Bestimmung von Lipoprotein-Subklassen

Aufgrund ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung bilden die Lipoproteine ein Kontinuum von sehr großen, leichten, lipidreichen bis sehr kleinen, dichten, lipidarmen Partikeln, sodass die Hauptlipoproteinklassen VLDL (very low density lipoprotein), LDL (low density lipoprotein) und HDL (high density lipoprotein) in weitere Subklassen unterteilt werden können, die sich in Größe und Dichte unterscheiden (Abb. 2).

In Abhängigkeit von der Stoffwechsellage kann die gleiche LDL-Cholesterinmenge beispielsweise entweder in wenigen großen oder aber in vielen kleinen LDL-Partikeln verpackt sein, was durch die bloße Messung des LDL-Cholesterins nicht feststellbar, aber von hoher klinischer Relevanz ist (Abb. 3). Auch das HDL-Cholesterin verschleiert die subklassenspezifischen Besonderheiten der HDL-Partikel.

LDL-Subklassen

LDL ist unter den bekannten Risikofaktoren für die ASCVD momentan der einzige, für den ein kausaler Zusammenhang mit dem atherosklerotischen Geschehen als wissenschaftlich bewiesen gilt [2]. Eine Senkung des LDL-Cholesterins ist deshalb Kernbestandteil sämtlicher Leitlinien für die Primär- und Sekundärprävention der atherosklerotischen kardiovaskulären Erkrankungen (ASCVD) [3, 4]. Unabhängig von der gewählten Strategie („Zielwertstrategie“ der europäischen Leitlinien oder „Strategie der festen Statin-Dosis“ der amerikanischen Leitlinien) herrscht vollständige Übereinstimmung darüber, dass eine stärkere LDL-Cholesterinsenkung mit einer größeren Risikoreduktion einhergeht [5]. Allerdings wird die vereinfachte Aussage „je niedriger das LDL-Cholesterin, desto geringer das Koronarrisiko“ der Komplexität der Zusammenhänge nur unvollständig gerecht. Die meisten Patienten mit Koronarer Herzkrankheit (KHK) haben z. B. einen „normalen“ oder nur leicht erhöhten LDL-Cholesterinspiegel [6, 7]. Andererseits ist ein höheres LDL-Cholesterin nicht zwangsläufig mit einem höheren KHK-Risiko assoziiert [8, 9]. Bei älteren Menschen über 60 Jahre gibt es sogar Hinweise darauf, dass eine negative Korrelation zwischen dem LDL-Cholesterinspiegel und der kardiovaskulären Mortalität wie auch der Gesamtmortalität bestehen könnte [10]. Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen haben trotz eines normalen oder verminderten LDL-Cholesterins ein deutlich erhöhtes kardiovaskuläres Risiko [11]. Bei terminaler Niereninsuffizienz besteht ein U-förmiger Zusammenhang zwischen LDL-Cholesterin und kardiovaskulärem Risiko, sodass unterhalb eines bestimmten LDL-Cholesterinspiegels das Risiko mit weiter sinkendem LDL-Cholesterin steigt [12, 13]. In mehreren Studien konnte bei Dialysepatienten unter Statin-Therapie trotz effektiver Senkung des LDL-Choles­terins keine Risikoreduktion für kardiale Ereignisse erreicht werden [14]. Sämtliche insulinabhängige Erkrankungen (Diabetes mellitus, Metabolisches Syndrom, Insulinresistenz, polyzystisches Ovarialsyndrom, nichtalkoholische Steatohepatitis) gehen mit einem erhöhten KHK-Risiko einher, ohne dass das LDL-Cholesterin erhöht sein muss [15–20].
Die Ursachen für diese scheinbar paradoxen Beobachtungen liegen zum Teil darin begründet, dass die Atherosklerose im Kern ein komplexes, entzündliches Geschehen darstellt, für das die Lipide zwar von zentraler, aber nicht von monokausaler Bedeutung sind [21, 22]. Darüber hinaus erlauben die Lipide der Basisdiagnostik nur eingeschränkt Rückschlüsse auf die Eigenschaften der kompliziert aufgebauten Lipoproteinpartikel und deren Subklassen. Diese sind jedoch entscheidend für die Atherogenität des in ihnen verpackten Cholesterins. In zahlreichen Studien hat sich gezeigt, dass kleine, dichte LDL (small, dense LDL = sdLDL) wesentlich atherogener als größere, leichtere LDL sind. Eine Dominanz der kleinen, dichten LDL erhöht das Herzinfarkt-Risiko um das drei- bis siebenfache und zwar unabhängig vom LDL-Cholesterin [23–26]. Bei 40–50 % aller Patienten mit einer KHK wurden vermehrt kleine, dichte LDL gefunden, ohne dass das LDL-Cholesterin auffällig erhöht war. Dabei korrelierte die Höhe des sdLDL-Cholesterins positiv mit dem Schweregrad der KHK. Die Vorhersagekraft der kleinen, dichten LDL für ein zukünftiges koronares Ereignis übertraf darüber hinaus die der Gesamt-LDL [27–29].
Die Gründe für die starke Atherogenität der sdLDL sind vielfältig. Während LDL mittlerer Größe der ideale Ligand für den LDL-Rezeptor sind, weisen sdLDL eine geringere LDL-Rezeptoraffinität auf, wodurch sich ihre Abbaugeschwindigkeit verringert und ihre mittlere Verweildauer im Serum von 2 auf ca. 5 Tage mehr als verdoppelt. Aufgrund ihrer geringeren Größe infiltrieren sdLDL leichter und schneller als größere LDL in den subendothelialen Raum, wo sie mit hoher Affinität an die Proteoglykane der Extrazellulärmatrix binden und akkumulieren [30, 31]. Dort sind sie einer prooxidativen Umgebung ausgesetzt und werden wegen ihres geringeren Gehaltes an Antioxidantien (Vitamin E) besonders leicht durch Radikale oxidiert, die aufgrund des Entzündungsgeschehens ständig anfallen. Die so gebildeten oxidierten LDL (oxLDL) sind die eigentlichen Auslöser und Beschleuniger des atherosklerotischen Prozesses.
Für die Bildung kleiner, dichter LDL spielen neben genetischen Faktoren (35–45 %) weitere Einflussgrößen wie Alter, Geschlecht, Ernährung, körperliche Aktivität, Hormone und Medikamente eine entscheidende Rolle. Der wichtigste metabolische Faktor, der die Variabilität der LDL-Größe zu ca. 50 % bestimmt, sind die Triglyzeride [32, 33]. Die vermehrte Bildung kleiner, dichter LDL ist fast ausschließlich oberhalb einer Triglyzeridkonzentration von 130 mg/dl (1,47 mmol/l) zu beobachten. Sehr häufig wird ein vermehrter Anteil kleiner, dichter LDL im Zusammenhang mit einer moderaten Hypertriglyzeridämie (> 180 mg/dl; > 2,0 mmol/l) bei normalem LDL- und verringertem HDL-Cholesterin gefunden. Diese Lipidstoffwechselstörung wird wegen ihrer besonders hohen Atherogenität als Atherogener Lipoprotein-Phänotyp (ALP) bezeichnet [34]. Aus epidemiologischer Sicht ist der ALP wahrscheinlich der häufigste lipidassoziierte Risikofaktor für die koronare Herzerkrankung. Eine Dyslipidämie im Sinne eines ALP findet man häufig bei Diabetes mellitus Typ 2, bei Insulinresistenz, beim Metabolischen Syndrom, bei der postprandialen Hypertriglyzeridämie, bei der nicht alkoholbedingten Fettleber und beim Polyzystischen Ovarialsyndrom (PCOS). Auch bei Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen und bei Dialysepatienten wird diese Dyslipidämie typischerweise beobachtet.

Homogene Assays

Homogene Assays erfassen in der Regel nur eine bestimmte Lipoprotein-Subklasse (z. B. sdLDL-Cholesterin) [57]. Diese Methoden sind voll automatisierbar und können somit im großen Stil für die Routinediagnostik und breit angelegte Studien eingesetzt werden. Wie sich die Bestimmung des sdLDL-Cholesterins gegenüber dem LDL-Cholesterin innerhalb der Lipiddiagnostik positioniert, wird die weitere Entwicklung der Studienlage und der Leitlinienempfehlungen zeigen.

Alternativen zur Messung von Lipoprotein-Subfraktionen

Neben dem LDL-Cholesterin gibt es noch weitere Tests zur Messung proatherogener Lipoproteine wie das Non-HDL-Cholesterin und das Apolipoprotein B-100 (ApoB-100), die beide in den 2019 ESC/EAS-Leitlinien als Alternativen zum LDL-Cholesterin aufgeführt sind [3]. Unter bestimmten Umständen (Hypertriglyzeridämien, Diabetes mellitus, Adipositas, sehr niedriges LDL-Cholesterin) sind sie besser geeignet als das LDL-Cholesterin und können in der Stufendiagnostik noch vor der aufwendigeren Subfraktionierung angesiedelt werden. Das Non-HDL-Cholesterin ist eine einfache Rechengröße (Non-HDL-Cholesterin = Gesamtcholesterin – HDL-Cholesterin), die dem Cholesterin sämtlicher atherogener Lipoproteine entspricht und die als Ergänzung zum Basisprofil von jedem Labor zusätzlich berichtet werden kann. Das ApoB ist das Hauptapolipoprotein aller atherogenen Lipoproteine (VLDL, IDL, LDL, Lp(a)), wobei ein Lipoproteinpartikel genau ein ApoB-Molekül enthält. Die molare ApoB-Konzentration entspricht demzufolge der Konzentration der ApoB-haltigen Lipoproteinpartikel. In der Tat gibt es eine gute Korrelation zwischen der ApoB-Konzentration und der mittels NMR-Spektroskopie gemessenen LDL-Partikelkonzentration, wobei im Einzelfall durchaus deutliche Abweichungen möglich sind. Die Diskrepanzen können zum Teil dadurch erklärt werden, dass die Erkennung von ApoB-Epitopen durch die Antikörper der verwendeten Immunoassays von der Lipidzusammensetzung der LDL-Partikel abhängt, die unter verschiedenen Stoffwechselbedingungen variieren kann [58]. Eine Differenzierung der ApoB-haltigen Lipoproteinpartikel ist mittels ApoB-Bestimmung nicht möglich und der NMR-Spektroskopie vorbehalten.

Das Wichtigste auf einen Blick

Die Atherogenität des LDL-Cholesterins hängt nicht nur von seiner absoluten Konzentration, sondern wesentlich von dessen Verteilung auf verschiedene LDL-Subklassen ab. Kleine, dichte LDL (small, dense LDL = sdLDL) sind wesentlich atherogener als große, leichte LDL und gelten heute als ein eigenständiger neuer Risikofaktor für die Atherosklerose.
Subklassenspezifische funktionelle Eigenschaften der HDL-Partikel sind für deren atheroprotektive Wirkung wichtiger als das Gesamt-HDL-Cholesterin, weshalb der Begriff des „guten HDL-Cholesterins“ heute als überholt gilt.
Die über die Basisdiagnostik hinausgehende Messung von Lipoprotein-Subklassen, für die unterschiedliche Methode zur Verfügung stehen, ermöglicht eine differenziertere Beurteilung des Lipidstatus und des daraus resultierenden atherogenen Risikos.