Біосинтез холестерину

The Біосинтез холестерину дозволяє клітинам організму синтезувати холестерин з простої сировини за 18 етапів. Цей біосинтез відбувається насамперед у печінці та в стінках кишечника. Спадкові захворювання метаболізму, такі як хвороба Танжера, можуть порушити біосинтез холестерину.

Що таке біосинтез холестерину?

Організм людини виробляє власний холестерин в біохімічному процесі за 18 різних етапів. Цей процес також відомий як біосинтез холестерину. Більша частина загального холестерину виробляється організмом. Через їжу засвоюється лише мінімальна частка.

Холестерин - це ліпід, який необхідний для багатьох функцій організму. У випадку синтезу стероїдних гормонів організм залежить, наприклад, від холестерину. Це ж стосується різних процесів зберігання та побудови клітинних мембран.

Метаболічний шлях біосинтезу холестерину дозволяє всім живим істотам з клітинним ядром виробляти важливий ліпід з простих елементів. Виробництво холестерину в організмі регулюється за потребою. Перетворення речовин відбувається в цитозолі та в ендоплазматичному ретикулумі клітин. Фактори транскрипції регулюють процеси і впливають на біосинтез позитивно чи негативно.

Блох та Лінен отримали Нобелівську премію в 1964 році за дослідження метаболізму холестерину. Попджак та Корнфорт також внесли важливий внесок у дослідження біосинтезу холестерину.

Функція та завдання

Організм людини щодня виробляє близько 700 міліграмів холестерину в біосинтезі, і близько 150 грам холестерину вбудовується у весь організм. Велика кількість ліпідів знаходиться насамперед у мозку та надниркових залозах. Холестерин виконує стабілізуючі функції в клітинних мембранах і тому є важливим будівельним матеріалом.

У людини біосинтез холестерину відбувається насамперед у слизовій оболонці кишечника та печінці. Хоча багато клітин в організмі здатні синтезувати холестерин, печінка все ж виробляє більшу частину холестерину.

Оскільки холестерин в організмі не може перетнути гематоенцефалічний бар'єр у мозок, мозок повинен сам виробляти холестерин центральної нервової системи. Холестерин в мозку складає близько 24 відсотків загального холестерину.

Вихід синтезу холестерину - DMAPP, який виробляється метаболічним шляхом мевалонату. 18 проміжних стадій складають біосинтез холестерину. Перед синтезом організм синтезує ацетил-КоА. Цей процес відбувається на шляху біосинтезу мевалонату. Через HMG-CoA вихідний матеріал ацетил-КоА перетворюється в мевалонову кислоту. Кінцевими продуктами біосинтетичного шляху мевалонату є диметилалілпірофосфат та ізопентилпірофосфат.

Лише зараз починається власне біосинтез холестерину. Два кінцеві продукти біосинтетичного шляху меялонату поєднуються з утворенням геранилпірофосфату. Ця сполука перетворюється на фарнезилпірофосфат. Два фарнезилпірофосфати беруть участь у реакції конденсації і перетворюються в сквален в ході цієї реакції. З цього (S) утворюється -2,3-епоксисквален, який у свою чергу перетворюється на ланостерол. Ланостерол бере участь у деметиляції. Таким чином, він стає 4,4-диметил-5α-холеста-8,14,24-триен-3β-ол.

У цей момент відбувається кілька реакцій окислення, що спричиняють виникнення 14-деметилланостеролу. Кінцеві продукти окислення перетворюються в зимостерон за допомогою зимостерол карбоксилату. За цим слідує зменшення зимостерону, що призводить до виведення зимостеролу. Через 5α-Cholesta-7,24-dien-3β-ol це призводить до 7-дегідрохолестерину. Коли цей продукт гідрогенізується, з часом створюється холестерин.

Хвороби та недуги

Різні спадкові захворювання, що впливають на обмін холестерину, відомі під назвою сімейної гіперхолестеринемії. Незалежно від дієти, ці порушення призводять до значного підвищення рівня холестерину в плазмі. В якості вторинних захворювань судинні захворювання та інфаркти можуть розпочатися в ранньому віці. Захворювання викликане дефектом гена, який кодує рецептор ЛПНЩ. Через цей дефект рецептор ЛПНЩ лише неповно розвинений або взагалі його немає. Перш за все, значення ЛПНЩ постраждалих значно збільшується. Ксантоми формують клінічну картину. Це жирові відкладення в шкірі, у внутрішніх органах та в центральній нервовій системі.

Гіперхолестеринемія не повинна бути сімейною, її також можна придбати. Набуті форми в основному провокуються недоїданням. Діабет може бути основним захворюванням. Ожиріння або хронічна ниркова недостатність також часто пов'язані з підвищенням рівня холестерину.

Крім дієт, такі препарати, як інгібітори ЦСЕ, в основному застосовуються для лікування вище середнього високого рівня холестерину. Статини можуть пригнічувати біосинтез холестерину. Лікування інгібіторами CSE спрямоване на це інгібування. Вони запобігають редуктазі HMG-CoA і тим самим забезпечують загальне зниження концентрації холестерину в сироватці крові. Таким чином, наприклад, може уповільнитися вторинний артеріосклероз захворювання. Серцеві напади, пов’язані з холестерином, або інші супутні захворювання, коли рівень холестерину занадто високий, можна також запобігти інгібітору ЦСЕ.

Гіпохолестеролемії протилежні гіперхолестеринемії. Низький рівень холестерину в сироватці, як це відбувається на тлі гіпохолестеринемії, в більшості випадків асоціюється зі злоякісним раком. При раково-гіпохолестеринемії низький рівень холестерину зазвичай оцінюють як фактор ризику смертності за всіма причинами.

Неправильне харчування, СНІД або важкі інфекції - інші причини сильно низького рівня холестерину. Однак гіпохолестеринемія може виникнути і як частина спадкового захворювання. Прикладом такого є хвороба Танжера. Пацієнти з цим захворюванням особливо страждають гіпохолестеринемою ЛПВЩ.