Транспорт холестерина в организме

Четкая последовательность метаболических процессов в организме крайне важна для адекватного его функционирования. Транспорт холестерина производится в первую очередь с помощью липопротеинов высокой, низкой и очень низкой плотности. Некоторые источники именуют их хиломикронами. Все основные метаболические процессы происходят на мембранах эндоплазматической сети печеночных клеток, а также в митохондриях надпочечниковых желез и в клетках гонад.

Где синтезируется холестерин?

Синтез холестерина происходит в первую очередь в печени. Также его молекулы синтезируются в других органах желудочно-кишечного тракта, мужских и женских половых органах, надпочечниках. Но большее количество холестериновых молекул поступает в организм извне, в составе животной пищи. Транспорт холестерола из места его образования происходит в комплексе с липидными молекулами низкой и очень низкой плотности.

Вернуться к оглавлению

Механизм синтеза

Основные этапы биосинтеза холестерола следующие:

• Молекула стирола присоединяет к себе гидроксильные группы. Это становится возможным благодаря реакции модификации в боковой цепи.
• Происходит окисное гидроксилирование стероидов. Эти процессы катализируются энзимами монооксигеназами.
• Включение в биосинтез цитохрома p450.
• Поступление холестериновых молекул в составе желчных кислот, стероидных гормонов или холекальциферола в циркулирующее русло жидких биологических сред.

Вернуться к оглавлению

Транспортировка холестерина

Излишки холестерола, которые попадают в организм с пищей, транспортируются в жировые ткани.

Экспорт синтезированного в печени холестерола производится только в составе межмолекулярных комплексов. Транспорт холестерина в крови осуществляется липопротеинами высокой, низкой и очень низкой плотности. Эти вещества играют главенствующую роль в развитии атеросклеротических процессов в сосудистом русле. Транспортная форма холестерола является его излишком, который поступил в организм с пищей или образовался под воздействием ферментов микроорганизмов. Липопротеины захватывают его и транспортируют в жировую ткань, где липидная часть комплекса отсоединяется, а сам холестерин переходит в гепатоциты. Далее транспортировка холестерола выполняется в кишечнике, откуда он с фекалиями выводится в форме копростанола.

Вернуться к оглавлению

Как происходит регулировка уровня вещества?

Концентрацию холестериновых молекул обязательно необходимо лимитировать. Это происходит на этапах биосинтеза. Распад холестерина производится с образованием мевалоната из бета-гамма-аминомасляной кислоты. В основе этого механизма лежит принцип негативной обратной связи. Если концентрация молекул холестерола превышает граничные значения, включается его катаболизм. Ингибитором фермента, который лизирует холестериновые молекулы, может выступать как сам холестерол, так и липопротеиды низкой плотности.

Употребление в пищу большого количества холестеринсодержащих продуктов угнетает его синтез в печени. А вот безхолестериновая диета, наоборот, активирует эндогенный синтез холестероловых молекул в гепатоцитах и других органах или тканях.

Вернуться к оглавлению

Выведение холестерина

Переносимый молекулами липопротеидов низкой и очень низкой плотности, холестерол длительно циркулирует в кровеносном русле, последовательно переходя из печени в нуждающиеся ткани. После потребления незатребованные молекулы распадаются до эфиров холестерина. Из организма они выводятся преимущественно с калом, в форме копростанола. Именно их называют желчными кислотами, которые придают каловым массам характерную коричневую окраску. При заболеваниях печени, особенно при обтурации желчевыводящих путей конкрементами, фекалии обесцвечиваются, приобретая песочный оттенок. Это обусловлено тем, что в них снижается концентрация желчных кислот вместе с холестеролом.

В сутки в организме синтезируется около 1 г холестерина  (рис.10). Основ­ное место синтеза – печень (до 80%), меньше синтезируется в кишечнике, коже и других тканях. С пищей поступает около 0,4 г холестерина, его источником является только пища животного происхождения. Холестерин необходим для построения всех мембран, в печени из него синтезируются желчные кислоты, в эндокринных железах – стероидные гормоны, в коже – витамин Д.

Рис.10 Холестерин

Сложный путь синтеза холестерина можно поделить на 3 этапа (рис.11). Первый этап заканчивается об­разованием мевалоновой кислоты. Источником для синтеза холестерина служит ацетил-КоА. Сна­чала из 3 молекул ацетил-КоА образуется ГМГ-КоА – общий предшественник в синтезе холесте­рина и кетоновых тел (однако реакции синтеза кетоновых тел происходят в митохондриях  печени, а реакции синтеза холестерина – в цитозоле клеток). Затем ГМГ-КоА под действием ГМГ-КоА-редуктазы восстанавливается до мевалоновой кислоты с использованием 2 молекул НАДФН. Эта реакция является регуляторной в синтезе холестерина. Синтез холестерина тормозит сам холестерин, желчные кислоты и гормон голода глюкагон. Усиливается синтез холестерина при стрессе катехоламинами.

На втором этапе синтеза из 6 молекул мевалоновой кислоты образуется углеводород сквален, имеющий линейную структуру и состоящий из 30 атомов углерода.

На третьем этапе синтеза происходит циклизация углеводородной цепи и отщепление 3 атомов углерода, поэтому холестерин содержит 27 углеродных атомов. Холестерин является гидрофобной молекулой, поэтому транспортируется кровью только в составе разных липопротеинов.

Рис. 11 Синтез холестерина

Липопротеины – липид-белковые комплексы, предназначенные для транспорта нерастворимых в водных средах липидов по крови (рис.12). Снаружи липопротеины (ЛП) имеют гидрофильную оболочку, которая состоит из молекул белков и гидрофильных групп фосфолипидов. Внутри ЛП находятся гидрофобные части фосфолипидов, нерастворимые молекулы холестерина, его эфиров, молекулы жиров. ЛП делятся (по плотности и подвижности в электрическом поле) на 4 класса. Плотность ЛП определяется соотношением белков и липидов. Чем больше белка, тем больше плотность и тем меньше размер.

Рис.12. Строение липопротеидов

· 1 класс – хиломикроны (ХМ). Содержат 2% белка и 98% липидов, среди липидов преобладают экзогенные жиры, переносят экзогенные жиры от кишечника к органам и тканям, синтезируются в кишечнике, в крови присутствуют непостоянно – только после переваривания и всасывания жирной пищи.

· 2 класс – ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП) или пре-b-ЛП. Белка в них 10%, липидов – 90%, среди липидов преобладают эндогенные жиры, транспортируют эндогенные жиры из печени в жировую ткань. Основное место синтеза – печень, небольшой вклад вносит тонкий кишечник.

· 3 класс – ЛП низкой плотности (ЛПНП) или b-ЛП. Белка в них 22% , липидов – 78%, среди липидов преобладает холестерин. Нагружают клетки холестерином, поэтому их на­зывают атерогенными, т.е. способствующими развитию атеросклероза (АС). Образуются непосредственно в плазме крови из ЛПОНП под действием фермента ЛП-липазы.

· 4 класс ЛП высокой плотности (ЛПВП) или a-ЛП. Белка и липидов содержат по 50%, среди липидов преобладают фосфолипиды и холестерин. Разгружают клетки от избытка холестерина, поэтому являются антиатерогенными, т.е. препятствующими развитию АС. Основное место их синтеза – печень, небольшой вклад вносит тонкий кишечник.

Транспорт холестерина липопротеинами.

Печень является основнымместом синтеза холестерина. Холестерин, синтезированный в печени, упаковывается в ЛПОНП и в их составе секрети­руется в кровь. В крови на них действует ЛП-липаза, под влиянием которой ЛПОНП переходят в ЛПНП. Таким образом, ЛПНП становятся основной транспортной формой холестерина, в которой он доставляется к тканям. ЛПНП могут попадать в клетки двумя путями: рецепторным и нерецепторным захватом. Большинство клеток на своей поверхности имеют рецепторы к ЛПНП. Образовавшийся комплекс рецептор-ЛПНП эндоцитозом попадает внутрь клетки, где распадается на рецептор и ЛПНП. Из ЛПНП при участии лизосомальных ферментов освобождается холестерин. Этот холестерин используется для обновления мембран, тормозит синтез холестерина данной клеткой, а также, если количество холестерина, поступающего в клетку, превышает ее потребность, то подавляется и синтез рецепторов к ЛПНП.

Это уменьшает поток холестерина из крови в клетки, таким образом, клетки, для которых характерен рецепторный захват ЛПНП, имеют механизм, который ограждает их от избытка холестерина. Для гладкомышечных клеток сосудов и макрофагов характерен нерецепторный захват ЛПНП из крови. В эти клетки ЛПНП, а значит, и холестерин попадают диффузно, то есть, чем их больше в крови, тем больше их попадает в эти клетки. Эти разновидности клеток не имеют механизма, который ограждал бы их от избытка холестерина. В «обратном транспорте холестерина» от клеток участвуют ЛПВП. Они забирают избыток холестерина из клеток и возвращают его обратно в печень. Холестерин выводится с калом в виде желчных кислот, часть холестерина в составе желчи попадает в кишечник и также выводится с калом.

Это органическое жироподобное вещество выполняет множество важных функций. Без него невозможен синтез гормонов, усвоение большинства витаминов, образование желчных кислот, кроветворение. Большая часть холестерина вырабатывается внутри организма, около 20% поступает извне, с пищей. Повышение уровня этого соединения чревато развитием атеросклероза и других болезней. Излишки холестерина заполняют просвет сосудов, оседают в желчном пузыре в виде камней.

Содержание:

• Что такое хороший и плохой холестерин

• Измерение уровня холестерина: общие нормы

• Изменение норма холестерина по возрасту у женщин

• Изменение уровня холестерина по годам у мужчин

• Способы поддержания нормального уровня холестерина

Что такое хороший и плохой холестерин

В тканях и крови холестерин образует особые комплексы с группами белков-липопротеидов. Они обеспечивают его стабильно взвешенное состояние. Одни из них имеют высокую плотность, другие — низкую. Эти свойства липопротеидов определяют типы холестерина:

• «хороший»: ЛПВС, защищает клетки от повреждений, обеспечивает нормальную текучесть крови, эластичность сосудов;

• «плохой»: ЛПНП, склонен к выпадению в осадок, формирует атеросклеротические бляшки.

Именно низкоплотный холестерин имеют в виду, когда говорят о его вреде для здоровья. Это справедливо, так как его излишек прямо связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, нарушением кровообращения и риском инсультов. ЛПНП способствует накоплению триглицеридов — простых жирных кислот, перегружает печень, способствует развитию желчекаменной болезни. Холестерин высокой плотности тормозит эти патологические процессы, частично нейтрализует действие «плохого».

Измерение уровня холестерина: общие нормы

Для определения уровня холестерина в крови применяют специальную единицу: миллимоль (ммоль). Подсчитывают количество ммоль на 1 л биологической жидкости. Значение имеет общее содержание холестерина, а также концентрация ЛПВС и ЛПНП по отдельности. Важен также уровень триглицеридов в крови, по которому судят о риске атеросклеротических изменений в организме, нарушениях жирового обмена и работы печени.

• Нормальный показатель общего холестерина: 3–7,8 ммоль/л. В течение жизни он колеблется в зависимости от возраста и гормонального статуса. Это средняя норма в течение жизни, одинаковая для мужчин и женщин.

• Холестерин низкой плотности — «плохой» ЛПНП в идеале должен варьироваться в пределах 1,8–2,8 ммоль/л. Верхняя граница для женщин — до 4,5 ммоль/л. Для мужчин — до 4,8 ммоль/л. Предельный его уровень: 5,7 ммоль/л.

• Уровень высокоплотный «хороший» ЛПВС в норме вдвое ниже «плохого»: 0,8–2,4 ммоль/л для женщин и 0,7–1,7 ммоль/л — для мужчин.

Чем выше показатель холестерина низкой плотности, тем критичнее состояние здоровья. Особенно, если уровень хорошего высокоплотного соединения не дотягивает до нормы:

• опасно регулярное повышение содержания ЛПНП до 4 и более ммоль/л;

• постоянное снижение ЛПВС до 0,7 ммоль/л также сигнализирует о нарушениях в организме.

Триглицериды измеряются так же, как остальные показатели холестерина. Их норма в крови на протяжении жизни: до 2,2 ммоль/л. Она одинакова у мужской и женской половин человечества.

Признаки нарушений:

• повышенный уровень триглицеридов: 2,3–5,6 ммоль/л;

• опасно высокий, сигнализирующий о заболевании: 5,7 ммоль/л и больше.

Риск развития атеросклероза реален в любом возрасте, но молодые люди больше защищены от него благодаря высокой скорости метаболизма. У них холестерин быстро расходуется на гормоны и другие физиологические процессы. Женщин от отложений жировых бляшек в сосудах защищают эстрогены. Однако при малоподвижном образе жизни, любви к вредным продуктам или наличии системных заболеваний холестерин повышается и у молодежи. С годами уровень его растет ещ е быстрее.

Изменение норм холестерина по возрасту у женщин

Различия в обмене веществ и функционировании систем организма на каждом этапе жизни влияют и на уровень холестерина. С годами из-за замедления метаболизма он неизбежно повышается. Меняющиеся средние показатели общего холестерина для женщин:

• до 5 лет: от 2,90 до 5,18 ммоль/л;

• 5-10 лет: от 2,26 до 5,30 ммоль/л;

• 10-15 лет: от 3,21 до 5,20 ммоль/л;

• 15-25 лет: от 3,10-5,5 ммоль/л; 

• 25-35 лет: от 3,37 до 5,96 ммоль/л;

• 35-40 лет: от 3,63 до 6,27 ммоль/л;

• 40-50 лет: от 3,81 до 6,53 ммоль/л;

• 50-60 лет: от 4,45 до 7,77 ммоль/л;

• 60-70 лет: от 4,45 до 7,69 ммоль/л;

• 70 и более лет: от 4,48 от 7,25 ммоль/л.

Значительное повышение верхней границы показателей у женщин старше 60 лет объясняется угасанием работы яичников. В этот период возрастает риск ожирения, развития диабета второго типа, сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороза.

Изменение уровня холестерина по годам у мужчин

Мужчины от природы защищены от атеросклероза меньше женщин. У них нет высокого уровня эстрогенов в организме, зато выше тяга к вредным привычкам, увеличивающим риск опасных заболеваний. 

Нормы общего холестерина у мужчин:

• до 5 лет: от 2,95-5,25 ммоль/л;

• 5-10 лет: от 3,13 до 5,25 ммоль/л;

• 10-15 лет: от 3,08 до 5,23 ммоль/л;

• 15-25 лет: от 2,93 до 5,59 ммоль/л;

• 25-35 лет: от 3,44-6,58 ммоль/л;

• 35-40 лет: от 3,78-6,99 ммоль/л;

• 40-50 лет: от 3,91 до 7,15 ммоль/л;

• 50-60 лет: от 4,09 до 7,17 ммоль/л;

• 60-70 лет: от 4,12 до 7,15 ммоль/л

• 70 лет и более: от 3,73 до 7,86 ммоль/л.

Чем ближе уровень холестерина к нижней границе нормы, тем безопаснее он для сосудов и сердца. Регулярные отметки, превышающие 5–6 ммоль/л, сигнализируют о необходимости профилактики атеросклероза. Особенно важно контролировать показатели мужчинам старше 50 лет. С этого возраста их рост ускоряется.

Способы поддержания нормального уровня холестерина

Высокие показатели фиксируются в биохимическом анализе крови. Если цифры регулярно превышают норму, важно пройти медицинское обследование щитовидной, поджелудочной железы, печени, сдать тест на гормональный профиль. Для нормализации жирового обмена назначают курсы противолипидных препаратов.

Лечебная диета с низким содержанием мясных и молочных продуктов также способствует снижению общего холестерина. В пищу полезно включать морскую рыбу, содержащую комплекс Омега-3, оливковое, льняное, подсолнечное масла, свежие овощи, зелень.