Пальмитиновый эфир холестерина

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

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.
Читайте также:  Химический состав клетки органические вещества клетки углеводы липиды
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).

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.

Читайте также:  Как снизить сахар и холестерин в крови перед анализом

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.

Источник: biokhimija.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.

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.
Читайте также:  Кунжут при холестерине

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

Какова формула холестерина? Из чего он образуется?

В крови присутствуют 4 основные группы липидов:

  • холестерин и его эфиры
  • триглицериды
  • фосфолипиды
  • неэтерифицированные жирные кислоты.

Холестерин относится к группе стероидов (как половые гормоны и желчные кислоты), так как содержит в своем составе циклические структуры.
Эфир холестерина = холестерин + жирная кислота.
Триглицериды — это то, что обычно в обиходе называется жирами. Триглицерид = глицерин + 3 жирные кислоты.
Глицерин — это многоатомный спирт, известный женщинам как составная часть многих косметических средств.
Жирная кислота — это органическая кислота, входящая в состав жира, часто она имеет большой углеводородный хвост (если у уксусной кислоты он составляет 1 атом углерода, то у пальмитиновой их 15, а у стеариновой целых 17).
Фосфолипиды — это сложные липиды, состоящие из глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и какого-либо азотсодержащего соединения. Они входят в состав мембран клеток животных, растений, микроорганизмов.
Если жирная кислота не входит в состав жира, то она называется неэтерифицированной.
Холестерин, триглицериды и фосфолипиды образуют комплексы с белками — липопротеиды.

Холестерин.

  • Функции холестерина:
    • входит в состав мембраны клеток
      • регулирует ее проницаемость
      • регулирует активность мембранных ферментов
    • является предшественником некоторых биологически активных веществ
      • стероидных гормонов
      • витаминов группы D
      • желчных кислот.

  • Источники холестерина:
    • пища (яйца, сливочное масло и др.)
    • синтез из ацетилКоА в печени и в кишечнике (в самом организме).

  • Удаление избытка холестерина происходит с помощью липопротеинов высокой плотности. Они переносят холестерин в печень, далее он превращается в желчные кислоты, которые выделяются с желчью в кишечник.

    Холестерин — это не только атеросклероз! Ни одна клеточка нашего организма не может обойтись без него, так как он входит в состав их мембран. Проблема большинства современных людей заключается в том, что они употребляют слишком много продуктов, содержащих холестерин, поэтому организм не успевает избавляться от его избытка.

    Высокое содержание холестерина в сыворотки крови не обязательно приведет к атеросклерозу. Для развития последнего необходимо, чтобы внутренняя стенка артерий была повреждена, а этому способствуют стрессы, повышенное давление (гипертоническая болезнь). Кроме того, вероятность «вырастить» в своих сосудах атеросклеротические бляшки зависит от того, сколько в нашей сыворотке содержится липопротеидов высокой плотности (отрицательный фактор риска). Чем их меньше, тем больше риск.
    Опасен не столько сам холестерин, сколько сочетание его высокой концентрации в сыворотке крови с низким содержание ЛПВП и повреждением внутренней стенки сосудов, поэтому лучше все-таки не рисковать и иметь нормальный уровень холестерина.

  • Нормальное содержание холестерина в сыворотке крови:
    новорожденные1,3 — 2,6 ммоль/л
    1 год1,82 — 4,94 ммоль/л
    2 года — 14 лет3,74 — 5,2 ммоль/л
    взрослые3,9 — 5,2 ммоль/л
  • Когда уровень холестерина в крови повышается.
    • при атеросклерозе
    • при сахарном диабете
    • при заболеваниях печени
    • при наследственной гиперхолестеринемии (наследственное заболевание, проявляющееся повышением уровня холестерина в крови, а следственно ранним развитием атеросклероза).

    незначительная гиперхолестеринемия5,2 — 6,5 ммоль/л
    умеренная гиперхолестеринемия6,7 — 7,8 ммоль/л
    тяжелая гиперхолестеринемияболее 7,8 ммоль/л
  • Когда уровень холестерина в крови понижается.
    • при тиреотоксикозе
    • при кахексии (истощение)
    • при остром панкреатите.

    Если тиреотоксикоз развивается в пожилом возрасте, то уровень холестерина может быть нормальным или даже повышенным.

Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП, a-липопротеиды).

  • Функции липопротеидов высокой плотности:
    Липопротеиды высокой плотности переносят жирные кислоты, холестерин, фосфолипиды, триглицериды. По сравнению с другими транспортными формами (хиломикронами, липопротеидами низкой и очень низкой плотности) они содержат много белка и поэтому более прочные. Проникая в стенку сосуда, они не только не «разваливаются» с высвобождением холестерина, а наоборот «захватывают» его и уносят в печень.


Источник: www.med-spravochnik.ru