต้น

การอักเสบในร่างกายที่เรื้อรัง, LDL ที่สูง, ไตรกลีเซอไรด์ ที่สูง ล้วนแล้วแต่ไม่ดี การที่คุณมีตัวใดตัวหนึ่งสูงก็มีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคหลอดเลือดได้มาก ยิ่งคุณมีหลายตัวที่สูง ยิ่งเป็นการเร่งขบวนการที่จะทำให้เกิดโรคได้มากขึ้น การที่ไม่มีตัวใดตัวหนึ่งสูงเลยจะดีที่สุด

เมื่อ LDL หรืออนุภาค ApoB ที่บรรทุกคอเลสเตอรอลหลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือด ร่างกายของเราจะตอบสนองด้วยกลไกการอักเสบ และถ้าคุณมีการอักเสบ ก็จะกระตุ้นให้เกิดการอักเสบที่มากขึ้น เป็นการเร่งกระบวนการที่อนุภาค ApoB เข้าไปในผนังหลอดเลือดเพิ่มมากขึ้น

ไม่จำเป็นที่จะต้องเป็น sdLDL หรือ Oxidized LDL (oxLDL) ที่จะหลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดได้ ถึงคุณจะไม่มีการอักเสบเลย LDL ที่ปกติ สามารถที่จะเข้าไปในผนังหลอดเลือด และเกิดติดอยู่ในนั้น กระตุ้นให้เกิดการอักเสบ ทำให้เกิดการสะสมของคอเลสเตอรอล และเกิดพลากในที่สุดได้

การที่คุณมี CAC Score เป็น 0 (ศูนย์) ไม่ได้หมายความว่าคุณไม่มีโอกาสที่จะเป็นภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง การตรวจหาคราบหินปูนหลอดเลือดหัวใจ (CAC) ไม่สามารถตรวจพบโฟมเซลล์ (Lipid-Laden Foam Cells) ที่ยังไม่มีแคลเซียมมาเกาะได้ ถ้าคุณเริ่มมีโฟมเซลล์แล้วกว่าที่จะมีแคลเซียมมาเกาะจนตรวจ CAC เจอ ใช้เวลามากถึง 20-30 ปี การตรวจ Computed Tomographic Angiography (CTA) จึงจะตรวจพบการอุดตันก่อนที่จะมีแคลเซียมมาเกาะได้

งานวิจัยที่ได้ศึกษาผู้ป่วยที่มีพลากสะสมอยู่มาก จนหลอดเลือดตีบไปถึงครึ่งหนึ่งหรือมากกว่านั้นแล้ว แต่ 14% ของผู้ป่วยกลุ่มนี้พบว่ามี CAC Score เป็นศูนย์, ผู้ป่วยที่มีอายุตั้งแต่ 70 ปีขึ้นไปมี 5% ที่มี CAC Score เป็นศูนย์ ส่วนผุ้ป่วยที่มีอายุน้อยกว่า 40 ปีมีถึง 58% ที่มี CAC Score เป็นศูนย์ และจากการติดตามผู้ป่วยจำนวนสองหมื่นกว่าคนนี้ไปอีกเป็นเวลา 4 ปีพบว่ามีผู้ป่วยถึง 30% จากกลุ่มที่มี CAC Score เป็นศูนย์ ที่เกิดหัวใจวายหรือตาย

ที่มา:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34705022/

งานวิจัยหนึ่งที่พบว่า LDL ที่ปกติ สามารถข้ามผ่าน Endothelial Cell เข้าไปใต้ชั้นผนังหลอดเลือดได้ ข้อมูลจากงานวิจัยนี้ มีดังนี้ LDL ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเอนโดทีเลียม (Endothelium) เข้าไปด้วยวิธีทรานส์ไซโทซิส (Transcytosis) และสะสมอยู่ใต้ผนังหลอดเลือด เป็นขั้นตอนเริ่มต้นของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้จำนวนหนึ่งได้แสดงให้เห็นถึงการทำงานของคาวีโอเล (Caveolae), Activin-Like Kinase 1 (ALK1) และ Scavenger Receptor B1 (SR-B1) ที่เกี่ยวข้องกับกลไกของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม Cav-1 ซึ่งเป็นส่วนประกอบโปรตีนที่สำคัญในคาวีโอเล ที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของคาวีโอเล ซึ่งเป็นสื่อกลางในการดูดซึม LDL เข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเอนโดทีเลียม ด้วยวิธีทรานส์ไซโทซิส

SR-B1 and ALK1 จับตัวโดยตรงกับ LDL ทำให้ LDL สามารถผ่านเข้าไปในเซลล์เอนโดทีเลียมได้ การเปลี่ยนแปลงของคาวีโอเลและโปรตีนที่เกี่ยวข้องและ SR-B1 ส่งผลต่อกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม และการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

คาวีโอเล, ALK1 และ SR-B1 เป็นตัวควบคุมหลักของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม การจำกัด LDL ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงด้วยวิธีทรานส์ไซโทซิส อาจเป็นแนวทางการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับภาวะหลอดเลือดแดงแข็งในระยะแรก และในการรักษาโรคหลอดเลือดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง เป็นโรคหัวใจและหลอดเลือดที่มีความซับซ้อน ที่มีลักษณะพิเศษโดยมีกระบวนการเผาผลาญไขมันที่ไม่สมดุล หรือมีการอักเสบซึ่งเกิดขึ้นภายในหลอดเลือดแดงที่ไม่ได้รับการแก้ไข

การแทรกซึมและการกักเก็บ Athero-Prone Lipoproteins ซึ่งส่วนใหญ่คือ LDL ในผนังหลอดเลือดถือเป็นขั้นตอนเริ่มต้นในการพัฒนาไปสู่การเป็นภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกิดขึ้นกับ LDL ที่สะสมอยู่ในหลอดเลือด มีศักยภาพในการช่วยส่งเสริมการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็งมากขึ้น ผ่านกลไกการอักเสบและระบบภูมิคุ้มกันหลายอย่างที่นำไปสู่การสร้างโฟมเซลล์ (Lipid-Laden Foam Cells) และการอักเสบของหลอดเลือดที่มากขึ้น ส่งเสริมให้เกิดการลุกลามของภาวะหลอดเลือดแดงแข็งเพิ่มมากขึ้น

ในระหว่างที่ภาวะหลอดเลือดแดงแข็งได้มีการลุกลามเพิ่มขึ้น การไหลเวียนของไลโพโปรตีนกลุ่มที่ทำให้เกิดโรคหลอดเลือด คือ ไลโพโปรตีนที่ประกอบไปด้วย ApoB ซึ่งได้แก่ LDL, VLDL และ ไคโลไมครอน และไลโพโปรตีนกลุ่มที่ช่วยป้องกันโรคหลอดเลือด คือ High-Density Lipoprotein (HDL) ที่ไหลเวียนเข้าสู่ผนังหลอดเลือด จะเป็นตัวกำหนดการลุกลามของโรคหลอดเลือดนี้

การขนส่งอนุภาคไลโพโปรตีนกลุ่มที่ทำให้เกิดโรคหลอดเลือด ในที่นี้คืออนุภาค LDL ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเอนโดทีเลียม มีความสำคัญอย่างมากต่อการเริ่มต้น, การพัฒนา, การลุกลาม และการลดลง ของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่แน่ชัดที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลเวียนของไลโพโปรตีนในหลอดเลือดยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์

ในบทความนี้ เราได้สรุปผลการค้นพบล่าสุดในสายงานนี้ โดยเน้นกลไกใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการขนส่ง LDL เข้าไปยังผนังหลอดเลือดแดง และความเกี่ยวข้องในการพัฒนาการของภาวะหลอดเลือดแดงแข็งอนุภาค LDL เป็นสารเนื้อผสมเชิงซ้อนของ ลิพิด-โปรตีน (Lipid-Protein) ที่ต่างชนิดกัน มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 22 นาโนเมตร ถึง 28 นาโนเมตร

การขนส่งโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ผ่านเอนโดทีเลียมนั้นผ่านสื่อกลาง โดยการผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ (Paracellular Pathway) หรือ การขับผ่านข้ามเซลล์ (Transcellular Pathway) เข้าไป

อย่างไรก็ตาม ไลโพโปรตีนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า (>) 6 นาโนเมตรที่จะผ่านเอนโดทีเลียมไปโดยใช้วิธีการผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์นั้น ถูกจำกัดโดยรอยต่อระหว่างเซลล์บุผนังหลอดเลือด ซึ่งประกอบไปด้วย รอยต่อแน่น (Tight Junction) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกของเซลล์ข้างเคียงเชื่อมติดเป็นเนื้อเดียวกัน สารไม่สามารถผ่านได้, รอยต่อกลาง (Adherens Junction หรือ Intermediate Junction) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ห่างกันเล็กน้อย สารโมเลกุลเล็กอาจซึมผ่านได้ และ รอยต่อช่องทะลุ (Gap Junction) ที่เยื่อหุ้มเซลล์มีแผ่นเชื่อมติดกัน มีรูทะลุจำนวนมาก มีการถ่ายเทสารและกระแสไฟฟ้าระหว่างเซลล์ได้ดี ซึ่งสารโมเลกุลเล็กซึมผ่านได้มากที่สุดในบรรดารอยต่อทั้งสามแบบ

มีการศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงกลไกของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการเอนโดไซโทซิส (Endocytosis) ที่ต้องพึ่งพา Low Density Lipoprotein Receptor (LDLR) ซึ่ง LDL จะถูกสลายโดยเอนไซม์ไลโซโซมและปล่อยคอเลสเตอรอลอิสระ (Free Cholesterol) ออกมา, LDL ที่ปกติสมบูรณ์ สามารถหลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเซลล์เอนโดทีเลียมเข้าไปด้วยกระบวนการทรานส์ไซโทซิส ซึ่งเป็นกระบวนการพิเศษเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนคาวีโอเล, ALK1 และ SR-B1

มีรายงานว่า LDLR ทำงานร่วมกับ LDL Transcytosis ใน Blood-Brain Barrier (BBB) ที่หลีกเลี่ยงการถูกสลายโดยเอนไซม์ไลโซโซม

อย่างไรก็ตาม การสลาย LDLR โดย Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9 (PCSK9) ไม่ส่งผลต่อกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม ในบริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone

นอกเหนือจากกลไกที่เป็นที่ทราบกันดีของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเซลล์เอนโดทีเลียม ในการพัฒนาไปสู่การเป็นภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง โดยมีรอยโรคที่เพิ่มมากขึ้น, การปรับปรุงการทำงานของ การซึมผ่าน (Permeability) และการสลาย (Degradation) LDL ของ Endothelial Barrier ในผนังหลอดเลือด โดยใช้ Anti-ApoB Antisense Oligonucleotide (เครื่องมือที่ยับยั้งการแสดงออกของยีนอย่างจำเพาะเจาะจง เพื่อยับยั้งการสร้างโปรตีนที่ไม่ต้องการ) ในหนูที่ขาด LDLR (LDLR-Deficient Mice) และเลี้ยงด้วยอาหารที่อุดมสมบูรณ์ไปด้วยคอเลสเตอรอล แสดงให้เห็นถึงรอยโรคที่ลดลง นอกจากนี้ การลดลงของ Plasma Cholesterol ส่งผลน้อยมากไปจนถึงไม่ส่งผลเลยกับ Plasma Proteins ต่อการซึมผ่านผนังหลอดเลือด ซึ่งตรวจสอบโดยการฉีด Evans Blue ทางหลอดเลือดดำ, ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการ LDL Transcytosis ทั้งการลุกลามและการลดลงของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

คาวีโอเล เป็นสื่อกลางในกระบวนการ LDL Transcytosis

คาวีโอเล เป็นโครงสร้าง “รูปร่างคล้ายหยดน้ำ (Bulb-Shape)” ที่มีรูปแบบที่มีความเหมือนกัน มีความเที่ยงตรงเสม่ำเสมอสูง ซึ่งพบได้ที่เยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์เฉพาะเจาะจงบางประเภท รวมทั้งเซลล์บุผนังหลอดเลือด (Endothelial Cell : EC), เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ (Smooth Muscle Cell) และ เซลล์ไฟโบรบลาสท์ (Fibroblasts Cell)

ในเซลล์บุผนังหลอดเลือด, คาวีโอเลเป็นไมโครโดเมน (Microdomain) ที่มีการเคลื่อนที่และความคล่องตัวสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนสัญญาณหรือการแปรสัญญาณในเซลลฺ์ (Signal Transduction) และกระบวนการเอนโดไซโทซิส (Endocytosis Pathway)

คาวีโอลินวัน (Caveolin-1 : [Cav-1]) เป็นโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของคาวีโอเล ซึ่งเป็นสื่อกลางในการก่อตัวของคาวีโอเล และกระตุ้นการทำงานที่เกี่ยวข้องกับ คาวีโอเล ในเซลล์เอนโดทีเลียม

การศึกษาจากห้องปฏิบัติการในหลายที่ ได้อธิบายถึงบทบาทที่สำคัญของ Cav-1 ในกระบวนการ LDL Transcytosis และการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

หนูที่ดัดแปลงพันธุกรรมของ Cav-1 (Apoe−/− Mice) แสดงให้เห็นว่ายับยั้งการลุกลามของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง โดยลดจำนวน LDL ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือด และการสะสมของแมคโครฟาจ (Macrophage) ในผนังหลอดเลือด และเพิ่มการผลิตไนตริกออกไซด์ (Nitric Oxide : [NO])

ที่สำคัญคือ การแสดงออกที่เฉพาะเจาะจงที่เพิ่มสูงขึ้นของ Cav-1 ในเอนโดทีเลียม ทำให้ลักษณะที่แสดงออกที่สามารถมองเห็นได้ (Phenotypes Observed) ของหนูที่ดัดแปลงพันธุกรรม (Cav-1/Apoe double knockout [Cav-1−/−Apoe−/−] Mice) เกิดการกลับทางขึ้น

การค้นพบที่คล้ายกันของ Cav-1 ในการเกิด LDL transcytosis ในเซลล์เอนโดทีเลียม ถูกพบในวิธีวิจัยแบบ Ex Vivo (การวิจัยทางชีวเคมีที่ทำโดยตัดเอาชิ้นส่วนหรือเนื้อเยื่อของร่างกายออกมาเลี้ยงในจานเพาะเลี้ยง แล้วเอาอะไรก็ตามเช่นเชื้อโรคหรือยาใส่เข้าในจานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อนั้น เพื่อดูว่าเชื้อโรคจะมีปฏิกริยากับเนื้อเยื่ออวัยวะนั้นอย่างไร) จากหลอดเลือดแดงใหญ่บริเวณหัวใจของหนู Cav-1−/− ที่ LDL ถูกติดฉลากไว้ด้วย 125I (Cav-1−/− Aortic Rings Incubated with 125I-Labeled LDL)

การศึกษาล่าสุดของเราแสดงให้เห็นถึงการสังเกตของการทับซ้อนเชิงพื้นที่ (Co-Localization) ของ ApoB ซึ่งเป็นโปรตีนหลักใน LDL และคาวีโอเล ในเอนโดทีเลียม ที่บริเวณที่กับเก็บสะสม Athero-Prone ของส่วนโค้งเอออร์ติก

การไม่มี Cav-1 ยับยั้งการแทกซึมของ LDL ในบริเวณที่กับเก็บสะสม Athero-Prone ของส่วนโค้งเอออร์ติก ทั้งจากการวิจัยแบบ In Vivo และการวิจัยแบบ Ex Vivo, ในขณะที่การหยุดการทำงานของ Cav-1 ในเซลล์บุผนังหลอดเลือดหัวใจของมนุษย์ (Human Coronary Aortic Endothelial Cells : [HCAECs]) ส่งผลให้ LDL Transcytosis ลดลงอย่างชัดเจน เมื่อวัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ชนิด Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF)

คล้ายกับผลลัพธ์ที่สังเกตได้ใน หนู LDLR Knockout Mice ที่ดัดแปลงพันธุกรรมของ Cav-1 ทำให้มียีนที่ทำให้ขาดแคลน Cav-1 (Apoe−/− Mice) มีการแทรกซึมของ ไลโพโปรตีนที่มี ApoB เข้าสู่ผนังหลอดเลือด และการก่อตัวของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

การหยุดยั้งการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ในหนูที่ขาดแคลน Cav-1 นั้น เมื่อสังเกตดูหนูที่ขาดแคลน Cav-1 พบว่า ไม่มีความสัมพันธ์กับกระบวนการสร้างไนตริกออกไซด์ (Endothelial Nitric Ooxide Synthase : [eNOS]) ที่เพิ่มขึ้น

หน้าที่ทางสรีรวิทยาของ Cav-1 ในการควบคุมกระบวนการ LDL Transcytosis และการเริ่มต้นก่อตัวของรอยโรคของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ได้รับการส่งเสริมให้เพิ่มมากขึ้นจากการแสดงออกของ Cav-1 ในระดับที่เพิ่มมากขึ้นในเอนโดทีเลียมของพลาก (Plaque) ที่สะสมในผนังหลอดเลือด และการแสดงออกของ Cav-1 ที่มากขึ้นไปอีกอย่างมากในบริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone ที่กระบวนการไหลเวียนถูกรบกวนทำให้กระบวนการไหลเวียนยากลำบากขึ้น เมื่อเทียบกับบริเวณที่ป้องกันการสะสมของ Athero-Prone เมื่อสังเกตจากส่วนโค้งเอออร์ติกของหนู

นอกจากการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของ Cav-1 แล้ว เรายังแสดงให้เห็นว่าจำนวนของคาวีโอเลที่ Basolateral และ Intracellular เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในบริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone (Lower Curvature of the Aortic Arch) เมื่อเทียบกับบริเวณที่ป้องกันการสะสมของ Athero-Prone (Greater Curvature of the Aortic Arch)

ในทางตรงกันข้าม จำนวนของคาวีโอเลในเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลายของเอนโดทีเลียมนั้น ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในบริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone

การค้นพบนี้บ่งชี้ว่าพลศาสตร์การไหลเวียนของเลือด (Hemodynamics) และแรงเชิงกล (Mechanical Forces) มีอิทธิพลต่อจำนวนของคาวีโอเล, สัณฐานวิทยา (Morphology) และการกระจายตัวของเซลล์ในตำแหน่งต่าง ๆ ของ เอนโดทีเลียมในเอออร์ติก ซึ่งช่วยส่งเสริมให้การขนส่ง LDL เข้าไปยังผนังหลอดเลือดแดงมากขึ้น และเกิดการพัฒนาเพิ่มขึ้นของรอยโรคของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

รายงานล่าสุดแสดงให้เห็นว่า กลไกการกินตัวเองของเซลล์เอนโดทีเลียมที่เป็นปกติสมบูรณ์ไม่เสียหาย (Intact Endothelial Autophagy) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการสะสมเพิ่มขึ้นของ LDL ที่มีอยู่ตามปกติ (Native LDL) และ LDL ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ (Oxidized LDL : [OxLDL]) เมื่อทำการวิจัยแบบ In Vitro รวมถึงการสะสมของ OxLDL เมื่อทำการวิจัยแบบ In Vivo ก็เป็นเช่นเดียวกัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในการวิจัยและเราและของที่อื่น ๆ ได้ค้นพบการมีส่วนร่วมของคาวีโอเล ในการควบคุมการเปิดใช้งานกลไกการกินตัวเองของเซลล์ (Autophagy) ประเภทต่าง ๆ รวมถึงเซลล์เอนโดทีเลียม, เซลล์ไขมัน (Adipocytes) และเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจหรือคาร์ดิโอไมโอไซต์ (Cardiomyocytes)

การขาดแคลน Cav-1 ช่วยส่งเสริมการเปิดใช้งานกลไกการกินตัวเองของเซลล์ โดยการเพิ่มกิจกรรมการย่อยสลายของกลไกการกินตัวเองของเซลล์ (Autophagic Flux) ใน เอนโดทีเลียมที่อยู่ในหลอดเลือด (Aortic Endothelium) บริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone ซึ่งป้องกันการก่อตัวของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ในหนูที่ดัดแปลงพันธุกรรม Ldlr−/−

อย่างไรก็ตาม การยับยั้งทางเภสัชวิทยา (Pharmacological Inhibition) ของ กลไกการกินตัวเองของเซลล์โดย 3-Methyladenine ในหนูที่ดัดแปลงพันธุกรรม Cav-1−/− ทำให้การอักเสบของหลอดเลือดและการแทรกซึมของแมคโครฟาจ (Macrophage Infiltration) ลดลง แต่ไม่มีผลต่อการสะสมไขมันตามปกติในบริเวณ Atherosclerotic Plaques ซึ่งบ่งชี้ว่า Cav-1-Mediated Autophagy อาจไม่มีส่วนทำให้เกิดกระบวนการ LDL Transcytosis

กระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเซลล์เอนโดทีเลียม โดย SR-B1

SR-B1 เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นตัวรับ HDL (HDL Receptor) ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการขนส่งคอเลสเตอรอลจากเซลล์และเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกายไปยังเซลล์ตับเพื่อกำจัดคอเลสเตอรอลออกจากระบบ (Reverse Cholesterol Transport : [RCT]) โดยอำนวยความสะดวกในการนำคอเลสเตอรอลออกจาก Peripheral Macrophages และดูดซึม Cholesteryl Esters จาก HDL เข้าสู่ตับ

นอกจากทำหน้าที่เป็น ตัวรับ HDL แล้ว SR-B1 ยังได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวรับที่มีสัมพรรคภาพสูง (High-Affinity) สำหรับ LDL, LDL ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ (Oxidized LDL) และ VLDL

การศึกษาในช่วงแรกที่นำโดย Lee และเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบบทบาทที่คาดไม่ถึงของ SR-B1 ในการเกิดกระบวนการทรานส์ไซโทซิสของ LDL ในเซลล์บุผนังหลอดเลือดหัวใจของมนุษย์

เมื่อใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิด Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) ผู้เขียนพบว่า การแสดงออกที่เพิ่มสูงขึ้นของ SR-B1 จะทำให้ กระบวนการ LDL Transcytosis ในเซลล์บุผนังหลอดเลือด เพิ่มสูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

ในทางกลับกัน การปิดการแสดงออกของ SR-B1 โดยใช้ Small Interfering RNA (siRNAs) จะลดทอนการขนส่ง LDL ผ่าน Endothelial Monolayer

HDL ที่เพิ่มขึ้นมากจนเกินพอจะยับยั้งกระบวนการ LDL Transcytosis ที่อาศัย SR-B1 เป็นสื่อกลางอย่างมีนัยสำคัญ, Canonical Ligand ของ SR-B1 ซึ่งเป็นตัวรับ HDL ที่ผิวเซลล์ แสดงให้เห็นถึงการแข่งขันแย่งตัวรับระหว่าง Lipoproteins ชนิดต่าง ๆ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง SR-B1 ถูกพบว่ามีอยู่ใน Basolateral Compartment ของเซลล์เอนโดทีเลียม ช่วยอำนวยความสะดวกในการขนส่งคอเลสเตอรอลส่วนเกินจาก Peripheral Cells ของผนังหลอดเลือด ตามด้วยการส่งคืนสู่กระแสเลือดโดยระบบน้ำเหลือง โดยจับกับ HDL ในเซลล์เอนโดทีเลียมน้ำเหลือง (Lymphatic Endothelial Cell).

การแข่งขันกันจับคู่ของ SR-B1 กับทั้ง HDL และ LDL อาจป้องกันการขนส่งไลโพโปรตีนกลุ่มที่ทำให้เกิดโรคหลอดเลือดผ่าน Endothelial และส่งเสริมการนำเอาคอเลสเตอรอลออกจากผนังหลอดเลือด เพื่อป้องกันการเกิดโรคหัวใจและหลอดเลือดที่เกิดจากหลอดเลือดแดงแข็ง

โดยแท้จริงแล้ว การลดลงของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ถูกสังเกตพบในหนูที่ SR-B1 มีการแสดงออกมากเกินไปในเซลล์เอนโดทีเลียม ซึ่งอาจเป็นผลมาจาก HDL ดูดซึมคอเลสเตอรอลที่มากขึ้นใน Basolateral Compartment

เมื่อไม่นานมานี้ กลไกที่ SR-B1 ควบคุมกระบวนการ LDL Transcytosis ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเอนโดทีเลียม ได้รับการพิสูจน์ในหนู Apolipoprotein E Null (Apoe−/−) ที่ถูกทำให้ขาดแคลน SR-B1 ในเอนโดทีเลียม

SR-B1 จับกับ LDL โดยตรงและอำนวยความสะดวกในการเกิดกระบวนการ Transcytosis ของ LDL ที่ข้ามผ่าน Endothelial Monolayers โดยการสรรหาโปรตีนหรือโดเมนโปรตีนที่กระตุ้น monomeric GTPases (Guanine Nucleotide Exchange Factor : [GEF]) ของ Dedicator of Cytokinesis 4 (DOCK4) และส่งเสริมการเคลื่อนเข้าในเซลล์ของ SR-B1 และกระบวนการ LDL Transcytosis โดยการเปิดใช้งาน Rac Family Small GTPase 1 (RAC1)

การค้นพบเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมโดยการแสดงออกของ SR-B1 ที่เพิ่มมากขึ้นในบริเวณที่กักเก็บสะสม Athero-Prone ในหลอดเลือดแดงใหญ่เอออร์ตาของหนู และในหลอดเลือดแดงที่มีภาวะหลอดเลือดแดงแข็งในมนุษย์

อย่างน่าทึ่ง การตัดต่อพันธุกรรมของ SR-B1 ในเซลล์เอนโดทีเลียม แสดงให้เห็นถึงผลที่ได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการลดการสะสมของ LDL ในผนังหลอดเลือดแดง และลดการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็งได้อย่างเห็นได้ชัด ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทที่สำคัญของ SR-B1 ในกระบวนการ LDL Transcytosis และการลุกลามของโรคหลอดเลือดแดงแข็ง

การบ่งชี้ว่า SR-B1 เป็นตัวรับของทั้ง HDL และ LDL แสดงให้เห็นว่าการจับกันของ HDL กับ SR-B1 อาจป้องกันการเกิดกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม และจำกัดการลุกลามของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

แม้ว่าการค้นพบเหล่านี้บ่งชี้ว่าการยับยั้ง SR-B1 ใน เซลล์เอนโดทีเลียม อาจเป็นประโยชน์ในการช่วยป้องกันการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง การขาด SR-B1 ทั่วร่างกาย ส่งผลให้เกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็งในหนูและโรคหลอดเลือดหัวใจในมนุษย์ เนื่องจากการขาดแคลนงานวิจัยแบบ RCT ดังนั้นจึงควรจะต้องให้ความใส่ใจในการรักษาด้วยการยับยั้ง SR-B1

ALK1 เป็นสื่อกลางในกระบวนการ LDL Transcytosis

การตรวจคัดกรอง Genome-Wide RNAi ใน Endothelium Cell line EA.hy926 ของมนุษย์ พบว่า ALK1 เป็นโปรตีนที่จับกับ LDL ซึ่งเป็นสื่อกลางในกระบวนการ LDL Transcytosis

ALK1 เป็น Transforming Growth Factor Beta-1 (TGFβ−1) Receptor ที่เป็นที่รู้จักกันดี ซึ่งแสดงออกอย่างมากบนเซลล์เอนโดทีเลียม และยังจับกับ Bone Morphogenetic Proteins −9 และ −10 (BMP9, BMP10)

การปิดการทำงาน ALK1 โดยใช้ siRNA ในเซลล์บุผนังหลอดเลือดหัวใจของมนุษย์ (HCAECs) ทำให้ลดการขนส่ง DiI-LDL จาก Apical Membrane ไปยัง Basolateral Membrane, ในขณะที่การแสดงออกที่มากเกินไปของ ALK1 ส่งผลให้ กระบวนการ LDL Transcytosis เพิ่มขึ้น เมื่อวัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิด TIRF

ระบบการควบคุมของ ALK1 ในกระบวนการ LDL Transcytosis ได้รับการยืนยันเพิ่มเติมโดย Trans-Well Assay incubated with 125I-Labelled LDL

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การขาดแคลน ALK1 ของ Endothelial ยับยั้งการดูดซึม LDL เข้าสู่ Aortic Endothelium ในการวิจัยแบบ In Vivo ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีส่วนร่วมของ ALK1 ในการดูดซึม LDL และกระบวนการทรานส์ไซโทซิส

น่าประหลาดใจที่กระบวนการ LDL Transcytosis ที่อาศัย ALK1 เป็นสื่อกลาง ไม่ได้รับผลกระทบจาก Kinase Activity และการจับกับลิแกนด์อื่น ๆ เช่น BMP-9

อย่างไรก็ตาม การใช้ช่วงระเวลาหนึ่งในการดำเนินการโดยทำให้ ALK1 ค่อย ๆ ลดลงจนหมดไปจากเอนโดทีเลียมของหนูที่โตเต็มวัย จำกัดการสำรวจของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ใช้ ALK1 เป็นสื่อกลาง ในระหว่างที่เกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

ระบบการควบคุมของกระบวนการ LDL Transcytosis

คาวีโอเล เป็น Subcellular Endocytic Organelle ที่อุดมไปด้วยลิพิดและโปรตีน รวมทั้ง SR-B1, ALK1 และ Cav-1

การระบุว่า SR-B1, ALK1 และ Cav-1 เป็นตัวควบคุมหลักของกระบวนการ LDL Transcytosis และทำให้เกิดการสะสมในผนังหลอดเลือด ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะระบุกลุ่มเป้าหมายของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับคาวีโอเล ที่ทำให้เกิดการลุกลามของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

การศึกษาทางคลินิกได้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างภาวะน้ำตาลในเลือดสูง และการเกิดโรคหัวใจและหลอดเลือด รวมทั้งภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าน้ำตาลกลูโคสที่มากยับยั้งการย่อยสลาย Cav-1 ในกระบวนการกลืนกินตัวเองของเซลล์ ผ่านทางวิถีทาง AMPK-MTOR-PIK3C3 ซึ่งนำไปสู่การสะสมของ Cav-1 ในไซโทซอล และการก่อตัวของคาวีโอเลในเยื่อหุ้มเซลล์

Cav-1 และคาวีโอเลที่เพิ่มขึ้น สนับสนุนและส่งเสริมกระบวนการ LDL Transcytosis

การกลายพันธุ์ของ Cav-1 ที่ LC3-interacting region (LIR) มีข้อบกพร่อง ส่งผลให้การย่อยสลาย Cav-1 ในกระบวนการกลืนกินตัวเองของเซลล์เพิ่มมากขึ้น ทำให้กระบวนการ LDL Transcytosis ลดลง

การศึกษาจากกลุ่มเดียวกันเผยให้เห็นผลของ Proinflammatory Cytokine C-Reactive Protein (CRP) ต่อกระบวนการ LDL Transcytosis และ ภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

การทำให้เกิด CRP ในหนู Apoe−/− (Diet-Induced Apoe−/− mouse) ส่งเสริมการเริ่มต้นของภาวะหลอดเลือดแดงแข็งให้เร็วขึ้น ด้วยการเพิ่มกระบวนการ LDL Transcytosis และการสะสม LDL ใน Umbilical Venous Walls ของมนุษย์

กระบวนการ LDL Transcytosis ที่ถูกกระตุ้นด้วย CRP นั้นสัมพันธ์กับการผลิต Reactive Oxygen Species (ROS) ที่ทำให้เกิดอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในร่างกายเนื่องจากมีมูลเหตุจากออกซิเจน, การกระตุ้นโปรตีน NLRP3 Inflammasome ซึ่งทำหน้าที่ปล่อยสารเคมีที่เป็นภูมิคุ้มกันออกมา, และการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับคาวีโอเล ในเซลล์เอนโดทีเลียม ได้แก่ (Cav-1, Cavin-1 and DNM2)

เช่นเดียวกับ CRP, แองจิโอเทนซิน 2 (Angiotensin II) ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมความดันโลหิตของร่างกาย ส่งเสริมกระบวนการ LDL Transcytosis อย่างมีนัยสำคัญ ด้วยการผลิต ROS ที่ทำให้เกิดอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในร่างกายเนื่องจากมีมูลเหตุจากออกซิเจน และการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับคาวีโอเล

การศึกษาจาก Ghaffari et al เมื่อเร็ว ๆ นี้ ได้แสดงหลักฐานครั้งแรกที่พบว่าฮอร์โมนเอสโตรเจน ทำให้กระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเซลล์เอนโดทีเลียม ลดลง ซึ่งสนับสนุนความแตกต่างทางเพศในการเกิดกระบวนการ LDL Transcytosis

กระบวนการ LDL Transcytosis ในเซลล์เอนโดทีเลียมของหลอดเลือดหัวใจ เกิดในผู้ชายมากกว่าผู้หญิงในวัยก่อนหมดประจำเดือน ซึ่งถูกยับยั้งโดยฮอร์โมนเอสโตรเจน

กระบวนการทำงานในเชิงกลไก ฮอร์โมนเอสโตรเจน จะจับกับ G-Protein Coupled Estrogen Receptor (GPER) แทนที่จะเป็น Canonical ERα และ ERβ เพื่อยับยั้งการแสดงออกของ SR-B1 และลดการเกิดกระบวน LDL Transcytosis แต่ไม่มีผลต่อการแสดงออกของ ALK1 และ Cav-1

ที่สำคัญ การลดลงของ SR-B1 โดย siRNAs ในเซลล์เอนโดทีเลียม ลดการเกิดกระบวนการ LDL Transcytosis นอกจากนี้ยังป้องกันผลกระทบของฮอร์โมนเอสโตรเจน ที่ใช้ฮอร์โมนเอสโตรเจนเป็นสื่อกลาง ในขณะที่การแสดงออกที่มากเกินไปของ SR-B1 ในเซลล์เอนโดทีเลียมของเพศหญิง ได้ฟื้นฟูความไวในการเกิดกระบวนการ LDL Transcytosis ต่อฮอร์โมนเอสโตรเจนจากภายนอก

Li et al. รายงานว่า C1q/TNF-Related Protein5 (CTRP5) ซึ่งเป็นไกลโคโปรตีนที่หลั่งออกมา แสดงออกอย่างเด่นชัดในเอนโดทีเลียม ส่งเสริมการเกิดกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่าน Endothelial Monolayers ในการวิจัยแบบ In Vitro, ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการเพิ่มจำนวนตัวรับสัญญาณของ LDLR Related Protein 1 (LRP1) และ กระบวนการ LDL Transcytosis ที่มี LRP1 เป็นสื่อกลาง รองจาก 12/15-Lipoxygenase Pathway ที่เพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจาก Endocytic Uptake และ Degradation ของ LDL โดย LRP1 ในแมคโครฟาจ จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ LRP1 ใน กระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเซลล์เอนโดทีเลียม

บทสรุป

LDL ที่หลุดเข้าไปในผนังหลอดเลือดแดงผ่านเอนโดทีเลียมด้วยวิธีทรานส์ไซโทซิส ทำให้เกิดการสะสมในผนังหลอดเลือด มีความสำคัญต่อการเริ่มต้นของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

Caveolae, ALK1 และ SR-B1 เป็นตัวควบคุมหลักของกระบวนการ LDL Transcytosis และการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของตัวควบคุมหลักเหล่านี้มีอิทธิพลต่อ กระบวนการ LDL Transcytosis ในเซลล์เอนโดทีเลียม และการลุกลามของภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง

ที่น่าสนใจคือ ทั้ง SR-B1 และ ALK1 จับกับ LDL โดยตรงและเข้าไปในคาวีโอเล, จำเป็นต้องมีการศึกษาในอนาคตเพื่อแยกความแตกต่างของการทำงานของ SR-B1 และ ALK1 ในกระบวนการ LDL Transcytosis ที่มีคาวีโอเลเป็นสื่อกลาง

เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคสำหรับการถ่ายภาพในการวิจัยทางชีวเคมีที่ทำในร่างกาย (In Vivo) ของกระบวนการ LDL Transcytosis ที่ข้ามผ่านเอนโดทีเลียม ทำให้ยังไม่ทราบชัดเจนถึงกลไกการทำงานที่แม่นยำและการควบคุมในระดับโมเลกุลของกระบวนการ LDL Transcytosis

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของการถ่ายภาพในการวิจัยทางชีวเคมีที่ทำในร่างกาย (In Vivo) ในอนาคตและการสำรวจเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกในระดับโมเลกุลของกระบวนการ LDL Transcytosis อาจได้รับการยอมรับว่าเป็นเป้าหมายในการรักษาที่มีศักยภาพที่จะจำกัดการสะสมของ LDL ในผนังหลอดเลือดและการเกิดโรคหลอดเลือด

ที่มา:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7951609/

Cr : https://web.facebook.com/photo/?fbid=232092466331363&set=pcb.232092896331320