Биосинтез холестерина позволяет клеткам организма синтезировать холестерин из простого сырья за 18 шагов. Этот биосинтез происходит главным образом в печени и стенках кишечника. Наследственные заболевания обмена веществ, такие как болезнь Танжера, могут нарушить биосинтез холестерина.
Что такое биосинтез холестерина?
Организм человека производит собственный холестерин в ходе биохимического процесса, состоящего из 18 этапов. Этот процесс также известен как биосинтез холестерина. Большая часть общего холестерина производится организмом. С пищей всасывается лишь минимальная часть.
Холестерин - это липид, который необходим для многих функций организма. Например, в случае синтеза стероидных гормонов организм зависит от холестерина. То же самое относится к различным процессам хранения и конструкции клеточных мембран.
Метаболический путь биосинтеза холестерина позволяет всем живым существам с ядром клетки производить важный липид из простых элементов. Производство холестерина в организме регулируется по мере необходимости. Превращение веществ происходит в цитозоле и в эндоплазматическом ретикулуме клеток. Факторы транскрипции регулируют процессы и влияют на биосинтез положительно или отрицательно.
Блох и Линен получили Нобелевскую премию в 1964 году за исследования метаболизма холестерина. Попьяк и Корнфорт также внесли важный вклад в исследования биосинтеза холестерина.
Функция и задача
Человеческое тело производит около 700 миллиграммов холестерина каждый день в процессе биосинтеза, и около 150 граммов холестерина накапливаются во всем теле. Большое количество липидов находится в основном в головном мозге и надпочечниках. Холестерин выполняет стабилизирующие функции в клеточных мембранах и поэтому является важным строительным материалом.
У человека биосинтез холестерина происходит главным образом в слизистой оболочке кишечника и печени. Хотя многие клетки в организме способны синтезировать холестерин, печень по-прежнему производит большую часть холестерина.
Поскольку холестерин тела не может проникнуть через гематоэнцефалический барьер в мозг, мозг должен сам производить холестерин центральной нервной системы. Холестерин в головном мозге составляет около 24 процентов от общего холестерина.
Продуктом синтеза холестерина является DMAPP, который вырабатывается в метаболическом пути мевалоната. 18 промежуточных стадий составляют биосинтез холестерина. Перед синтезом в организме синтезируется ацетил-КоА. Этот процесс происходит на пути биосинтеза мевалоната. Посредством HMG-CoA исходный ацетил-CoA превращается в мевалоновую кислоту. Конечными продуктами пути биосинтеза мевалоната являются диметилаллилпирофосфат и изопентилпирофосфат.
Только сейчас начинается собственно биосинтез холестерина. Два конечных продукта пути биосинтеза мейалоната объединяются с образованием геранилпирофосфата. Это соединение превращается в фарнезилпирофосфат. Два фарнезилпирофосфата участвуют в реакции конденсации и в ходе этой реакции превращаются в сквален. Из этого получают (S) -2,3-эпоксисквален, который, в свою очередь, превращается в ланостерин. Ланостерин принимает участие в деметилировании. Таким образом, получается 4,4-диметил-5α-холеста-8,14,24-триен-3β-ол.
В этот момент происходит несколько реакций окисления, которые приводят к образованию 14-деметилланостерола. Конечные продукты окисления превращаются в зимостерон через карбоксилат зимостерола. Это сопровождается снижением уровня зимостерона, что приводит к образованию зимостерола. Через 5α-холеста-7,24-диен-3β-ол это приводит к 7-дегидрохолестерину. Когда этот продукт гидрогенизируется, в конечном итоге создается холестерин.
Болезни и недуги
Различные наследственные заболевания, влияющие на метаболизм холестерина, известны под названием семейной гиперхолестеринемии. Независимо от диеты, эти нарушения приводят к значительному повышению уровня холестерина в плазме. В качестве вторичных заболеваний могут развиваться сосудистые заболевания и сердечные приступы в раннем возрасте. Заболевание вызвано дефектом гена, кодирующего рецептор ЛПНП. Из-за этого дефекта рецептор ЛПНП развит не полностью или совсем не развит. Прежде всего, таким образом, значительно увеличивается значение ЛПНП у пострадавших. Ксантомы формируют клиническую картину. Это жировые отложения на коже, во внутренних органах и в центральной нервной системе.
Гиперхолестеринемия не обязательно должна быть семейной, она также может быть приобретенной. Приобретенные формы в основном спровоцированы неправильным питанием. Диабет может быть основным заболеванием. Ожирение или хроническая почечная недостаточность также часто связаны с повышенным уровнем холестерина.
Помимо диеты, препараты, такие как ингибиторы CSE, в основном используются для лечения холестерина с уровнем выше среднего. Статины могут подавлять биосинтез холестерина. Лечение ингибиторами CSE направлено на это ингибирование. Они предотвращают HMG-CoA редуктазу и, таким образом, способствуют общему снижению концентрации холестерина в сыворотке. Таким образом, например, можно замедлить развитие вторичного артериосклероза. Связанные с холестерином сердечные приступы или другие сопутствующие заболевания, когда уровень холестерина слишком высок, также можно предотвратить с помощью ингибитора CSE.
Гипохолестеринемия противоположна гиперхолестеринемии. Низкий уровень холестерина в сыворотке, возникающий при гипохолестеринемии, в большинстве случаев связан со злокачественным раком. При гипохолестеринемии, связанной с раком, низкий уровень холестерина обычно рассматривается как фактор риска смерти от всех причин.
Недоедание, СПИД или тяжелые инфекции - другие причины очень низкого уровня холестерина. Однако гипохолестеринемия также может возникать как часть наследственного заболевания. Примером может служить болезнь Танжера. Пациенты с этим заболеванием особенно страдают гипохолестеринемией ЛПВП.
