Βιοσύνθεση χοληστερόλης

ο Βιοσύνθεση χοληστερόλης επιτρέπει στα κύτταρα του σώματος να συνθέσουν χοληστερόλη από απλές πρώτες ύλες σε 18 βήματα. Αυτή η βιοσύνθεση λαμβάνει χώρα κυρίως στο ήπαρ και στα εντερικά τοιχώματα. Οι κληρονομικές μεταβολικές ασθένειες όπως η νόσος του Tangier μπορούν να διαταράξουν τη βιοσύνθεση της χοληστερόλης.

Τι είναι η βιοσύνθεση της χοληστερόλης;

Το ανθρώπινο σώμα παράγει τη δική του χοληστερόλη σε μια βιοχημική διαδικασία σε 18 διαφορετικά στάδια. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως βιοσύνθεση χοληστερόλης. Το μεγαλύτερο μέρος της ολικής χοληστερόλης παράγεται από τον οργανισμό. Μόνο ένα ελάχιστο κλάσμα απορροφάται από τα τρόφιμα.

Η χοληστερόλη είναι ένα λιπίδιο που είναι απαραίτητο για πολλές λειτουργίες του σώματος. Στην περίπτωση της σύνθεσης στεροειδών ορμονών, για παράδειγμα, το σώμα εξαρτάται από τη χοληστερόλη. Το ίδιο ισχύει για διάφορες διαδικασίες αποθήκευσης και την κατασκευή κυτταρικών μεμβρανών.

Η μεταβολική οδός της βιοσύνθεσης χοληστερόλης επιτρέπει σε όλα τα έμβια όντα με έναν πυρήνα κυττάρων να παράγουν το σημαντικό λιπίδιο από απλά στοιχεία. Η παραγωγή χοληστερόλης του οργανισμού ρυθμίζεται ανάλογα με τις ανάγκες. Ο μετασχηματισμός των ουσιών λαμβάνει χώρα στο κυτοσόλιο και στο ενδοπλασματικό δίκτυο των κυττάρων. Οι παράγοντες μεταγραφής ρυθμίζουν τις διαδικασίες και επηρεάζουν τη βιοσύνθεση είτε θετικά είτε αρνητικά.

Οι Bloch και Lynen έλαβαν το βραβείο Νόμπελ το 1964 για έρευνα στον μεταβολισμό της χοληστερόλης. Οι Popják και Cornforth συνέβαλαν επίσης σημαντικά στην έρευνα για τη βιοσύνθεση της χοληστερόλης.

Λειτουργία & εργασία

Το ανθρώπινο σώμα παράγει περίπου 700 χιλιοστόγραμμα χοληστερόλης καθημερινά σε βιοσύνθεση και περίπου 150 γραμμάρια χοληστερόλης είναι ενσωματωμένα σε ολόκληρο το σώμα. Μεγάλες ποσότητες λιπιδίων βρίσκονται κυρίως στον εγκέφαλο και τα επινεφρίδια. Η χοληστερόλη εκπληρώνει σταθεροποιητικές λειτουργίες στις κυτταρικές μεμβράνες και ως εκ τούτου είναι ένα σημαντικό δομικό υλικό.

Στους ανθρώπους, η βιοσύνθεση της χοληστερόλης λαμβάνει χώρα κυρίως στον εντερικό βλεννογόνο και στο ήπαρ. Ενώ πολλά κύτταρα στο σώμα είναι ικανά να συνθέσουν χοληστερόλη, το ήπαρ εξακολουθεί να παράγει το μεγαλύτερο μέρος της χοληστερόλης.

Επειδή η χοληστερόλη του σώματος δεν μπορεί να διασχίσει το φράγμα αίματος-εγκεφάλου στον εγκέφαλο, ο εγκέφαλος πρέπει να παράγει τη χοληστερόλη στο ίδιο το κεντρικό νευρικό σύστημα. Η χοληστερόλη στον εγκέφαλο αποτελεί περίπου το 24% της συνολικής χοληστερόλης.

Το αποτέλεσμα της σύνθεσης χοληστερόλης είναι DMAPP, το οποίο παράγεται στο μεταβολικό μονοπάτι του mevalonate. 18 ενδιάμεσα στάδια συνθέτουν τη βιοσύνθεση της χοληστερόλης. Πριν από τη σύνθεση, το σώμα συνθέτει ακετυλο-ΟοΑ. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα μέσω της βιοσυνθετικής οδού mevalonate. Μέσω του HMG-CoA, το αρχικό υλικό ακετυλο-ΟοΑ μετατρέπεται σε μεβαλονικό οξύ. Τα τελικά προϊόντα της βιοσυνθετικής οδού μεβαλονικού είναι το πυροφωσφορικό διμεθυλαλλυλεστέρα και το πυροφωσφορικό ισοπεντύλιο.

Μόνο τώρα ξεκινά η πραγματική βιοσύνθεση χοληστερόλης. Τα δύο τελικά προϊόντα της βιοσυνθετικής οδού του meyalonate συνδυάζονται για να σχηματίσουν πυροφωσφορικό γερανύλιο. Αυτή η ένωση μετατρέπεται σε πυροφωσφορικό φαρνεσυλ. Δύο πυροφωσφορικά φαρνεσυλ εμπλέκονται σε μια αντίδραση συμπύκνωσης και μετατρέπονται σε σκουαλένιο κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης. Από αυτό παράγεται (S) -2,3-εποξυκουαλίνη, τα οποία με τη σειρά τους μετατρέπονται σε λανοστερόλη. Η λανοστερόλη συμμετέχει σε απομεθυλίωση. Έτσι γίνεται 4,4-διμεθυλ-5α-χολέστα-8,14,24-τριεν-3β-όλη.

Σε αυτό το σημείο, λαμβάνουν χώρα πολλές αντιδράσεις οξείδωσης που προκαλούν 14-δεμεθυλλανοστερόλη. Τα τελικά προϊόντα της οξείδωσης μετατρέπονται σε ζυμοστερόνη μέσω καρβοξυλικής ζυμοστερόλης. Αυτό ακολουθείται από μείωση της ζυμοστερόνης, η οποία οδηγεί σε ζυμοστερόλη. Μέσω της 5α-Cholesta-7,24-διεν-3β-όλης αυτό οδηγεί σε 7-αφυδροχοστερόλη. Όταν αυτό το προϊόν υδρογονώνεται, η χοληστερόλη τελικά δημιουργείται.

Ασθένειες και παθήσεις

Με το όνομα της οικογενειακής υπερχοληστερολαιμίας, είναι γνωστές διάφορες κληρονομικές ασθένειες που επηρεάζουν το μεταβολισμό της χοληστερόλης. Ανεξάρτητα από τη διατροφή, αυτές οι διαταραχές οδηγούν σε πολύ αυξημένα επίπεδα χοληστερόλης στο πλάσμα. Ως δευτερογενείς ασθένειες, οι αγγειακές παθήσεις και οι καρδιακές προσβολές μπορούν να εμφανιστούν σε νεαρή ηλικία. Η ασθένεια προκαλείται από ένα ελάττωμα στο γονίδιο που κωδικοποιεί τον υποδοχέα LDL. Λόγω αυτού του ελαττώματος, ο υποδοχέας LDL δεν έχει αναπτυχθεί πλήρως ούτε καθόλου. Πάνω απ 'όλα, η τιμή LDL όσων επηρεάζονται αυξάνεται επομένως σημαντικά. Τα Ξάνθημα διαμορφώνουν την κλινική εικόνα. Πρόκειται για εναποθέσεις λίπους στο δέρμα, στα εσωτερικά όργανα και στο κεντρικό νευρικό σύστημα.

Η υπερχοληστερολαιμία δεν πρέπει να είναι οικογενειακή, μπορεί επίσης να αποκτηθεί. Οι αποκτηθείσες μορφές προκαλούνται κυρίως από υποσιτισμό. Ο διαβήτης μπορεί να είναι η κύρια ασθένεια. Η παχυσαρκία ή η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια συνδέονται επίσης συχνά με υψηλά επίπεδα χοληστερόλης.

Εκτός από τις δίαιτες, φάρμακα όπως οι αναστολείς του ΧΑΚ χρησιμοποιούνται κυρίως για τη θεραπεία της υψηλής χοληστερόλης άνω του μέσου όρου. Οι στατίνες μπορούν να αναστέλλουν τη βιοσύνθεση της χοληστερόλης. Η θεραπεία με αναστολείς του ΧΑΚ στοχεύει σε αυτήν την αναστολή. Αποτρέπουν την αναγωγάση HMG-CoA και έτσι επιτρέπουν τη γενική μείωση της συγκέντρωσης χοληστερόλης στον ορό. Με αυτόν τον τρόπο, για παράδειγμα, η αρτηριοσκλήρωση της δευτερογενούς νόσου μπορεί να επιβραδυνθεί. Οι καρδιακές προσβολές που σχετίζονται με τη χοληστερόλη ή άλλες συνακόλουθες ασθένειες όταν το επίπεδο χοληστερόλης είναι πολύ υψηλό μπορούν επίσης να προληφθούν με τον αναστολέα ΧΑΚ.

Οι υποχοληστερολαιμίες είναι το αντίθετο των υπερχοληστερολαιμιών. Η χαμηλή χοληστερόλη στον ορό, όπως συμβαίνει στο πλαίσιο της υποχοληστερολαιμίας, συνδέεται στις περισσότερες περιπτώσεις με κακοήθη καρκίνο. Στην υποχοληστερολαιμία που σχετίζεται με τον καρκίνο, το χαμηλό επίπεδο χοληστερόλης συνήθως θεωρείται ως παράγοντας κινδύνου για θνησιμότητα όλων των αιτιών.

Ο υποσιτισμός, το AIDS ή οι σοβαρές λοιμώξεις είναι άλλες αιτίες σοβαρά χαμηλών επιπέδων χοληστερόλης. Ωστόσο, η υποχοληστερολαιμία μπορεί επίσης να εμφανιστεί ως μέρος μιας κληρονομικής νόσου. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η ασθένεια του Tangier. Οι ασθενείς με αυτή την ασθένεια πάσχουν ιδιαίτερα από υποχοληστερολαιμία HDL.