Синтез холестерину в печінці, клітці – як відбувається

Оскільки речовина належить до класу спиртів, єдино правомочним є термін «холестерин», назва ж «холестерин» (буквально «тверда жовч» зважаючи на його початкового виділення з жовчних каменів) закріпилося за з’єднанням в силу традиції – вперше отримане в 1769 році французьким хіміком Пулетье де ля Саль, воно виявляло явні властивості жирів, до яких і було спочатку зараховане.

Зважаючи деяких добросовісних помилок вчених, холестерин був на довгі роки оголошений для здоров’я організму «ворогом №1», що викликало справжній переворот в харчовій промисловості, фармакології та методи лікування – одночасно з знежиреними продуктами в світ з’явилася нові препарати і методики, здатні істотно знизити концентрацію сполуки в крові, а разом із цим – і апарати контролю за «шкідником», щоб його можна було завжди тримати у вузді.

Оскільки найкращим способом перевірити шкідливість того чи іншого фактора є метод його вилучення з обігу, це і було зроблено – в результаті весь світ тепер пожинає катастрофічні плоди «обезжиривающей дієти», а вчені змушені виправдовуватися і обіцяти все виправити. Але зробити це можна, лише розібравшись у походженні і справжньої ролі речовини в організмі.

Основні функції холестерину

Крім того, що він є неодмінним компонентом (стабілізатором плинності) цитоплазматичної мембрани, забезпечуючи жорсткість її подвійного шару за рахунок більш компактного розміщення фосфолипидных молекул, холестерин виявляє себе як фактор-регулятор проникності клітинних стінок, перешкоджаючи гемолізу крові (дії гемолітичних отрут на мембрани еритроцитів).

Ще він служить вихідною субстанцією для виробництва сполук стероїдної групи:

  • гормонів кортикостероїдів;
  • статевих гормонів;
  • жовчних кислот;
  • вітамінів D-групи (эргокальциферорола і холекальциферолу).

Враховуючи важливість для організму кожного з цієї групи речовин, стає зрозумілим шкоду бесхолестериновой дієти або штучного зниження рівня цієї речовини в крові.

З огляду на нерозчинність у воді ця субстанція може бути транспортована кров’ю лише у зв’язці з білками-транспортерами (аполипопротеинами), при з’єднанні з якими утворюються липопротеиновые комплекси.

Через існування цілого ряду різних аполипопротеинов (з різницею молекулярної маси, ступенем їх тропности до холестерину, а також через здатність утвореного комплексу до розчинення в крові, і наявності зворотних властивостей – до випадання холестеринових кристалів з утворенням атеросклеротичної бляшки) виділяють категорії ліпопротеїнів:

  • високої щільності (ЛПВЩ, або високомолекулярні, або HDL-ліпопротеїни);
  • низької щільності (ЛПНЩ, або низькомолекулярні, або LDL-ліпопротеїни);
  • дуже низької щільності (ЛПДНЩ, вкрай низькомолекулярні, або VLDL – категорія ліпопротеїнів);
  • хиломикроны.
Читайте також:  Продукти, що прискорюють метаболізм: дієта для розгону і поліпшення обміну речовин

До тканин периферії холестерин надходить пов’язаним з хиломикронами, ЛПНЩ або ЛПДНЩ, в печінку (з наступними видаленням з організму) – шляхом транспортування аполипопротеинами категорії ЛПВЩ.

Особливості синтезу

Для того щоб з холестерину утворилися або атеросклеротичні бляшки (стають одночасно і «латками» на пошкодженої стінки артерії, і внутрішніми «розпірками» в тій зоні, де без них атрофія м’язового шару повинна б привести до її оклюзії – спаданню ділянки), або гормони, або інша продукція, що він в організмі повинен спочатку синтезуватися в одному з трьох місць:

  • шкірі;
  • кишечнику;
  • печінки.

Оскільки клітини печінки (їх цитозрль і гладкий ендоплазматичний ретикулюм) є головними постачальниками сполуки (у 50% і більше), слід розглянути синтез речовини саме з позиції відбуваються в ній реакцій.

Синтез холестерину відбувається в 5 етапів – з послідовним утворенням:

  • мевалоната;
  • изопентенилпирофосфата;
  • сквалену;
  • ланостерина;
  • власне холестерину.

Ланцюжок перетворень була б неможливою без участі ферментів, що каталізують кожну із стадій процесу.

Відео про синтезі холестерину:

Ферменти, що беруть участь в утворенні речовини

На першому етапі (складається з трьох операцій), ацетил-CoA-ацетилтрасферазой (тиолазой) спочатку ініціюється створення ацетоацетил-CoA (тут і далі CoA – коензим А) шляхом злиття 2 молекул ацетил-CoA. Далі за участю ГМГ-CoA-синтази (гідроксиметил-глутарил-CoA-синтази) стає можливим синтез з ацетоацетила-CoA і ще однієї молекули ацетил-CoA ꞵ-гідрокси-ꞵ-метилглутарил-CoA.

При відновленні ГМГ (ꞵ-гідрокси-ꞵ-метил-глутарил-CoA) шляхом відщеплення фрагмента HS-CoA з участю НАДФ-залежної гідроксиметил-глутарил-CoA-редуктази (ГМГ-CoA-редуктази) утворюється перший проміжний продукт – попередник холестерину (мевалонат).

На етапі синтезу изопентинилпирофосфата здійснюються чотири операції. На 1 і 2 мевалонат при посередництві мевалонаткиназы (а потім фосфомевалонаткиназы) шляхом двічі повторюється фосфорилювання перетворюється в 5-фосфомевалонат, а далі в 5-пирофосфомевалонат, на 3 стадії (фосфорилюванні з 3-го вуглецевого атома) становящемуся 3-фосфорна-5-пирофосфомевалонатом (при участі ферменту кінази).

Остання операція – це декарбоксилювання і дефосфорилирование з утворенням изопентинилпирофосфата (ініційоване участю ферменту пирофосфомевалонат-декарбоксилази).

При синтезі сквалену відбувається первісна ізомеризація изопентенилпирофосфата в диметилаллилпирофосфат (під впливом изопентилфосфатизомеразы), потім изопентенилпирофосфат конденсується з диметилаллилпирофосфатом (утворюється електронна зв’язок між C5 першої і C5 другий субстанцій) з утворенням геранилпирофосфата (і відщепленням пирофосфатной молекули).

На наступній стадії утворюється зв’язок між C5 изопентенилпирофосфата і C10 геранилпирофосфата – в результаті конденсації першого з другим відбувається утворення фарнезилпирофосфата і наступним відщепленням молекули пірофосфату від C15.

Читайте також:  Цукровий діабет у кішок: симптоми і лікування

Завершується даний етап конденсацією двох фарнезилпирофосфатных молекул в зоні C15— C15 (за принципом «головою-на-голові») з відщепленням відразу 2 молекул пірофосфату. Для конденсації обох молекул використовуються області пирофосфатных груп, одна з яких одразу відщеплюється, що призводить до виникнення прескваленпирофосфата. При відновленні НАДФН (з відщепленням другого пірофосфату) ця проміжна субстанція (під впливом сквален-синтази) звертається в скавален.

У синтезі ланостерина присутні 2 операції: перша завершується утворенням епоксиду сквалену (під дією скваленепоксидази), друга – циклізація епоксиду сквалену в кінцевий продукт етапу – ланостерин. Переміщенням метильної групи від C14 на C13, а від C8 C14 відає оксидосквален-ланостерин-ціклаза.

Останній етап синтезу включає в себе послідовність з 5 операцій. В результаті окислення C14 -метильної групи ланостерина виникає з’єднання, іменоване 14-десметилланостерином. Після видалення ще двох метильних груп (на C4) речовина стає зимостеролом, а в результаті переміщення подвійного зв’язку C8=9 в позицію C8=7 відбувається утворення δ-7,24 – холестадиенола (під дією изомеразы).

Після переміщення подвійного зв’язку З7=C8 у позицію З5=6 (з утворенням десмостерола) і відновленням подвійного зв’язку в бічний ланцюга утворюється кінцеве речовина – холестерин (вірніше, холестерол). «Керує» фінальною стадією синтезу холестерину фермент δ-24-редуктаза.

Що впливає на тип холестерину?

Враховуючи малу розчинність низькомолекулярних ліпопротеїдів (ЛПНЩ), їх схильність до випадання в осад холестеринових кристалів (з утворенням бляшок в артеріях атеросклерозу, що підвищують ймовірність серцевих і судинних ускладнень), ліпопротеїди даної категорії часто називають «шкідливим холестерином», в той час як ліпопротеїди з високим молекулярною вагою (ЛПВЩ) з протилежними властивостями (без ризику атерогенності) прийнято іменувати холестерином «корисним».

Беручи до уваги відносність цього судження (в організмі не може бути як чого-небудь безумовно корисного, так і виключно шкідливого), тим не менш в даний момент для осіб з високою схильністю до судинної патології пропонуються заходи контролю і зниження рівня ЛПНЩ до оптимальних показників.

При цифрі понад 4,138 ммоль/л рекомендований підбір дієти для зниження їх рівня до 3,362 (або менш), рівень понад 4,914 служить показанням для призначення терапії по штучному їх зниження прийомом лікарських препаратів.

До підвищення в крові фракції «шкідливого холестерину» приводять фактори:

  • низькій активності тіла (гіподинамії);
  • переїдання (харчової залежності), а також його наслідків – надлишку маси або ожиріння;
  • незбалансованості дієти – з переважанням трансжирів, легкозасвоюваних вуглеводів (солодощів, тістечка) на шкоду вмісту пектинових речовин, клітковини, вітамінів, мікроелементів, жирних кислот поліненасиченого складу;
  • наявності звичних побутових інтоксикацій (куріння, вживання спирту у вигляді різних напоїв, зловживання лікарськими засобами).
Читайте також:  Дієта при цукровому діабеті 1 типу: лікування в початковій стадії, меню на тиждень

Не менш потужний вплив надає наявність хронічної соматичної патології:

  • жовчнокам’яної хвороби;
  • ендокринних розладів з гіперпродукцією гормонів кори надниркових залоз, дефіцитом тиреоїдних або статевих гормонів, або цукрового діабету;
  • ниркової і печінкової недостатності з розладами окремих етапів синтезу «корисних» ліпопротеїдів, що відбувається в даних органах;
  • спадково обумовлених дислипопротеинемий.

Стан холестеринового обміну безпосередньо залежить від стану мікрофлори кишечника, що сприяє (чи перешкоджає) всмоктуванню харчових жирів, а також бере участь в синтезі, трансформації, або руйнуванні стеролів екзогенного або ендогенного походження.

І навпаки, зниження показника «шкідливого» холестерину призводять:

  • заняття фізкультурою, іграми, танцями;
  • ведення здорового життя без куріння та алкоголю;
  • правильна їжа без надлишку легкозасвоюваних вуглеводів, з малим вмістом тваринних жирів насиченого складу – але з достатнім вмістом клітковини, жирних кислот поліненасиченого складу, ліпотропних факторів (лецитину, метіоніну, холіну), мікроелементів, вітамінів.

Відео від експерта:

Як відбувається процес в організмі?

З споживаної їжею в організм надходять лише близько 20% холестерину – інші 80% він виробляє сам, крім печінки процес синтезу проводиться гладким эндоплазматическим ретикулюмом клітин:

  • кишечника;
  • надниркових залоз;
  • нирок;
  • статевих залоз.

Крім описаного вище класичного механізму створення молекули холестеролу, можливо її побудова і іншим, не мевалонатным методом. Так, одним з варіантів є утворення речовини з глюкози (що відбувається при посередництві інших ферментів і при інших умовах існування організму).

diagnoz.in.ua