Процесс синтеза холестерина осуществляется с участием

Биосинтез холестерина

Биосинтез холестерина — образование в живом организме органического спирта холестерина стероидной природы. Синтез холестерина происходит в клетках печени (50 %), кишечнике и коже. В клетке он идёт в гладком эндоплазматическом ретикулуме и цитозоле. Биосинтез холестерина служит основой синтеза других стероидных соединений. Начальные этапы синтеза являются общими с этапами синтеза других изопреноидов.

Нумерация атомов в молекуле холестерина

В 1940-е годы Блох с сотр. установил, что все атомы углерода холестерина происходят из ацетата, причём оба атома включаются в одинаковых количествах. В настоящее время установлена следующая цепь биосинтеза холестерина, включающая в себя несколько ступеней. (Образование промежуточных соединений этого пути может происходить и другими способами).

  • Превращение трёх молекул активного ацетата в пятиуглеродный мевалонат.
  • Превращение мевалоната в активный изопреноид — изопентенилпирофосфат.
  • Образование тридцатиуглеродного изопреноида сквалена из шести молекул изопентенилдифосфата.
  • Циклизация сквалена в ланостерин.
  • Последующее превращение ланостерина в холестерин.

Синтез мевалоната[править | править код]

Синтез мевалоната протекает в три этапа.

  1. Образование ацетоацетил-КоА из двух молекул ацетил-КоА с помощью тиолазного фермента ацетоацетилтрансферазы. Реакция обратима. Происходит в цитозоле.
  2. Образование β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА из ацетоацетил-коА с третьей молекулой ацетил-КоА с помощью гидроксиметилглутарил-КоА-синтазы (ГМГ-КоА-синтазы). Реакция также обратима. Происходит в цитозоле.
  3. Образование мевалоната восстановлением ГМГ и отщеплением HS-KoA с помощью НАДФ-зависимой гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы (ГМГ-КоА-редуктаза). Происходит в гЭПР. Это первая практически необратимая реакция в цепи биосинтеза холестерина, а также она лимитирует скорость биосинтеза холестерина. Отмечены суточные колебания синтеза этого фермента. Активность его увеличивается при введении инсулина и тиреоидных гормонов, снижается при голодании, введении глюкагона, глюкокортикоидов.

Схема этапа:

Существуют и другие пути синтеза мевалоната.

Синтез изопентенилпирофосфата[править | править код]

1, 2. Вначале мевалоновая кислота дважды фосфорилируется с помощью АТФ: до 5-фосфомевалоната, а затем до 5-пирофосфомевалоната. 3. 5-пирофосфомевалонат фосфорилируется по 3 атому углерода, образуя нестабильный промежуточный продукт — 3-фосфо-5-пирофосфомевалонат. 4. Последний декарбоксилируется и дефосфорилируется, образуется изопентенилпирофосфат.

Синтез сквалена[править | править код]

  1. Изопентенилпирофосфат изомеризуется в диметилаллилпирофосфат.
  2. Конденсация изопентенилпирофосфата (С5) с диметилаллилпирофосфатом (С5) и образование геранилпирофосфата (С10). При этом высвобождается молекула пирофосфата.
  3. Конденсация изопентенилпирофосфата (С5) с геранилпирофосфатом (С10). Образуется фарнезилпирофосфат (С15) и высвобождается ещё одна молекула пирофосфата.
  4. Конденсация двух молекул фарнезилпирофосфата (С15) «голова-к-голове» и образование сквалена (С30). Реакция проходит с затратой НАДФН, и высвобождаются две молекулы пирофосфата. Молекулы фарнезилпирофосфата конденсируются концами, несущими пирофосфатные группы. Сначала отщепляется одна пирофосфатная группа и образуется промежуточный прескваленпирофосфат. Он, в свою очередь, восстанавливается с помощью НАДФН. Второй пирофосфат уходит. Образуется сквален.

Начиная со сквалена, продукты пути биосинтеза холестерина нерастворимы в водной среде и участвуют в дальнейших реакциях, будучи связанными со стеринпереносящими белками (СПБ).

Синтез ланостерина[править | править код]

1. Под действием скваленэпоксидазы образуется эпоксид сквалена. 2. Затем эпоксид сквалена циклизуется в ланостерин. При этом метильная группа у С14 переносится на С13, а метильная группа у С8 — на С14.

Синтез холестерина[править | править код]

Ланостерин превращается в мембранах гладкого эндоплазматического ретикулума в холестерин.

  1. Метильная группа при С14 окисляется, и образуется 14-десметилланостерин.

2. Затем удаляются ещё два метила при С4, и образуется зимостерол. 3. Далее двойная связь C8=С9 перемещается в положение С8=С7 и образуется Δ7,24-холестадиенол. 4. Двойная связь далее перемещается в положение С5=С6,образуется десмостерол. 5. После чего в боковой цепи восстанавливается двойная связь, и образуется холестерин.

(Восстановление двойной связи в боковой цепи может, однако, происходить и на предшествующих стадиях биосинтеза холестерола.)

Другие пути синтеза[править | править код]

У некоторых организмов при синтезе стероидов могут встречаться другие варианты реакций (например, немевалонатный путь образования пятиуглеродных молекул).

Читайте также:  Сколько нужно не есть чтобы сдать кровь на холестерин

Литература[править | править код]

  • [www.xumuk.ru/biologhim/169.html Химическая энциклопедия сайта www.humuk.ru. Скан учебника «Биологическая химия», Берёзов Т. Т., Коровкин Б. Ф.]
  • Кольман Я., Рём К.-Г., «Наглядная биохимия», пер. с нем., М., «Мир», 2009.
  • Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В., «Биохимия человека». М., «Мир», 1993.

Промежуточные продукты метаболизма холестерина и стероидов

Мевалонатный путь
в HMG-KoA
  • Ацетил-KoA
  • Ацетоацетил-KoA
  • HMG-KoA
Кетоновые тела
  • Ацетон
  • Ацетоуксусная кислота
  • β-гидроксимасляная кислота
в DMAPP
  • Мевалоновая кислота
  • Фосфомевалоновая кислота
  • 5-Дифосфомевалоновая кислота
  • Изопентенилпирофосфат
  • Диметилаллилпирофосфат
Геранил-
  • Геранилпирофосфат
  • Геранилгеранилпирофосфат
Каротиноиды
  • Префитоендифосфат
  • Фитоен
Не-мевалонатный путь
  • DOXP
  • MEP
  • CDP-ME
  • CDP-MEP
  • MEcPP
  • HMB-PP
  • IPP
  • DMAPP
В холестерин
  • Фарнезилпирофосфат
  • Сквален
  • 2,3-Оксидосквален
  • Ланостерол
  • Ланостерол
  • Латостерол
  • 7-Дегидрохолестерол
  • Холестерин
  • Ланостерол
  • Зимостерол
  • 7-Дегидродесмостерол
  • Десмостерол
  • Холестерин
Витамин D

С-27: Холестаны

  • Витамин D2 эргокальциферол
  • Витамин D3 холекальциферол
  • Витамин D4 2,2-дигидроэргокальциферол
  • Витамин D5 ситокальциферол
  • Витамин D6 сигма-кальциферол
Жёлчные кислоты

С-24: Холаны

  • Холевая кислота
  • Хенодезоксихолевая кислота
  • Дезоксихолевая кислота
  • Литохолевая кислота
  • Гликохолевая кислота
  • Гликохенодезоксихолевая кислота
  • Таурохолевая кислота
  • Таурохенодезоксихолевая кислота
Стероидные гормоны
Кортикостероиды
Минералокортикоиды

C-21: Прегнаны

  • I-1. 11-Деоксикортикостерон → Кортикостерон → 5α-ДигидрокортикостеронН → 3α,5α-ТетрагидрокортикостеронН
  • I-2. Альдостерон → 5α-ДигидроальдостеронН → 3α,5α-ТетрагидроальдостеронН
  • I-3. 5α-ДигидродеоксикортикостеронН → 3α,5α-ТетрагидродеоксикортикостеронН
Глюкокортикоиды

C-21: Прегнаны

  • II-1. 11-Деоксикортизол → Кортизол → 5α-ДигидрокортизолН → 3α,5α-ТетрагидрокортизолН
  • II-2. Кортизон → 5α-ДигидрокортизонН → 3α,5α-ТетрагидрокортизонН
  • II-3. 5α-ДигидродеоксикортизолН → 3α,5α-ТетрагидродеоксикортизолН
Гонадостероиды
Прогестогены

C-21: Прегнаны

  • I. Прегненолон → Прогестерон → АллопрегнандионН → АллопрегнанолонН
  • II. 17α-Гидроксипрегненолон → 17α-Гидроксипрогестерон → 17α-ГидроксиаллопрегнандионН → 17α-ГидроксиаллопрегнанолонН
Андрогены

C-19: Андростаны

  • I. Дегидроэпиандростерон → Андростендион → 5α-АндростандионН → АндростеронН
  • II. Андростендиол → Тестостерон → 5α-ДигидротестостеронН → 3α-АндростандиолН
Эстрогены

C-18: Эстраны

  • I. 2-Гидроксиэстрон ← Эстрон → 16α-Гидроксиэстрон → 15α,16α-Гидроксиэстрон
  • II. 2-Гидроксиэстрадиол ← Эстрадиол → Эстриол → Эстетрол
Не у человека
Фитостеролы
  • Стигмастерол
  • Брассикастерол
Эргостеролы
  • Эргостерол
  • Эргокальциферол
Экдизоны
  • α-экдизон
  • β-экдизон

Примечания Н — нейростероидные гормоны см. также ферменты, заболевания

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.

Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).

Список проблемных ссылок

  • www.xumuk.ru/biologhim/169.html

Источник

Как происходит синтез холестерина в организме?

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 холестерина к 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.

Реакции синтеза мевалоновой кислоты Схема реакций синтеза 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-редуктазы к 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 Д к 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 ожирение к 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

Детский рахит Подавление защитных сил организма Появление изнурительных болей в сердце Снижение веса Ранее старение 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.

Загрузка…

Источник

Читайте также:  Может эффективно снизить уровень холестерина