1.9. Холестерин
Холестерин (ХС) является ненасыщенным спиртом, содержит гидроксильную группу в 3- ем положении, которая обуславливает его полярность, благодаря которой ХС образует эфиры с ЖК. Эфиры ХС (ЭХС) в зависимости от температуры и других условий, могут находиться в жидкокристаллическом состоянии, для которого характерна упорядоченность структуры, а с другой стороны они подвижны – в состоянии, наблюдаемом в растворах. В 17 положении углерода находится разветвленная алифатическая цепь. Каждая клетка в организме содержит ХС. В состав мембран клеток входит неэстерифицированный ХС (НЭХС), он вместе с ФЛ и белками обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цитоплазме клеток ХС находится в виде эфиров с ЖК, образуя липидные вакуоли. В плазме крови находится НЭХС и ЭХС в составе липопротеидов.
ХС вместе с ФЛ является обязательным компонентом клеточных мембран млекопитающих. ХС способствует упорядоченности структуры липидного бислоя мембраны. Структура ХС позволяет ему встраиваться между жирнокислотными цепями соседствующих фосфолипидных молекул монослоя или бислоя. Главная роль ХС в мембране заключается в том, что он делает липидный бислой менее проницаемым для мелких молекул. ХС способствует уменьшению подвижности цепей ЖК при высоких температурах и увеличению их подвижности при низких.
ХС является источником образования в организме человека желчных кислот, стероидных гормонов: тестостерона, эстрадиола, прогестерона, кортизона, альдостерона.
Продукт окисления ХС – 7 – дегидрохолестерин, в результате воздействия ультрафиолетовых лучей на кожу превращается в ней в витамин Д 3.
В организме взрослого человека содержится около 140 г ХС. Условно можно выделить три пула ХС: пул А – быстрообменивающийся (около 30 г) ); пул Б – медленнообменивающийся (около 50 г); пул В – очень медленнообменивающийся (около 60 г). К первому пулу А можно отнести ХС печени и других паренхиматозных органов, а также ХС кишечной стенки и плазмы крови. Обновление ХС этого пула происходит в среднем за 30 суток.
К третьему пулу можно отнести ХС головного и спинного мозга, нервов и ХС соединительной ткани. ХС остальных органов и тканей составляет промежуточный медленно обменивающийся пул Б. За сутки в организме человека около 500 мг ХС окисляется в желчные кислоты, около 100 мг удаляется со слущивающимся эпителием кожи и секретом сальных желез и менее 100 мг используется на образование стероидных гормонов. Ежесуточный расход ХС составляет около 1,2 г. Для того, чтобы восполнить эту потерю, организм синтезирует в сутки около 800 мг ХС и примерно 400 мг получает с пищей.
Биосинтез ХС осуществляется в клетках почти всех органов и тканей, но в значительной степени – в печени (80 %), стенке тонкой кишки (10%) и коже (5%). В печени и стенке тонкой кишки происходит образование липопротеидов, в состав которых входит ХС. В клетках животных тканей нет ферментов, которые могли бы катализировать окисление ХС с разрывом циклопентанпергидрофенантренового ядра, поэтому ХС в организме подвергается катаболизму с образованием различных продуктов. Катаболизм его протекает в печени (окисление в желчные кислоты), в надпочечниках и плаценте (образование из ХС кортикоидных гормонов ), в тестикулярной ткани и яичниках (образование стероидных гормонов).
Окисление холестерина в желчные кислоты происходит в гепатоцитах печени и служит основным путем элиминации этого соединения из организма. Желчные кислоты можно рассматривать как главный конечный продукт катаболизма ХС. Часть желчных кислот в нижнем отделе тонкой кишки подвергается воздействию со стороны ферментов кишечных бактерий, в результате чего происходит расщепление коньюгатов и высвобождение холевой и дезоксихолевой кислот. Желчные кислоты поступают в кровяное русло и транспортируются в печень в виде комплекса с альбумином.
Содержание ХС в тканях неравномерное: в ткани мозга на один порядок, а в надпочечниках на два порядка выше, чем в мышце. В жировой ткани содержание ХС относительно невысокое – около 2 мг/ г сырой массы, но, учитывая, что количество жира у тучных людей достигает значительных размеров, жировая ткань может стать одним из главных мест хранения запасов ХС.
Европейская комиссия по предотвращению коронарных заболеваний рекомендует снижать концентрацию общего холестерина до 190 мг/дл (5 ммоль/л). Холестерин транспортируется в крови в комплексе с липидами и алипопротеинами (рис. 7).
Рис. 7. Холестерин, связанный с липопротеинами низкой плотности
Определение общего ХС используют для скрининговых исследований. Более точная оценка риска сосудистых заболеваний требует измерений ХС во фракциях. При измерении общего ХС в результат входят как концентрации этерифицированного ХС, находящегося внутри липопротеиновых частиц, так и концентрации свободного ХС. Это сильно уменьшает реальное клиническое значение уровней общего ХС. Для того, чтобы избыточный свободный ХС эффективно удалялся из плазмы и тканей, необходимо, чтобы после связывания с поверхностью ЛПВП он эстерифицировался с помощью фермента – лецитин - холин ацетилтрансферазой (ЛХАТ). Благодаря активности ЛХАТ свободный ХС этерифицируется и проникает внутрь незрелой частицы ЛПВП. После этого нагруженная ХС зрелая частица ХС - ЛПВП уносит избыток ХС в печень на реутилизацию. Если процесс этерификации свободного ХС не идет, то удаление избыточного ХС понижено, а это сильно утяжеляет гиперлипидемию.