Механизм образования холестерина в печени

Синтез холестерина в печени, клетке

Информация носит справочный характер. Не занимайтесь самодиагностикой и самолечением. Обращайтесь ко врачу.

Поскольку вещество принадлежит к классу спиртов, единственно правомочным является термин «холестерол», название же «холестерин» (буквально «твёрдая желчь» ввиду его первоначального выделения из желчных камней) закрепилось за соединением в силу традиции – впервые полученное в 1769 году французским химиком Пулетье де ля Саль, оно проявляло явные свойства жиров, к коим и было первоначально причислено.

Ввиду некоторых добросовестных заблуждений учёных, холестерин был на долгие годы объявлен для здоровья организма «врагом №1», что вызвало настоящий переворот в пищевой промышленности, фармакологии и методах лечения – одновременно с обезжиренными продуктами в мир явилась новые препараты и методики, способные существенно снизить концентрацию соединения в крови, а вместе со всем этим – и аппараты контроля за «вредителем», чтобы его можно было всегда держать в узде.

Поскольку лучшим способом проверить вредоносность того или иного фактора является метод его изъятия из обращения, это и было проделано – в итоге весь мир теперь пожинает катастрофические плоды «обезжиривающей диеты», а учёные вынуждены оправдываться и обещать всё исправить. Но сделать это можно, лишь разобравшись в происхождении и истинной роли вещества в организме.

Основные функции холестерина

Помимо того, что он является непременным компонентом (стабилизатором текучести) цитоплазматической мембраны, обеспечивая жёсткость её двойного слоя за счёт более компактного размещения фосфолипидных молекул, холестерин проявляет себя как фактор-регулятор проницаемости клеточных стенок, препятствуя гемолизу крови (воздействию гемолитических ядов на мембраны эритроцитов).

Еще он служит исходной субстанцией для производства соединений стероидной группы:

  • гормонов-кортикостероидов;
  • половых гормонов;
  • желчных кислот;
  • витаминов D-группы (эргокальциферорола и холекальциферола).

Учитывая важность для организма каждого из этой группы веществ, становится понятен вред бесхолестериновой диеты либо искусственного снижения уровня этого вещества в крови.

Ввиду нерастворимости в воде эта субстанция может быть транспортирована кровью лишь в связке с белками-транспортёрами (аполипопротеинами), при соединении с которыми образуются липопротеиновые комплексы.

По причине существования целого ряда различных аполипопротеинов (с различием молекулярной массы, степенью их тропности к холестерину, а также ввиду способности образованного комплекса к растворению в крови, и наличия обратных свойств – к выпадению холестериновых кристаллов с образованием атеросклеротической бляшки) выделяют категории липопротеинов:

  • высокой плотности (ЛПВП, или высокомолекулярные, или HDL-липопротеины);
  • низкой плотности (ЛПНП, или низкомолекулярные, или LDL-липопротеины);
  • очень низкой плотности (ЛПОНП, крайне низкомолекулярные, или VLDL- категория липопротеинов);
  • хиломикроны.

К тканям периферии холестерин поступает связанным с хиломикронами, ЛПНП либо ЛПОНП, в печень (с последующими удалением из организма) – путём транспортировки аполипопротеинами категории ЛПВП.

Плохой и хороший холестерин

Особенности синтеза

Для того чтобы из холестерина образовались либо атеросклеротические бляшки (становящиеся одновременно и «заплатками» на повреждённой стенке артерии, и внутренними «распорками» в той зоне, где без них атрофия мышечного слоя должна бы привести к её окклюзии – спадению участка), либо гормоны, либо иная продукция, он в организме должен сначала синтезироваться в одном из трёх мест:

  • коже;
  • кишечнике;
  • печени.

Поскольку клетки печени (их цитозоль и гладкий эндоплазматический ретикулюм) являются главными поставщиками соединения (в 50% и свыше того), следует рассмотреть синтез вещества именно с позиции совершающихся в ней реакций.

Синтез холестерина происходит в 5 этапов – с последовательным образованием:

  • мевалоната;
  • изопентенилпирофосфата;
  • сквалена;
  • ланостерина;
  • собственно холестерина.

Цепочка превращений была бы невозможной без участия ферментов, катализирующих каждую из стадий процесса.

Видео о синтезе холестерина:

Ферменты, принимающие участие в образовании вещества

На первом этапе (состоящем из трёх операций), ацетил-CoA-ацетилтрасферазой (тиолазой) первоначально инициируется создание ацетоацетил-CoA (здесь и далее CoA – коэнзим А) путём слияния 2 молекул ацетил-CoA. Далее при участии ГМГ-CoA-синтазы (гидроксиметил-глутарил-CoA-синтазы) становится возможным синтез из ацетоацетила-CoA и ещё одной молекулы ацетил-CoA ꞵ-гидрокси-ꞵ-метилглутарил-CoA.

При восстановлении ГМГ (ꞵ-гидрокси-ꞵ-метил-глутарил-CoA) путём отщепления фрагмента HS-CoA с участием НАДФ-зависимой гидроксиметил-глутарил-CoA-редуктазы (ГМГ-CoA-редуктазы) образуется первый промежуточный продукт – предшественник холестерина (мевалонат).

Читайте также:  Какой чай снижает уровень холестерина в крови

На этапе синтеза изопентинилпирофосфата осуществляются четыре операции. На 1 и 2 мевалонат при посредстве мевалонаткиназы (а затем фосфомевалонаткиназы) путём дважды повторяющегося фосфорилирования превращается в 5-фосфомевалонат, а далее в 5-пирофосфомевалонат, на 3 стадии (фосфорилировании по 3-му углеродному атому) становящемуся 3-фосфо-5-пирофосфомевалонатом (при участии фермента киназы).

Последняя операция – это декарбоксилирование и дефосфорилирование с образованием изопентинилпирофосфата (инициированное участием фермента пирофосфомевалонат-декарбоксилазы).

При синтезе сквалена происходит первоначальная изомеризация изопентенилпирофосфата в диметилаллилпирофосфат (под влиянием изопентилфосфатизомеразы), затем изопентенилпирофосфат конденсируется с диметилаллилпирофосфатом (образуется электронная связь между C5 первой и C5 второй субстанций) с образованием геранилпирофосфата (и отщеплением пирофосфатной молекулы).

На следующей стадии образуется связь между C5 изопентенилпирофосфата и C10 геранилпирофосфата – в результате конденсации первого со вторым происходит образование фарнезилпирофосфата и отщеплением следующей молекулы пирофосфата от C15.

Завершается данный этап конденсацией двух фарнезилпирофосфатных молекул в зоне C15— C15 (по принципу «головой-к-голове») с отщеплением сразу 2 молекул пирофосфата. Для конденсации обеих молекул используются области пирофосфатных групп, одна из которых сразу отщепляется, что приводит к возникновению прескваленпирофосфата. При восстановлении НАДФН (с отщеплением второго пирофосфата) эта промежуточная субстанция (под влиянием сквален-синтазы) обращается в скавален.

В синтезе ланостерина присутствуют 2 операции: первая завершается образованием эпоксида сквалена (под действием скваленэпоксидазы), вторая – циклизацией эпоксида сквалена в конечный продукт этапа – ланостерин. Перемещением метильной группы от C14 на C13, а от C8 на C14 ведает оксидосквален-ланостерин-циклаза.

Последний этап синтеза включает в себя последовательность из 5 операций. В результате окисления C14 -метильной группы ланостерина возникает соединение, именуемое 14-десметилланостерином. После удаления ещё двух метильных групп (на C4) вещество становится зимостеролом, а в результате перемещения двойной связи C8=С9 в позицию C8=С7 происходит образование δ-7,24- холестадиенола (под действием изомеразы).

После перемещения двойной связи С7=C8 в позицию С5=С6 (с образованием десмостерола) и восстановлением двойной связи в боковой цепи образуется конечное вещество – холестерин (вернее, холестерол). «Руководит» финальной стадией синтеза холестерина фермент δ-24-редуктаза.

Что влияет на тип холестерина?

Действие разных форм холестеринаУчитывая малую растворимость низкомолекулярных липопротеидов (ЛПНП), их склонность к выпадению в осадок холестериновых кристаллов (с образованием в артериях бляшек атеросклероза, повышающих вероятность сердечных и сосудистых осложнений), липопротеиды данной категории часто называют «вредным холестерином», в то время как липопротеиды с высоким молекулярным весом (ЛПВП) с противоположными свойствами (без риска атерогенности) принято именовать холестерином «полезным».

Принимая во внимание относительность этого суждения (в организме не может быть как чего-либо безусловно полезного, так и исключительно вредного), тем не менее в настоящий момент для лиц с высокой склонностью к сосудистой патологии предлагаются меры контроля и снижения уровня ЛПНП до оптимальных показателей.

При цифре свыше 4,138 ммоль/л рекомендован подбор диеты для снижения их уровня до 3,362 (либо менее того), уровень свыше 4,914 служит показанием для назначения терапии по искусственному их снижению приёмом лекарственных препаратов.

К повышению в крови фракции «вредного холестерина» приводят факторы:

  • низкой активности тела (гиподинамии);
  • переедания (пищевой зависимости), а также его последствий – избытка массы либо ожирения;
  • несбалансированности диеты – с преобладанием трансжиров, легкоусвояемых углеводов (сладостей, сдобы) в ущерб содержанию пектиновых веществ, клетчатки, витаминов, микроэлементов, жирных кислот полиненасыщенного состава;
  • наличия привычных бытовых интоксикаций (курения, употребления спирта в виде различных напитков, злоупотребления лекарственными средствами).

Не менее мощное влияние оказывает наличие хронической соматической патологии:

  • желчнокаменной болезни;
  • эндокринных расстройств с гиперпродукцией гормонов коры надпочечников, дефицитом тиреоидных либо половых гормонов, либо сахарного диабета;
  • почечной и печёночной недостаточности с расстройствами отдельных этапов синтеза «полезных» липопротеидов, происходящего в данных органах;
  • наследственно обусловленных дислипопротеинемий.

Состояние холестеринового обмена напрямую зависит от состояния микрофлоры кишечника, способствующей (либо препятствующей) всасыванию пищевых жиров, а также участвующей в синтезе, трансформации, либо разрушении стеролов экзогенного или эндогенного происхождения.

И наоборот, к снижению показателя «вредного» холестерина приводят:

  • занятия физкультурой, играми, танцами;
  • ведение здоровой жизни без курения и алкоголя;
  • правильная пища без избытка легкоусвояемых углеводов, с малым содержанием животных жиров насыщенного состава – но с достаточным содержанием клетчатки, жирных кислот полиненасыщенного состава, липотропных факторов (лецитина, метионина, холина), микроэлементов, витаминов.

Видео от эксперта:

Как происходит процесс в организме?

С потребляемой пищей в организм поступают лишь около 20% холестерина – остальные 80% он вырабатывает сам, помимо печени процесс синтеза производится гладким эндоплазматическим ретикулюмом клеток:

  • кишечника;
  • надпочечных желёз;
  • почек;
  • половых желёз.
Читайте также:  В рыбном бульоне холестерин

Помимо описанного выше классического механизма создания молекулы холестерола, возможно её построение и иным, не мевалонатным методом. Так, одним из вариантов является образование вещества из глюкозы (происходящее при посредстве других ферментов и при других условиях существования организма).

Источник

взаимосвязь, почему печень вырабатывает много плохого холестерина

Человеческий организм является совершенной системой, придуманной природой, в которой нет ничего лишнего. Все синтезируемые внутренними органами вещества выполняют свои специфические функции, а отработанные метаболиты выводятся по мере их образования. Человек – это система уравновешенная. Так почему печень вырабатывает много «плохого» холестерина? Или, может, не все так плохо?

Роль холестерина в организме

Холестерин является обязательным компонентом клеточных мембран. Последние, подобно сэндвич-панелям, состоят из внутреннего и наружного слоя из фосфо- и гликолипидов и плотной прослойки между ними. Холестерин как раз находится посередине, играя роль уплотнителя, стабилизатора упругости и своеобразного фильтра, предотвращающего свободное перемещение молекул из одной клетки в другую.

Так как все клетки организма обладают собственными цитоплазматическими мембранами, то холестерин присутствует во всех тканях. Он обеспечивает им форму и эластичность в широком интервале температур. Также необходим он для:

  • синтеза гормонов надпочечников, женских и мужских половых желез;
  • выработки желчных кислот, раскладывающих пищу на усваиваемые химические элементы;
  • превращения провитамина D в полноценный витамин;
  • оптимизации всасывания остальных жирорастворимых витаминов.

Он вырабатывается, в основном, в печени, хотя в процессе участвуют и другие ткани (эпителий почек, кишечника, кожных сальных желез). Кроме того, определенная его часть поступает извне с продуктами питания. Экзогенный холестерин из пищеварительного тракта также первым делом поступает в печень. Тут то и происходит его соединение с белками с образованием липопротеидов, которые затем током крови разносятся по месту требования и участвуют в разнообразных биохимических реакциях.

Роль холестерина для организма

Разница между липопротеидами заключается лишь в количественном соотношении холестерина с белками. Если протеина много, размеры липопротеидов достаточно крупные, а плотность высокая. Чем меньше белкового компонента, тем ниже плотность жиро-белкового комплекса и меньше его физические параметры. Но, какими бы они ни были, в конечном итоге липопротеиды распадаются, а продукты распада выводятся кишечником, в меньшей степени – почками и кожей.

При избыточном выбросе из печени в кровь липопротеидов, содержащих холестерин, и/или неполноценном выведении продуктов их распада развивается состояние гиперлипидемии. Она была бы не так опасна, если бы не поврежденные токсинами или перепадами артериального давления внутренние стенки сосудов. И с возрастом риск развития такого повреждения, а значит – сердечно-сосудистых заболеваний, значительно повышается. Это вызвано разными болезнями, вредными привычками, подверженностью стрессам.

Низкоплотные липопротеиды обладают оптимальными размерами, чтобы наглухо запломбировать образовавшиеся бреши, а значит, у них и в мыслях нет ничего «плохого». Впрочем, как и нет самоконтроля! Избыточный холестерин сначала «по-доброму» встраивается в мембраны клеток сосудистой выстилки. Но затем безудержно в них накапливается, разрушает их, и оказывается уже за пределами эндотелия – в толще артериальной стенки. Так образуются атеросклеротические бляшки, уменьшающие просвет сосудов и являющиеся основным субстратом атеросклероза.

Так как же взаимосвязаны между собой печень и холестерин? Почему возникают состояния гиперхолестеринемии? И, какая патология приводит к нарушению работы главного фильтра организма?

Синтез холестерина в печени

Холестерин, вырабатываемый в печени, и поступивший из верхнего отдела кишечника, внутри печеночных клеток связывается с белками. Процесс проходит 20 цепных реакций, вдаваться в подробности которых не имеет смысла. Главное уяснить, что при этом образуются липопротеиды очень низкой плотности (в них много холестерина и мало белка). Затем, тоже в печени, под воздействием специальных ферментов часть жирных кислот расщепляется, и соотношение в жиробелковом соединении несколько смещается в сторону белка: получаются липопротеиды низкой плотности.

Холестерин вырабатывает печень

Они поступают в кровь и транспортируются к периферическим тканям. Нуждающиеся клетки захватывают холестерин и пользуются им по назначению. Остатки истощенных липопротеидов уже с небольшим содержанием холестерина и высокой концентрацией белка удаляются из клеток назад в кровоток. Они носят название липопротеидов высокой плотности.

ЛПВП циркулируют в крови, и снова заносятся в печень. Одна их половина служит основой для синтеза желчных кислот, входящих в состав желчи. Она поступает в желчный пузырь и там депонируется. Во время приема пищи желчь выбрасывается в кишечник, и принимают участие в пищеварении. Неиспользованный холестерин «добивают» кишечные микроорганизмы, а образовавшиеся метаболиты выводятся с каловыми массами. Вторая половина запускается в новый круг липидного обмена.

Читайте также:  Какие лекарства пить высоком холестерине

Образуется холестерин в печени под контролем его же концентрации в крови: при гиперхолестеринемии синтез замедляется, при гипохолестеринемии – ускоряется. Здоровые гепатоциты способны поддерживать нормальный уровень холестерина длительное время, несмотря на атерогенный образ жизни (употребление большого количества животных жиров, курение, алкоголь, стрессы, гиподинамия, ожирение).

Но всему есть предел: обязательно наступит момент, когда печень уже не сможет адекватно регулировать холестеринемию. Такие нарушения обменных процессов в организме могут быть вызваны четырьмя основными причинами:

  • длительным и неконтролируемым поступлением холестерола извне;
  • отсутствием или недостаточным количеством клеточных рецепторов, захватывающих холестерол из крови;
  • повышенной выработкой собственного холестерола;
  • неэффективным его выведением.

Излишества в еде, патология органов, участвующих в процессе синтеза и метаболизма холестерола, неизбежно приведут к его дисбалансу, а затем и к обменным заболеваниям. В первую очередь – к изменению физико-химических свойств желчи, провоцирующих образование камней в желчном пузыре, и повышению уровня ЛПНП в крови, проявляющемуся атеросклеротическими депозитами в артериальных стенках. В конечном итоге все закончится развитием самостоятельной патологии: желчнокаменной болезни и атеросклероза.

Если останавливаться только на отдельно взятом печеночном синтезе липопротеидов, следует подробнее рассмотреть систему «печень и холестерин»: при какой патологии теряется слаженная взаимосвязь?

При каких заболеваниях печень вырабатывает много холестерина

Нормальный показатель общего холестерина колеблется в пределах от 3,6 до 5, 2 ммоль/л. Все, что находится за пределами верхней границы, называется гиперхолестеринемией. Риск развития обменных заболеваний повышается при гиперхолестеринемии за счет низкоплотных липопротеидов, которые в народе прозвали «плохим» холестерином.

Так при каких заболеваниях клеткам печени приходится вырабатывать много «плохого» холестерина?

  1. При повышении содержания липопротеидов в крови (наследственная, алиментарная гиперхолестеринемия, гипотиреоз, рак поджелудочной или предстательной железы, сахарный диабет, беременность, гиперплазия коры надпочечников, почечная недостаточность, прием некоторых лекарственных препаратов) печень синтезирует больше, чем положено холестеринсодержащих веществ, просто выполняя свою непосредственную функцию. Тут она ни в чем не виновата.
  2. Повышение содержания липопротеидов с низкой плотностью наблюдается при холестазе. ЛПНП начинают просачиваться через стенки растянутых желчных протоков после длительного накопления и суммируются к уже циркулирующим в крови. Такие состояния развиваются при желчнокаменной болезни, закупорке выводных желчных протоков объемными образованиями, сдавлении внутрипеченочных желчных ходов разрастающейся в печени инородной тканью.
  3. «Плохой» холестерин при циррозе повышается из-за гипертрофии клеток печени в начальных стадиях заболевания. В последующем они атрофируются и замещаются фиброзной тканью. Поэтому в конечных стадиях процесса «плохой» холестерин возвращается в норму, а затем его уровень и вовсе снижается. В исходе патологии общий холестерин может быть повышенным за счет высокоплотных липопротеидов, так как гепатоциты уже не способны их перерабатывать.
  4. Та же ситуация происходит при гепатите любой этиологии или алкогольном поражении печени, ведь печеночная недостаточность распространяется и на холестериновый синтез. Повышенный уровень общего холестерина связан с ростом количества липопротеидов высокой плотности, не расходуемых больной печенью.

Как проверить состояние печени

Редко кто «среди ясного неба» пойдет проверять состояние печени. Толчком к действию могут быть некоторые печеночные симптомы:

  • дискомфорт или тупая болезненность в правом подреберье;
  • увеличение печени, случайно обнаруженное при ультразвуковом обследовании внутрибрюшных органов или при самообследовании;
  • неприятный, чаще горький, привкус во рту;
  • необъяснимое похудение;
  • появление желтушного окрашивания склер или кожных покровов.

Для первого скрининга проводят биохимический анализ плазмы крови, который еще называется печеночными пробами. Он включает определение количества специфических ферментов, количества и качества желчного пигмента билирубина и общего количества белка и альбумина, производимого гепатоцитами. Для того, чтобы проверить какое количество холестерина синтезируется в печени, делают липидограмму. При необходимости могут направить на более специфические исследования функционального состояния органа. Результаты оцениваются в комплексе с оценкой УЗИ-картины печеночной ткани.

Как бы там ни было, нормальные показатели состояния печени не исключают развитие гиперхолестеринемии по другим причинам. Хотя этот жизненно важный орган так же нужно беречь, как и остальные.

Источник