А. Биосинтез холестерина

Биосинтез холестерина, кап и всех изопреноидов, начинается с ацетил-КоА (см. с. 58). Углеродный скелет С₂₇-стерина строится из С₂-звеньев в длинной и сложной последовательности реакций. Биосинтез холестерина можно разделить на четыре этапа. На первом этапе (1) из трех молекул ацетил-КоА образуется мевалонат (С₆). На втором этапе (2) мевалонат превращается в «активный изопрен», изопентенилдифосфат. На третьем этапе (3) шесть молекул изопрена полимеризуются с образованием сквалена (С₃₀). Наконец, сквален циклизуется с отщеплением трех атомов углерода и превращается в холестерин (4). На схеме представлены только наиболее важные промежуточные продукты биосинтеза.

1. Образование мевалоната. Превращение ацетил-КоА в ацетоацетил-КоА и затем в З-гидрокси-З-метилглутарил-КоА (3-ГМГ-КоА) соответствует пути биосинтеза кетоновых тел (подробно см. рис. 305), однако этот процесс происходит не в митохондриях, а в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). 3-ГМГ-КоА восстанавливается с отщеплением кофермента А с участием 3-ГМГ-КоА-редуктазы, ключевого фермента биосинтеза холестерину (см. ниже). На этом важном этапе путем репрессии биосинтеза фермента (эффекторы: гидроксистерины), а также за счет взаимопревращения молекулы фермента (эффекторы: гормоны) осуществляется регуляция биосинтеза холестерина. Например, фосфорилированная редуктаза представляет собой неактивную форму фермента; инсулин и тироксин стимулируют фермент, глюкагон тормозит; холестерин, поступающий с пищей, также подавляет 3-ГМГ-КоА-редуктазу.

2. Образование изопентенилдифосфата. Мевалонат за счет декарбоксилирования с потреблением АТФ превращается в изопентенилдифосфат, который и является тем структурным элементом, из которого строятся все изопреноиды (см. рис. 59).

3. Образование сквалена. Изопентенилдифосфат подвергается изомеризации с образованием диметилаллилдифосфата. Обе С₅-молекулы конденсируются в геранилдифосфат и в результате присоединения следующей молекулы изопентенилдифосфата образуют фарнезилдифосфат. При димеризации последнего по типу «голова к голове» образуется сквален. Фарнезилдифосфат является также исходным соединением для синтеза других полиизопреноидов, таких, как долихол и убихинон (см. с. 58).

4. Образование холестерина. Сквален, линейный изопреноид, циклизуется с потреблением кислорода в ланостерин, С₃₀-стерин, от которого на последующих стадиях, катализируемых цитохромом Р450, отщепляются три метильные группы, вследствие чего образуется конечный продукт — холестерин.

Описанный путь биосинтеза локализован в гладком ЭР. Синтез идет за счет энергии, освобождающейся при расщеплении производных кофермента А и энергетически богатых фосфатов. Восстановителем при образовании мевалоната и сквалена, а также на последних стадиях биосинтеза холестерина является НАДФН + Η⁺. Для этого пути характерно то, что промежуточные метаболиты можно подразделить на три группы: производные кофермента А, дифосфаты и высоко липофильные соединения (от сквалена до холестерина), связанные с переносчиками стеринов.

Регуляция обмена холестерина
Холестерин приходит в организм человека вместе с жирами или синтезируется в организме, большей частью в печени. Организм употребляет его для создания биологически необходимых гормонов (в основном гормонов половых желез и коры надпочечников), и витамина D. Холестерин и фосфолипиды — необходимые составляющие элементы мембраны клеток.

Контроль над обменом холестерина в организме еще недостаточно изучен. Безусловно наличие контроля центральной нервной системы за уровнем холестерина в крови, так как эмоциональное возбуждение влечет его повышение — гиперхолестеринемию.

Гормоны надпочечников, щитовидной железы, половых желез при гиперфункции повышают синтез холестерина, а при гипофункции - способствуют его распаду. Не использованный холестерин подлежит распаду в печени. Вещества распада трансформируются в желчные кислоты и переходят в кишечник с желчью. При дисбалансе холестеринового обмена холестерин может оставаться в клетках печени, аорты, сосудов, селезенки, кожи. В итоге работа этих тканей нарушается, прогрессирует атеросклероз сосудов, а также образуются холестериновые камни в желчных путях, что приводит к развитию желчнокаменной болезни. Уровень холестерина может колебаться в зависимости от возраста, физической активности, умственного напряжения и сезона. Гиперхолестеринемия (избыток) наблюдается при атеросклерозе, сахарном диабете, механической желтухе, нефротическом синдроме, эксенциальной гиперхолестеринемии, врожденном недоразвитии желчных протоков, болезни Иценко-Кушинга, гипотиреозе (снижении функции щитовидной железы). При недостатке же холестерина нарушается структура клеток, в том числе и нервных элементов, что приводит к потере жизненных сил, старению. Гипохолестеринемия (недостаток) обнаруживается при аддисоновой болезни, острых панкреатитах, колитах, сыпном тифе, гипертиреозе, раковой кахексии, длительном голодании.

Норма холестерина

Поиск по сайту: