Холестерин синтезируется из ацетил коа в

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.

источник

5 циклов синтеза холестерола — от чего зависит и почему нарушается процесс холестеринового обмена?

Постоянный синтез холестерина в организме обеспечивает работа печени. Но, кроме этого, источником соединение выступает кишечник, где обрабатывается и синтезируется липид. Реакция также происходит в коже человека. Важная роль холестерина и его функции значительна. Он позволяет вырабатывать витамин Д и гормоны. Но избыток приводит к накоплению холестерола, что опасно для работы сердца.

Общая характеристика

Холестерин получил название в 1769 году от французского химика Пулетье де ла Саль. Первоначально слово обозначало выработку вещества, которую выделяли желчные камни. В буквальном смысле его стоит переводить как «твердая желчь». Но со временем ученые доказали, что вещество — это природный спирт, поэтому корректнее его называть холестерол. Экзогенный холестерин необходим организму для выработки витамина Д, он обеспечивает энтерогепатический оборот желчных кислот, для создания клеточных мембран и транспортировки эйкозаноидов. Схема создания липида сложная и включает несколько этапов.

Где синтезируется?

Синтез холестерина происходит в таких частях тела:

Биосинтез холестерина — один из важнейших процессов, который происходит в теле человека. Большую часть (выше 50%) экзогенного холестерина синтезирует печень, потому что это регуляторный источник цитозоли и эндоплазматического ретикулюма. В этом же органе начинается производство гликогена. Ресинтез происходит в кишечнике: жирные кислоты соединяются со спиртами и поступают в кровь, что позволяют уменьшить их дегенеративное влияние на мембраны. Активность выработки зависит от наличия в организме сериодов, витамина D и некоторых соединений, которые отвечают за транспортировку веществ. Основные этапы метаболизма и пути использования — это производство мевалоновой кислоты, изопентенилпирофосфата, сквалена, ланостерина, холестерина.

Цикл создания

Особенности обмена холестерина в организме человека заключаются в сложности его создания. Последовательность всегда строго одинакова. В этом процессе участвуют ферменты, которые проходят несколько биохимических действий. Нарушение цикла грозит недостатком или избытком липида, что приводит к серьезным заболеваниям.

Синтез мевалоновой кислоты

Обмен холестерина начинается с создания этого соединения с помощью ГМГ-КоА-редуктаза. На первом этапе ключевой фермент ацетил-CoA-ацетилтрасфераза при слиянии двух молекул влияет на производство коэнзима А. В этом процессе превращения также участвует гидроксиметил, который позволяет из ацетила и ацетоацетила получить 3-гидрокси-3-метилглутарил-CoA. После от этого соединения отходит кофермент А, чье молекулярная формула выглядит как HS-CoA. Это приводит к синтезу мевалоната.

Производство изопентенилпирофосфата

На этой стадии синтез протекает в 4 реакции. Сначала мевалонат вместе с мевалоткиназом путем фосфорилирования становится 5-фосфомевалонатом. Затем на второй операции в обмене веществ участвует формула фосфомевалоната, которая превращается в 5-пирофосфомевалонат. После на него влияет гормон кеназ, что позволяет синтезировать 3-фосфо-5-пирофосфомевалонатом. На последнем этапе происходит декарбоксирование и дефосфорилирование, в результате чего синтезируются изопентинилпирофосфат.

Выработка сквалена

Это коротки этап в формировании спирта. Регуляторным ферментов является гидроксиметилглутарил. Скваленовый путь начинается с того, что на выработанный фермент путем изомеризации влияет диметилаллилпирофосфат. После синтез липидов обеспечивает появление электрной свези между ферментами, что приводит к конденсированию и производству геранилпирофосфата. Но при этом от связи отходит часть пирофосфата, которая появилась при биосинтезе холестерина на втором этапе.

Производство ланостерина

На этом этапе образование эфиров в печени С5 изопентенилпирофосфата соединяется с 10 геранилпирофосфата. Затем происходит конденсация и образуется фарнезилпирофосфат. От него отходит часть, которая называется пирофосфата. На последней стадии этого этапа две молекулы фарнезилпирофосфатных соеднияются и конденсируются, что создает скавален, через распад пирофосфата в клетки.

Синтез липида

Это ключевой и завершающий момент, в котором процесс включает 5 реакций. Метаболизм холестерина начинается с окисления с участием С14 ланостерина. В результате это активирует производство14-десметилланостерина. Из соединения выпадают две С4 и органелла становится зимостеролом. Следующая операция приводит к образованию δ-7,24- холестадиенола. Затем меняются двойные связи и образуется демостерол. На последнем этапе восстанавливается взаимодействие и появляется сам холестерин.

От чего зависит?

По подсчетам ученых, в день производится от 0,5 до 0,8 грамм холестерола.

Цикл создания эндогенного соединения и обмен эфиров осуществляется при помощи приблизительно 30 реакций. Основные клетки, которые участвуют в этом действии — гепатоциты печени, в которых содержится ретикулин. Эта молекула является группой жиров и углеводов. Холестерин должен контролироваться, так как избыток или недостаток приводит к серьезным заболеваниям. Биохимия и синтез холестерола зависит от микрофлоры организма, в том числе кишечника. Этот орган влияет на всасывание жиров, образования эфиров и трансформации стиролов. Большую роль играет уровень фосфолипидов, которые транспортируют жиры. Важно поддерживать их количество, так как это контролирует содержание холестерола в крови.

Нарушения обмена холестерина

Избыток холестерина

Из-за недостатка физической активности, некачественного питания и переедания появляются проблемы с накоплением пищевого холестерина. Такое нарушение появляется у людей, имеющим вредные привычки. Из-за этого на сосудах начинают скапливаться холестериновые бляшки, которые мешают циркуляции крови. В результате развиваются заболевания сердца.

Нарушение холестеринового обмена происходит из-за таких болезней:

• желчные нарушения;
• патологии печени и почек;
• эндокринные заболевания.

Вернуться к оглавлению

Недостаток метаболитов

Регуляция синтеза холестерина происходит благодаря питанию и спорту. Высокая активность (занятие спортом, танцами) сильно влияет на биосинтез холестерола. Если при этом человек не употребляет алкоголь и не курит, то у него активно снижается количество природного спирта в тканях организма. Врачи рекомендуют для уменьшения уровня молекул соблюдать правильную диету, в которой превалирует углеводная пища. Синтез подавляется также при помощи лекарств. Но люди, у которых нарушен процесс синтеза, страдают от проблем с давлением и рискуют получить сердечный приступ.

источник

Синтез холестерина из ацетил коа

Холестерин — важная составная часть клеточных мембран животных клеток (см. с. 218). Суточная потребность в холестерине (1 г) может в принципе покрываться за счет биосинтеза. При смешанной диете примерно половина суточной нормы холестерина синтезируется в кишечнике, коже и главным образом в печени (примерно 50%), а остальной холестерин поступает с пищей. Значительная часть холестерина включена в липидный слой плазматических мембран. Большое количество холестерина расходуется в биосинтезе желчных кислот (см. с. 306), часть выделяется с желчью. Ежесуточно из организма выводится примерно 1 г холестерина. Очень небольшая часть холестерина используется для биосинтеза стероидных гормонов (см. с. 364).

Биосинтез холестерина, кап и всех изопреноидов, начинается с ацетил-КоА (см. с. 58). Углеродный скелет С 27 -стерина строится из С 2 -звеньев в длинной и сложной последовательности реакций. Биосинтез холестерина можно разделить на четыре этапа. На первом этапе ( 1 ) из трех молекул ацетил-КоА образуется мевалонат (С 6 ). На втором этапе ( 2 ) мевалонат превращается в «активный изопрен», изопентенилдифосфат . На третьем этапе ( 3 ) шесть молекул изопрена полимеризуются с образованием сквалена (С 30 ). Наконец, сквален циклизуется с отщеплением трех атомов углерода и превращается в холестерин ( 4 ). На схеме представлены только наиболее важные промежуточные продукты биосинтеза.

1. Образование мевалоната. Превращение ацетил-КоА в ацетоацетил-КоА и затем в З-гидрокси-З-метилглутарил-КоА (3-ГМГ-КоА) соответствует пути биосинтеза кетоновых тел (подробно см. рис. 305), однако этот процесс происходит не в митохондриях, а в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). 3-ГМГ-КоА восстанавливается с отщеплением кофермента А с участием 3-ГМГ-КоА-редуктазы, ключевого фермента биосинтеза холестерину (см. ниже). На этом важном этапе путем репрессии биосинтеза фермента (эффекторы: гидроксистерины), а также за счет взаимопревращения молекулы фермента (эффекторы: гормоны) осуществляется регуляция биосинтеза холестерина. Например, фосфорилированная редуктаза представляет собой неактивную форму фермента; инсулин и тироксин стимулируют фермент, глюкагон тормозит; холестерин, поступающий с пищей, также подавляет 3-ГМГ-КоА-редуктазу.

2. Образование изопентенилдифосфата. Мевалонат за счет декарбоксилирования с потреблением АТФ превращается в изопентенилдифосфат, который и является тем структурным элементом, из которого строятся все изопреноиды (см. рис. 59).

3. Образование сквалена. Изопентенилдифосфат подвергается изомеризации с образованием диметилаллилдифосфата. Обе С 5 -молекулы конденсируются в геранилдифосфат и в результате присоединения следующей молекулы изопентенилдифосфата образуют фарнезилдифосфат. При димеризации последнего по типу «голова к голове» образуется сквален. Фарнезилдифосфат является также исходным соединением для синтеза других полиизопреноидов, таких, как долихол и убихинон (см. с. 58).

4. Образование холестерина. Сквален, линейный изопреноид, циклизуется с потреблением кислорода в ланостерин, С 30 -стерин, от которого на последующих стадиях, катализируемых цитохромом Р450, отщепляются три метильные группы, вследствие чего образуется конечный продукт — холестерин.

Описанный путь биосинтеза локализован в гладком ЭР. Синтез идет за счет энергии, освобождающейся при расщеплении производных кофермента А и энергетически богатых фосфатов. Восстановителем при образовании мевалоната и сквалена, а также на последних стадиях биосинтеза холестерина является НАДФН + Η + . Для этого пути характерно то, что промежуточные метаболиты можно подразделить на три группы: производные кофермента А, дифосфаты и высоко липофильные соединения (от сквалена до холестерина), связанные с переносчиками стеринов.

источник

Adblock
detector

В организме человека происходит ежеминутно много биохимических реакций и обменных процессов. Метаболизм не останавливается ни на секунду.

Многие биохимические процессы возглавляют клетки печени, и несут за них ответственность. Основная функция клеток печени — это синтез холестерола.

От данного процесса зависит выработка стероидного типа половых гормонов, преобразование солнечной энергии в витамин Д, и транспортировка питания во все клетки организма при помощи холестериновых молекул.

В чем суть процесса выработки молекул холестерина?

Многие продукты питания наполняют организм холестерином — это продукты животного происхождения, а также транс-жиры, которые находятся в большом количестве в полуфабрикатах промышленного производства, а также в продуктах быстрого питания (фаст-фудах).

Если употреблять такие продукты безмерно, тогда концентрация в составе крови молекул холестерина станет высокой и придётся прибегать к медикаментозному решению гиперхолестеринемии.

Холестерин, который попадает в организм с продуктами питания, имеет низкую молекулярную плотность, что и привод к оседанию такого холестерина на внутренних оболочках сосудов, что провоцирует развитие холестериновой бляшки и патологии атеросклероз.

Повышение индекса холестерина в составе крови происходит не только по причине попадания его извне, но и от нарушения в процессе синтезирования молекул липопротеидов клетками печени.

Синтез холестеринак содержанию ↑

Синтез холестерола в печени

Синтез холестерола в составе организма составляет приблизительно 0,50 -0,80 грамм в сутки.

Распределяется синтез молекул холестерина в организме:

• 50,0% вырабатывается клетками печени;
• 15,0% — 20,0% — отделами тонкого кишечника;
• 10,0% — синтезируется корой надпочечников и клетками кожных покровов.

Все клетки в человеческом организме имеют способность к синтезу липопротеидов.

С продуктами питания поступает в организм молекулы холестерина до 20,0% от всего общего объема — приблизительно 0,40 грамм в сутки.

Выводится за пределы организма липопротеиды при помощи жёлчной кислоты, и в сутки утилизация молекул холестерола жёлчью — не больше, чем 1,0 грамм.

к содержанию ↑

Биосинтез липопротеидов в составе организма

Биосинтез молекул липидов происходит в эндоплазматическом отделе — ретикулуме. Основой для всех атомов молекул углерода является вещество ацетил-SКоА, которое поступает в эндоплазму из митохондрий в молекулах цитрата.

При биосинтезе молекул липопротеидов принимают участие 18 молекул АТФ, а также участниками синтеза становятся 13 молекул НАДФН.

Процесс образования холестерина проходит не менее 30 этапов и реакций в организме.

Поэтапный синтез липопротеидов можно распределить по группам:

вставить активная подсказка — уровень сахара

• Синтез мевалоновой кислоты происходит в процессе кетогенеза первых двух реакций, а после третьего этапа идёт реакция 3-гидрокси-3-метилглутарил-SКоА с молекулой ГМГ-SКоА-редуктазы. От этой реакции и происходит синтезирование мевалонат. Для этой реакции необходимо достаточного количества глюкозы в составе крови. Восполнить ее можно при помощи сладких продуктов и злаковых культур;
• Синтез изопентенилдифосфата происходит после присоединения фосфата к молекулам мевалоновой кислоты и их дегидрации;
• Синтез фарнезилдифосфат происходит после соединения трёх молекул изопентенилдифосфата;
• Синтезирование сквалена — это связывание 2-х молекул фарнезилдифосфата;
• Происходит реакция перехода сквалена в молекулу ланостерола;
• После удаления ненужных метильных групп и происходит преобразование холестерола.

к содержанию ↑

Регуляция процесса синтеза липопротеидов

Регуляторным элементом в процессе синтеза является фермент гидроксиметилглутарил-SКоА-редуктазы. Способность данного фермента изменять активность более чем в 100 раз.

Регуляция активности фермента происходи по нескольким принципам:

• Регуляция синтезирования на метаболическом уровне. Данный принцип работает «от обратного», фермент ингибируется холестеролом, что дает возможность поддерживать постоянное внутриклеточное его содержание;
• Ковалентная гормональная регуляция.

Регуляция на гормональном уровне происходит по таким этапам:

• Повышение содержания в организме гормона инсулина, активирует протеин-фосфатазу, что провоцирует увеличение активности главного фермента ГМГ-SКоА-редуктазы;
• Гормон глюкагон и гормон адреналин имеют свойства активировать элемент протеинкиназы А, которая фосфорилирует фермент ГМГ-SКоА-редуктазы и снижает их активность;
• Активность синтезирования холестерола зависит от концентрации в составе крови специального белка-транспортировщика, что своевременно связывает промежуточные реакции метаболитов.

Регуляция активности гидроксиметилглутарил-S-КоА-редуктазык содержанию ↑

Использование холестерина организмом

Синтезируемый в клетках печени холестерин, необходим организму для различных жизненно важных процессов:

• Находясь в каждой мембране клеток, молекулы холестерина укрепляют их и делают эластичными;
• При помощи липопротеинов, сосудистые оболочки увеличивают свою проницаемость, что защищает их от внешнего воздействия;
• Без помощи липопротеидов надпочечники не производят выработку стероидного типа половых гормонов;
• При помощи липидов происходит продуцирование желчной кислоты и предотвращает желчный пузырь от камнеобразования в нем;
• Липопротеиды связывают между собой клетки нейронов в спинном и в головном мозге;
• При помощи липопротеидов происходит укрепление оболочки нервных волокон;
• С помощью холестерола происходит выработка витамина Д, что помогает усваиваться кальцию и предотвращает разрушение костных тканей.

Холестерол помогает производить надпочечниками синтез таких групп гормонов:

• Группа кортикостероидов;
• Группа гормонов глюкокортикоидов;
• Группа минералокортикоидов.

Холестерол помогает производить надпочечниками синтез групп гормонов

Данные гормоны обеспечивают процессы гормонального регулирования репродуктивных органов человека.

Молекулы холестерина после синтеза в клетках печени попадают в эндокринный орган надпочечники и способствуют выработке гормонов и поддержанию баланса в гормональной сфере.

к содержанию ↑

Выработка молекул витамина Д происходит от солнечного света, который проникает в холестерин, находящийся под кожей. В этот момент и происходит синтез витамина Д, который очень важен для усваивания организмом минералов кальция.

Все виды липопротеидов, после синтеза транспортируются по организму системой кровотока.

Витамин Д может преобразовываться только липопротеидами высокой молекулярной плотности, а низкомолекулярные липиды становятся причиной развития патологии атеросклероз, потому что имеют свойства оседать на внутренних оболочках артерий в виде холестериновых бляшек, которые разрастаясь и провоцируют данную патологию.

Иногда холестериновые бляшки можно наблюдать у человека под кожными покровами на кистях рук.

Метаболизм витамина Дк содержанию ↑

Нарушения в процессе синтеза липопротеидов

Во многих обменных процессах в организме может произойти сбой и нарушение. Такие нарушения могут произойти и в липидном обмене. Причин достаточно много и они имеют экзогенную и эндогенную этиологию.

К эндогенным причинам нарушения синтеза липопротеидов относятся:

• Возраст человека. После 40 лет в организме человека происходит затухание выработки половых гормонов и нарушается гормональный фон, а также к 45 — 50 годам происходит замедление всех обменных процессов, что может внести разлад и в липидный обмен;
• Половой признак — мужчины больше подвержены накапливанию холестерина, чем женщины. Женщины до климактерического периода и менопаузы, защищены выработкой половых гормонов, от накопления липопротеинов;
• Генетическая наследственная предрасположенность. Развитие семейной гиперхолестеремии.

К экзогенным причинам липидного сбоя относятся факторы, что зависят от стиля жизни больного, а также сопутствующие патологии, способствующие нарушению в синтезе молекул холестерина:

• Никотиновая зависимость;
• Хроническая алкогольная зависимость;
• Неправильное питание может привести к повышенному содержанию в организме холестерина и накопления его не только в составе крови;
• Малоподвижный образ жизни становится причиной замедленных обменных процессов и синтеза липопротеидов;
• Гипертоническая болезнь — высокое давление в системе кровотока дает предпосылки тому, чтобы сосудистые оболочки пропитывались липидными жирами, которые впоследствии формируют холестериновую бляшку;
• Заболевание дислипидемия — это нарушение в липидном обмене. При патологии происходит дисбаланс между липопротеидами ВП, липидами НП, а также уровень содержания в составе крови триглицеридов;
• Патология ожирение;
• Сахарный диабет. При гипергликемии нарушается метаболизм и обмен липидами.

Патология ожирениек содержанию ↑

Дефицит в организме молекул полезного холестерола

Существуют патологии, которые снижают концентрацию высокомолекулярного холестерина в составе крови по причине снижения синтеза молекул ЛПВП.

Это может привести к патологиям в щитовидной железе, может значительно повлиять на уровень сахара в составе крови и спровоцировать сахарный диабет, а также стать причиной многих заболеваний системы кровотока и сердечного органа.

Последствиями низкой концентрации высокомолекулярного холестерина могут быть:

• Патология рахит, которая развивается в детском возрасте по причине сниженного синтеза витамина Д и не усвояемости молекул кальция;
• Раннее старение клеток организма. Без своевременной подачи холестерина в клеточные мембраны, происходит их разрушение и запускается процесс старения;
• Резкое снижение массы тела, которое происходит от недостаточного синтеза молекул холестерина, и нарушения в липидном обмене;
• Болезненность в мышечных тканях от недостатка в клетках мышц липидов;
• Боли в сердечном органе, что могут спровоцировать сердечный приступ.

Откорректировать индекс высокомолекулярного холестерина можно при помощи диетического питания, в состав которого входит морская рыба, различные растительные масла, а также кисломолочная продукция.

И не стоит забывать о свежих фруктах, зелени и овощах — они должны преобладать в рационе диеты.

к содержанию ↑

Фотогалерея: Недостаток полезного холестерина

к содержанию ↑

Превышение нормы липопротеидов

Если в человеческом организме происходит усиленный синтез высокомолекулярного липопротеида, тогда это также может негативно сказаться на здоровье.

Повышенная концентрация грозит развитием таких патологий:

• Развивается цирроз клеток печени;
• Риск развития гепатита;
• Увеличение массы тела;
• Нарушение во всем обмене липидов;
• Процессы воспаления в системе кровотока, а также в печеночном органе.

Также от переизбытка молекул холестерина ЛПВП и ЛПНП происходит оседание молекул на стенках артериальных оболочек, образуя холестериновые бляшки, которые влияют на движение крови в русле, по причине сужения артериального просвета.

Также от нарушения в синтезе холестерола, происходит неправильная работа желчного органа, что приводит к камнеобразованию в нем.

к содержанию ↑

Видео: Холестерин — бомба замедленного действия!

к содержанию ↑

Заключение

Синтез холестерола в печени — это очень сложный процесс, который происходит в организме постоянно и не прерываясь.

Если происходят нарушения в липидном обмене, или в процессе синтезирования липопротеидов, тогда существует высокий риск развития патологии атеросклероз, которая прогрессируя, приводит к более тяжелым заболеваниям, что могут спровоцировать преждевременную смерть.

Нарушения в липидном обмене, также влияют на работу сердечного органа и на функциональность клеток печени.

Постоянная корректировка холестерина при помощи диеты, позволит поддерживать липидный обмен в пределах нормы.