Friedewald, Martin/Hopkins, or Sampson/NIH: Which is the Best Method to Estimate LDL-Cholesterol?

A doença cardiovascular aterosclerótica (DCVA) é a principal causa de morte no Brasil e na maior parte do mundo.[1] A redução do colesterol da lipoproteína de baixa densidade (LDL-c) é o primeiro objetivo lipídico para prevenir a DCVA. A decisão sobre o início ou intensificação da terapia medicamentosa redutora de LDL-c é baseada no risco de eventos e no nível de LDL-c,[2] portanto, uma determinação precisa do LDL-c é altamente desejável.

O método padrão-ouro para determinar a concentração plasmática de LDL-c é a β-quantificação, um procedimento caro e demorado baseado em ultracentrifugação e precipitação. Os métodos diretos que usam produtos químicos patenteados em vez de ultracentrifugação também são demorados e caros. Além disso, carecem de padronização e a precisão nem sempre é boa.[3]

Durante várias décadas, o LDL-c foi estimado por uma fórmula proposta por Friedewald na década de 1970.[4] O LDL-c é dado subtraindo o HDL-colesterol (HDL-c) e o VLDL-colesterol (VLDL-c) do colesterol total, e o VLDL-c é estimado pela divisão dos triglicerídeos (TG) por um fator fixo de 5. O problema é que a fração de TG que estima o VLDL-c não é constante. Quando o nível de TG é alto, ou a concentração de LDL-c é baixa, a fórmula de Friedewald superestima o VLDL-c e, consequentemente, subestima o LDL-c. Quando o nível de TG é ≥400 mg/dL, a precisão da fórmula de Friedewald é inaceitavelmente baixa.[3] A subestimação do LDL-c pode impedir o tratamento adequado e exacerbar o baixo alcance das metas de LDL-c, questão relevante no combate à DCVA.[5,6]

Outros métodos para calcular o LDL-c com mais precisão foram propostos, e o mais bem-sucedido até agora é a fórmula de Martin/Hopkins. Este método estima o VLDL-c dividindo os TG por um fator ajustável de acordo com os níveis de TG e do colesterol não-HDL.[7] Essa equação é especialmente indicada quando o LDL-c é <70 mg/dL, os TG estão entre 175 e 400 mg/dL, ou em condições sem jejum, quando a fórmula de Friedewald tem mais limitações.[3,8]

Em 2020, outra equação foi proposta por Sampson et al. usando amostras do National Institutes of Health. O VLDL-c foi estimado por regressão múltipla pelo método dos mínimos quadrados. Os autores afirmam que a fórmula tem acurácia semelhante ou superior a outras abordagens e é útil para o cálculo do LDL-c em condições de níveis elevados de TG até 800 mg/dL.[9]

Nesse contexto, Naser et al.,[10] relatam nos Arquivos Brasileiros de Cardiologia um estudo comparando o LDL-c calculado pelos métodos citados com o LDL-c medido diretamente em 402 pacientes com diabetes mellitus. Eles concluem que as equações de Martin/Hopkins e Sampson/NIH têm uma concordância semelhante com o LDL-c medido, um pouco melhor do que o observado com a fórmula de Friedewald. No entanto, todas as equações apresentaram desempenho ruim quando a concentração de TG foi >400 mg/dL.[10] Embora o comparador utilizado neste estudo (método direto) seja passível de críticas, como apontado acima, o trabalho contribui para o conhecimento ao avaliar a acurácia relativa do método Sampson/NIH. Nesse sentido, evidências de dois grandes bancos de dados usando LDL-c medido diretamente como comparador favoreceram a abordagem de Martin/Hopkins,[11,12] enquanto um estudo menor mostrou que a fórmula de Sampson/NIH teve maior concordância com o LDL-c estimado usando o VLDL-c medido por ultracentrifugação em indivíduos com hiperlipidemia familiar combinada.[13]

Dois estudos recentes publicados por Sajja et al.,[14,15] da Universidade Johns Hopkins levantaram preocupações sobre o método Sampson/NIH. Em um deles, os autores mostraram que uma versão estendida da equação de Martin/Hopkins teve melhor precisão do que as fórmulas de Friedewald e Sampson/NIH em indivíduos com níveis de TG de 400 a 799 mg/dL. No entanto, a subestimação do LDL-c foi comum em níveis baixos com todos os métodos, especialmente Friedewald e Sampson/NIH. É importante ressaltar que a ausência de jejum não alterou o desempenho do método Martin/Hopkins, mas reduziu a precisão da fórmula de Sampson/NIH.[14] Em outro trabalho, os autores demonstraram diferenças clinicamente significativas no LDL-c calculado por diferentes fórmulas em pacientes com DCVA. O LDL-c foi geralmente maior com a equação de Martin/Hopkins, sugerindo uma maior taxa de subestimação do LDL-c com os métodos de Friedewald e Sampson/NIH.[15]

Quais poderiam ser as recomendações práticas sobre a estimativa de LDL-c? Em níveis baixos de LDL-c ou altos de TG, o clínico deve lembrar que o LDL-c calculado pode estar subestimado, principalmente se a fórmula de Friedewald foi usada. Assim, as diretrizes atuais recomendam o método Martin/Hopkins quando o LDL-c é <70 mg/dL ou o nível de TG é 175-400 mg/dL.[3] Embora a nova equação Sampson/NIH tenha se mostrado consistentemente melhor do que a fórmula de Friedewald, a precisão comparável à do método Martin/Hopkins tem sido questionada, e seu uso rotineiro deve esperar por mais dados de validação.

Quando o nível de TG é >400 mg/dL, o LDL-c é melhor determinado pelo método direto. A medição da apolipoproteína B e o cálculo do nível de colesterol não-HDL também são úteis para refinar a estratificação de risco e ajudar nas decisões clínicas.[3]

Estimar o LDL-c por equações é uma questão em evolução. Os métodos mais recentes superaram a antiga fórmula de Friedewald. Em níveis baixos de LDL-c ou altas concentrações de TG (especialmente ≥400 mg/dL), recomenda-se cautela no cálculo de LDL-c devido à chance de subestimação e subtratamento.

Atherosclerotic cardiovascular disease (ASCVD) is the main cause of death in Brazil and most of the world.[1] Reduction in low-density lipoprotein cholesterol (LDL-c) is the first lipid goal to prevent ASCVD. The decision on the initiation or intensification of LDL-c lowering drug therapy is based on the risk of events and the LDL-c level,[2] so an accurate determination of LDL-c is highly desirable.

The gold standard method to determine the plasma concentration of LDL-c is β-quantification, an expensive, time-consuming procedure based on ultracentrifugation and precipitation. Direct methods that use proprietary chemicals instead of ultracentrifugation are also time-consuming and costly. Moreover, they lack standardization, and the accuracy is not always good.[3]

For several decades, LDL-c has been estimated by a formula proposed by Friedewald in the 1970s.[4] LDL-c is given by subtracting HDL-cholesterol (HDL-c) and VLDL-cholesterol (VLDL-c) from total cholesterol, and VLDL-c is estimated by dividing triglycerides (TG) by a fixed factor of 5. The problem is that the fraction of TG that estimates VLDL-c is not constant. When the TG level is high, or the LDL-c concentration is low, the Friedewald formula overestimates VLDL-c and, consequently, underestimates LDL-c. When the TG level is ≥400 mg/dL, the accuracy of the Friedewald formula is unacceptably low.[3] LDL-c underestimation may prevent appropriate treatment and exacerbate low achievement of LDL-c targets, a relevant issue in the fight against ASCVD.[5,6]

Other methods to calculate LDL-c more accurately have been proposed, and the most successful so far is the Martin/Hopkins formula. This method estimates VLDL-c by dividing TG by an adjustable factor according to TG and non-HDL-c levels.[7] This equation is especially indicated when the LDL-c is <70 mg/dL, the TG are between 175 and 400 mg/dL, or in nonfasting conditions, when the Friedewald formula has more limitations.[3,8]

In 2020, another equation was proposed by Sampson et al. using samples from the National Institutes of Health. VLDL-c was estimated by multiple least squares regression. The authors state that the method has similar or greater accuracy than other approaches and is useful for calculating LDL-c in conditions of high TG levels up to 800 mg/dL.[9]

In this context, Naser et al.[10] report in the Arquivos Brasileiros de Cardiologia a study comparing LDL-c calculated by the aforementioned methods with LDL-c directly measured in 402 patients with diabetes mellitus. They conclude that the Martin/Hopkins and Sampson/NIH equations have a similar agreement with measured LDL-c, slightly better than that observed with the Friedewald formula. However, all the equations showed poor performance when the TG concentration was >400 mg/dL.[10] Although the comparator used in this study (direct method) is subject to criticism, as pointed out above, the work contributes to the knowledge while assessing the relative accuracy of the Sampson/NIH method. In this sense, evidence from two large databases using directly measured LDL-c as the comparator favored the Martin/Hopkins approach,[11,12] whereas a smaller study found that the Sampson/NIH formula had higher concordance with LDL-c estimated using VLDL-c measured by ultracentrifugation in individuals with familial combined hyperlipidemia.[13]

Two recent studies published by Sajja et al.[14,15] from Johns Hopkins University have raised concerns about the Sampson/NIH method. In one of them, the authors showed that an extended version of the Martin/Hopkins equation had better accuracy than the Friedewald and Sampson/NIH formulas in individuals with TG levels of 400 to 799 mg/dL. However, LDL-c underestimation was common at low levels with all the methods, especially Friedewald and Sampson/NIH. Importantly, a nonfasting state did not change the performance of the Martin/Hopkins method but reduced the accuracy of the Sampson/NIH formula.[14] In another work, the authors demonstrated clinically meaningful differences in LDL-c calculated by different formulas in patients with ASCVD. LDL-c was usually higher with the Martin/Hopkins equation, suggesting a higher rate of LDL-c underestimation with the Friedewald and Sampson/NIH methods.[15]

What could be practical recommendations regarding LDL-c estimation? At low LDL-c levels or high TG concentrations, the clinician should remember that the calculated LDL-c may be underestimated, particularly if the Friedewald formula was used. Accordingly, current guidelines have recommended the Martin/Hopkins method when the LDL-c is <70 mg/dL or the TG level is 175-400 mg/dL.[3] While the newer Sampson/NIH equation has performed consistently better than the Friedewald formula, accuracy comparable to that of the Martin/Hopkins method has been questioned, and its routine use should wait for more validation data.

When the TG level is >400 mg/dL, LDL-c is better determined by a direct method. Measurement of apolipoprotein B and calculation of non-HDL-c level are also useful to refine risk stratification and help clinical decisions.[3]

Estimating LDL-c by equations is an evolving issue. Newer methods have surpassed the old Friedewald formula. At low LDL-c levels or high TG concentrations (especially ≥400 mg/dL), caution is advised in calculating LDL-c due to the chance of underestimation and undertreatment.