Холестерин его эфиры

Формула и процесс биосинтеза холестерина

Холестерин – это жизненно необходимое соединение для организма. Он является субстратом для гормона прогестерона, эстрогена, тестостерона, гормонов надпочечников (альдостерона, кортизола), участвует в одном из направлений метаболизма витамина Д, а также используется для построения мембран и клеточных стенок.

Холестерол, с точки зрения биохимии, — это органический липофильный спирт, который не растворяется в воде. Рассмотрим, чем характерна химическая формула холестерина и какие особенности и стадии выделяют в процессе его биосинтеза.

Формула и строение холестерина

Холестерин относится к группе стероидов. Является одним из главных стероидов в макроорганизме человека, определяет активность обмена липидов. По своей структуре это твердое кристаллическое бесцветное вещество, не растворяющееся в воде. Лабораторной единицей измерения в периферической крови является ммоль/л.

Химическая формула (она же брутто-формула) холестерина — C27H46O.

Молекулярная масса — около 387 г/моль.

Структурная форма выглядит следующим образом:

Одна из основных особенностей молекулы холестерола – способность связываться с другими соединениями, образовывая комплексы молекул. Такими соединениями могут быть кислоты, амины, протеины, холекальциферол (предшественник витамина Д3), соли и прочие. Данное свойство обусловлено характерным строением молекулы холестерола и его высокой активностью в процессах биохимии.

Биосинтез холестерина

Весь холестерин в человеческом макроорганизме подразделяется на экзогенный и эндогенный. Экзогенный составляет около 20% от общего показателя и поступает в организм с продуктами питания. Эндогенный холестерол синтезируется непосредственно в организме. Его производство синхронно происходит в двух локализациях. В кишечнике специфическими клетками энтероцитами формируется около 15% вещества, а порядка 50% эндогенного холестерина вырабатывается в печени, где в дальнейшем связывается с белками, образует комплексы в виде липопротеидов и выходит в периферический кровоток. Небольшая часть также отправляется на синтез триглицеридов – эфиров жирных кислот и глицерина, которые соединяются с холестеролом.

Синтез холестерола – сложный и энергозатратный процесс. Необходимо больше 30 последовательных реакций липидной трансформации, чтобы в результате образовалась холестериновая молекула. Схематически, все эти превращения можно сгруппировать в шесть стадий процесса синтеза холестерола.

  1. Биосинтез мевалоната. Состоит из трех реакций. Первые две из них являются реакциями кетогенеза, а третью реакцию катализирует фермент ГМГ-SКоА редуктаза, под действие которой образуется первый предшественник холестерина – мевалоновая кислота. Механизм действия большинства гиполипидемических препаратов, в особенности статинов, направлен именно на это звено биосинтеза. Путем воздействие на ферментативную активность редуктаз, можно частично управлять холестериновой трансформацией.
  2. Биосинтез изопентенилпирофосфата. Три фосфатных остатка присоединяются к полученной мевалоновой кислоте. После этого она проходит процессы декарбоксилирования и дегидрирования.
  3. На третьем этапе происходит слияние трех изопентенилпирофосфатов, которые превращаются в фарнезилдифосфат.
  4. Из 2-х остатков фарнезилдифосфата образуется новая молекула – сквален.
  5. Линейный сквален проходит ряд реакций циклизации и трансформируется в ланостерол.
  6. От ланостерина отщепляются избыточные метильные группы, соединение проходит ступень изомеризации и восстановления, в результате которых образуется молекула холестерина.

Кроме активного фермента ГМГ-КоА редуктазы, в реакциях биосинтеза принимают участие инсулин, глюкагон, адреналин и специальный белок-переносчик, который связывает метаболиты на разных этапах.

Эфиры холестерола

Эстерификация холестерина – это процесс связывания с ним жирных кислот. Запускается он либо для переноса молекулы холестерола, либо для трансформации его в активную форму.

В данных превращениях важную роль играет лецитин – он присоединяется к молекуле холестерина и под действием фермента лецитин-холестерол-ацил-трансферазы образует эфиры лизолейцин и холестерид. Таким образом, реакция эстерификации – это процесс, направленный на снижение количество свободного холестерола в кровотоке. Полученные эфиры тропны к «хорошим» липопротеидов высокой плотности и легко к ним присоединяются. Образование эфиров холестерина – часть защитного антиатеросклеротического механизма.

Холестерин – очень важное для макроорганизма соединение, которое принимает не только участие в обмене липидов, но и в процессах транcформации биологически активных веществ и синтезе мембран клеток. Молекула данного вещества проходит сложный цикл превращений из более чем 30 реакций, которые регулируются и контролируются ферментативной и гуморальной системами.

Изменения в одном из звеньев биосинтеза может стать индикатором патологии со стороны внутренних органов и систем – печени, щитовидной и поджелудочной желез. Следует проводить профилактические обследования и скрининговые липидограммы, чтобы вовремя выявить патологический процесс.

Источник: holestein.ru

Липиды рогового слоя. Холестерин и его эфиры. Альтернативное использование фитостеролов.

Холестерин и его эфиры составляют приблизительно третью часть липидов кожи.

Находясь среди церамидов и свободных жирных кислот, холестерин и его эфиры регулируют жесткость и ригидность рогового слоя.

Если мембрана слишком жесткая, непластичная, ригидная – и появляется опасность «застывания» жирнокислотных цепей, холестерин вызывает ее некоторое разжижение, если же наоборот, мембрана слишком «жидкая» — то холестерин ее уплотняет, стабилизируя и увеличивая ее ригидность.

Читайте также:  Когда холестерин становится плохим

Схематически это выглядит следующим образом:

I– область полярных головок жирной кислоты

II– область, упорядочиваемая холестерином

III– область более подвижных цепей.

* отмечена –ОН группа, используемая для образования эфиров холестерина.

Кроме данной гипотезы, еще существует мнение, что молекулы холестерина достаточно подвижны и обладают способностью «плавать» в мембране.

В роговом слое кожи холестерин, являясь очень гидрофобной молекулой, лежит между слоями церамидов.

Главной функцией холестерина в роговом слое является поддержание его необходимой жесткости и ригидности.

Источником холестерина в косметических средстах служит ланолин – «шерстяной воск» — продукт секреции кожи овец.

Однако ланолин имеет некоторые ограничения в использовании:

  1. он обладает аллергенным потенциалом (по этой причине приняты ограничения дозировки ланолина в креме не более 2%, а в косметических изделиях вообще – до 10%)
  2. он признан комедогенным эмолентом, поэтому его следует избегать при склонной к воспалениям, жирной и комбинированной коже.

Альтернативой холестерину и его производным является использование фитостеролов в составе DMS (Derma membran Struktur)*, либо в составе растительных масел.

DMS (Derma membran Struktur) — липидная композиция, сходная с роговым слоем как по количественному и качественному составу, так и по возможности образовывать похожие пространственные структуры. Как правило, она содержит церамиды, фитостеролы и гидрированный фосфатидилхолин (жирнокислотная составляющая представлена пальмитиновой и стеариновой кислотами) в равных пропорциях.

Все ее составляющие физиологичны и их интеграция в кожу происходит без труда.

DMS обладает собственными эмульгирующими свойствами и ее использование позволяет исключить, либо существенно уменьшить использование других, более агрессивных эмульгаторов.

Самыми распространенными фитостеролами являются:

бета-ситостерол, стигмастерол и кампестерол.

Как видно из рисунков — растительные стеролы обладают выраженным структурным сходством с холестерином.

В работе Bhattacharyya, Connor et all. было показано, что употребляемые в пищу фитостеролы ( в количестве 350-700 мг/день) – кампестерол, бета-ситостерол и стигматерол обнаруживались в роговом слое кожи. Их количество доходило до 7%.

  • Фитостеролы обладают свойством абсорбции УФ-излучения, являясь естественным солнцезащитным фильтром . (уровень абсорбции ок. 0,094 мАU*S/mmolдля стигмастерола и бета-ситостерола).
  • При использовании растительных стеролов в коже после УФ излучения наблюдается более выраженная экспрессия генов, кодирующих синтез коллагенаI типа – COLIA1 и COLIA2.
  • Иногда фитостеролы называют «фактором наиболее физиологичного омоложения кожи» Считается, что они оказывают балансирующее действие, слабо активизируя рецепторы к эстрогенам.
  • Фитостеролы стимулируют дифференцировку клеток и тормозят неоангиогенез, способствуют укреплению дермальных структур за счет ингибирования ферментативного разрушения волокон и протеогликанов дермы.
  • Сдерживают меланогенез, профилактируют появление старческой пигментации и способствуют выравниванию цвета лица.

Имеются сведения, что при употреблении в пищу фитостеролов, наблюдается ряд положительных эффектов:

  • уменьшается уровень общего холестерина (за счет конкуренции с холестерином при всасывании) (Huang et al. 2007);
  • улучшаются свойства желчи;
  • уменьшается риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний (Fassbender et al. 2006)
  • Moonetal. 2007., Leeetal. 2007; PatrickandLamprecht 1996 сообщают о антинеопластическом эффекте фитостеролов в отношении рака толстой кишки и простаты.
  • фитостеролы обладают иммуномодулирующим (Park et al. 2007) и
  • противовоспалительным (бета-ситостерол) (Parra-Delgado et al. 2004; Dickson et al. 2007) действием.

Фитостеролами богаты многие растительные масла, особенно:

сливовые косточки , в основном бета-ситостерол

авокадо , в основном бета-ситостерол

арган , в основном шоттенол, дельта-7-стигмастерол, спинастерол

баобаб , в основном бета-ситостерол и стигмастерол

бораго , в основном бета-ситостерол, кампестерол, дельта-5-авенастерол

кокум , в основном кампестерол

макадамия , в основном бета-ситостерол и кампестерол

рисовые отруби , в основном бета-ситостерол и кампестерол

  • зеленый кофе , в осн. бета-ситостерол и стигмастерол;
  • ши, в осн. кампестерол, стигмастерол, бета-ситостерол, альфа-спиностерол;

ВКонтакте

Источник: www.terra-aromatica.ru

Холестерол используется как переносчик полиненасыщенных жирных кислот

Транспорт холестерола и его эфиров осуществляется липопротеинами низкой и высокой плотности.

Липопротеины высокой плотности

Общая характеристика
  • образуются в печениde novo, в плазме крови при распаде хиломикронов, некоторое количество в стенке кишечника,
  • в составе частицы примерно половину занимают белки, еще четверть фосфолипиды, остальное холестерин и ТАГ (50% белка, 25% ФЛ, 7% ТАГ, 13% эфиров ХС, 5% свободного ХС),
  • основным апобелком является апо А1, содержат апоЕ и апоСII.
Функция
  1. Транспорт свободного ХС от тканей к печени.
  2. Фосфолипиды ЛПВП являются источником полиеновых кислот для синтеза клеточных фосфолипидов и эйкозаноидов.
Метаболизм

1. Синтезированный в печени ЛПВП (насцентный или первичный) содержит в основном фосфолипиды и апобелки. Остальные липидные компоненты накапливаются в нем по мере метаболизма в плазме крови.

2-3. В плазме крови насцентный ЛПВП сначала превращается в ЛПВП3 (условно его можно назвать «зрелый»). В этом превращении главным является то, что ЛПВП

  • забирает от клеточных мембран свободный холестерин при непосредственном контакте или при участии специфических транспортных белков,
  • взаимодействуя с мембранами клеток, отдает им часть фосфолипидов из своей оболочки, доставляя таким образом полиеновые жирные кислоты в клетки,
  • тесно взаимодействует с ЛПНП и ЛПОНП, получая от них свободный холестерин. В обмен ЛПВП3 отдают эфиры ХС, образованные благодаря переносу жирной кислоты от фосфатидилхолина (ФХ) на холестерин (ЛХАТ-реакция, см п.4).
Читайте также:  Где сдать кровь на холестерин в крови

4. Внутри ЛПВП активно протекает реакция при участии лецитин:холестерол-ацилтрансферазы (ЛХАТ-реакция). В этой реакции остаток полиненасыщенной жирной кислоты переносится от фосфатидилхолина (из оболочки самого ЛПВП) на получаемый свободный холестерин с образованием лизофосфатидилхолина (лизоФХ) и эфиров ХС. ЛизоФХ остается внутри ЛПВП, эфир холестерина отправляется в ЛПНП.

Реакция этерификации холестерола
при участии лецитин:холестерол-ацилтрансферазы

5. В результате первичный ЛПВП постепенно, через зрелую форму ЛПВП3, преобразуется в ЛПВП2 (остаточный, ремнантный). При этом происходят и дополнительные события:

  • взаимодействуя с разными формами ЛПОНП и ХМ, ЛПВП получают ацил-глицеролы (МАГ, ДАГ, ТАГ), и обмениваются холестерином и его эфирами,
  • ЛПВП отдают апоЕ- и апоСII-белки на первичные формы ЛПОНП и ХМ, и потом забирают обратно апоСII-белки от остаточных форм.

Таким образом, при метаболизме ЛПВП в нем происходит накопление свободного ХС, МАГ, ДАГ, ТАГ, лизоФХ и утрата фосфолипидной оболочки. Функциональные способности ЛПВП снижаются.

6. Далее ЛПВП2 захватывается гепатоцитами при помощи апоА-1-рецептора, происходит эндоцитоз и частица разрушается.

Транспорт холестерола и его эфиров в организме
(цифры соответствуют пунктам метаболизма ЛПВП по тексту)

Липопротеины низкой плотности

Общая характеристика
  • образуются в гепатоцитах de novo и в сосудистой системе печени под воздействием печеночной ТАГ-липазы из ЛПОНП,
  • в составе преобладают холестерол и его эфиры, другую половину массы делят белки и фосфолипиды (38% эфиров ХС, 8% свободного ХС, 25% белки, 22% фосфолипидов, 7% триацилглицеролов),
  • основным апобелком является апоВ-100,
  • нормальное содержание в крови 3,2-4,5 г/л,
  • самые атерогенные.
Функция

1. Транспорт холестерола в клетки, использующих его

  • для реакций синтеза половых гормонов (половые железы), глюкокортикоидов и минералокортикоидов (кора надпочечников),
  • для превращения в холекальциферол (кожа),
  • для образования желчных кислот (печень),
  • для выведения в составе желчи (печень).

2. Транспорт полиеновых жирных кислот в виде эфиров ХС в некоторые клетки рыхлой соединительной ткани (фибробласты, тромбоциты, эндотелий, гладкомышечные клетки), в эпителий гломерулярной мембраны почек, в клетки костного мозга, в клетки роговицы глаз, в нейроциты, в базофилы аденогипофиза.

Клетки рыхлой соединительной ткани активно синтезируют эйкозаноиды . Поэтому им необходим постоянный приток полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), что осуществляется через апо-В-100-рецептор, т.е. регулируемым поглощением ЛПНП, которые несут ПНЖК в составе эфиров холестерола.

Особенностью клеток, поглощающих ЛПНП, является наличие лизосомальных кислых гидролаз , расщепляющих эфиры ХС. У других клеток таких ферментов нет.

Иллюстрацией значимости транспорта ПНЖК в указанные клетки служит ингибирование салицилатами фермента циклооксигеназы, образующей эйкозаноиды из ПНЖК. Салицилаты успешно применяются в кардиологии для подавления синтеза тромбоксанов и снижения тромбообразования, при лихорадке, как жаропонижающее средство за счет расслабления гладких мышц сосудов кожи и повышения теплоотдачи. Однако одним из побочных эффектов тех же салицилатов является подавление синтеза простагландинов в почках и снижение почечного кровобращения.

Также в мембраны всех клеток, как сказано выше (см «Метаболизм ЛПВП»), ПНЖК могут переходить в составе фосфолипидов от оболочки ЛПВП.

Метаболизм

1. В крови первичные ЛПНП взаимодействуют с ЛПВП, отдавая свободный ХС и получая этерифицированный. В результате в них происходит накопление эфиров ХС, увеличение гидрофобного ядра и «выталкивание» белка апоВ-100 на поверхность частицы. Таким образом, первичный ЛПНП переходит в зрелый.

2. На всех клетках, использующих ЛПНП, имеется высокоафинный рецептор, специфичный к ЛПНП – апоВ-100-рецептор. Около 50% ЛПНП взаимодействует с апоВ-100-рецепторами разных тканей и примерно столько же поглощается гепатоцитами.

3. При взаимодействии ЛПНП с рецептором происходит эндоцитоз липопротеина и его лизосомальный распад на составные части – фосфолипиды, белки (и далее до аминокислот), глицерол, жирные кислоты, холестерол и его эфиры.

    • ХС превращается в гормоны или включается в состав мембран,
    • излишки мембранного ХС удаляются с помощью ЛПВП,
    • принесенные с эфирами ХС ПНЖК используются для синтеза эйкозаноидов или фосфолипидов.
    • при невозможности удалить ХС часть его этерифицируется с олеиновой или линолевой кислотами ферментом ацил-SКоА:холестерол-ацилтрансферазой (АХАТ-реакция),

Синтез олеата холестерола при участии
ацил-SKoA-холестерол-ацилтрансферазы

На количество апоВ-100-рецепторов влияют гормоны:

  • инсулин, тиреоидные и половые гормоны стимулируют синтез этих рецепторов,
  • глюкокортикоиды уменьшают их количество.
Читайте также:  Что означает пониженный холестерин в крови взрослого человека

Источник: biokhimija.ru

Холестерин и липиды крови

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

В составе крови есть четыре наиболее значимые группы жиров:
1. Холестерин и его эфиры
2. Фосфолипиды
3. Триглицериды
4. Неэтерифицированные жирные кислоты.

Холестерин близок гормонам и желчным кислотам и включен в одну с ними группу стероидов. Связано это со структурной формулой холестерина, обладающей цикличностью.
Эфир холестерина — это холестерин в соединении с жирной кислотой.
Триглицериды – это липиды, которые в непрофессиональной среде именуют жирами. Триглицерид представляет собой молекулу глицерина и три молекулы жирных кислот.
Глицерин присутствует в большинстве моющих и косметических препаратов и является многоатомным спиртом.
А жирные кислоты – это кислоты органического происхождения, которые включены в формулу жира и обычно обладающие углеводным хвостом (пятнадцать или даже семнадцать атомов углерода).
Фосфолипиды – это сложные липиды, в состав которых входят жирные кислоты, глицерин, фосфорная кислота и азотистый компонент. Эти вещества присутствуют в клеточных оболочках всех живых организмов на планете.
Если фосфолипид, триглицерид или холестерин соединяется с протеином, образуется сложное соединение – липопротеид.

Холестерин необходим для работы организма, так как он контролирует проницаемость клеточной оболочки, а также контролирует выработку ферментов оболочки. Кроме этого, холестерин необходим для производства витаминов группы Д, стероидных гормонов, а также желчных кислот.

В организм холестерин попадает с продуктами питания (сливочное масло, яйца и другие продукты животного происхождения), а также вырабатывается в кишечнике и в печени самого организма.
Для устранения из организма излишков холестерина в нем вырабатываются липопротеины высокой плотности. Они эвакуируют холестерин в печень, где тот расщепляется до состояния жирных кислот и выводится в кишечник.

Холестерин не обязательно вызывает появление атеросклероза, так как без этого вещества не может существовать никакая структурная единица человеческого тела. Плохо, если вместе с пищей в организм поступает столько холестерина, что организм самостоятельно с ним справиться не может.

При этом даже достаточно большое количество холестерина в крови не обязательно вызывает атеросклероз. Так как для появления заболевания нужно нарушение целостности внутренней поверхности сосудов. Подобное наблюдается при длительных нервных напряжениях, а также при гипертонии. Чем больше в крови липопротеидов высокой плотности, тем меньше вероятность заболевания.
Здоровью может навредить не только собственно холестерин, как комбинация его высокого уровня и малого количества липопротеидов высокой плотности, а также нарушения целостности сосудистой стенки. В связи с этим предпочтительнее удерживать количество холестерина в пределах нормы.

Нормы холестерина в крови:

Возраст Норма холестерина, ммольл
До года От 1,3 до 2,6
1 – 2 года От 1,82 до 4,94
2 — 14 лет От 3,74 до 5,2
От 14 и выше От 3,9 до 5,2

Количество холестерина в крови увеличивается при сахарном диабете, атеросклерозе, недугах печени, гиперхолестеринемии генетического характера.
Устанавливается легкая гиперхолистеринемия при уровне холестерина от 5,2 до 6,5 ммольл,
Средняя гиперхолестеринемия при содержании от 6,7 до 7,8 ммольл,
Высокая гиперхолестеринемия при содержании в крови более 7,8 ммольл.

Количество холестерина в крови может и понижаться при: тиреотоксикозе, остром панкреатите, кахексии. В том случае, если тиреотоксикоз появился у человека преклонного возраста, существует вероятность сохранения нормального количества холестерина.

Липопротеиды высокой плотности служат для транспорта фосфолипидов, жирных кислот, холестерина, а также триглицеридов. В этих структурах высок уровень протеина, этим объясняется прочность данных соединений. Попадая в стенку артерии, они не разрушаются, «выпуская» в кровь холестерин, а еще и притягивают дополнительные молекулы, выводя их в печень.

Нормы содержания липопротеидов высокой плотности в крови человека:

Возраст Норма содержания, гл
До года От 0,7 до 1,8
От года до 12 лет От 0,8 до 2,8
От 12 и старше От 1,5 до 3,3

Увеличивается количество липопротеидов высокой плотности при хроническом алкоголизме.
А уменьшается уровень при лимфогранулематозе, недугах печени, а также при парентеральном получении питательных веществ.

Коэффициент атерогенности указывает на количество липопротеидов высокой плотности. Чем меньше коэффициент, тем выше уровень липопротеидов высокой плотности и тем меньше риск развития атеросклероза.

  • Для людей от двадцати до тридцати лет — 2,5
  • Для людей от сорока до шестидесяти лет, не имеющих симптомы атеросклероза – 3,0 – 3,5
  • Для людей с ишемической болезнью сердца выше 4,0.

Автор: Пашков М.К. Координатор проекта по контенту.

Источник: www.tiensmed.ru