4. Đĩng gĩp của luận án
1.4.Tổng quan về lipoprotein-associated phospholipase A2
1.4.1. Cấu tạo của Lipoprotein-Associated Phospholipase A2
Lipoprotein-Associated Phospholipase A2 (Lp-PLA2) và vai trị của nĩ được biết đến là một chất chỉ điểm sinh học mới trong xơ vữa động mạch và viêm mạch máu được nghiên cứu trong vài năm gần đây. Lp-PLA2 là một enzym cĩ trọng lượng phân tử 45,4 kDa (kilodalton) và là một thành viên của gia đình
enzym phospholipase A2. Các tế bào đơn nhân, đại thực bào, tế bào lympho T, dưỡng bào (mast cell) và tế bào gan là những nguồn chủ yếu sản sinh enzym Lp- PLA2. Những tế bào này cĩ liên quan đến bệnh sinh tạo vữa thành động mạch và tiến trình tới xơ vữa động mạch. Ở người, Lp-PLA2 được liên kết chủ yếu với LDL-C (80%), Lp-PLA2 liên kết ít với HDL-C (15-20%) và gắn kết khơng đáng kể với cholesterol lipoprotein tỷ trọng rất thấp (very low density lipoprotein cholesterol) [110], [139].
Hình 1.2. Cấu trúc phân tử Lp-PLA2 [55]
1.4.2. Cơ chế bệnh sinh xơ vữa động mạch của Lipoprotein-Associated Phospholipase A2
Ban đầu, sự liên kết của Lp-PLA2 với các lipoprotein LDL và HDL xảy ra trong lịng mạch khi chúng cùng lưu hành trong máu, tuy nhiên lúc này lipoprotein LDL vẫn chưa bị biến đổi khi gắn kết với Lp-PLA2. Sự liên kết thực sự cĩ ý nghĩa và cĩ hoạt tính sinh học khi phức hợp Lp-PLA2-LDL xâm nhập vào lớp nội mạc mạch máu. Lúc này sẽ cĩ sự oxy hĩa thành phần phospholipd của hạt LDL và enzym này được cung cấp chất nền để hoạt động. Khi các phospholipid bị oxy hĩa ở hạt LDL thì Lp-PLA2 sẽ hoạt hĩa nhanh chĩng bằng cách phân tách một trong các axit béo đến vị trí sn-2 của phân nửa phân tử glycerol (một rượu đa chức và là thành phần quan trọng của chất béo) và giải phĩng hai chất trung gian hĩa học cĩ hoạt tính mạnh là lysophosphatidylcholine (lyso-PC) và oxidized free fatty acid (oxFFA) tức axit béo tự do đã oxy hĩa (Hình 1.4). Nĩi cách khác, Lp-PLA2 thủy phân mối liên kết ester của phân tử LDL đã oxy hĩa để tạo ra hai chất trung gian hĩa học tiền viêm cĩ hoạt tính sinh học mạnh là lyso-PC và oxFFA. Sau đĩ tiến trình tiền viêm sẽ được bắt đầu [84], [130], [139].
Hình 1.4. Con đường chuyển hĩa Lp-PLA2 khi liên kết với LDL-C [139]
Lyso-PC cĩ ái lực hĩa học mạnh với các tế bào đơn nhân và tế bào lympho T nên cĩ khả năng gây hĩa ứng động tế bào đơn nhân bằng cách gia tăng số lượng thụ thể (receptor) của các phân tử kết dính hiện diện trên bề mặt lớp nội mạc mạch máu
nhằm thu hút nhiều tế bào đơn nhân thâm nhập vào nội mạc mạch. Khi đã vào trong nội mạc mạch, tế bào đơn nhân chuyển dạng thành đại thực bào và thực bào các phức hợp Lp-PLA2-LDL mà LDL ở đĩ đã được oxy hĩa tạo thành tế bào bọt (foam cell). Các tế bào bọt được tạo thành ngày càng nhiều sẽ kết tập với nhau tạo thành vệt mỡ (fatty streak) và theo thời gian sẽ phát triển thành mảng xơ vữa động mạch (hình 1.5) [92], [93], [139].
Hình 1.5. Lp-PLA2 và quá trình sinh xơ vữa động mạch [139]
Lyso-PC là nhân tố chính thúc đẩy quá trình rối loạn chức năng nội mạc mạch máu, kích thích các đại thực bào tăng sinh và gây ra quá trình chết tế bào ở các tế bào cơ trơn mạch máu [139]. Lyso-PC cịn cĩ thể kích thích sản xuất tại chỗ metalloproteinase nền từ đĩ làm mỏng đi phần vỏ xơ của mảng vữa và làm mất tính tồn vẹn về mặt cấu trúc của mảng vữa, thơng qua phá hủy các collagen nền gây tăng nguy cơ vỡ mảng vữa [47], [84], [110].
Tại các mảng vữa, Lp-PLA2 hiện diện chủ yếu trong các lõi lipid hoại tử, quanh các mảng vữa khơng ổn định dễ nứt vỡ cũng như quanh các mảng vữa đã vỡ và hiện diện mức độ ít trong các tổn thương ít tiến triển. Nồng độ Lp-PLA2 tập
trung trong mảng vữa càng cao thì mảng vữa càng cĩ khuynh hướng mất tính ổn định, gây nguy cơ nứt vỡ mảng vữa về sau tạo huyết khối bám thành trong lịng mạch, từ đĩ gây tắc nghẽn lịng mạch (Hình 1.6).
Hình 1.6. Tác động của nồng độ Lp-PLA2 lên mảng xơ vữa động mạch [110]
Tại nội mạch mạch máu, các đại thực bào và các tế bào bọt cũng cĩ thể sản xuất tại chỗ nhiều Lp-PLA2, các Lp-PLA2 này cĩ thể trở lại lịng mạch lưu hành trong máu. Tại mảng vữa, Lp-PLA2 cũng cĩ thể được phĩng thích lại vào tuần hồn máu [79], [139]. Như vậy sẽ cĩ sự gia tăng nồng độ Lp-PLA2 trong máu tuần hồn và từ đĩ cĩ thể được định lượng.
Chính vì vậy, một tiến trình viêm liên quan đến xơ vữa động mạch cĩ thể xảy ra khu trú tại thành mạch nhưng được báo hiệu bằng cách gia tăng mức độ hiện diện các chất chỉ điểm sinh học viêm vào hệ thống tuần hồn. Điều này đã được chứng minh bởi sự hiện diện gia tăng nồng độ Lp-PLA2 ở người cĩ xơ vữa động mạch chủ [139]. Nghiên cứu của Lavi và cộng sự cho thấy nồng độ Lp-PLA2 gia tăng trong máu lấy từ xoang vành của người cĩ các mảng xơ vữa mạch vành đáng kể; tuy nhiên, khi khơng hiện diện mảng xơ vữa mạch vành thì nồng độ của Lp- PLA2 giảm xuống rõ rệt [88].
Từ những lý do trên, Lp-PLA2 được xem xét là một chất trung gian của tiến trình hình thành mảng vữa [139].
Nghiên cứu về sự biến đổi trong ngày của nồng độ Lp-PLA2, Leonard A. Kaminsky và cộng sự năm 2012 đã tiến hành nghiên cứu ở 10 người nam và 8 người nữ khỏe mạnh, tuổi từ 22 đến 76. Tất cả các đối tượng được lấy máu cách mỗi 4 giờ một lần và lấy trong vịng 24 giờ để định lượng nồng độ Lp- PLA2. Các tác giả nhận thấy nồng độ Lp-PLA2 biến đổi trong ngày là rất thấp và do đĩ đã đề nghị khơng cần lấy máu nhiều lần trong ngày để định lượng nồng độ Lp-PLA2 [82].
1.4.3. Lipoprotein-Associated Phospholipase A2 và đáp ứng viêm trong hệ thần kinh trung ương
Các nghiên cứu gần đây đã giúp nhìn rõ vai trị quan trọng của Lp-PLA2 trong việc đánh giá các chức năng bình thường cũng như các quá trình bệnh lý bên trong hệ thần kinh trung ương. Tất cả các nhĩm chính của Lp-PLA2 đều xuất hiện bên trong hệ thần kinh trung ương.
Sự tắc nghẽn dịng máu trong trường hợp đột quỵ thiếu máu não sẽ khởi động rất nhiều các biến đổi về mặt sinh lý và sinh hĩa, bao gồm sự sụt giảm nguồn năng lượng một cách nhanh chĩng, sự bài xuất ra các amin trung gian hĩa học loại kích thích, khởi động quá trình khử cực màng tế bào thần kinh, và sự đi vào tế bào của dịng ion Ca2+. Rất nhiều những sự thay đổi này sẽ dẫn đến sự tăng các kích lực oxy-hĩa, dẫn đến sự tạo thành của các chủng oxy phản ứng (ROS), là những yếu tố quan trọng cĩ liên quan đến sự chết muộn của tế bào thần kinh [124].
Các tế bào sao là tế bào chính trong hệ thần kinh trung ương, đĩng rất nhiều vai trị chức năng quan trọng trong việc cung cấp nguồn dinh dưỡng đến các tế bào thần kinh, điều hịa nội mơ Canxi, và điều hịa sự dẫn truyền tín hiệu thần kinh, cũng như điều hịa chức năng bảo vệ của vật chủ. Các tế bào sao đã được chứng minh là cĩ chứa tất cả những nhĩm lớn của PLA2. Bên cạnh tế bào sao, người ta biết rất ít về Lp-PLA2 trong các dạng tế bào thần kinh đệm khác, chẳng hạn như các tế bào vi thần
kinh đệm và các tế bào thần kinh đệm ít nhánh. Các tế bào vi thần kinh đệm là các tế bào miễn dịch và cĩ rất nhiều các tính chất giống với các tế bào đại thực bào và tế bào sao. Trong các tế bào vi thần kinh đệm N9, các chất ức chế Lp-PLA2 cĩ thể dẫn đến sự bài tiết TNF-alpha do LPS kích ứng, điều này cho thấy cĩ sự liên quan của Lp-PLA2 trong con đường cytokin [43], [125].
Các phospholipid trên màng của hệ thần kinh trung ương rất giàu các acid béo đa nối đơi (PUFA). Chuyển hĩa của các acid béo đa nối đơi được PLA2 và acyltransferase kiểm sốt một cách chặt chẽ – được biết dưới tên gọi chu trình acyl hĩa – khử acyl-hĩa [124].
Các nghiên cứu cho thấy Lp-PLA2 cĩ liên quan đến quá trình biến đổi oxy- hĩa của LDL, một quá trình cĩ thể dẫn đến sự hình thành của mảng xơ vữa và tạo ra các phân tử tiền viêm. Những phân tử này cĩ thể huy động các đại thực bào cĩ thể gĩp phần vào sự hình thành của mảng xơ vữa [84], [110].
Thiếu máu não cục bộ thống qua cĩ thể dẫn đến tăng đáng kể hoạt động của Lp-PLA2. Nồng độ tăng của Lp-PLA2 cĩ thể khởi động một chuỗi các phản ứng viêm.
Sự tăng nồng độ của Lp-PLA2 là chỉ điểm của quá trình viêm mạch cĩ liên quan đến sự hình thành của mảng vữa bên trong mạch máu. Do 68% các trường hợp đột quỵ não và nhồi máu cơ tim cĩ nguyên nhân do cục máu đơng, khơng phải do tình trạng hẹp mạch máu và 50% những trường hợp nhồi máu cơ tim xảy ra ở những bệnh nhân cĩ các giá trị cholesterol bình thường, cho nên Lp-PLA2 hiện tại đã được sử dụng cùng với các xét nghiệm cao cấp khác về lipoprotein [46].
Lp-PLA2 là một chỉ điểm đặc hiệu của quá trình viêm bên trong mảng vữa, cĩ thể đĩng một vai trị trực tiếp trong sự hình thành của những mảng xơ vữa cĩ nguy cơ cao bị vỡ. Ngược lại với những yếu tố nguy cơ truyền thống, việc định lượng lipid, và hầu hết các xét nghiệm hình ảnh học mạch máu khác khơng đánh giá một cách trực tiếp về nguy cơ thiếu máu cấp tính trong thành mạch máu [110], [111], [130].
Nồng độ Lp-PLA2 tăng, cùng với các chất trung gian lipid khác trong các tế bào sao phản ứng, cĩ liên quan đến sự tăng đáp ứng viêm được quan sát thấy trong suốt giai đoạn này của thiếu máu não [43].
1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ Lipoprotein-Associated Phospholipase A2
1.4.4.1. Nguyên nhân tăng Lp-PLA2 máu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Di truyền: Nghiên cứu của Persson M. ở Thụy Điển cho thấy những người da trắng trung niên, gien PLA2G7 cĩ ảnh hưởng đến nồng độ Lp-PLA2 [108]. Nghiên cứu của Xu Liu và cs (2014) ghi nhận A379V trong gien PLA2G7 đĩng gĩp gây nhồi máu não ở dân số miền Bắc Trung Quốc [137].
- Thĩi quen:
+ Hút thuốc: Nghiên cứu ATTICA ở Hy lạp cho thấy hút thuốc liên quan với gia tăng trợ xơ vữa động mạch của Lp-PLA2 và làm giảm chống xơ vữa của HDL- Lp-PLA2. Những kết quả này hỗ trợ hơn nữa vai trị của hút thuốc lá như là nguyên nhân quan trọng cần tránh đối với bệnh tim mạch [78], [126].
+ Uống nhiều rượu: Uống nhiều rượu và uống kéo dài làm tăng cịn uống vừa phải làm giảm Lp-PLA2 [40].
- Tuổi: Tăng Lp-PLA2 liên quan đến tuổi, nhiều nghiên cứu dịch tễ cho biết cĩ sự tương quan người lớn tuổi và tăng nồng độ Lp-PLA2 [53].
- Thay đổi hormon: Nghiên cứu Women’s Health Initiative (WHI) đánh giá nguy cơ đột quỵ não do tăng nồng độ Lp-PLA2 ở phụ nữ mãn kinh cao hơn ở nhĩm chứng. Điều trị bổ sung oestrogen/progestogen hay oestrogen làm giảm Lp-PLA2. Trước mãn kinh phụ nữ rất ít mắc các bệnh lý tim mạch, nhưng sau mãn kinh tỷ lệ mắc bệnh gia tăng cùng với tăng nồng độ Lp-PLA2 [131].
- Bệnh đái tháo đường: Những phát hiện về vai trị của Lp-PLA2 trong bệnh mạch vành và bệnh lý mạch máu đã cuốn hút sự chú ý của các chuyên gia ĐTĐ vì bệnh ĐTĐ thường gây xơ vữa động mạch. Nghiên cứu của Nelson T.L và cs (2010) trên bệnh nhân đái tháo đường typ 2 cho thấy ĐTĐ cĩ mối tương quan đáng kể với Lp - PLA2, khi chưa điều chỉnh với (OR 1,68 95% CI 1,31-2,15) hoặc điều chỉnh (OR 1,67 95% CI 1,30-2,13). Persson M và cs (2007) nghiên cứu mối liên quan giữa Lp-PLA2 và hội chứng chuyển hĩa trong 4.480 bệnh nhân ĐTĐ khơng cĩ tiền sử bệnh mạch vành, kết quả Lp-PLA2 cao hơn bình thường ở bệnh nhân ĐTĐ. Lp- PLA2 đã được coi là một dấu hiệu dự báo rối loạn chức năng nội mơ ở những bệnh nhân đái tháo đường [68], [74], [107].
1.4.4.2. Nguyên nhân giảm Lp-PLA2 máu
Nồng độ Lp-PLA2 cĩ thể giảm khi điều trị với các thuốc hạ lipid máu như statin, niacin, fenofibrat, acid béo omega-3 và ezetimib. Tuy nhiên, chưa cĩ dữ liệu nào về nồng độ đích khi điều trị với các thuốc trên để cải thiện hậu quả lâm sàng. Hiện nay, chất ức chế Lp-PLA2 đang được nghiên cứu [60], [79], [84].