Синтез холестерина — биохимия, обмен и его регуляция

Эндогенный синтез холестерина

304-305

Ткани и органы. Печень

Печень является главным местом синтеза жирных кислот, жиров, кетоновых тел и холестерина. Жиры могут также синтезироваться в жировой ткани, однако ее основной функцией остается депонирование липидов.

А. Метаболизм липидов

Обмен липидов в печени тесно связан с превращением углеводов и аминокислот. При поступлении питательных веществ в фазе резорбции (см. с. 300) глюкоза через промежуточное образование ацетил-КоА (ацетил-СоА) конвертируется в жирные кислоты . Печень может также извлекать жирные кислоты из липопротеинов, поступающих из желудочно-кишечного тракта (в виде хиломикронов ) и других тканей (см. с. 272). Жирные кислоты используются для биосинтеза триглицеринов и фосфолипидов . При связывании жиров с аполипопротеинами образуются липопротеиновые комплексы очень низкой плотности [ЛОНП (VLDL), см. с. 272]. Они попадают в кровь и переносятся в другие ткани, прежде всего в жировую и мышечную ткань.

В фазе пострезорбции (см. с. 300), особенно в период поста или голодания, обмен липидов идет в обратном направлении, организм обращается к собственным запасам. В этих условиях жиры поступают из жировой ткани в кровь, переносятся в печень, распадаются в результате β-окисления до ацетил-КоА и, наконец, превращаются в кетоновые тела .

Холестерин поступает в организм из двух источников — с пищей и за счет эндогенного синтеза, причем большая часть холестерина синтезируется в печени. Биосинтез холестерина начинается с ацетил-КоА (см. с. 174). Полученный холестерин используется в синтезе желчных кислот (см. с. 306), встраивается в клеточные мембраны (см. с. 216), депонируется в жировых каплях в составе эфиров жирных кислот. Остальная часть поступает в кровь в составе липопротеиновых комплексов [ЛОНП (VLDL)] и переносится в другие ткани. Печень способствует обмену холестерина благодаря тому, что служит местом, худа поступают с кровью и где подвергаются расщеплению липопротеиновые комплексы [ЛВП, ЛПП, ЛНН (HDL, IDL, LDL), см. с. 272], содержащие холестерин и его эфиры с жирными кислотами.

Б. Биосинтез кетоновых тел

При высокой концентрации ацетил-КоА в митохондриях гепатоцитов происходит конденсация двух молекул ацетил-КоА с образованием ацетоацетил-КоА [ 1 ]. Присоединение еще одной ацетильной группы [ 2 ] приводит к 3-гидрокси-З-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА) [ 3 ], который после отщепления ацетил-КоА превращается в ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат) ( цикл Линена ). При восстановлении последней получается 3-гидроксибутират [ 4 ], а при неферментативном декарбоксилировании — ацетон [ 5 ]. Все три соединения принято называть «кетоновыми телами», что не совсем правильно, поскольку в 3-гидроксимасляной кислоте отсутствует кетогруппа!

Кетоновые тела поступают из печени в кровь, где они хорошо растворимы. Концентрация кетоновых тел в крови возрастает в фазе пострезорбции (фаза голодания). Наряду с жирными кислотами 3-гидроксибутират и ацетоацетат в этот период являются основными энергоносителями. Ацетон, не имеющий метаболической ценности, удаляется через легкие. После 1-2 недели голодания кетоновые тела начинают использоваться в качестве источника энергии нервными тканями. Однако при этом для обеспечения цитратного цикла необходимо минимальное количество глюкозы.

Если биосинтез кетоновых тел превышает потребности организма, они накапливаются в крови (кетонемия) и, наконец, выводятся с мочой (кетонурия). Оба феномена наблюдаются во время длительного голодания (углеводная недостаточность) и при заболеваний диабетом (Diabetes mellitis). Хотя 3-гидроксимасляная кислота является слабой кислотой (рК а примерно 4), возрастание концентрации кетоновых тел вызывает изменение рН в крови ( кетоацидоз , см. с. 280). Кетонурия и кетоацидоз могут быстро привести к электролитному сдвигу (нарушению ионного гомеостаза) и потери сознания (кетоацидозной коме) и, следовательно, опасны для жизни.

Синтез холестерола должен быть согласован с его выведением

Синтез холестерола в организме составляет примерно 0,5-0,8 г/сут, примерно 50% образуется в печени, около 15% в кишечнике. Все клетки организма способны синтезировать холестерол. Поступление с пищей составляет около 0,4 г/сут.

Читайте также:  Фемостон инструкция по применению, отзывы и цены

Единственным реальным способом выведения холестерола является желчь – до 1 г/сут.

Биосинтез холестерола

Биосинтез холестерола происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Источником всех атомов углерода в молекуле является ацетил-SКоА , поступающий сюда из митохондрий в составе цитрата, также как при синтезе жирных кислот. При биосинтезе холестерола затрачивается 18 молекул АТФ и 13 молекул НАДФН.

Образование холестерола идет более чем в 30 реакциях, которые можно сгруппировать в несколько этапов.

1. Синтез мевалоновой кислоты.

Первые две реакции синтеза совпадают с реакциями кетогенеза, но после синтеза 3-гидрокси-3-метилглутарил-SКоА вступает в действие фермент гидроксиметил-глутарил-SКоА-редуктаза (ГМГ-SКоА-редуктаза), образующая мевалоновую кислоту.

Реакции синтеза мевалоновой кислоты
Схема реакций синтеза холестерола

2. Синтез изопентенилдифосфата . На этом этапе при использовании АТФ мевалоновая кислота трижды фосфорилируется. Затем промежуточный продукт декарбоксилируется и дефосфорилируется с получением изопентенилдифосфата.

3. После объединения трех молекул изопентенилдифосфата (если не считать промежуточных превращений) синтезируется фарнезилдифосфат .

4. Синтез сквалена происходит при связывания двух остатков фарнезилдифосфата.

5. После сложных реакций линейный сквален циклизуется в ланостерол .

6. Удаление лишних метильных групп, восстановление и изомеризация молекулы приводит к появлению холестерола .

Регуляция синтеза

Регуляторным ферментом является гидроксиметилглутарил-SКоА-редуктаза , активность которой может изменяться в 100 и более раз.

1. Метаболическая регуляция – по принципу обратной отрицательной связи фермент аллостерически ингибируется конечным продуктом реакции – холестеролом. Это помогает поддерживать внутриклеточное содержание холестерола постоянным.

2. Регуляция транскрипции гена ГМГ-SКоА-редуктазы (в печени) – холестерол и желчные кислоты подавляют считывание гена и уменьшают количество фермента.

3. Ковалентная модификация при гормональной регуляции:

  • Инсулин, активируя протеин-фосфатазу, способствует переходу фермента в активное состояние.
  • Глюкагон и адреналин посредством аденилатциклазного механизма активируют протеинкиназу А, которая фосфорилирует фермент и переводит его в неактивную форму.

Регуляция активности гидроксиметилглутарил-S-КоА-редуктазы

Кроме указанных гормонов, на ГМГ-SКоА-редуктазу действуют тиреоидные гормоны (повышают активность) и глюкокортикоиды (снижают активность).

Изменение транскрипции гена ГМГ-КоА редуктазы (генетическая регуляция) осуществляется стерол-регулируемым элементом в ДНК (SREBP, sterol regulatory element-binding protein) с которым способны связываться белки — факторы SREBP. Эти факторы при достаточном количестве холестерина в клетке закреплены в мембране ЭПР. Когда уровень холестерина падает, факторы SREBP активируются под действием специфичных протеаз комплекса Гольджи, передвигаются в ядро, взаимодействуют на ДНК с участком SREBP и стимулируют биосинтез холестерина.

Скорость биосинтеза холестерола также зависит от концентрации специфического белка-переносчика, обеспечивающего связывание и транспорт гидрофобных промежуточных метаболитов синтеза.

Синтез холестерина в организме человека

Организм каждого человека представляет собой сложную «машину» которая каждого задумывающегося о ее работе человека поражает своими уникальным возможностями. В теле происходят самые разные и одновременно с этим необычные биохимические процессы, которые сложно не только объяснить, но даже представить.

За многие подобные операции несет ответственность печень, а процесс синтеза холестерина является одной из ее основных функций. От данного процесса прямо зависит выработка полезных стероидных гормонов, важного витамина Д, а также транспорт разных полезных веществ.

В данной статье вниманию будет представлена информация относительно того, как происходит синтез холестерина, откуда он берется сначала в печени, а потом выбрасывается в организм. Также освящен вопрос, какого сбой и проблемы возникают в организме, если нарушается общее количество холестерина в организме.

Процесс выработки вещества

Такие распространенные и популярные продукты в рационе человека, как масло, яйца и мясо, а также фастфуд и разные полуфабрикаты, содержат в своем составе большое количество холестерина. Если употреблять их в большом количестве и ежедневно, количество холестерина в организме становится критически высоким.

Стоит знать, что употребление определенных продуктов, является не единственным источником появления холестерина, он вырабатывается еще и в печени. Возникает вопрос, зачем печень вырабатывает свой собственный низкой плотности липопротеин? Ответ здесь достаточно прост и базируется на понятиях полезного и опасного холестерина.

Вещество, которое содержится в пище, характеризуется низкими показателями плотности и оказывает на организм пагубное воздействие. Он имеет не очень качественную и полезную для организма любого человека структуру, потому не идет на синтез и транспортировку полезных веществ. Именно по этой причине он оседает на стенках артерий, вен и сосудов и органов в виде опасных атеросклеротических бляшек.

Читайте также:  ОКСИКОРТ аэрозоль - инструкция по применению, дозировки, аналоги, противопоказания - Здоровье

Что касается печени, то она «заботится» об общем здоровье организма, вырабатывая полезный холестерин, что характеризуется низкими показателями плотности. Такой полезный холестерин занимается тем, что отфильтровывает плохой вид холестерина из крови, а потом выводит его из тела в качестве желчи. Говоря иными словами, полезный холестерин эффективно препятствует стремительному развитию опасных атеросклеротических образований.

Синтез общего холестерина

Процесс образования молекул полезного элемента в печени достаточно интересен и разобраться в нем не очень сложно. Общий синтез холестерина в теле человека осуществляется в клетках, которые известны, как гепатоциты. Они характеризуются развитым в органах организма эндоплазматическим ретикулом, то есть клеточной органеллой, которая отвечает за выработку основной жировой и высокой углеводной основы. Также ответственность отмечается за их общую модификацию.

Серьезно углубляться в процесс синтеза холестерина стоит только специалистам – биохимикам и врачам, простым пациентам достаточно просто изучить основные моменты данного процесса, чтобы понять, как эффективно корректировать питание и строить общий образ жизни.

Итак, перед тем как печень выпустит в организм полезный холестерин, в нем проходят последовательность биологических процессов, вырабатывающих такие вещества, как:

  • Мевалонат;
  • Изопентенилпирофосфат;
  • Сквален;
  • Ланостерин.

Только после этого осуществляется выработка самого холестерина. Каждый этап можно описать более подробно.

Выработка мевалоната

Для выработки данного вещества организм в организме должно присутствовать большое количество глюкозы. Чтобы получить ее нужно употреблять злаки и сладкие фрукты. Молекулы и элементы сахара в человека расщепляются под действием ферментов до 2 молекул ацетил-КоА. Потом вступает в общую реакцию такое вещество, как ацетоацетилтрансфераза, превращающая последний в такое вещество, как ацетоил-КоА.

Из данного химического соединения посредством особых биологических реакций в организм поступает тот самый мевалонат.

Получение изопентенилпирофосфата

Как только в составе ретикулума гепатоцитов образуется нужный объем мевалоната, сразу запускается синтез данного вещества. После этого важный для здоровья мевалонат особым особым образом фосфорилируется, то есть отдает некоторое количество своего фосфата многочисленным молекулам АТФ. В результате получается нуклетид, что считается оптимальным хранилищем энергии всего организма.

Синтез сквалена

Посредством последовательно идущих конденсаций, то есть выделения воды, осуществляется образование молекул особого сквалена. В ситуации, если для выше описанной реакции клетки тела тратят важную энергию АТФ, то для элементов сквалена они используют НАДН, который представляет собой еще один источник нужной энергии.

Ланостерин

Выработка данного вещества является предпоследней естественной реакцией в общей последовательности работы печени. Происходит данный процесс тогда, когда из молекул, содержащих ланостерин, полностью уходит вода.

Сразу после этого общая формула произведенного соединения превращается из развернутой в циклическую. В данном случае источником энергии становится область НАДФН.

Синтез холестерина

Последним этапом выработки общего холестерина является быстрое превращение ланостерина в это вещество. Осуществляется данный процесс в клеточных мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцита. Элемент основного вещества посредством нескольких этапов превращений приобретает особую двойную связь в процессе образования карбонов.

Для осуществления данного процесса требуется достаточно большой объем энергии, которая берется из молекул НАДФН. Как только над всеми производными вещества ланостерина потрудятся разные ферменты, относящиеся к категории трансформаторов, осуществляется образование холестерина.

На основании всего сказанного выше можно сделать вывод, что синтез холестерина в теле человека проходит в 5 этапов. Они контролируются биологическими ферментами, разными донорами и иными, не менее важными факторами. Например, есть такие элементы, на уровень активности которых оказывают влияние гормоны щитовидки, а также инсулин.

Как используется холестерин?

Выработанный в печени холестерин, нужен организму для выполнения самых разных процессов. Среди них можно отметить синтез важных для организма стероидных гормонов, для выработки необходимого количества витамина Д и транспортировка по всему организму Q10.

К основным стероидным гормонам можно отнести кортикостероиды, глюкокортикоиды, а также минералкортикоиды. Данные элементы необходимы для регулирования разных обменных процессов, разных полезных и активных веществ, важных для репродуктивной системы мужских и женских половых гормонов. Холестерин после выработки в печени, попадает по сосудам в надпочечники и способствует образованию данных веществ.

Читайте также:  Венарус цена в Москве от 582 руб, купить Венарус, отзывы и инструкция по применению

Выработка витамина Д происходит на основании скопления холестерина под поверхностью кожи и воздействия на нее солнечных лучей. Это важный компонент для человеческого организма, так как без него невозможно регулировать усвоение кальция.

Полезный холестерин после выработки в печени с кровью транспортируется из нее в клетки кожных покровов. Кстати, тот же самый процесс осуществляется и с плохим холестерином, но в коже он не преобразуется в витамин Д, но становится причиной образования холестериновых бляшек, которые явно видны под тонкой кожей век.

Нарушения в синтезе холестерина

Как и во всех процессах человеческого организма в процессе синтеза холестерина могут возникнуть определенные проблемы. Часто они возникают по причине нарушения обмена веществ. В случае с холестерином, он может быть повышенным и пониженным, на основании этого и разнятся его общие показатели и симптомы, происходящие в организме.

Недостаток полезного холестерина

При определенных заболеваниях полезного холестерина может не хватать. Это может происходить по причине нарушений работы и функции щитовидной железы, проблем с сердцем и сахарного диабета. Также появлению сниженного холестерина может способствовать определенная генетическая предрасположенность.

Среди последствий, с которыми может столкнуться человек, имеющий сниженный холестерин, можно отметить:

  1. Детский рахит, возникающий по причине не усвоения необходимого кальция;
  2. Ранее старение, возникающее по причине разрушения клеточных мембран без транспорта Q10;
  3. Снижение веса, которое основано на низком уровне расщеплении жиров;
  4. Подавление защитных сил организма;
  5. Появление изнурительных болей в сердце, а также в мышцах.

Превышение холестерина

Если у человека, наоборот, большое количество холестерина, его здоровье также будет подвергаться определенной опасности.

В организме будут наблюдаться такие проблемы, как:

  • Развитие гепатита и цирроза печени;
  • Повышение веса;
  • Пагубное для человека нарушение общего липидного обмена;
  • Развитие воспалительных процессов хронического характера.

При избыточном накоплении холестерина образуются многочисленные атеросклеротические скопления, которые в виде бляшек закупоривают сосуды. Также вырабатывается большое количество желчи, что просто не успевает выйти из желчного пузыря. Это автоматически вызывает образование в органе камней, а также сильно страдает сердце и многочисленные сосуды в организме.

Подводя итоги

Синтез холестерина в печени – это достаточно сложный процесс, который происходит в организме каждый день. Тело человека производит собственные элементы – липопротеиды полезного вида или высокого уровня плотности, которые эффективно предотвращают образование на сосудах опасных для здоровья холестериновых бляшек.

Если нормальный синтез холестерина будет нарушен, такое опасное заболевание, как атеросклероз, будет только прогрессировать.

Чтобы поддерживать оптимальный уровень синтеза холестерина в крови, стоит выстроить максимально правильное питание и режим дня с должным количество свободного времени на отдых. Для этого нужно употреблять в пищу продукты, богатые полезными кислотами Омега-3. Они в состоянии быстро и эффективно снизить количество опасного холестерина выводя его из организма.

Благодаря этому можно наладить работу нервной системы, восстановить эндотолей, которым покрываются сосуды и снизить вязкость и густоту крови. Все это автоматически снижает процесс возникновения и развития сердечно-сосудистых заболеваний. Среди продуктов, богатых данным веществом можно отметить все виды морепродуктов и разные виды рыбы.

Не менее важно наполнить свой рацион такими продуктами, как семечки, орехи, авокадо и оливковое масло. Здесь сосредоточено большое количество полезных фитостеринов, которые эффективно регулируют объем холестерина в крови. Применение оливкового масла в качестве салатной заправки позволит заменить насыщенные жиры на мононенасыщенные. Данный процесс в свою очередь снижает количество вредного холестерина на 18%, а полезный повышает примерно на 7%.

Очень важно правильно питаться, вести здоровый образ жизни. Только в этом случае синтез холестерина в организме будет происходить в нормальном режиме. В этом случае можно эффективно избежать сбоев в гормональном фоне, изменения в сосудах и формирования камней в желчном пузыре.

Ссылка на основную публикацию
Синовит — диагностика и лечение в медицинском центре; Андреевские больницы — НЕБОЛИТ
Синовит коленного сустава : лечение в клинике в г. Люберцы Как перестать ходить по врачам и аптекам и получить реальную...
Синдром сухого глаза; Laservisioon
Синдром «сухого глаза» (ксерофтальмия) , MD, FACS, Sidney Kimmel Medical College at Thomas Jefferson University 3D модель (0) Аудио (0)...
Синдром хронической усталости при климаксе
Слабость, сонливость, усталость у женщин за 40: в чем причины и как с ними бороться? Компоненты Компливит ® Кальций Д3...
Синовит Виды,Симптомы,Лечение
Синовит голеностопного сустава: способы лечения Синовит голеностопного сустава — патология, сопровождающаяся накоплением экссудата в суставной полости. Заболевание протекает на фоне...
Adblock detector