Biosinteza kolesterola

Biosinteza kolesterola omogućuje tijelima tijela da sintetiziraju kolesterol iz jednostavnih sirovina u 18 koraka. Ta se biosinteza odvija prije svega u jetri i crijevnim zidovima. Nasljedne metaboličke bolesti poput Tangierove bolesti mogu poremetiti biosintezu kolesterola.

Što je biosinteza kolesterola?

Ljudsko tijelo proizvodi vlastiti kolesterol u biokemijskom procesu u 18 različitih koraka. Ovaj je postupak poznat i kao biosinteza kolesterola. Tijelo stvara najveći dio ukupnog kolesterola. Samo minimalni udio se unosi kroz hranu.

Kolesterol je lipid koji je neophodan za mnoge tjelesne funkcije. U slučaju sinteze steroidnih hormona, na primjer, tijelo ovisi o kolesterolu. Isto se odnosi na razne procese skladištenja i izgradnju staničnih membrana.

Metabolički put biosinteze kolesterola omogućuje svim živim bićima sa staničnom jezgrom da iz jednostavnih elemenata stvore važan lipid. Proizvodnja kolesterola u tijelu regulira se prema potrebi. Transformacija tvari odvija se u citosolu i u endoplazmatskom retikulu stanica. Faktori transkripcije reguliraju procese i utječu na biosintezu pozitivno ili negativno.

Bloch i Lynen dobili su Nobelovu nagradu 1964. za istraživanje metabolizma kolesterola. Popják i Cornforth također su dali važan doprinos istraživanju biosinteze kolesterola.

Funkcija i zadatak

Ljudsko tijelo proizvodi oko 700 miligrama kolesterola svaki dan u biosintezi, a oko 150 grama kolesterola ugrađeno je u cijelo tijelo. Velika količina lipida nalazi se prvenstveno u mozgu i nadbubrežnoj žlijezdi. Kolesterol ispunjava stabilizirajuće funkcije u staničnim membranama i stoga je važan građevni materijal.

U ljudi se biosinteza kolesterola odvija prvenstveno u crijevnoj sluznici i jetri. Iako su mnoge stanice u tijelu sposobne sintetizirati kolesterol, jetra i dalje čini većinu kolesterola.

Budući da tjelesni kolesterol ne može prijeći krvno-moždanu barijeru u mozak, mozak mora sam proizvoditi holesterol u središnjem živčanom sustavu. Kolesterol u mozgu čini oko 24 posto ukupnog kolesterola.

Izlaz sinteze kolesterola je DMAPP, koji se stvara metaboličkim putem mevalonata. 18 međufaznih faza čine biosintezu kolesterola. Prije sinteze tijelo sintetizira acetil-CoA. Taj se proces odvija putem biosintetskog mevalonatnog puta. Preko HMG-CoA, početni materijal acetil-CoA pretvara se u mevalonsku kiselinu. Krajnji proizvodi biosintetskog puta mevalonata su dimetilalil pirofosfat i izopentil pirofosfat.

Tek sada počinje stvarna biosinteza kolesterola. Dva krajnja produkta biosintetskog puta mejalonata kombiniraju se radi dobivanja geranil pirofosfata. Ovaj spoj se pretvara u farnezil pirofosfat. Dva farnezil pirofosfata sudjeluju u reakciji kondenzacije i pretvaraju se u skvalen tijekom ove reakcije. Iz toga se dobiva (S) -2,3-epoksisqualen, koji se zauzvrat pretvara u lanosterol. Lanosterol sudjeluje u demetilaciji. Tako postaje 4,4-dimetil-5a-kolesta-8,14,24-trien-3β-ol.

U ovom trenutku odvija se nekoliko oksidacijskih reakcija koje dovode do nastanka 14-dimetillanosterola. Krajnji produkti oksidacije pretvaraju se u zimosteron putem zimosterol karboksilata. Nakon toga slijedi smanjenje zimosterona, što rezultira zimosterolom. Preko 5α-Cholesta-7,24-dien-3β-ol to rezultira 7-dehidroholesterolom. Kada se ovaj proizvod hidrogenira, na kraju se stvara kolesterol.

Bolesti i bolesti

Poznate su razne nasljedne bolesti pod nazivom porodična hiperkolesterolemija koja utječu na metabolizam kolesterola. Bez obzira na dijetu, ovi poremećaji rezultiraju u velikom porastu razine kolesterola u plazmi. Kao sekundarne bolesti mogu se pojaviti vaskularne bolesti i srčani napadi u ranoj dobi. Bolest je uzrokovana defektom gena koji kodira LDL receptor. Zbog ovog nedostatka LDL receptor je samo nepotpuno razvijen ili ga uopće nema. Prije svega, vrijednost LDL oboljelih je stoga značajno povećana. Ksantomi oblikuju kliničku sliku. To su masne naslage u koži, u unutrašnjim organima i u središnjem živčanom sustavu.

Hiperkolesterolemija ne mora biti obiteljska, može se i steći. Stečeni oblici uglavnom pokreću pothranjenost. Dijabetes može biti glavna bolest. Pretilost ili kronično zatajenje bubrega također su često povezani s visokom razinom kolesterola.

Uz dijetu, u liječenju iznadprosječnog kolesterola koriste se lijekovi poput inhibitora CSE. Statini mogu inhibirati biosintezu kolesterola. Liječenje CSE inhibitorima usmjereno je na ovu inhibiciju. Oni sprječavaju redukciju HMG-CoA i tako omogućavaju opće snižavanje koncentracije kolesterola u serumu. Na taj se način, na primjer, može usporiti arterioskleroza sekundarne bolesti. Srčani infarkti povezani s kolesterolom ili druge popratne bolesti kada je razina kolesterola previsoka također se mogu spriječiti pomoću inhibitora CSE.

Hipoholesterolemije su suprotnost hiperkolesterolemijama. Nizak serumski kolesterol, što se događa u kontekstu hipoholesterolemije, u većini slučajeva povezan je sa zloćudnim karcinomom. U hipoholesterolemiji povezanoj s rakom niska razina kolesterola obično se ocjenjuje kao faktor rizika za smrtnost od svih uzroka.

Pothranjenost, AIDS ili teške infekcije drugi su uzroci ozbiljno niske razine kolesterola. Međutim, hipoholesterolemija se može pojaviti i kao dio nasljedne bolesti. Primjer takvog je Tangerijeva bolest. Pacijenti s ovom bolešću osobito pate od hipoholesterolemije u HDL-u.