58. Холестери́н .

.Органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных (прокариоты). Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20 % поступают с пищей[1]. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включаякортизол, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормонатестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.

Пути транспорта холестерина.В кровотоке переносчиками липидов являются липопротеины. Они состоят из липидного ядра, окруженного растворимыми фосфолипидами и свободным холестерином, а также апопротеинами, которые отвечают за направление липопротеинов к специфическим органам и тканевым рецепторам. Известно пять основных классов липопротеинов, различающихся по плотности, липидному составу и аполипопротеинам (табл. 5.1).

Рис. 5.7 дает характеристику основных путей метаболизма циркулирующих липопротеинов. Жиры, поступившие с пищей, включаются в цикл, известный как экзогенный путь. Пищевые холестерин и триглицериды всасываются в кишечнике, включаются в хиломикроны клетками кишечного эпителия и транспортируются через лимфатические протоки в венозную систему. Эти большие, богатые триглицеридами частицы гидроли-зируются ферментом липопротеинлипазой, которая высвобождает жирные кислоты, захватываемые периферическими тканями, такими как жировая и мышечная. Образующиеся остатки хиломикронов состоят преимущественно из холестерина. Эти остатки поглощаются печенью, которая затем выделяет липиды в виде свободного холестерина либо желчных кислот обратно в кишечник.

Эндогенный путь начинается с того, что липопротеины очень низкой плотности (ЛОНП) высвобождаются из печени в кровоток. Хотя основным липидным компонентом ЛОНП являются триглицериды, содержащие мало холестерина, основная часть холестерина поступает из печени в кровь именно в составе ЛОНП.

Рис. 5.7. Обзор системы транспорта липопротеинов. Экзогенный путь: в желудочно-кишечном тракте пищевые жиры включаются в хиломикроны и через лимфатическую систему попадают в циркулирующую кровь. Свободные жирные кислоты (СЖК) поглощаются периферическими клетками (например, жировой и мышечной тканью); остатки (ремнанты) липопротеинов возвращаются в печень, где их холестериновая составляющая может транспортироваться обратно в ЖК тракт или использоваться в других метаболических процессах. Эндогенный путь: в печени синтезируются и поступают в кровь богатые триглицеридами липопротеины очень низкой плотности (ЛОНП), и их СЖК поглощаются и накапливаются в периферических жировых клетках и мышцах. Образующиеся в результате липопротеины промежуточной плотности (ЛПП) превращаются в липопротеины низкой плотности, основной циркулирующий липопротеин, осуществляющий транспорт холестерина. Большая часть ЛНП захватывается печенью и другими периферическими клетками путем рецептор-опосредованного эндоцитоза. Обратный транспорт холестерина, освобождаемого периферическими клетками, осуществляется липопротеинами высокой плотности (ЛВП), которые превращаются в ЛПП под действием циркулирующей лецитинхолестеринацилтрансферазы (ЛХАТ) и, наконец, возвращаются в печень. Липопротеинлипаза мышечных клеток и жировой ткани отщепляет от ЛОНП свободные жирные кислоты, которые проникают в клетки, а циркулирующий остаток липопротеина, называемый ремнантным липопротеином промежуточной плотности (ЛПП), содержит в основном эфиры холестерина. Дальнейшие преобразования, которым ЛПП подвергается в крови, ведут к появлению богатых холестерином частиц липопротеинов низкой плотности (ЛНП). Приблизительно 75% циркулирующих ЛНП захватываются печенью и внепеченочными клетками благодаря наличию ЛНП-рецепторов. Остаток подвергается деградации отличными от классического ЛНП-рецепторного пути способами, в основном посредством моноцитарных клеток-мусорщиков.

Считается, что холестерин, поступающий в кровь из периферических тканей, транспортируется липопротеинами высокой плотности (ЛВП) в печень, где он вновь включается в липопротеины или секретируется в желчь (путь, включающий ЛПП и ЛНП, называется обратным транспортом холестерина). Таким образом, ЛВП, видимо, играет защитную роль в отношении отложения липидов в атеросклеротических бляшках. В крупных эпидемиологических исследованиях уровень циркулирующего ЛВП обратно коррелирует с развитием атеросклероза. Поэтому ЛВП часто называют хорошим холестерином в противоположность плохому холестерину ЛНП.

Семьдесят процентов холестерина плазмы транспортируется в виде ЛНП, и повышенный уровень ЛНП тесно коррелирует с развитием атеросклероза. В конце 1970-х гг. докторами Брауном и Гольдштейном была продемонстрирована центральная роль рецептора ЛНП в доставке холестерина к тканям и его клиренсе из кровотока. Экспрессия рецепторов ЛНП регулируется механизмом отрицательной обратной связи: нормальный или высокий уровень внутриклеточного холестерина подавляет экспрессию рецептора ЛНП на уровне транскрипции, в то время как снижение внутриклеточного холестерина повышает экспрессию рецептора с последующим увеличением захвата ЛНП клеткой. Пациенты с генетическими дефектами рецептора ЛНП (обычно гетерозиготы с одним нормальным и одним дефектным геном, кодирующим рецептор) не могут эффективно удалять ЛНП из кровотока, что приводит к высокому уровню ЛНП в плазме и склонности к преждевременному развитию атеросклероза. Это состояние называется семейной гиперхолестеринемией. Гомозиготы с полным отсутствием рецепторов ЛНП встречаются редко, но у этих людей инфаркт миокарда может развиваться уже в первое десятилетие жизни.

Недавно на основании различий в плотности и плавучести были идентифицированы подклассы ЛНП. Лица с более мелкими и плотными частицами ЛНП (свойство, определяемое как генетическими, так и внешними факторами) подвержены более высокому риску инфаркта миокарда, чем обладатели менее плотных разновидностей. Пока остается неясным, почему более плотные частицы ЛНП сопряжены с большим риском, однако это может быть связано с большей подверженностью плотных частиц окислению, ключевому моменту атерогенеза, о чем будет сказано ниже.

Возрастает число свидетельств того, что триглицериды сыворотки, в основном транспортирующиеся в составе ЛОНП и ЛПП, могут также играть важную роль в развитии атеросклеротических поражений. Пока не ясно, является ли это их прямым действием или объясняется тем, что уровень триглицеридов обычно находится в обратном соотношении с уровнем ЛВП. Сахарный диабет, начинающийся во взрослом возрасте, является одним из частых клинических состояний, ассоциированных с гипертриглицеридемией и низким уровнем ЛВП, а часто — и с ожирением и артериальной гипертензией. Этот набор факторов риска, который может быть связан с инсулинорезистентностью (обсуждается в главе 13), особенно атерогенен.

Использование организмом:

Холестерол входит в состав всех мембран клеток и влияет на их свойства,служит исходным субстратом в синтезе желчных кислот и стероидных гормонов.Холестерол за счет своей гидроксильной группы может образовывать эфиры с жирными кислотами.

Уровень холестерина

Исследования установили зависимость между содержанием различных групп липопротеинов и здоровьем человека. Большое количество ЛПНП сильно коррелирует с атеросклеротическими нарушениями в организме. По этой причине такие липопротеины часто называют «плохими». Низкомолекулярные липопротеиды малорастворимы и склонны к выделению в осадок кристаллов холестерина и к формированию атеросклеротических бляшек в сосудах, тем самым повышая риск инфаркта или ишемического инсульта, а также других сердечно-сосудистых осложнений.

С другой стороны, большое содержание ЛПВП в крови характерно для здорового организма, поэтому часто эти липопротеины называют «хорошими». Высокомолекулярные липопротеины хорошо растворимы и не склонны к выделению холестерина в осадок, и тем самым защищают сосуды от атеросклеротических изменений (то есть не являются атерогенными).

Уровень холестерина в крови измеряется либо в ммоль/л (миллимоль на литр, стандарт действующий в РФ) либо в мг/дл (миллиграмм на децилитр, 1 ммоль/л равен 38.665 мг/дл). Идеально, когда уровень «плохих» низкомолекулярных липопротеинов ниже 100 мг/дл (для лиц с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний — ниже 70 мг/дл). Такой уровень, однако, у взрослых достигается редко. Если уровень низкомолекулярных липопротеинов выше 160 мг/дл, рекомендуется использовать диету для снижения его ниже 130 мг/дл. Если этот уровень выше 190 мг/дл или упорно держится выше 160 мг/дл, рекомендуется взвесить возможность лекарственной терапии. Для лиц с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний эти цифры могут снижаться. Процент «хороших» высокомолекулярных липопротеинов в общем уровне холестерин-связывающих липопротеинов чем выше, тем лучше. Хорошим показателем считается, если он гораздо выше 1/5 от общего уровня холестерин-связывающих липопротеинов.

К факторам, повышающим уровень «плохого» холестерина, относятся:

• курение;

• избыточный вес или ожирение, переедание;

• гиподинамия или недостаточная физическая активность;

• неправильное питание с высоким содержанием холестерина, транс-жиров (содержащихся в частично гидрогенизированных жирах), насыщенных животных жиров в пище (в частности, жирное мясо, сало), высоким содержанием в пище углеводов (особенно легкоусваиваемых, типа сладостей и кондитерских изделий), недостаточным содержаниемклетчатки и пектинов, липотропных факторов, полиненасыщенных жирных кислот, микроэлементов и витаминов;

• застой желчи в печени при различных нарушениях работы этого органа[источник не указан 271 день] (также ведёт к желчнокаменному холециститу). Возникает при злоупотреблении алкоголем, некоторых вирусных заболеваниях, приёме некоторых лекарств;

• также некоторые эндокринные нарушения — сахарный диабет, гиперсекреция инсулина, гиперсекреция гормонов коры надпочечников, недостаточность гормонов щитовидной железы, половых гормонов.

Повышенный уровень «плохого» холестерина также может наблюдаться при некоторых заболеваниях печени и почек, сопровождающихся нарушением биосинтеза «правильных» липопротеидов в этих органах. Он может также быть наследственным, генетически обусловленным при некоторых формах так называемых «семейных дислипопротеинемий». В этих случаях больным, как правило, нужна специальная лекарственная терапия.

К факторам, снижающим уровень «плохого» холестерина, относятся физкультура, спорт и вообще регулярная физическая активность, отказ от курения и употребления алкоголя, еда, содержащая мало насыщенных животных жиров и легкоусваиваемых углеводов и богатая клетчаткой, полиненасыщенными жирными кислотами, липотропными факторами (метионином, холином, лецитином), витаминами и микроэлементами.

Холестерин также является основным компонентом большинства камней в желчном пузыре.

Выведение из организма

стурктурная основа холестерола-кольца циклопентанпергидрофенантрена-не может быть расщеплена до СО2 и воды,как другие органические компоненты,поступающие с пищей или синтезированные в организме.Поэтому основное количество холестерола выводится в виде желчных кислот.

Некторое количество желчных кислот для выведения в неизменном виде,а часть подвергается действию ферментом бактерий в кишечнике.Продукты их разрушения выводятся из организма.

Часть молекул холестерола в кишечнике под действием ферментов бактерий восстанавливается по двойной связи в кольце В,в результате чего образуется 2 типа молекул-холестанол и копростанол,выводимые с фекалиями.В сутки из организма выводится от 1,0 до 1,3 г холестерола,основная часть удаляется с фекалиями.

Методы определения общего холестерина подразделяются на:

1) колориметрические. Насчитывается около 150 колориметрических методов, основывающихся на реакциях образования цветных комплексов;

2) нефелометрические методы, основанные на сравнении степени мутности стандартного и исследуемого раствора;

3) титрометрические методы;

4) флюориметрические методы, позволяющие определять холестерин в микрообъемах сыворотки крови (например, в 0,01 мл ее);

5) газохроматографические и хроматографические методы;

6) гравиметрические методы.

Метод определения общего холестерина в сыворотке крови, основанный на реакции Либермана—Бурхарда (метод Илька).

Принцип метода

В сильнокислой безводной среде ХС взаимодействует со смесью серной, уксусной кислот и уксусного ангидрида. В ходе реакции ХС последовательно окисляется. При этом каждая стадия реакции сопровождается образованием молекулы ХС, которая имеет на одну двойную связь больше, чем соединение, из которого она образовалась. В результате конечного окисления иона 3,5-холестодиена получается окрашенное соединение, растворенное в серной кислоте и дающее максимум абсорбции при 410 и 610 нм. Из-за неустойчивости окраски соединения время фотометрирования должно быть точно выдержано.

Реакционная смесь со стандартным раствором ХС имеет изумрудный цвет. Однако пробы сыворотки могут давать зеленый, голубой, бурый цвета. Это связано с тем, что в результате образования эндогенного тепла в реакцию вступают многие компоненты сыворотки крови. Кроме того, в реакции Либермана—Бурхарда свободный ХС и его эфиры образуют цветные комплексы с разным коэффициентом молекулярного поглощения. В случае высокого содержания эфиров ХС оптическая плотность оказывается более высокой. Поскольку на прямое определение ХС влияют многие факторы, реакцию ХС со смесью Либермана—Бурхарда нельзя считать специфичной.

Прямой метод определения ХС относительно прост в исполнении и недорог. Однако токсичность и способность вызывать коррозию системы в современных анализаторах ограничивают применение метода. В крупных лабораториях предпочтение отдают ферментативным методам определения ХС.

Референтные величины: холестерин 4,65—6,46 ммоль/л (180—250 мг/дл).

При концентрации холестерина в пробе выше 16 ммоль/л сыворотку разводят физиологическим раствором в соотношении 1 : 1 (результат).

Реакция чувствительна на изменение температуры, поэтому необходимо особенно соблюдать охлаждение реакционной смеси после добавки серной кислоты.

Билирубин в концентрации выше 50 мкмоль/л влияет на результат анализа. Интерференцию билирубина можно исправить расчетом. Содержание 17 мкмоль/л билирубина приводит к завышению содержания холестерина в сыворотке примерно на 0,1 моль/л.

Сыворотка должна быть негемолизированной.

Клинико-диагностическое значение

Увеличение концентрации ХС наблюдается при полигенной гиперлипопротеидемии типа II А и II Б, III, гиперлипопротеидемии I, IV, V типов, вторичной, приобретенной гиперлипопротеидемии, отмечается также при заболеваниях печени, внутри- и внепеченочном холестазе, гломерулонефрите, нефротическом синдроме, ХПН, злокачественных опухолях поджелудочной железы, простаты, гипотиреозе, подагре, ИБС, беременности, диабете, алкоголизме, анальбуминемии, дисглобулинемии, острой перемежающейся порфирии.

Снижение концентрации холестерина обнаружено при дефиците α-липопротеида (болезнь Танжера), гипо- и а-β-липопротеидемии, некрозе печеночных клеток, злокачественных опухолях печени, гипертиреозе, нарушении всасывания, нарушении питания, мегалобластной анемии, сидеробластной анемии, талассемии, острых тяжелых заболеваниях, обширных ожогах, хронических обструктивных заболеваниях легких, умственной отсталости, ревматоидном артрите, лимфангиоэктазии кишечника.

Отмечены сезонные колебания уровня ХС, более высокие осенью и зимой, более низкие весной и летом. Повторное определение ХС после инфаркта миокарда необходимо проводить через три месяца.

Вопрос №59.

Холестерин (холестерол) -органическое соединение, природный жирный спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных . Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях.

Пути поступления :около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20 % поступают с пищей(суточное потребление холестерина от 0,2 до 0,5 г).В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина.

Использование и выведение из организма.

-синтез желчных кислот в печени и экскреция с калом.

-выведение с фекалиями.

-синтез витамина Д3.

-выделение с кожным салом.

-синтез стероидных гормонов.

Уровень холестерина в сыворотке крови взрослого. 3,0 – 6,0 ммоль/литр.

Определение концентрации общего холестерина в сыворотки крови. Производится по средствам анализа крови взятой у пациента.

Клиническое значение определения. Своевременное обнаружение или предотвращение последствий нарушения липидного обмена – заболеваний ССС(ИБС,гиперлипопротеинемии,атеросклероза)

Вопрос №60.

Биосинтез холестерина его этапы.

1. Превращение трёх молекул активного ацетата в пятиуглеродный мевалонат. Происходит в ГЭПР.

2. Превращение мевалоната в активный изопреноид — изопентенилпирофосфат.

3. Образование тридцатиуглеродного изопреноида сквалена из шести молекул изопентенилдифосфата.

4. Циклизация сквалена в ланостерин.

5. Последующее превращение ланостерина в холестерин.

Регуляция осуществляется на этапе образования мевалоната, путем репрессии биосинтеза фермента (эффекторы: гидроксистерины), а также за счет взаимопревращения молекулы фермента (эффекторы: гормоны). 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.

Вопрос №61.

Роль желчных кислот в поддержании гомеостаза холестерина в организме. Помощь в эмульгировании. Желчные кислоты всасываются путём простой диффузии. Мицеллы желчных кислот(образуются когда концентрация ЖК превышает критическую 2 ммоль/литр) – растворимые компоненты, обеспечивают всасывание продуктов гидролиза липидов. Структура мицелл-гидрофобное ядро и гидрофильная оболочка. Смешанные мицеллы → энтероциты → распад на составные части→ ресинтез жиров.

Биохимия желчнокаменной болезни. Причины желчнокаменной болезни:

-нарушение соотношения ЖК:холестерин=12:1 => холестерин выпадает в осадок, пропитывается солями кальция, желчными пигментами и превращается в камни.

-избыточная секреция холестерина с желчью => камнеобразование в желчном пузыре.

-пониженная секреция ЖК и фосфолипидов => камнеобразование.

Вопрос №62.

ЛПНП и ЛПВП как транспортные формы холестерина в крови, их роль в обмене холестерина.

Холестерин ЛПНП (бета-липопротеины) переносит общий холестерин в ткани и органы. При развитии сосудистых заболеваний именно холестерин ЛПНП источник накопления холестерина на стенках сосудов.

Холестерин ЛПВП (альфа-липопротеины) удаляет излишки холестерина из клеток организма, перенося общий холестерин из периферических органов (сердечной мышцы, артерий мозга и др.) в печень, где из него образуется желчь.

Атерогенные и антиатерогенные ЛП. ЛП участвующие в атерогенезе (патогенезе атеросклеротического поражения сосудов) называются атерогенными. Это ЛПНП, ЛПОНП, ЛППП они достаточно малы и в случае химической модификации (вследствие окисления) легко задерживаются в сосудистой стенке.

ЛПВП очень малы, легко проникают в стенку сосуда и также легко её покидают, не участвуя в атерогенезе (не вызывая атеро-склероз).

Рецепторы ЛПНП. Белок-посредник ЛПНП, обогащённый холестерином. Мембранный белок, специфически распознающий Аполипротеин В и Апелипротеин Е.

Вопрос №63.

Дислипопротеинемии, типы.Дислипопротеинемии-нарушение обмена липопротеинов. Причины: изменение активности ферментов обмена липопротеинов-лецитин: ЛХАТ или ЛПЛ; снижение рецепции липопротеинов на клетке; нарушение синтеза апобелков.

Существует два типа: Гиперхиломикронемия, обусловлена генетической недостаточностью липопротеинлипазы и Гипер-β-липопротеинемия: подтип 2а, обусловлена замедлением распада ЛПНП и элиминацией холестерина, связанным с нарушением рецепторного эндоцитоза; подтип 2б, причина неизвестна, предполагается нарушение строения апобелков и, как следствие, снижение эффективности действия липопротеинлипазы.

Гиперхолестеролемия как фактор риска развития атеросклероза. Состояние, характеризующиеся большим кол-м холестерина в крови. Если в крови большое кол-во холестерина ЛПНП( атерогенного по своей природе),то будет высок риск развития атеросклероза.

Ген рецептора ЛПНП: структура и типы мутаций. Ген ЛПНП-рецептора состоит из 18 экзонов. Первый экзон содержит сигнальную последовательность для транспорта белка от эндоплазматического ретикулума к плазматической мембране. Экзоны 2-6 кодируют лиганд-связывающий домен; экзоны 7-14 — EGFP-подобный домен; экзон 15 — гликозилируемый участок; экзоны 16-17 — трансмембранный участок; наконец, экзоны 17-18 кодируют цитозольный участок.

-Мутации 1 класса делают соответствующие аллели "недействительными", что выражается в полном отсутствии иммунологически обнаруживаемых рецепторов;

- При появлении аллелей 2 класса нарушается транспорт на поверхность клетки любых синтезируемых рецепторов;

- Наличие аллелей 3 класса вызывает образование функционально дефектных рецепторов, не способных связывать ЛПНП.

- В присутствии аллелей 4 класса формируются рецепторы , нормальные во всех отношениях, за исключением того, что они не могут собираться в группы в окаймленных ямках , что препятствует их интернализации после связывания ЛПНП.

Вопрос №64.

Эйкозаноиды. окисленные производные полиненасыщенных жирных кислот — эйкозотриеновой, арахидоновой, тимнодоновой. Пищевыми источниками полиненасыщенных жирных кислот являются растительные масла, рыбий жир и препараты омега-3-жирных кислот.

Выделяют три основные группы эйкозаноидов:

-Простагландины (Pg) — синтезируются практически во всех клетках, кроме эритроцитов и лимфоцитов. Выделяют типы простагландинов A, B, C, D, E, F. Их функции сводятся к изменению тонуса гладких мышц бронхов, мочеполовой и сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта, при этом направленность изменений различна в зависимости от типа простагландинов и условий. Они также влияют на температуру тела.

-Простациклины являются подвидом простагландинов (Pg I), но дополнительно обладают особой функцией — ингибируют агрегацию тромбоцитов и обусловливают вазодилатацию. Особенно активно синтезируются в эндотелии сосудов миокарда, матки, слизистой желудка.

-Тромбоксаны (Tx) образуются в тромбоцитах, стимулируют их агрегацию и вызывают сужение мелких сосудов.

-Лейкотриены (Lt) активно синтезируются в лейкоцитах, в клетках лёгких, селезёнки, мозга, сердца. Выделяют 6 типов лейкотриенов: A, B, C, D, E, F. В лейкоцитах они стимулируют подвижность, хемотаксис и миграцию клеток в очаг воспаления. Также вызывают сокращение мускулатуры бронхов в дозах в 100—1000 раз меньших, чем гистамин.

Ингибиторы синтеза эйкозаноидов. Ацетилсалициловая кислота и другие жаропонижающие препараты являются специфическими ингибиторами простагландин-синтазы. Они необратимо инактивируют фермент путем ацилирования остатка серина вблизи активного центра, перекрывая тем самым подход субстрата к активному центру. Этим объясняется болеутоляющее, жаропонижающее и антиревматическое действие подобных препаратов. В желудке такие препараты подавляют биосинтез простагландинов, которые стимулируют выделение мукоидов, защищающих слизистую оболочку от действия протеолитических ферментов. Поэтому продолжительный прием ацетилсалициловой кислоты может вызвать язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.