Строение холестерина и его биологическое значение

Холестерин: биологическая роль, функции и особенности

Вот уже на протяжении долгого времени весь мир активно борется с холестерином, а точнее, с его повышенным содержанием в организме человека и последствиями этого. Ученые из разных стран выдвигают свои мнения и доказательства на этот счет, спорят о своей правоте и приводят аргументы. Чтобы разобраться в пользе и вреде этого вещества для жизнедеятельности человека, необходимо выяснить биологическую роль холестерина. Об особенностях, свойствах, причинах повышения холестерина, а также советах по контролю его содержания в крови вы узнаете из этой статьи.

Строение холестерина, его биологическая роль

В переводе с древнегреческого холестерин дословно означает «твердая желчь». Представляет собой органическое соединение, которое участвует в формировании клеток всех живых организмов, кроме растений, грибов и прокариотов (клеток, которые не имеют ядра).

Биологическую роль холестерина сложно переоценить. В организме человека он выполняет ряд значимых функций, нарушение которых приводит к патологическим изменениям здоровья.

• Участвует в строении мембран клеток, придавая им упругость и эластичность.
• Обеспечивает избирательную проницаемость тканей.
• Принимает участие в синтезе гормонов, таких как эстрогены и кортикоиды.
• Влияет на выработку витамина D и желчных кислот.

Особенность холестерина заключается в том, что он в чистом виде не растворим в воде. Поэтому для его транспортировки по кровеносной системе используются специальные «транспортные» соединения – липопротеиды.

Синтез и получение извне

Наряду с триглицеридами и фосфолипидами холестерин является одним из трех основных видов жира в организме. Он представляет собой природный липофильный спирт. Около 50% холестерина ежедневно синтезируется в печени человека, 30% его образования приходится на кишечник и почки, оставшиеся 20% поступают извне — с продуктами питания. Выработка этого вещества происходит в результате длительного сложного процесса, в котором можно выделить шесть этапов:

• Выработка мевалоната. В основе этой реакции лежит расщепление глюкозы до двух молекул, после чего они вступают в реакцию с веществом ацетоацетилтрансфераза. Результатом первого этапа является образование меволаната.
• Получение изопентенилдифосфата осуществляется путем присоединения трех остатков фосфата к результату предыдущей реакции. Затем происходит декарбоксилиризация и дегидрация.
• При соединении трех молекул изопентенилдифосфата образуется фарнезилдифосфат.
• После объединения двух остатков фарнезилдифосфата происходит синтез сквалена.
• В результате сложного процесса с участием линейного сквалена образуется ланостерол.
• На завершающем этапе происходит синтез холестерина.

Подтверждает важную биологическую роль холестерина биохимия. Этот процесс четко регулируется человеческим организмом, чтобы не допустить переизбыток или недостаток этого важного вещества. Ферментная система печени способна ускорять или замедлять реакции метаболизма липидов, которые лежат в основе синтеза жирных кислот, фосфолипидов, холестерина и др. Говоря о биологической роли, фунции и обмене холестерина стоит отметить, что около двадцати процентов его общего количества поступают в организм с пищей. В большом количестве он содержится в продуктах животного происхождения. Лидерами являются яичный желток, копченые колбасы, сливочное и топленое масло, гусиная печень, печеночный паштет, почки. Ограничив потребление этих продуктов, можно снизить количество холестерина, получаемого извне.

Химическая структура этого органического соединения в результате метаболизма не может быть расщеплена на СО2 и воду. В связи с этим большая часть холестерина выводится из организма в виде желчных кислот, остальная — с фекалиями и в неизменном виде.

«Хороший» и «плохой» холестерин

Это вещество имеется в большинстве тканей и клеток человеческого организма, что обусловлено биологической ролью холестерина. Он выступает модификатором бислоя клеток, придавая ему жесткость, чем стабилизирует текучесть плазматической мембраны. После синтеза в печени холестерин необходимо доставить в клетки всего организма. Его транспортировка происходит в составе хорошо растворимых комплексных соединений, называемых липопротеидами.

• Липопротеиды высокой плотности (высокомолекулярные).
• Липопротеиды низкой плотности (низкомолекулярные).
• Липопротеиды очень низкой плотности (очень низкомолекулярные).
• Хиломикроны.

Эти соединения отличатся склонностью выпадения холестерина в осадок. Была установлена зависимость между содержанием в крови липопротеидов и здоровьем человека. Люди, у которых имелось повышенное содержание ЛПНП, имели атеросклеротические изменения в сосудах. И наоборот, для тех, у кого в крови преобладали ЛПВП, был характерен здоровый организм. Все дело в том, что низкомолекулярные транспортеры склонны к выпадению осадка холестерина, который оседает на стенках сосудов. Поэтому его называют «плохим». С другой стороны, высокомолекулярные соединения, имея большую растворимость, не являются атерогенными, поэтому их называют «хорошими».

Содержание в крови. Показатели уровня нормы

Учитывая важную биологическую роль холестерина, его уровень в крови должен быть в пределах допустимых значений:

• у женщин эта норма варьируется от 1,92 до 4,51 ммоль/л.
• у мужчин – от 2,25 до 4,82 ммоль/л.

При этом уровень холестерина ЛПНП должен быть меньше 3-3,35 ммоль/л, ЛПВП – больше 1 ммоль/л, триглицеридов – 1 ммоль/л. Считается хорошим показателем, если количество липопротеидов высокой плотности составляет 20% от общего числа холестерина. Отклонения как в большую, так и в меньшую сторону говорят о нарушениях здоровья и требуют дополнительного обследования.

Причины увеличения уровня холестерина в крови

Повышение содержания «плохого» холестерина в крови называется гиперхолестеринемия. Она увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Говоря о причинах увеличения количества холестерина в крови, можно выделить несколько:

• генетические изменения наследственного характера;
• нарушение функций и активности печени – главного производителя липофильного спирта;
• гормональные изменения;
• частые стрессы;
• неправильное питание (употребление жирной пищи животного происхождения);
• нарушение метаболизма (патология органов пищеварения);
• курение;
• малоподвижный образ жизни.

Опасность избытка холестерина в организме

Гиперхолестеринемия способствует развитию атеросклероза (образование на стенках сосудов склеротических бляшек), ишемической болезни сердца, диабета, образованию камней в желчном пузыре. Таким образом, важная биологическая роль и опасность изменения уровня холестерина в крови отражаются в патологических изменениях здоровья человека.

Контроль

Чтобы избежать неприятных последствий повышения уровня «плохого» холестерина, необходимо предотвратить рост ЛПНП и ЛПОНП.

Сделать это может каждый, необходимо:

• снизить потребление транс-жиров;
• увеличить в рационе количество фруктов и овощей;
• повысить физическую активность;
• исключить курение;

При соблюдении этих правил риск повышения холестерина в крови снижается в несколько раз.

Пути снижения

Выводы об уровне холестерина в крови и необходимости его снижения делаются медицинскими специалистами на основании результатов анализов. Заниматься самолечением в этом случае может быть опасно.

При стабильно повышенном холестерине для его снижения применяются преимущественно консервативные методы:

• Применение медицинских препаратов (статинов).
• Соблюдение здорового образа жизни (правильное питание, диета, физическая активность, отказ от курения, качественный и регулярный отдых).

Стоит отметить в заключении: строение и биологическая роль холестерина, гиперхолестеринемия и ее последствия подтверждают важность для человека этого вещества и всех процессов, связанных с ним. Поэтому необходимо ответственно относиться к факторам, способным повлиять на качество и количества холестерина в организме.

источник

Биологическая роль холестерина

Кафедра медицинской химии

Строение и биологическая роль холестерина.
Гиперхолестеринемия и атеросклероз.

специальности «Медицинская биохимия», 1 группы

Бабаха Вероника Александровна

Научный руководитель:

канд. хим. наук, доцент, Терах Е.И.

Основные принципы лечения………………………………………………. 12

Холестерин – загадка современной науки. О нем написаны тонны научной литературы. Загадочности поубавилось, но проблемы, связанные с холестерином, остались.

В 1769 г. Пулетье де ла Саль получил из желчных камней плотное белое вещество, обладавшее свойствами жиров. В чистом виде холестерин был выделен химиком, членом национального Конвента и министром просвещения Антуаном Фуркруа в 1789 г. В 1815 г. Мишель Шеврёль, так же выделивший это соединение, назвал его холестерином. В 1859 г. Марселен Бертло доказал, что холестерин принадлежит к классу спиртов, после чего французы переименовали его в «холестерол». В ряде языков сохранилось старое название – холестерин[1].

Особое же внимание к холестерину было привлечено, когда обнаружилось, что большая часть населения в той или иной степени больна атеросклерозом (поражением сосудов в результате отложения в них холестерина).

Так для чего и зачем нужен холестерин и какова его биологическая роль? Этот вопрос интересует не только научных работников, но и тех, кому врачи посоветовали следить за его уровнем и беречь здоровье.

Строение холестерина

Холестерин (холестерол)– органическое соединение, жирорастворимый спирт, относящийся к классу стероидов. Молекулярная формула С27Н46О.

Углеродный скелет холестерина состоит их четырех колец: три кольца содержат по 6 атомов углерода и одно пять. От него отходит длинная боковая цепь. Нерастворим в воде, но может образовывать с ней коллоидные растворы, растворим в жирах и органических растворителях.

В чистом виде представляет собой мягкое белое вещество (жирные на ощупь жемчужные кристаллы в виде игл) без запаха и вкуса[2].

Это соединение обнаруживается в организме, как в виде свободного стерина, так и в форме сложного эфира с одной из длинноцепочечных жирных кислот. Свободный холестерин – компонент всех клеточных мембран и та основная форма, в которой холестерин присутствует в большинстве тканей. Исключение представляют кора надпочечников, плазма и атероматозные бляшки, где преобладают эфиры холестерина – холестериды.

Свободный холестерин – компонент всех клеточных мембран и та основная форма, в которой холестерин присутствует в большинстве тканей. Исключение представляют кора надпочечников, плазма и атероматозные бляшки, где преобладают эфиры холестерина.

Холестерин не растворим в воде, поэтому в организме его нельзя встретить в одиночестве, он передвигается с помощью различных белков. Комплексы, получающиеся в результате такого соединения, называются липопротеинами. Они имеют сферическую форму – внутри находится холестериновый эфир и триглицериды, а оболочка состоит из белка[3].

Биологическая роль холестерина

Около 80% холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), 20% поступает с пищей. В организме человека холестерин бывает в свободной форме- 80%, в связанной форме- 20%.

Холестерин необходим для выработки витамина D, который участвует в регуляции обмена кальция и фосфора в организме. Используется надпочечниками для синтеза адренокортикотропных гормонов, яичниками для образования эстрогенов и прогестерона (женские половые гормоны), семенниками для синтеза тестостерона (мужские половые гормоны). Играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от раковых заболеваний.

Холестерин используется для синтеза холевой кислоты в печени даже в большем количестве, чем для образования клеточных мембран. Более 80% холестерина превращается в холевую кислоту. Ее синтез наряду с использованием некоторых других веществ, приводит к образованию солей желчных кислот, которые обеспечивают переваривание и всасывание жиров.

Так же холестерин служит строительным материалом для клеточных оболочек, делая их прочными и эластичными[4].

Гиперхолестеринемия

Гиперхолестеринемия– повышение уровня холестерина в крови. Является основным фактором риска развития атеросклероза. Так же может стать причиной таких заболеваний как ишемическая болезнь сердца, диабет, желчнокаменная болезнь, ожирение.

Распространенность в различных странах: Япония – 7%, Италия – 13%, Греция – 14%, США – 39%, Украина – 25%.

Выделяют первичную и вторичную формы гиперхолестеринемии.

Причиной возникновения первичной гиперхолестеринемии(не является следствием каких-либо заболеваний) получение по наследству от одного или обоих родителей аномального гена, который отвечает за синтез холестерина. Вторичные(развивается вследствие некоторых заболеваний) гиперхолестеринемии вызывают такие состояния как гипотиреоз (снижение функции щитовидной железы), сахарный диабет, обструктивные заболевания печени (заболевания, при которых нарушается отток из печени желчи), например, желчнокаменная болезнь (образование камней в желчном пузыре).

В развитии и прогрессировании гиперхолестеринемии являются те же факторы, что и при атеросклерозе, такие как малоподвижный образ жизни( гиподинамия), злоупотребление жирной, богатой холестерином пищей, злоупотребление алкоголем, курение.

В группу риска по гиперхолестеринемии входят лица мужского пола, мужчины старше 45 лет; люди, страдающие ожирением[5].

Гиперхолестеринемия чаще выявляется случайно, при лабораторных методах обследования, таких как биохимический анализ крови. В норме показатель холестерина в крови у женщин 1,92-4,51 ммоль/л; у мужчин 2,25-4,82 ммоль/л. Согласно официальным рекомендация Всемирной Организации Здравоохранения «нормальные» значения жировых фракций в крови должный быть таковы:

1. Общий холестерин- меньше 5,2 ммоль/л

2. Холестерин липопротеинов низкой плотности- меньше 3-3,5 ммоль/л

3. Холестерин липопротеинов высокой плотности- больше 1,0 ммоль/л

4. Триглицериды – 2,0 ммоль/л [6].

Внешние проявления гиперхолестеринемии являются ксантомы- плотные узелки, содержащие холестерин , над сухожилиями пациента, например, на кисти; ксантелазмы – отложение холестерина под кожей век в виде плоских узелков желтого цвета или не отличающихся по цвету от других участков кожи;липоидная дуга роговицы – белый либо серовато-белый ободок отложившегося холестерина по краям роговицы глаза. Появление липоидной дуги роговицы в возрасте до 50 лет свидетельствует о наличии наследственной гиперхолестеринемии[5].

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9784 —

| 7480 — или читать все.

источник

136. Строение холестерина и его биологическое значение. Представление о биосинтезе холестерина.

Холестерол транспортируется кровью только в составе ЛП. ЛП обеспечивают поступление в ткани экзогенного холестерола, определяют потоки холестерола между органами и выведение избытка холестерола из организма.

Синтез в основном идет в печени, тонкой кишке. Исх.субстрат-ацетил-КоА, исп.NADPH. Реакции идут в цитозоле и в ЭП ретикулуме. Синтез идет в 3 этапа: 1этап-р-ция от ацетил-КоА до мевалоновой к-ты, регулируется ГМГ-редуктазой. 2этап-образование сквалена их 6молекул мевалоната. Образуются изопентилпирофосфаты, конденсация которых приводит в формированию 30-углеродного соединения-сквалена. 3этап – сквален превращается в холестерин.

137. Химическое строение холестерина и его медико-биологическое значение. Роль холестерина и его эфиров в построении биологических мембран. (см.136. Регуляция синтеза и активности ГМГ-редуктазы.

Регуляторной реакцией явл. превращение ГМГ-КоА в мевалонат, катализ. ГМГ-КоА-редуктазой, которая регулируется изм.кол-ва фермента, под действием инсулина ГМГ-редуктаза десфосфорилируется и активируется, под действием глюкагона происх.фосфорилирование и торможение синтеза холестерина. Экзогенный холестерол, поступающий в клетки печени, может ингибировать синтез эндогенного холестерола, замедляя скорость синтеза ГМГ-КоА-редуктазы.

138. Представление о биологическом значении и метаболизме холестерина.

139. Холестерин как предшественник других стероидов(см.выше). Биохимические основы развития атеросклероза.

Поступление холестерола с пищей не должно превышать 300 мг/сут. Атеросклероз возникает при повышении уровень холестерина в крови (>6 ммольл ). Кол-во лонп не должно превышать 3,0 ммоль/л и должно составлять не более 75% от общего уровня липопротеидов. А доля липопротеидов высокой плотности должна составлять примерно 25% от общего холестерина и быть > 1,0 -1,2 ммоль/л.

Факторы риска: курение (наиболее опасный фактор),гиперлипопротеинемия (общий холестерин > 5 ммоль/л, ЛПНП > 3 ммоль/л, ЛП(a) > 50 мг/дл),артериальная гипертензия, сахарный диабет, ожирение, малоподвижный образ жизни, эмоциональное перенапряжение

140. Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника. Образование хиломикронов и транспорт жиров. Роль аполипопротеинов в составе хиломикронов. Липопротеинлипаза.

Аполипопротеины – белки. Интегральные-структурные компоненты(белок В-48-необх.для формирования структуры ХМ). переферические – в плазме могут передаваться от одного типа ЛП к другим, определяя их дальнейшие превращения.

141. Краткая характеристика липопротеидов крови. Роль апопротеинов в функционировании липопротеидов. Диагностическое значение определения липопротеинов в клинике.

По содержанию холестерина в ЛП различной плотности оценивают риск развития атеросклероза.

142. Хиломикроны, их физико-химическая характеристика и физиологическое значение.

Хм формир. В кишечнике из ресинтезированных жиров,в составе — 85% ТАГ, ф-ция – транспорт экзогенных ТАГ из кишечника в ткани.

143. Образование кетоновых тел и основные причины усиления кетогенеза. При длительном головании, когда печень выраб.ок.50%жир.к-т в др.источники обр.кетоновые тела- b-гидроксибутират, ацетоацетат, ацетон. В норме их число 1-3мг/дл. Их кл-во так же увелич. При длит.физ.нагрузке, употреблении пищи, богатой жирами, но с низким содерж.углеводов, сахарном диабете. Кет.тела-водорастворимы и могут проходить ч/з гематоэнцефалический барьер и служат ист.энергии для нервной ткани. При избытке кетоновых тел в крови развивается метаболический ацидоз.

Синтез их идет в митох.печени и немного в корковом слое почек.

источник