Document
The effect of statins on beta-oxidation of fatty acids and lipoprotein subclasses in familial and non-familial hypercholesterolemic subjects
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2016
Language
English
Subject
English abstract
Statins (HMG-CoA reductase inhibitors) are a class of drugs used to treat dyslipidemia in both familial hypercholesterolemia (FH) and non-familial hypercholesterolemia (NFH). However, these drugs also mediate a plethora of non-lipid lowering functions. These cholesterol-independent or "pleiotropic" effects of statins involve improving endothelial function, augmenting the stability of atherosclerotic plaques, decreasing oxidative stress and inflammation, and inhibiting the thrombogenic response. Additionally, statins have beneficial extra-hepatic effects on the immune system, CNS, and bone. One of the recent studies indicate that statins up regulate the transcription of carnitine acylcarnitine carrier protein (CAC) at the molecular level, indicating towards the plausibility of their modulatory effect on the process of B oxidation of fatty acids. However, biochemical evidence supporting this pleiotropic effect of statin is currently unavailable. In order to address this deficiency, the present study was designed to appraise the levels of acylcarnitines in the blood of FH and NFH subjects before and after the initiation of statin therapy. Additionally, we also wanted to investigate if statins have an effect on the size of the LDL particle (small LDL particles are more atherogenic than large LDL particles due to more facile penetration into the arterial wall, stronger attachments to arterial wall proteoglycans, enhanced susceptibility to oxidative modification, and more ardent binding to the scavenger receptor) by evaluating its effect on different lipoprotein subclasses.
Aim: Our study aimed to: Appraise the effect of statins in both FH and NFH subjects
on: B-oxidation • Lipoprotein subclasses in both FH and NFH subjects
Method: Two different techniques were used in this study to appraise the effect of statins in FH (n=18) and NFH (n=14). The first technique was tandem mass spectrometry (MS/MS) which was involved in the analysis of acylcarnitines from dried blood spot. The second technique was non-denaturing, linear polyacrylamide gel
electrophoresis for the analysis of LDL-subclasses in serum.
Results: For (n=18 FH subjects), statin therapy indicated a significant decrease in the levels of medium chain decanoyl-L-carnitine. Prior to the initiation of statin therapy the mean level of (C10-carnitine) detected in the blood was (0.1075 + 0.0481 umol/L), whereas post statins therapy the mean level was (0.0881 +0.0328 umol/L; P= 0.035), indicating an approximate of 18% decrease in the levels of medium chain acylcarnitine. Although statins also modulated the levels of the other acylcarnitines, we did not observe statistical significance in this modulatory. On the other hand, for (n=14 NFH subjects) statins showed a significant increase in short chain acylcarnitines in particular the hydroxyl-butyryl-L-carnitine (C4-OH) in post statins treatment as compared with pre statins treatment with (0.0579 + 0.0239pmol/L)
and (0.0689 +0.0245 umol/L; P= 0.016) respectively with approximate 19% increase, In addition, statins also showed a significant impact (P<0.05) on lipoprotein subclasses (LDL-S) such as intermediate density lipoprotein (IDL) (A,B&C) and large low density lipoprotein (LDL-1) in FH subjects in post statins treatment as compared to pre treatment with (9.9 +2.2%), (9.1 + 1.1%), (6.3 +1.3%) and (13.9 + 4.5%) in pre statins treatment and with (8.1 1.1%), (7.7 + 0.9%), (4.8 + 1.5%) and (12.3 + 4.5%) in post statins treatment respectively. The case was different for NFH subjects, as there was no significant difference in different LDL-S. IS
Conclusion: With regard to the effect of statin therapy observed in FH subjects, it can be concluded that statins offer by decreasing the levels of decanoyl-L-carnitine (CIO) mediate a cardioprotective effect as in a recent study, long chain and medium chain acylcarnitines have been indicative of CAD. In NFH patients the elevation d-3 hydroxybutyrate-carnitine (C4-OH) post-statin therapy is indicative that statins may have a role in decreasing insulin sensitivity, which is in line with the findings of several trials where the association of statin therapy with the increase in the risk of T2DM has been appraised. Case in point in the metabolic syndrome in men (METSIM) trial, statin therapy appears to increase the risk for type 2 diabetes by 46%, even after adjustment for confounding. However, reflecting on the other studies, statin therapy has been shown to have inconsistent effects on changing LDL size. This is because most studies have included a small number of subjects familial combined hyperlipidemia without consideration of baseline differences in the LDL size.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
الفرعية في المرضى ذوي الكوليسترول المرتفع الوراثي و الغير وراثي المقدمة: يعتبر الستاتين من فئة العقاقير المخفضة للكوليسترول في الحم- تعرف أيضا باسم (مثبطات انزيم -HMG COA reductase)۔ والتي تستخدم لعلاج إضطراب الدهون في دم الأشخاص المصابين بفرط كوليسترول الدم العائلي (FH) وارتفاع الكوليسترول الغير عائلي (NFH). ومع ذلك فإن هذه الأدوية لها الكثير من الوظائف الأخرى التي تشمل: تحسين وظيفة بطانة الأوعية الدموية، وزيادة استقرار لويحات تصلب الشراين، وخفض الإجهاد التأكسدي والإلتهاب، وتثبيط إستجابة التخثر، وبالإضافة إلى ذلك، عقار الستاتين له فوائد تأثيرية مفيدة على الجهاز المناعي، والجهاز العصبي المركزي، والعظام. واحدة من الدراسات الحديثة تشير إلى أن العقاقير المخفضة الكوليسترول تحفز من عملية نسخ البروتين الناقل للكارنتين والأسایل کارنتین (CAC) ، مما يؤثر ايجابا على عملية أكسدة الأحماض الدهنية على المستوى الجزيئي. غير أن الأدلة البيوكيميائية لدعم هذا التأثير للستاتين غير متوفرة حاليا. ومن أجل ذلك ، فقد تم تصميم هذه الدراسة لتقييم مستويات الأسایل كارنتينات في دم المرضى الذين يعانون من فرط الكوليسترول العائلي والغير عائلي قبل وبعد الشروع في تناول هذه العقاقير، إضافة إلى ذلك، التحقق ما إذا كان لعقار الستاتين أي تأثير على حجم جسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة و التي تشمل جسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة ذوات الحجم الصغير، و التي تعد الأكثر مساهمة لمرض تصلب الشرايين مقارنة مع جزيئات البروتين الدهني المنخفض الكثافة ذوات الحجم الكبير؛ نظرا لتغلغلها أكثر في جدران الشرايين القلبية. الهدف من الدراسة: تقييم تأثير العقاقير المخفضة للكوليسترول على: وعملية أكسدة الأحماض الدهنية (oxidation-3)
وجسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة ذو الفئات الفرعية الطريقة العلمية: لقد تم إستخدام تقنيتان مختلفتان في هذه الدراسة لتقييم تأثير العقاقير المخفضة للكوليسترول في دم المرضى الذين تم تشخيصهم بفرط الكوليسترول العائلي (FH) (عدد = 18) و الغير عائلي (NFH) (عدد = 14). الأولى: تقنية المطياف الكتلي التتابعي والتي استخدمت في تحليل الأسايل كارنتينات من نقطة دم جافه. والتقنية الثانية: الفصل الكهربائي عن طريق (polyacrylamide gel) والذي تم استخدامه لتحليل جسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة و الفئات الفرعية في مصل الدم النتائج: أشارت النتائج أن عقار الستاتين أدى إلى إنخفاض في مستويات الأسايل كارنتين ذو السلسلة المتوسطة (C10) عند (18) مريضا مشخصين بفرط الكوليسترول العائلي (FH)، بدليل انه قبل بدء العلاج بعقار الستاتين كان مستوى المتوسط من الأسایل کارنیتین ذو السلسلة المتوسطة في الدم هو (mol / L ير 0 . 0481 + 0 . 1075) بينما كان المتوسط بعد تقديم العلاج هو (mol / L 0 . 0328 + 0 . 0881)، مما يشير إلى انخفاض بنسبة 18% في معدلات C10 كارنيتين. على الرغم من أن الستاتين أدى أيضا الى خفض مستويات الأسايل كارنتينات الأخرى، إلا أنه لم يتم ملاحظة تغييرات ذات دلالة إحصائية أظهرت العقاقير المخفضة للكوليسترول " الستاتين زيادة ملحوظة في مستويات الأسایل كارنتين ذو السلسلة القصيرة ( CA - OH ) بنسبة 19% عند (14) مريضا مشخصين بفرط الكوليتسرول الغير عائلي (NFH مع متوسط ( 0 . 0239xmol / L + 0 . 0579) قبل تناول العقار و متوسط (mol / L ر 0 . 0245 + 0 . 0689) بعد تناول العقار. بالإضافة إلى ذلك أظهرت الدراسة أن عقار الستاتين له تأثيرا على الفئات الفرعية للبروتينات الدهنيه المنخفضة الكثافة مثل البروتين الدهني ذو الكثافة المتوسطه (DL) و تأثير على البروتين الدهني الكبير المنخفض الكثافة (1-LDL) في مرضى (FH). بينما في مرضى (NFH لم يكن هنالك أي تغيير ملحوظ.
الخلاصة: فيما يتعلق بتأثير عقار الستاتين المخفض الكوليسترول فإنه يمكن الإستنتاج إلى أن عقار الستاتين يعمل على خفض معدلات كارنتين (C10) والذي يؤدي إلى وجود تأثيرات وقائية للقلب كما في دراسة حديثة أجريت على مرضى يعانون من قصور في القلب أثبتت نتائجها أن الأسايل كارنتينات ذات السلسة الطويلة والمتوسطة يمكن أن تكونا مؤشر لمرض الشريان التاجي للقلب. أما بالنسبة لمرضى (NFH) فإن الإرتفاع الملحوظ في مستويات كارنتين ( CA - OH ) بعد تناول العقار قد يدل على أن الستاتين قد يكون له دور في تقليل الحساسية للإنسولين و هذا ما يتفق مع نتائج العديد من التجارب العلمية الأخرى. على سبيل المثال في دراسة أجريت على متلازمة الأيض (metabolic syndrome إتضح أن الستائين يزيد من خطورة الإصابة بمرض السكري من النوع الثاني بنسبة % 46، ومن جانب آخر فقد أظهرت دراسات أن تناوله له آثار غير ثابتة على تغيير حجم جسميات (LDL)؛ وذلك الأن معظم الدراسات قد اشتملت على عدد قليل من المرضى المشاركين في الدراسة والذين يعانون من اضطراب في ارتفاع الكوليسترول العائلي (FH) دون الأخذ بعين الإعتبار الإختلافات الأساسية في حجم (LDL).
وجسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة ذو الفئات الفرعية الطريقة العلمية: لقد تم إستخدام تقنيتان مختلفتان في هذه الدراسة لتقييم تأثير العقاقير المخفضة للكوليسترول في دم المرضى الذين تم تشخيصهم بفرط الكوليسترول العائلي (FH) (عدد = 18) و الغير عائلي (NFH) (عدد = 14). الأولى: تقنية المطياف الكتلي التتابعي والتي استخدمت في تحليل الأسايل كارنتينات من نقطة دم جافه. والتقنية الثانية: الفصل الكهربائي عن طريق (polyacrylamide gel) والذي تم استخدامه لتحليل جسيمات البروتين الدهني المنخفض الكثافة و الفئات الفرعية في مصل الدم النتائج: أشارت النتائج أن عقار الستاتين أدى إلى إنخفاض في مستويات الأسايل كارنتين ذو السلسلة المتوسطة (C10) عند (18) مريضا مشخصين بفرط الكوليسترول العائلي (FH)، بدليل انه قبل بدء العلاج بعقار الستاتين كان مستوى المتوسط من الأسایل کارنیتین ذو السلسلة المتوسطة في الدم هو (mol / L ير 0 . 0481 + 0 . 1075) بينما كان المتوسط بعد تقديم العلاج هو (mol / L 0 . 0328 + 0 . 0881)، مما يشير إلى انخفاض بنسبة 18% في معدلات C10 كارنيتين. على الرغم من أن الستاتين أدى أيضا الى خفض مستويات الأسايل كارنتينات الأخرى، إلا أنه لم يتم ملاحظة تغييرات ذات دلالة إحصائية أظهرت العقاقير المخفضة للكوليسترول " الستاتين زيادة ملحوظة في مستويات الأسایل كارنتين ذو السلسلة القصيرة ( CA - OH ) بنسبة 19% عند (14) مريضا مشخصين بفرط الكوليتسرول الغير عائلي (NFH مع متوسط ( 0 . 0239xmol / L + 0 . 0579) قبل تناول العقار و متوسط (mol / L ر 0 . 0245 + 0 . 0689) بعد تناول العقار. بالإضافة إلى ذلك أظهرت الدراسة أن عقار الستاتين له تأثيرا على الفئات الفرعية للبروتينات الدهنيه المنخفضة الكثافة مثل البروتين الدهني ذو الكثافة المتوسطه (DL) و تأثير على البروتين الدهني الكبير المنخفض الكثافة (1-LDL) في مرضى (FH). بينما في مرضى (NFH لم يكن هنالك أي تغيير ملحوظ.
الخلاصة: فيما يتعلق بتأثير عقار الستاتين المخفض الكوليسترول فإنه يمكن الإستنتاج إلى أن عقار الستاتين يعمل على خفض معدلات كارنتين (C10) والذي يؤدي إلى وجود تأثيرات وقائية للقلب كما في دراسة حديثة أجريت على مرضى يعانون من قصور في القلب أثبتت نتائجها أن الأسايل كارنتينات ذات السلسة الطويلة والمتوسطة يمكن أن تكونا مؤشر لمرض الشريان التاجي للقلب. أما بالنسبة لمرضى (NFH) فإن الإرتفاع الملحوظ في مستويات كارنتين ( CA - OH ) بعد تناول العقار قد يدل على أن الستاتين قد يكون له دور في تقليل الحساسية للإنسولين و هذا ما يتفق مع نتائج العديد من التجارب العلمية الأخرى. على سبيل المثال في دراسة أجريت على متلازمة الأيض (metabolic syndrome إتضح أن الستائين يزيد من خطورة الإصابة بمرض السكري من النوع الثاني بنسبة % 46، ومن جانب آخر فقد أظهرت دراسات أن تناوله له آثار غير ثابتة على تغيير حجم جسميات (LDL)؛ وذلك الأن معظم الدراسات قد اشتملت على عدد قليل من المرضى المشاركين في الدراسة والذين يعانون من اضطراب في ارتفاع الكوليسترول العائلي (FH) دون الأخذ بعين الإعتبار الإختلافات الأساسية في حجم (LDL).
Category
Theses and Dissertations