Per decenni l’endotelio, lo strato cellulare che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni, è stato considerato come una barriera inerte atta a separare la parete vasale dal torrente circolatorio; recentemente è stato dimostrato che oltre a esercitare un ruolo strutturale l’endotelio è coinvolto nella regolazione della funzionalità vasale. In condizioni fisiologiche l’endotelio è un monostrato continuo con una superficie anti-adesiva per le cellule circolanti; inoltre produce e rilascia una serie di molecole vasoattive, quali ossido nitrico (NO) e prostaciclina (PGI2), che agiscono sulle cellule muscolari lisce sottostanti regolando il tono vasale. La perdita della funzionalità endoteliale è un evento chiave del processo aterosclerotico e si caratterizza per la ridotta disponibilità di molecole ad azione vasodilatante e per l’aumento di permeabilità, dovuto alla perdita di continuità del monostrato e all’espressione sulla superficie endoteliale di molecole favorenti l’adesione delle cellule circolanti.

Numerosi studi condotti in vitro ed in vivo hanno dimostrato che le HDL contribuiscono a preservare l’omeostasi endoteliale, proteggendo l’endotelio dai danni che favoriscono il processo aterosclerotico. Le HDL inibiscono la produzione di molecole pro-infiammatorie e di adesione cellulare, promuovendo il rilassamento della parete vasale e il mantenimento dell’integrità della barriera endoteliale. Le HDL stimolano la produzione e il rilascio di molecole vasoattive quali NO e PGI2 da parte delle cellule endoteliali. L’aumentata produzione di NO è dovuta all’induzione dell’espressione e attivazione dell’enzima ossido nitrico sintasi endoteliale (endothelial nitric oxide synthase, eNOS); tale effetto è mediato dall’interazione dell’apoA-I con il recettore scavenger SR-BI e dalla conseguente attivazione della via di segnale PI3K/Akt, che porta alla fosforilazione di eNOS. Inoltre, la sfingosina-1-fosfato (S1P), uno sfingolipide presente in piccole quantità nelle HDL, può mediare l’attivazione di eNOS per interazione con il proprio recettore S1P3. Le HDL sono in grado di aumentare anche la biodisponibilità di PGI2 attraverso diversi meccanismi che coinvolgono sia la componente lipidica che proteica delle HDL. La PGI2 è prodotta dalle cellule endoteliali a partire dall’acido arachidonico per azione delle ciclossigenasi (Cox-1 e soprattutto Cox-2) e della PGI2 sintasi. Le HDL possono fornire alle cellule l’arachidonato contenuto nei loro fosfolipidi ed esteri del colesterolo oppure possono rendere disponibile l’arachidonato presente nelle membrane attivando fosfolipasi calcio-dipendenti; inoltre, le HDL aumentano il contenuto cellulare di Cox-2 mediante meccanismi trascrizionali e post-trascrizionali.

Le HDL, e in particolare le particelle più piccole HDL3, sono in grado di inibire l’espressione delle molecole di adesione cellulare (CAMs), prevenendo così l’adesione delle cellule circolanti e la loro transmigrazione attraverso la parete vasale. I meccanismi responsabili di questo effetto non sono ancora stati completamente chiariti e potrebbero comprendere l’inibizione da parte delle HDL dell’attività della sfingosina chinasi e della traslocazione nucleare di NF-kB, e l’aumento dell’espressione di eme-ossigenasi 1 mediata da SR-BI.

Il risultato di tutto questo è che soggetti con livelli di HDL bassi presentano una disfunzione endoteliale, con ridotta vasodilatazione endotelio-mediata e quindi irrigidimento della parete arteriosa, che favorisce l’insorgenza di eventi cardiovascolari.

Numerosi studi epidemiologici (i primi risalgono agli anni ’60), che hanno coinvolto decine di migliaia di soggetti, hanno evidenziato, senza eccezioni, l’esistenza di una forte correlazione inversa tra livelli plasmatici di colesterolo HDL (HDL-C) e incidenza di malattie cardio- e cerebro-vascolari. Più è alto l’HDL-C, minore è il rischio di andare incontro a un evento cardio/cerebro vascolare, e viceversa. Questa relazione è indipendente da altri fattori di rischio cardiovascolare e in particolare dal livello di colesterolo LDL, e persiste in pazienti ipercolesterolemici che raggiungono valori anche molto bassi di colesterolo LDL in seguito a trattamento, p.es. con statine.

Il ruolo delle HDL nella protezione cardiovascolare è stato però recentemente messo in discussione dal fatto che soggetti con alterazioni genetiche che modificano anche marcatamente i livelli di HDL-C non sempre rispondono a questa regola, e che trial clinici con farmaci in grado di aumentare i livelli plasmatici di HDL-C non sempre hanno prodotto un beneficio sugli eventi cardiovascolari. Le ragioni di questa discrepanza non sono chiare. La concentrazione plasmatica di HDL-C potrebbe non descrivere la reale efficienza del sistema HDL, che è certamente complesso e coinvolge, come abbiamo visto nei giorni scorsi, particelle diverse con funzionalità variabile. Alterazioni genetiche o farmacologiche della concentrazione di HDL-C potrebbero produrre effetti diversi sulla distribuzione e funzione delle varie particelle HDL, influenzandone così le proprietà cardioprotettive (di questo parleremo in altra occasione). Ma quali sono queste funzioni? Oggi vi parlo della funzione antiaterogena più rilevante e nota delle HDL, ovvero la capacità di queste lipoproteine di rimuovere il colesterolo dai macrofagi della parete arteriosa e di trasportarlo al fegato per l’escrezione, in un processo chiamato trasporto inverso del colesterolo (RCT).

La rimozione del colesterolo non esterificato dal macrofago, tappa iniziale del RCT, costituisce il passaggio fondamentale nel determinare la velocità dell’intero processo e avviene tramite molteplici meccanismi, che coinvolgono sia processi di diffusione passiva che sistemi di trasporto attivi (Figura). Il rilascio di colesterolo per diffusione passiva avviene in tutti i tipi di cellule e risulta facilitato quando sulla membrana cellulare viene espresso il recettore scavenger BI (SR-BI). Sia la diffusione passiva che l’efflusso SR-BI-facilitato sono movimenti bidirezionali e vengono promossi da HDL mature e di grandi dimensioni. Il trasporto attivo è mediato dal trasportatore ATP-Binding Cassette A1 (ABCA1), espresso sulla membrana dei macrofagi, che promuove l’efflusso unidirezionale di fosfolipidi e colesterolo verso apolipoproteine povere in lipidi e HDL immature a forma discoidale (prebeta-HDL). I macrofagi possono inoltre rilasciare colesterolo attraverso il trasportatore ABCG1, che media l’efflusso di colesterolo a HDL mature, ma non permette il rilascio di colesterolo ad apolipoproteine scarsamente lipidate. Sebbene tutte le particelle HDL abbiano la capacità di promuovere l’efflusso di colesterolo cellulare interagendo con specifiche proteine di membrana, il contenuto plasmatico di prebeta-HDL, che promuovono principalmente l’efflusso di colesterolo attraverso il trasportatore ABCA1, sembra essere di primaria importanza nel determinare la capacità individuale nel rimuovere il colesterolo dal macrofago.

La capacità delle HDL (tutte le HDL nel loro insieme) di un individuo di rimuovere il colesterolo dai macrofagi viene oggi stimata valutando la “Capacità di promuovere Efflusso di Colesterolo” (CEC) del siero: i macrofagi vengono incubati con il siero dell’individuo e si misura la percentuale di colesterolo cellulare che viene rimossa in un certo tempo. È una misurazione complessa che può essere effettuata solo in pochi Centri specializzati. Il ruolo della CEC come indice di protezione cardiovascolare è stato inizialmente suggerito dalla dimostrazione di una relazione inversa tra questa variabile e l’ispessimento medio-intimale carotideo (un indice di aterosclerosi preclinica, ne parleremo presto), indipendente dai livelli plasmatici di HDL-C. Il valore predittivo della CEC è stato poi dimostrato da uno studio prospettico condotto su circa 3000 soggetti in prevenzione primaria, in cui la CEC è risultata inversamente correlata all’incidenza degli eventi, ancora in modo indipendente dai livelli plasmatici di HDL-C. Queste evidenze suggeriscono che la funzionalità delle HDL, misurata tramite la CEC, sia più rilevante del valore di HDL-C nel definire il rischio cardiovascolare di ogni individuo.

Una volta accumulatosi nelle HDL, il colesterolo di origine macrofagica viene esterificato nel plasma dall’enzima lecitina:colesterolo aciltransferasi (LCAT), con formazione di esteri del colesterolo. Come abbiamo già visto, la maggior parte degli esteri del colesterolo viene poi trasferita, in cambio di trigliceridi, dalla Cholesteryl Ester Transfer Protein (CETP) alle VLDL e LDL, che vengono poi captate dal fegato. Una frazione minore di esteri del colesterolo (e di colesterolo non esterificato) viene invece trasportata direttamente al fegato dalle HDL e rilasciata in seguito a interazione col recettore SR-BI espresso sulla membrana degli epatociti. L’intero processo produce un trasporto netto di colesterolo dai macrofagi (inclusi quelli presenti nelle placche ateromasiche) al fegato, che lo eliminerà poi con la bile.