Холестерин – это природное органическое вещество, входящее в состав каждой живой клетки человека и животных. Другое название – холестерол. Химическое строение – липофильный спирт, который растворяется в жирах, но не связывается с водой. По внешнему виду напоминает воск, при очищении становится похожим на мелкие кристаллики. Общее количество в организме – около 350 г, при этом только 10% циркулирует в крови.
Клеточная мембрана – это граница, состоящая из двух слоев. По своей сути мембрана – полупроницаемая перегородка, которая позволяет только определенным веществам проникнуть внутрь клетки и покинуть ее. Холестерин модифицирует этот двойной слой и диктует ему определенную жесткость. От этого текучесть мембраны изменяется, что защищает структуры клетки от свободных радикалов кислорода и других токсичных продуктов обмена веществ.
Этим важнейшим свойством биологическая роль холестерина не ограничивается, вещество участвует в таких процессах:
Суточная потребность в холестерине – 1,2 г . Максимальное поступление с едой – не более 400 мг в молодом и среднем возрасте и не более 250-300 мг в пожилом. Избыток холестерина вреден так же, как его недостаток.
Большая часть холестерина – до 80% — вырабатывается в самом организме. Места синтеза – кишечник, печень, почки и надпочечники, половые железы. Оставшиеся 20% вещества поступают с пищей.
Максимальное количество содержат такие продукты:
| Продукты | Содержание холестерина в 100 г продукта, мг |
| мозг животных | от 770 до 2300 |
| почки | от 300 до 800 |
| желток яйца | от 400 до 500 |
| икра рыб | 300 |
| масло сливочное | от 180 до 250 |
| ракообразные | 200 |
| жир говяжий и свиной | от 100 до 120 |
| говядина | от 80 до 90 |
| свинина | от 90 до 120 |
| телятина | 80 |
| утка | от 60 до 90 |
| индейка | 40 |
| цыпленок | 20 |
| карп | от 100 до 270 |
Основа крови – вода, холестерин в ней не может раствориться. Для переноски необходимы белки – транспортировщики. Соединение холестерина с транспортным белком называется липопротеидом .
Транспортные белки имеют разную молекулярную массу и степень сродства к холестерину, могут растворять его полностью или частично. По этим параметрам липопротеиды делятся на:
Липопротеиды высокой плотности (ЛПВ П) считают «хорошим», они характерны для здоровых людей. В этих соединениях холестерин растворен без остатка, не образует осадка, который может осесть на сосудистой стенке. Соединение защищает сосуды от атеросклероза или не имеет атерогенности.
В отличие от этого липопротеины низкой плотности (ЛПН П) считают «плохими», поскольку они малорастворимы, в осадке образуют кристаллы, которые собираются на стенке сосудов в атеросклеротическую бляшку. От этого растет риск инсультов и инфарктов, а также всех прочих болезней сердца и сосудов. Медики говорят, что ЛПНП имеют высокую атерогенность.
Деление это условное, поскольку каждый липопротеид имеет свои задачи. Если «хороший» холестерин защищает нас от атеросклероза, то «плохой» обезвреживает бактерии и токсины, если они попали в кровь, и защищает от рака.
Для поддержания здоровья необходимо, чтобы разные фракции холестерина находились в правильном соотношении.
Среднее или референсное значение колеблется в зависимости от возраста, каждая лаборатория имеет свои нюансы.
У взрослого человека средних лет норма:
Для тех, кто перенес инфаркт или инсульт, имеет другие сосудистые проблемы, нормы несколько другие:
Контролировать уровень холестерина — если нет врожденных отклонений — необходимо всем, кто пересек 20-летний рубеж.
Требуется, прежде всего, контролировать общий уровень и фракции, наобум ничего делать не стоит. Незначительные отклонения можно корректировать самостоятельно, изменяя режим питания и физические нагрузки. Так могут поступать молодые люди без серьезных болезней.
Следует делать вот что:
Всем, кто постарше, нужно консультироваться с врачом и принимать лекарства для снижения уровня.
Причин две: врожденный дефект синтеза и образ жизни.
На генетическую аномалию повлиять невозможно, требуется всю жизнь принимать лекарства.
Если врожденного дефекта нет, то повышение уровня холестерина – прямое следствие нездорового образа жизни. На уровень влияют:
Фактором риска является мужской пол и возраст старше 50 лет, а у женщин – ранняя менопауза или искусственный климакс после удаления половых органов. Также неизбежно изменение уровня при некоторых болезнях – сахарном диабете, снижении функции щитовидной железы, половых нарушениях.
Природа предназначила холестерин для «ремонта» сосудистой стенки. ЛПНП «заклеивают» собой малейшие повреждения, и сосуды сохраняют целостность. Однако так происходит только при нормальном уровне.
Избыток холестерина в буквальном смысле засоряет сосуды, собираясь в бляшки. Бляшка похожа на бугорок внутри сосуда, который образуется с одной стороны или нескольких одновременно. Бляшки сужают просвет сосуда, кровоток в нем замедляется, а орган страдает от кислородной недостаточности или ишемии. В месте замедленного кровотока может образоваться тромб.
Последствия высокого уровня – общий атеросклероз, инфаркты, инсульты, стенокардия, нарушение кровотока в конечностях. Атеросклероз поражает любой орган, в зависимости от наиболее пострадавшего сосуда развивается соответствующая симптоматика.
Снижение уровня грозит такими болезнями:
Залог здоровья – нормальное соотношение холестериновых фракций и соответствующий возрасту уровень.
Большинство людей считают, что холестерин попадает в организм только с жирной пищей животного происхождения. На самом деле это далеко не так. В организм человека извне поступает всего лишь 20 процентов этого вещества, остальные 80 процентов вырабатываются самостоятельно.
Холестерол (холестерин) очень важен для нормального функционирования организма – даже незначительное отклонение от нормы его содержания в крови может привести к развитию различных заболеваний. Но откуда берется это вещество в организме, от чего образуется холестерол? Вопрос этот сложный, поэтому необходимо в нем хорошо разобраться.
Образование холестерола зависит от нормального функционирования печени. Этот орган наиболее важен при выработке липопротеидов высокой степени плотности («хороший» холестерин). Кроме этого часть соединений вырабатывается в тонком отделе кишечника и клетках организма. За сутки печень вырабатывает до 1 грамма высокоплотных липопротеидов.
Если клетка вырабатывает это соединение в недостаточном количестве, то липопротеиды из печени по кровеносной системе направляются прямо к ней. Например, такими клетками являются половые (липопротеиды используются для вырабатывания половых гормонов).
Печень и другие системы покрывают около 80 процентов холестерола, необходимого для нормальной жизнедеятельности человека. Остальные 20 процентов поступают в организм вместе с пищей животного происхождения. Причем с пищей поступает уже более «плохой» холестерин (липопротеиды с низкой и очень низкой плотностью).
Данные фракции вещества лишь частично растворяются в воде, нерастворимый осадок остается на стенках сосудов в виде бляшек, которые со временем приводят к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.
Для образования высокоплотных липопротеидов в печени происходит огромное количество различных реакций. Начинается процесс образования холестерина с синтеза мевалоната (специальное вещество). Из него образуется мевалонавая кислота, незаменимая в обменных процессах организма.
После образования ее в достаточных количествах печень начинает процесс образования активированного изопреноида, который является основой большинства биологических соединений. После объединения этих веществ образуется сквален. Далее из него в процессе синтеза вырабатывается ланостерин, который вступает сразу в несколько сложных реакций и образует холестерол.
Холестерол самостоятельно не может участвовать в обменных процессах, так как не растворяется в плазме крови. Он объединяется с транспортным белком, образуя липопротеид, который и осуществляет «доставку» холестерина к нужной клетке.
Метаболизм холестерина в организме человека играет чрезвычайно важную роль. Холестерин выполняет многие физиологические функции:
В организме взрослого человека содержится порядка 140-150 г холестерина - приблизительно 2 мг на 1 кг массы тела. Всё это количество сосредоточено в 3 пулах:
Ежедневно организм расходует около 1200-1300 мг холестерина. Часть этого количества идёт на образование желчных кислот, стероидных гормонов, другая часть - выводится с калом, теряется со слущивающимся эпителием кожи и секретом сальных желез, используя запасы быстро обменивающегося пула. Для восполнения этих потерь, то есть для восстановления запасов быстро обменивающегося пула, организм синтезирует в сутки около 800-1000 мг холестерина, дополнительно получая около 400-500 мг с пищей.
Всасывание холестерина, поступающего с пищей, происходит в тонкой кишке. Стоит отметить, что в тонкую кишку поступает не только пищевой (экзогенный), но и эндогенный холестерин. В целом, в тонкий кишечник поступает порядка 1,8-2,5 г холестерина из следующих источников:
Часть холестерина эпителия желудочно-кишечного тракта и кишечного сока подвергается в толстой кишке воздействию ферментов микробной флоры, превращается в копростерин и выделяется с калом. Всасывание холестерина происходит в неэстерифицированной форме в составе смешанных жировых мицелл, состоящих из желчных кислот, жирных кислот, моноглицеридов, фосфолипидов.
Синтез холестерина осуществляется в клетках почти всех органов и тканей, при этом в гепатоцитах синтезируется около 80% всего количества, в стенке тонкой кишки - 10%, в коже - около 5%. Таким образом, основным источником эндогенного холестерина является печень.
В синтезе холестерина принимает участие большое количество ферментов. Ключевым, определяющим скорость процесса синтеза считается фермент гидроксиметил-глутарил-КоА-редуктаза (ГМГ-КоА-редуктаза). Блокирование активности этого фермента является важнейшим механизмом действия статинов - наиболее активных гипохолестеринемических средств.
Как указывалось выше, основным поставщиком эндогенного холестерина является печень, но она сама также нуждается в холестерине для обеспечения жизнедеятельности гепатоцитов. Потребность печени в холестерине удовлетворяется как за счёт его синтеза гепатоцитами, так и путём поступления его из крови.
При недостаточности холестерина в гепатоцитах (например, под влиянием приёма статинов или при различных патологических процессах в печени) происходит активация расположенных на поверхности гепатоцитов специфических рецепторов, осуществляющих распознавание и захват липопротеинов низкой плотности, богатых холестерином. Эти рецепторы участвуют в регуляции уровня холестерина в крови, который понижается с их активацией.
Выработка холестерина печенью необходима для многих жизненно важных процессов. Синтез долгий и энергозатратный, происходит в 5 этапов. Как появляется холестерин, что происходит при нарушении синтеза.
Организм человека – уникальная сложнейшая машина, которая иногда поражает своими возможностями. Биохимия процессов настолько необычная, что порой нельзя себе их даже представить. За многие процесс отвечает печень, выработка холестерина – одна из важнейших ее функций, от этого зависит синтез стероидных гормонов, витамина Д, транспорт некоторых веществ и другое. Но как это происходит? Откуда берется холестерин в печени, как осуществляется его биосинтез и что случается в организме, когда он нарушается?
Многие продукты – мясо, яйца, масла, полуфабрикаты и даже фастфуд – содержат холестерин, а человек употребляет их ежедневно. Казалось бы, что эти источники могут полностью восполнять потребности организма, зачем же тогда печень вырабатывает свой липопротеин низкой плотности (ЛПНП)?
Чаще всего холестерин, который содержат пищевые «источники», имеет низкую плотность и называется «плохим», так как из-за нарушения структуры организм не может его использовать для синтеза или транспорта, поэтому он оседает в виде атеросклеротических бляшек на стенках сосудов или во внутренней их части.
Печень же «заботится» о здоровье, она вырабатывает еще и холестерин, обладающий нормальной плотностью, а вот «вредный» его аналог она отфильтровывает из крови и постепенно выводит из организма в виде желчи. Этот фактор препятствует быстрому развитию атеросклеротических бляшек.
Образование молекул холестерина в печени – интересный процесс, разобраться в котором совсем несложно. Происходит он в клетках – гепатоцитах. Они имеют хорошо развитый эндоплазматический ретикулум – клеточная органелла, отвечающая за выработку веществ жировой и углеводной природы, а также их модификацию. Углубляться в дебри биосинтеза не нужно, а следует приступить к основным моментам процесса.
Происходит поэтапный синтез таких соединений:
Для синтеза мевалоната организму требуется много глюкозы, которая содержится в сладких продуктах, злаках. Каждая молекула сахара расщепляется в организме под воздействием ферментов до 2 молекул ацетил-КоА. После чего в реакцию вступает ацетоацетилтрансфераза, которая превращает последний продукт в ацетоил-КоА. Из этого соединения путем других сложных реакций в итоге образуется мевалонат.
Путем последовательных конденсаций (выделение воды) изопентенилпирофосфата образуется молекула сквалена. Если в прошлой реакции клетка тратит энергию АТФ, то для синтеза сквалена она использует НАДН – еще один источник энергии.
Предпоследней реакцией в цепочке создания холестерина печенью является выработка ланостерина. Это происходит, когда из молекулы ланостерина удаляется вода, после чего молекулярная форма соединения, вместо развернутой, становится циклической. Тут донором энергии для реакции становится НАДФН.
Процесс превращения ланостерина в холестерин происходит в мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцита. Молекула первого вещества путем нескольких модификаций приобретает двойную связь в цепочке карбонов. Для этого требует много энергии, донорами которой являются молекулы НАДФН. После того как над производными ланостерина «поработают» разные ферменты-трансформаторы, образуется холестерин.
Путь синтеза в организме сложный, проходит в 5 этапов, которые контролируются разными ферментами, донорами энергии и другими факторами. Например, на активность некоторых катализаторов реакций влияют гормоны щитовидной железы и инсулин.
Синтезированный холестерин необходим для очень важных процессов. Несколько главных его функций:
Стероидами являются: кортикостероиды, глюкокортикоиды, минералкортикоиды и другие, регулирующие обменные процессы, активные вещества, а также женские и мужские половые гормоны. Все они образуются уже не в печени, а в надпочечниках. Холестерин попадает туда благодаря тому, что все органы связаны сетью кровеносных сосудов, по которым кровь доставляет его.
В клетках кожи холестерина много, так как из него под действием ультрафиолетового излучения вырабатывается витамин Д, регулирующий усвоение кальция в организме. ЛПНП транспортируется в эпидермис из печени, но некоторая его часть синтезируется в клетках кожных покровов.
Если говорить о молекулярной функции холестерина, то стоит упомянуть о транспорте Q10. Этот энзим защищает мембраны от разрушающего действия ферментов. Много Q10 синтезируется в определенных структурах, а потом ими выделяется в кровоток. Самостоятельно он не может проникнуть в другие клетки, поэтому возникает потребность в транспортировщике. Ответственность за транспорт Q10 берет на себя холестерин, «протаскивая» энзим внутрь.
Что же случается, если синтез холестерина изменяется? Последствия отклонения зависят от того, в сторону недостатка или избытка выработанных молекул сдвинулась реакция.
Из-за сахарного диабета, нарушения работы щитовидной железы, при сердечной недостаточности или генетической предрасположенности организм может вырабатывать меньше ЛПНП, чем нужно. Когда это происходит в теле человека, появляются серьезные заболевания:
Решить проблему нехватки холестерина можно, если соблюдать диету, меню которой содержит продукты с полезным холестерином (яйца, нежирное мясо, молочные продукты, растительные масла, рыба), а также при лечении заболеваний, вызвавших отклонения выработки ЛПНП в печени.
Если у человека слишком много холестерина, то его здоровье также находится под угрозой. Причиной этого нарушения являются:
При накоплении холестерина образуются атеросклеротические бляшки внутри сосудов, вырабатывается много желчи, которая не успевает покидать желчный пузырь и формирует там камни, также страдает работы сердца и нервной системы. Если это состояние не лечить, вскоре разовьется инфаркт миокарда, инсульт и прочее.
Синтез холестерина печенью – сложный энергозатратный процесс, который ежедневно происходит внутри клеток печени. Организм вырабатывает собственные липопротеиды высокой плотности, чтобы сосуды не покрылись холестериновыми бляшками, которые являются местом отложения вредного холестерина из пищи. Если этот синтез нарушен, то атеросклероз прогрессирует.
Созданные гепатоцитами холестериновые молекулы используются для многих процессов: создания гормонов, витаминов, транспорта веществ, выработки желчных кислот в организме. Нарушение синтеза холестерина опасно для здоровья, ведь когда его мало, то возникает авитаминоз, нарушение гормонального фона и не усваиваются жиры, а если его много – откладывает на стенках сосудов, сужая их, или формирует камни в желчном пузыре.
