Studiet av en arvelig sykdom som skyldes en mangel på et enzym, har gitt oss innsikt i det normale kolesterol-stoffskiftet.

Denne bloggen er kanskje for spesielt interesserte: Men blogger skal jo av og til være vanskelige og gå i dybden. Så jeg prøver:

Det er i år 50 år siden Egil Gjone og undertegnede publiserte den første artikkelen om en nyoppdaget arvelig sykdom, som skyldtes en arvelig mangel på et enzym innen kolesterolstoffskiftet (1).

Vi beskrev tre søstre som hadde eggehvite i urinen med begynnende nyresvikt, lett anemi, og uklare hornhinner. Klinisk-kjemiske undersøkelser avdekket økte konsentrasjoner av kolesterol og fett i blodet. Vanligvis er over 80 % av kolesterolet i blodet forestret med en lang fettsyre. I serum fra disse pasientene var over 90 % fritt, uforestret, kolesterol.

Noen år tidligere hadde norsk-amerikaneren John Glomset beskrevet et enzym i blodplasma som forestret kolesterol (2). John Glomset hadde postulert at enzymet var viktig i transporten av kolesterol fra perifere vev, der kolesterolet stort sett dannes, og tilbake til leveren. Enzymet ble kalt lecitin:kolesterol acyltransferase eller forkortet LCAT. Navnet fikk enzymet fordi det overførte en fettsyre fra lecitin til kolesterol. Våre pasienter hadde en komplett mangel på det enzymet.

Da Glomset fikk vite at vi hadde oppdaget en sykdom, som skyldtes mangel på det enzymet han hadde beskrevet, tok han kontakt med oss. Det førte til et langt og fruktbart forskningssamarbeid mellom Oslo og Seattle. Vi kunne vise at pasientenes lipoproteiner var helt forskjellige fra det som normalt finnes i blodet: pasientene manglet de tunge lipoproteinene (High density lipoproteiner eller HDL). I tillegg var det store mengder av membraner i deres blod. Membranene besto vesentlig av kolesterol og fosfolipider. Studiet av pasientenes lipoproteiner og blodfettstoffer førte til en økt forståelse av kolesteroltransporten i kroppen.

Noe forenklet kan kolesteroltransporten beskrives slik: Den primære rollen til lipoproteinene er å transportere fett fra tarmen og leveren til vev som skal forbrenne fettet eller lagre det til senere bruk. Fett som absorberes fra tarmen, pakkes inn i kylomikroner, som via tarmlymfen kommer over i blodet. Kylomikroner er fettkuler omsluttet av fritt kolesterol, fosfolipider og noen få proteinmolekyler.  I det perifere vevet brytes fettet ned til fettsyrer som vevene tar opp og forbrenner eller lagrer.  De fettstoffene som satt i overflaten av kylomikronene, fritt kolesterol og lecitin, overføres til HDL der LCAT omdanner disse fettstoffene til kolesterylester og lysolecitin.

Leverens fett, som skal transporteres til perifere vev, pakkes inn omtrent som i kylomikroner. Pakkene fra leveren er langt mindre enn kylomikronene, de kalles for «very low density» lipoproteiner eller VLDL. Når fettet er brutt ned, blir kolesterolet og lecitinet på overflaten av VLDL ført over til HDL. Der blir kolesterolet forestret av LCAT, og VLDL transformeres til low density lipoproteiner eller LDL. Det meste av LDL blir etter hvert tatt opp av leveren.

HDL produseres hovedsakelig i leveren og skilles ut i blodet som «nyfødte» HDL-partikler. HDL består av et protein kalt apo A1 og litt fritt kolesterol. Når disse kommer ut i blodet vil det frie kolesterolet forestres av LCAT, og kolesterylesteret som dannes, pakkes inn i HDL-partikkelens kjerne. HDL-partiklene kan så igjen suge mer fritt kolesterol fra det perifere vevets membraner.  Overskuddet av kolesterylestre i HDL overføres ved hjelp av transportproteiner til LDL, som igjen blir tatt opp av leveren ved hjelp av LDL-reseptorer. På denne måten transporterer HDL kolesterol fra perifert vev via LDL til leveren der kolesterolet kan omdannes til gallesyrer og skilles ut.

Nedbrytingen av kylomikroner og omdannelsen av VLDL til LDL og omdannelsen av de nydannete HDL-partiklene skjer så raskt at «nyfødte» HDL og membrandelen av kylomikroner og VLDL ikke kan iakttas i normale personers plasma. Men hos pasienter med LCAT-mangel er disse prosessene blokkert, slik at man kan finne nyfødte HDL-partikler og kylomikron-membraner i deres blod. Ved å isolere slike lipoproteiner fra pasienter med LCAT-mangel, og inkubere dem med LCAT, kunne vi vise hvordan disse partiklene ble omdannet til normale, modne lipoproteiner.

Pasientenes symptomer; nyresvikt og fordunkling av hornhinnene, skyldes at membranene fra kylomikroner og VLDL ikke omdannes, men sirkulerer i plasma. De infiltrerer nyrenes glomeruli slik at nyrefunksjonen hemmes. Disse membranene fordunkler også etter hvert pasientenes hornhinner. En oversikt over pasientenes symptomer, kliniske funn og resultater av forskningen og utredningen som vi gjorde, ble publisert som et eget kapitel i boken Metabolic Basis of Inherited Disease (3).

Våre studier av LCAT mangel vakte internasjonal interesse, og vi ble invitert til en rekke møter og konferanser for å fortelle om våre funn.

Det har vært, og er fortsatt, stor interesse for LCAT. I følge Pubmed er det per april 2017 publisert over 1900 internasjonale artikler om LCAT. Sykdommen som skyldes en medfødt mangel på LCAT, er sjelden; bare noe over 100 pasienter i verden er kjent. Men sykdommen kaster lys over kolesterolmetabolismen, og studiet av pasientene og deres genfeil har gitt oss viktige opplysninger om fettstoffers og lipoproteiners normale omsetning og funksjon.

Til nå har man ikke hatt noen behandling av sykdommen, bortsett fra at nyresvikten har blitt behandlet med nyretransplantasjon. I de siste årene har man startet forsøk med intravenøs behandling med LCAT, såkalt enzymerstatningsterapi.

LCATs rolle og funksjon hos friske og syke blir tema på et internasjonalt symposium i Oslo på Rikshospitalet i Det store auditoriet den 19. mai 2017. Symposiet markerer at det er 50 år siden den første artikkelen om familiær LCAT-mangel ble publisert. Møtet er gratis og åpent for alle interesserte, påmelding via denne lenken: http://www.med.uio.no/imb/english/research/news-and-events/events/conferences/2017/lcat-deficiency.html

Jeg har skrevet en lederartikkel i et medisinsk tidsskrift om sykdommen. Lenken til den artikkelen er:
http://www.tandfonline.com/eprint/iJ9iNAEKTYIK7PRIeQUi/full

  1. Norum K. R. & Gjone E. Familial  serum-cholesterol esterification failure, a new inborn error of metabolism. Biochim. Biophys Acta (Amst) 144: 698-700, 1967.
  1. Glomset J. A.: The mechanism of the plasma  cholesterol esterification reaction: plasma fatty acid transferase. Bichim. Biophys Acta (Amst) 65:128-132, 1962
  1. Norum K. R., Glomset J.A. & Gjone E.: Familial lecithin:cholesterol acyltransferase deficiency, in J.B. Stanbury, J.B. Wyngraden & D.S. Fredrickson (editors): The metabolic basis of inherited disease. 3rd edition:531-544, 1972.

 

Hilsen

Kaare R. Norum