Analisi dei geni candidati nelle iperalfalipoproteinemie primitive

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1.1 L’IPERALFALIPOPROTEINEMIA 
 
L’iperalfalipoproteinemia, in breve HALP, è una condizione ereditabile su base 
autosomica dominante (iperalfalipoproteinemia familiare, FHA) caratterizzata dall’ 
aumento delle HDL plasmatiche con valori superiori al 90° percentile rispetto alla 
popolazione di appartenenza (1). Elevati livelli di HDL sono accompagnati ad alti 
livelli di colesterolo totale, in presenza di concentrazioni di trigliceridi nella norma  e 
valori di LDL che possono risultare all’interno o al di fuori del range di normalità.   
La sindrome risulta generalmente associata ad una ridotta incidenza della patologia 
aterosclerotica, cui fa seguito una aumentata longevità. Tuttavia, studi epidemiologici 
condotti in Giappone nel decennio scorso, hanno dimostrato che nella curva di 
associazione fra HDL colesterolo e malattia coronaria, i soggetti con livelli molto alti 
di  HDL colesterolo presentano una ripresa del rischio coronarico. Questo lascia 
supporre che tali livelli siano determinati da condizioni di alterato metabolismo delle 
HDL che possono produrre elevate quantità di lipoproteine disfunzionanti (1). Queste 
considerazioni hanno permesso di comprendere l’esistenza di veri e propri quadri 
patologici monogenici associati ad alti livelli di HDL, in particolare:  
a)  “deficit di Cholesterol Ester Transfer Protein” (CETP),  
b)   “deficit della Hepatic Lipase” (HL)  
c)  ruolo del recettore “Scavenger” di classe B tipo I (SR-BI). 
 
a) DEFICIT DI CETP “Cholesterol Ester Transfer Protein”:  il deficit di CETP, 
rappresenta probabilmente la causa genetica più comune di iperalfalipoproteinemia 
(1). E’ stato riscontrato con relativa frequenza in popolazioni dell’ Estremo Oriente, 
ma successivamente sono state effettuate altre osservazioni su pazienti caucasici. La 
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CETP è una proteina coinvolta nel trasporto inverso del colesterolo. Quest’ ultimo 
dalla periferia, e quindi dalle membrane cellulari dell’organismo, viene captato dalle 
HDL nascenti ed  esterificato nel plasma dalla LCAT (lecitina-colesterolo acil-
transferasi),  per poi essere trasferito nuovamente dalla CETP sulle lipoproteine 
contenenti apolipoproteina B, ossia VLDL e LDL. Lo scopo è quello di veicolare il 
colesterolo periferico al fegato tramite il sistema dell’ LDL recettore e “scaricare”  le 
HDL  dall’eccesso di colesterolo in modo da renderle nuovamente in grado di 
accoglierne. Nel deficit di CETP questo meccanismo non è funzionale, di conseguenza 
le HDL, non essendo in grado di smaltire gli esteri del colesterolo, si infarciscono di 
tale colesterolo aumentando le loro dimensioni e vengono catabolizzate più 
lentamente (fig 1). Questi meccanismi spiegano come i livelli plasmatici di HDL 
colesterolo aumentino. Tale incremento è però protettivo nei confronti 
dell’aterosclerosi?  
Sperimentazioni condotte su modelli animali hanno rivelato che aumentati livelli di 
CETP riducono la concentrazione di HDL colesterolo circolante e determinano così 
una maggiore incidenza di aterosclerosi indotta sperimentalmente, mentre la 
soppressione del gene CETP sembra migliorare la situazione vascolare. Nell’uomo il 
quadro sembra essere più eterogeneo: esistono infatti famiglie con deficit di CETP 
gravate da alta incidenza di ictus cerebri, e altre che presentano segni di malattia 
cardiovascolare. Elevati livelli di HDL sono dunque insufficienti a prevenire eventi 
cardiovascolari. 
 
b) DEFICIT DI HL “Hepatic Lipase”: la lipasi epatica è un enzima che idrolizza 
fosfolipidi e trigliceridi delle lipoproteine circolanti (1). Il suo ruolo è quello di 
permettere il “denudamento” delle lipoproteine, in particolare delle HDL,  
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Figura 1 : Deficienza della proteina CETP 
La figura mostra il mancato funzionamento della proteina CETP. Quando la proteina 
non funziona, le HDL non riescono a smaltire gli esteri del  colesterolo con 
conseguente ridotto metabolismo e aumento della loro concentrazione plasmatica. 
 
 
 
 
 
 
Liver 
LCAT 
A-I 
A-I
FC
CE 
LDL-R 
CE
TG 
CETP 
FC 
SR-BI 
CE 
FC 
Bile 
B 
CE 
FC 
Peripheral 
tissue 
Kidney 
Una disfunzione della proteina CETP causa un aumento 
di esteri di colesterolo nelle HDL accompagnato da un 
ridotto catabolismo ad un aumento dei livelli plasmatici di 
HDL 
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catabolizzando colesterolo libero ed esterificato, trigliceridi e fosfolipidi delle HDL 
senza rimuoverle dal circolo plasmatico, consentendo così alle lipoproteine stesse di 
rinnovare la loro funzione di accettori di colesterolo periferico. Tale enzima interviene 
anche nell’ eliminazione di lipoproteine residue, dette “remnants” (prodotti del 
catabolismo intravascolare delle Lipoproteine Ricche di Trigliceridi , cioè TRL) che  si 
formano in fase post-prandiale.  
Una bassa attività della Lipasi Epatica determina livelli maggiori di HDL colesterolo, 
questo suggerisce che una riduzione della sua attività potrebbe avere conseguenze 
anti-aterogeniche. In realtà, soggetti con deficit presentano evidenti segni di 
aterosclerosi quando si trovano in un contesto aterogeno, contraddistinto ad esempio 
da elevati livelli di LDL colesterolo. 
Il deficit di Lipasi Epatica, è legato a grandi quantità di trigliceridi nelle HDL, che 
sembrano determinare un deficit funzionale delle stesse, che, come nel caso del 
deficit di CETP, potrebbe giustificare come alti livelli di HDL possano non essere 
protettivi nei confronti della malattia cardiovascolare.  
Nell’ambito dell’iperalfalipoproteinemie bisogna distinguere condizioni dette primitive, 
ovvero su base genetica (deficit di CETP e HL) da quelle secondarie, subordinate a 
condizioni e stili di vita particolari (elevato consumo di alcol, utilizzo di farmaci 
ipoglicemizzanti) (1). 
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c) Ruolo del recettore Scavenger di tipo B classe I (SR-BI Scavenger 
receptor BI): 
 
Il recettore scavenger di tipo B classe I e il suo omologo CLA I sono recettori presenti 
sulla superficie cellulare in grado di legare con elevata affinità le HDL. Il recettore 
SR-BI è responsabile dell’uptake selettivo del colesterolo veicolato dalle HDL a livello 
epatico e dai tessuti steroidogenici: si tratta di uno degli stadi terminali del trasporto 
inverso del colesterolo durante il quale, il colesterolo in eccesso proveniente dai 
tessuti periferici, giunge in prossimità degli epatociti dove può essere riciclato per la 
sintesi di nuove lipoproteine plasmatiche, escreto nella bile come colesterolo libero o 
eliminato sotto forma di acidi biliari. Numerosi studi hanno dimostrato che l’efflusso 
di colesterolo mediato dalle HDL è correlato con i livelli di espressione di SR-BI 
suggerendo che lo stesso potrebbe promuovere la rimozione di colesterolo dalle 
cellule periferiche compresi i macrofagi. Questo recettore gioca quindi un ruolo 
fondamentale nel processo del trasporto inverso del colesterolo. Nei modelli animali 
una sovraespressione moderata dell’SR-BI nel fegato, pur associandosi ad un grave 
decremento dei livelli plasmatici di HDL, mostra una diminuzione delle lesioni 
aterosclerotiche imputabile al potenziamento del trasporto inverso del colesterolo 
ovvero al decremento di VLDL e LDL (2). 
La prima evidenza diretta dell’importanza fisiologica dell’SR-BI sul metabolismo delle 
HDL è stata ottenuta da studi di ingegneria genetica sui topi. L’overespressione del 
recettore SR-BI a livello del fegato porta ad una riduzione dei livelli plasmatici di HDL 
ed un sostanziale aumento di colesterolo nella bile. Studi su topi transgenici con una 
overespressione epatospecifica dell’ SR-BI hanno dimostrato un maggiore uptake 
selettivo di esteri di colesterolo delle HDL da parte del fegato rispetto ai controlli non 
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transgenici. Al contrario, i topi con una espressione ridotta di  SR-BI  presentano una 
ridotta captazione di esteri del colesterolo delle HDL da parte del fegato. Risultati 
definitivi sul ruolo dell’ SR-BI nel metabolismo delle HDL sono emersi da studi su topi 
knockout. Una  completa soppressione della funzione dell’ SR-BI porta ad un 
notevole incremento dei  livelli plasmatici di colesterolo a causa dell'accumulo di 
grandi particelle anormali di  HDL, riflettendo una ridotta cessione di  esteri di 
colesterolo al fegato. 
Questi studi hanno dimostrato che l’ SR-BI è l’unica molecola responsabile dell’ 
uptake selettivo degli esteri del colesterolo dalle HDL (2).  
 
1.2 LE LIPOPROTEINE PLASMATICHE 
 
Le lipoproteine sono le unità di trasporto dei lipidi nel plasma; sono macromolecole 
sferiche che contengono  lipidi e proteine in porzioni variabili (3). Tutte le 
lipoproteine presentano una struttura di base simile in quanto composte da un 
nucleo centrale di lipidi neutri rappresentati da esteri del colesterolo e trigliceridi, ed 
un rivestimento superficiale idrofilo costituito da lipidi polari (colesterolo libero e 
fosfolipidi) e apoproteine. 
Il rivestimento superficiale, assimilabile a quello tipico delle membrane plasmatiche 
delle cellule, funziona da interfaccia tra il plasma acquoso e il nucleo interno 
costituito da lipidi non polari. Questa superficie polare, quindi, rende possibile il 
trasporto nel plasma degli esteri del colesterolo e dei trigliceridi che sono poco 
idrosolubili (fig. 2). Le apoproteine di rivestimento superficiale svolgono diverse 
funzioni importanti: 
 
 12 
Figura 2 : Struttura delle lipoproteine plasmatiche 
L’immagine rappresenta la struttura base delle lipoproteine: il nucleo idrofobico è 
costituito da esteri del colesterolo e trigliceridi ed è circondato da un mantello idrofilo 
composto da colesterolo libero, fosfolipidi e apoproteine che ne permettono il 
trasporto nel plasma 
 
 
 
 
 
 
Apoproteina 
Trigliceridi 
Colesterolo 
esterificato fosfolipidi 
Colesterolo non 
esterificato 
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1. Sono necessarie per l’assemblaggio e la secrezione delle specifiche 
lipoproteine. 
2. Stabilizzano l’intera particella lipoproteica. 
3. Agiscono come cofattori nell’attivazione di enzimi coinvolti nel metabolismo 
delle lipoproteine. 
4. Interagiscono con specifici recettori della superficie cellulare responsabili del 
catabolismo delle lipoproteine. 
La tabella 1 mostra le principali caratteristiche e funzioni delle apolipoproteine. 
E’ possibile suddividere le lipoproteine in classi diverse a seconda della loro densità, 
diametro e composizione (figura 3): 
 ξ  CHILOMICRONI: presentano grandi dimensioni, sono costituite 
essenzialmente da trigliceridi e compaiono nel plasma solo nella fase post-
prandiale. 
 ξ  VLDL: Very Low Density Lipoprotein, sono lipoproteine a bassissima densità 
ricche di trigliceridi, che si isolano ad intervalli di densità inferiore a 
1.006g/ml. Insieme alla IDL di densità intermedia, più ricche in colesterolo, 
hanno come componente proteica principale l’apoB,  seguita da varie apoC e 
apoE. 
 ξ  LDL: Low Density Lipoprotein, sono lipoproteine a bassa densità, di 
dimensioni inferiori rispetto ai precedenti e con maggior componente proteica 
(apoB). Si isolano nell’intervallo di densità compreso fra 1.006 e 1.063g/ml. 
 ξ  HDL: Hight Density Lipoprotein, sono lipoproteine ad alta densità, sono le 
più piccole e pesanti. Si isolano nell’ intervallo di densità compreso fra 1.063 
e 1.210g/ml. Sono presenti in due specifiche sottoclassi: HDL
2 
 e  HDL
3
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