Cholesterolio biosintezė ir jos biochemija

Cholesterolio sintezė yra vienas svarbiausių žmogaus organizme vykstančių medžiagų apykaitos procesų.

Cholesterolio biosintezę atlieka kepenų ląstelės - šio cheminio junginio gamyba yra viena iš svarbiausių kepenų funkcijų: steroidinių hormonų, vitamino D ir tam tikrų medžiagų transportuojančių junginių sintezė labai priklauso nuo cholesterolio sintezės biocheminio proceso.

Kaip organizme vyksta fiziologinis cholesterolio sintezės procesas ir kas atsitinka, jei sutrikdomi šio junginio biologiniai procesai?

Žmogaus cholesterolio biosintezės proceso etapai

Daug žmonių vartojamų produktų turi cholesterolio kiekį. Tokie produktai praktiškai yra kasdienio žmogaus mityboje.

Cholesterolis, kuris yra produktų sudėties, dėl skilimo yra mažas tankis ir vadinamas blogu cholesteroliu. Kūnas negali naudoti šio tipo junginių sintezės reakcijoms. Blogas cholesterolio kiekis organizme yra mažo tankio lipoproteinų pavidalu.

Kai jie yra gausūs, šis kraujo plazmos komponentas nusodinamas, kuris formuoja cholesterolio plokšteles ant kraujagyslių sienelių, todėl atsiranda aterosklerozė.

Kepenų funkcija yra sintezuoti gerą cholesterolį, kurį atstovauja didelio tankio lipoproteinai. Tuo pačiu metu kepenų ląstelės filtruoja LDL ir palaipsniui pašalina šį komponentą iš kūno tulžies pavidalu. Ši kepenų funkcija apsaugo nuo greito aterosklerozinių pokyčių progresavimo.

Cholesterolio molekulių susidarymą kepenyse atlieka specifinės kepenų audinio ląstelės - hepatocitai.

Šių ląstelių bruožas yra gerai išvystyto endoplazminio tinklelio buvimas. Šis organinis organelis yra atsakingas už junginių, priklausančių angliavandenių ir riebalų klasei, gamybą.

LDL sintezė atliekama etapais.

Trumpai tariant, LDL biosintezės schema gali būti aprašyta šiais etapais:

  • mevalonato gamyba;
  • izopentenilo pirofosfato sintezė;
  • skvaleno susidarymas;
  • lanosterolio sintezė;
  • cholesterolio sintezė.

Iš viso cholesterolio biosintezės procese yra apie 30 cheminių reakcijų. Visos šios reakcijos yra grupuojamos etapais.

Galutinis junginys sintezuojamas žmogaus kepenyse 0,5-0,8 g per dieną. Iš šio kiekio, apie 50% junginio susidaro kepenyse ir apie 15% žarnyne.

Pagrindinis bazinis cholesterolio sintezės fermentas yra hidroksimetilglutarilo-SKoA reduktazė, fermento aktyvumas gali keistis 100 ar daugiau kartų.

Šis didelis aktyvumo kintamumas leidžia išlaikyti cholesterolio kiekį ląstelėje, esant pastoviam lygiui.

Biosintezės greičio analizė rodo, kad jį gali slopinti specifinis nešiklio baltymas, kuris užtikrina tarpinių metabolinių junginių, susidariusių cholesterolio sintezės metu, transportavimą.

Vienintelis būdas pašalinti šią medžiagą iš kūno yra tulžis.

Cholesterolio biosintezės reakcijos

Cholesterolio sintezė prasideda nuo mevalonato susidarymo, todėl šiam tikslui reikalingas didelis gliukozės kiekis, kuris yra didelis kiekis saldžių maisto produktų ir grūdų.

Cukrus, veikiantis specifinių fermentų, yra padalintas į dvi acetil-CoA molekules. Gautas junginys reaguoja su acetoacetiltransferaze, fermentu, kuris acetilo CoA paverčia acetoilo CoA. Iš paskutinės medžiagos mevalonatas susidaro iš eilės atliekant keletą cheminių reakcijų.

Gaminant pakankamą mevalonato kiekį. jo kaupimasis kepenų audinių ląstelių endoplazminiame tinkle prasideda kitas sintezės etapas, dėl kurio susidaro izopentenilpirofosfatas.

Šiame etape mevalonatas yra fosforilintas. Fosfatas šiam tikslui suteikia ATP, kuris yra universalus energijos šaltinis ląstelei.

Kitas etapas yra skvaleno sintezė iš izopentenilo pirofosfato. Šis etapas atliekamas nuosekliai kondensuojant, todėl išleidžiamas vanduo.

Izopentenilpirofosfato susidarymo etape ATP yra naudojamas kaip energijos šaltinis ląstelėje, o skvaleno susidarymo stadijoje ląstelių struktūros naudojamos kaip šaltinis, suteikiantis visą procesą su NADH energija.

Priešpaskutinis cholesterolio sintezės transformacijų grandinės etapas yra lanosterolio susidarymas. Šis procesas yra pašalinti vandenį. Transformacijos rezultatas yra lanosterolio molekulės konvertavimas iš išskleistos į ciklinę. Šiame etape NADPH veikia kaip energijos šaltinis.

Ciklinės lanosterolio formos perskaičiavimas į cholesterolį vyksta hepatocitų endoplazminio tinklelio membranų struktūrose.

Molekulė lanosterinas transformacijomis įgyja dvigubą ryšį anglies grandinėje. Šis cheminių transformacijų kompleksas reikalauja daug energijos. Šio biosintezės etapo energijos tiekimą teikia NADPH molekulės.

Iš modifikuoto lanosterolio susidaro įvairių fermentų transformatoriai, susidaro cholesterolis.

Visus sintezės etapus kontroliuoja įvairūs fermentai ir energijos donorai.

Tokio poveikio pavyzdys galėtų būti poveikis skydliaukės hormono ir insulino biosintezės procesams.

Trūksta ir viršija cholesterolio kiekis organizme

Cholesterolio trūkumas organizme gali atsirasti dėl tam tikrų organizmo ligų vystymosi.

Kadangi cholesterolio trūksta, žmogui atsiranda sutrikimų, susijusių su nepakankama lytinių hormonų ir vitamino D gamyba.

Be to, dėl membraninių struktūrų sunaikinimo yra pagreitėja senėjimo procesai ir ląstelių mirtis. Taip pat sumažėja imunitetas ir sumažėja kūno svoris dėl nepakankamo riebalų skilimo.

Ligos, dėl kurių yra padidėjęs cholesterolio kiekis, yra:

  1. 2 tipo diabetas.
  2. Patologija skydliaukės darbe.
  3. Širdies nepakankamumas.
  4. Genetinės patologijos, kurių vystymasis padeda sumažinti cholesterolio kiekį kraujyje.

Mažo cholesterolio kiekis išsprendžiamas laikantis specialios dietos, kuri gali padidinti cholesterolio kiekį kraujyje.

Dažniausiai yra situacijų, kai padidėja cholesterolio kiekis ir organizme atsiranda daugiau šio komponento.

Tokio pažeidimo priežastys gali būti:

  • hepatitas ir cirozė;
  • kūno svorio perteklius;
  • cholesterolio apykaitos pažeidimas;
  • organizme atsirandantys uždegiminiai procesai.

Siekiant sumažinti cholesterolio kiekį organizme, naudojami specializuoti vaistai, kurių poveikis skirtas cholesterolio pašalinimui iš organizmo.

Pernelyg didelis cholesterolio kiekis sukelia cholesterolio nuosėdų susidarymą ir aterosklerozės atsiradimą, kuris gali sukelti insultą ar širdies priepuolį.

Visa pagrindinė informacija apie cholesterolį pateikiama šio straipsnio vaizdo įraše.