Kolesterolin biosynteesi

Kolesterolin biosynteesi mahdollistaa kehon solujen syntetisoida kolesterolia yksinkertaisista raaka-aineista 18 vaiheessa. Tämä biosynteesi tapahtuu pääasiassa maksassa ja suolen seinämissä. Perinnölliset aineenvaihduntataudit, kuten Tangerin tauti, voivat häiritä kolesterolin biosynteesiä.

Mikä on kolesterolibiosynteesi?

Ihmiskeho tuottaa oman kolesterolinsa biokemiallisessa prosessissa 18 eri vaiheessa. Tämä prosessi tunnetaan myös nimellä kolesterolin biosynteesi. Suurin osa kolesterolista on kehon tuottamaa. Vain pieni osa imeytyy ruoan kautta.

Kolesteroli on lipidi, joka on välttämätön monille kehon toiminnoille. Esimerkiksi steroidihormonisynteesin tapauksessa elin on riippuvainen kolesterolista. Sama pätee erilaisiin varastointiprosesseihin ja solukalvojen rakentamiseen.

Kolesterolin biosynteesin metabolinen reitti mahdollistaa kaikkien solutummassa olevien elävien esineiden tuottaa tärkeän lipidin yksinkertaisista elementeistä. Kehon kolesterolituotantoa säädellään tarpeen mukaan. Aineiden transformaatio tapahtuu solujen sytosolissa ja endoplasmisessa retikulumissa. Transkriptiotekijät säätelevät prosesseja ja vaikuttavat biosynteesiin joko positiivisesti tai negatiivisesti.

Bloch ja Lynen saivat Nobel-palkinnon vuonna 1964 kolesterolimetabolian tutkimuksesta. Popják ja Cornforth antoivat myös merkittävän panoksen kolesterolin biosynteesin tutkimukseen.

Toiminto ja tehtävä

Ihmiskeho tuottaa biosynteesissä päivittäin noin 700 milligrammaa kolesterolia ja koko kehoon rakennetaan noin 150 grammaa kolesterolia. Suuri määrä lipidejä löytyy pääasiassa aivoista ja lisämunuaisista. Kolesteroli täyttää stabiloivat toiminnot solukalvoissa ja on siksi tärkeä rakennusmateriaali.

Ihmisillä kolesterolin biosynteesi tapahtuu pääasiassa suolen limakalvossa ja maksassa. Vaikka monet kehon solut kykenevät syntetisoimaan kolesterolia, maksat tekevät silti suurimman osan kolesterolista.

Koska kehon kolesteroli ei voi ylittää veri-aivoestettä aivoihin, aivojen on itse tuotettava keskushermoston kolesteroli. Aivojen kolesteroli muodostaa noin 24 prosenttia kokonaiskolesterolista.

Kolesterolisynteesin tuotos on DMAPP, jota tuotetaan mevalonaatin metaboliareitillä. 18 välivaihetta muodostavat kolesterolin biosynteesin. Ennen synteesi keho syntetisoi asetyyli-CoA: ta. Tämä prosessi tapahtuu mevalonaatin biosynteettisen reitin kautta. Lähtöaineena asetyyli-CoA muuttuu HMG-CoA: n kautta mevalonihapoksi. Mevalonaatin biosynteettisen reitin lopputuotteet ovat dimetyylialyylipyrofosfaatti ja isopentyylipyrofosfaatti.

Vasta nyt kolesterolin biosynteesi alkaa. Meyalonaatin biosynteettisen reitin kaksi lopputuotetta yhdistetään muodostamaan geranyylipyrofosfaatti. Tämä yhdiste muutetaan farnesyylipyrofosfaatiksi. Kaksi farnesyylipyrofosfaattia osallistuu kondensaatioreaktioon ja muuttuu skvaleeniksi tämän reaktion aikana. Tästä tuotetaan (S) -2,3-epoksisqualeenia, joka puolestaan ​​muutetaan lanosteroliksi. Lanosteroli osallistuu demetylaatioon. Joten siitä tulee 4,4-dimetyyli-5a-kolesta-8,14,24-trien-3p-olia.

Tässä vaiheessa tapahtuu useita hapettumisreaktioita, jotka saavat aikaan 14-demetyylilanosterolia. Hapetuksen lopputuotteet muunnetaan zymosteroniksi tsymosterolikarboksylaatin välityksellä. Tätä seuraa tsymosteronin väheneminen, mikä johtaa zymosteroliin. 5a-Cholesta-7,24-dien-3p-olin kautta tämä johtaa 7-dehydrokolesteroliin. Kun tätä tuotetta hydrattiin, syntyy lopulta kolesterolia.

Sairaudet ja vaivat

Perheellisen hyperkolesterolemian nimellä tunnetaan erilaisia ​​perinnöllisiä sairauksia, jotka vaikuttavat kolesterolimetaboliaan. Ruokavaliosta riippumatta nämä häiriöt johtavat huomattavasti kohonneisiin kolesterolitasoihin plasmassa. Toissijaisina sairauksina verisuonitaudit ja sydänkohtaukset voivat alkaa jo varhaisessa iässä. Tauti johtuu virheestä geenissä, joka koodaa LDL-reseptoria. Tämän vian takia LDL-reseptori on kehittynyt vain puutteellisesti tai ei ollenkaan. Siksi ennen kaikkea kärsivien LDL-arvo nousee huomattavasti. Ksantoomat muotoilevat kliinisen kuvan. Nämä ovat rasvan ihoa, sisäelimiä ja keskushermostoa.

Hyperkolesterolemian ei tarvitse olla perinnöllistä, se voidaan myös hankkia. Hankitut muodot laukaisevat pääasiassa aliravitsemuksen. Diabetes voi olla ensisijainen sairaus. Lihavuus tai krooninen munuaisten vajaatoiminta liittyvät myös usein korkeaan kolesterolitasoon.

Ruokavalioiden lisäksi lääkkeitä, kuten CSE-estäjiä, käytetään pääasiassa keskimääräistä korkeamman korkean kolesterolin hoitamiseen. Statiinit voivat estää kolesterolin biosynteesiä. Hoito CSE-estäjillä on suunnattu tähän estoon. Ne estävät HMG-CoA-reduktaasin ja mahdollistavat siten kolesterolipitoisuuden yleisen alentamisen seerumissa. Tällä tavoin esimerkiksi sekundaarisen sairauden arterioskleroosia voidaan hidastaa. Kolesteroliin liittyvät sydänkohtaukset tai muut samanaikaiset sairaudet, kun kolesterolitaso on liian korkea, voidaan myös estää CSE-estäjällä.

Hypokolesterolemiat ovat päinvastoin kuin hyperkolesterolemiat. Matala seerumin kolesteroli, kuten esiintyy hypokolesterolemian yhteydessä, liittyy useimmissa tapauksissa pahanlaatuiseen syöpään. Karsinoomaan liittyvässä hypokolesterolemiassa alhainen kolesterolitaso pidetään yleensä riskitekijänä kaiken syy-kuolleisuudelle.

Aliravitsemus, aids tai vakavat infektiot ovat muita syitä erittäin matalaan kolesterolitasoon. Hypokolesterolemia voi kuitenkin esiintyä myös osana perinnöllistä sairautta. Esimerkki sellaisesta on Tangierin tauti. Erityisesti tätä tautia sairastavat potilaat kärsivät HDL-hypokolesteroleemiasta.