Биологическая роль и распределение
Холестерол выполняет в организме три основные функции:
- Структурная: входит в состав клеточных мембран, регулируя текучесть гидрофобного слоя.
- Транспортная: вместе с фосфолипидами образует поверхностный слой липопротеинов.
- Метаболическая: служит предшественником для образования желчных кислот, стероидных гормонов и витамина D₃.
В организме содержится около 140 г холестерола, причём подавляющая часть (93%) находится внутри клеток. Фонд постоянно пополняется за счёт эндогенного синтеза (около 1 г в сутки) и экзогенного поступления с пищей (0,3–0,5 г). Расходуется холестерол преимущественно на образование желчных кислот (0,5–0,7 г/сутки), а также выводится с фекалиями и кожным салом.
Переваривание и транспорт
С пищей поступают преимущественно эфиры холестерола. В кишечнике они расщепляются панкреатической холестеролэстеразой до свободного холестерола и жирной кислоты.
Продукты расщепления всасываются в виде смешанных мицелл. Внутри клеток слизистой оболочки кишечника (энтероцитах) происходит ресинтез: фермент АХАТ (ацилхолестеролацилтрансфераза) переносит ацильный остаток с ацил-КоА на гидроксильную группу холестерола, образуя новые эфиры. Затем эти эфиры упаковываются в хиломикроны для транспорта в лимфатическую систему и далее в кровь. Остаточные хиломикроны поглощаются печенью с помощью апоЕ-рецепторов.
Биосинтез de novo
Синтез холестерола протекает в цитозоле и эндоплазматическом ретикулуме большинства клеток, но главным образом — в печени. Процесс наиболее активен в период после приёма пищи (абсорбтивный период).
Источником всех 27 атомов углерода служит ацетил-КоА, а источником водорода — NADPH. Путь включает около 30 реакций. Ключевые этапы:
- Образование мевалоната: из молекул ацетил-КоА синтезируется ГМГ-КоА. Затем под действием ГМГ-КоА-редуктазы (с затратой NADPH) он восстанавливается до мевалоната. Это лимитирующая реакция всего пути.
- Образование сквалена: молекулы мевалоната фосфорилируются (с затратой АТФ) и конденсируются, образуя 30-углеродный линейный сквален.
Регуляция синтеза
Главная точка контроля — фермент ГМГ-КоА-редуктаза. Её активность регулируется несколькими способами:
- Ковалентная модификация: Инсулин способствует дефосфорилированию фермента, переводя его в активную форму. Глюкагон, напротив, стимулирует фосфорилирование (с помощью киназы), инактивируя фермент. Таким образом, при сытости синтез идёт, а при голодании — тормозится.
- Изменение количества фермента: Холестерол и желчные кислоты подавляют транскрипцию гена фермента и ускоряют его протеолиз. Эстрогены, напротив, стимулируют экспрессию гена.
- Аллостерическая регуляция: избыток конечных продуктов также влияет на активность ферментов.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие существуют основные этапы биосинтеза холестерола?
Основными этапами биосинтеза холестерола являются образование мевалоната, синтез сквалена и его превращение в холестерол.
- I этап — Образование мевалоната из молекул ацетил-КоА в цитозоле. Это регуляторная стадия, катализируемая ГМГ-КоА-редуктазой.
- II этап — Образование сквалена. Происходит конденсация фосфорилированных изопреноидных производных с образованием 30-углеродного линейного соединения.
- III этап — Превращение сквалена в холестерол. Включает циклизацию с образованием промежуточного продукта ланостерола и последующие модификации с потерей трех атомов углерода.
Какие липопротеины отвечают за обратный транспорт холестерола из периферических тканей в печень?
За обратный транспорт холестерола из периферических тканей и крови в печень отвечают липопротеины высокой плотности (ЛПВП).
Эти липопротеины выполняют «антиатерогенную» функцию. Они захватывают свободный холестерол от мембран периферических клеток, этерифицируют его внутри своей частицы (с помощью фермента ЛХАТ) и доставляют в печень. В печени холестерол захватывается для дальнейшей утилизации, превращения в желчные кислоты или выведения, что снижает его накопление в сосудистой стенке.
На синтез каких конкретно желчных кислот расходуется холестерол в печени?
В печени холестерол расходуется на синтез первичных желчных кислот.
К ним относятся:
- Холевая кислота — 3,7,12-тригидроксихолановая кислота.
- Хенодезоксихолевая кислота — 3,7-дигидроксихолановая кислота.
После синтеза в печени первичные желчные кислоты конъюгируются с глицином или таурином и секретируются в желчь.
Вопросы с занятий и экзамена
Какой фермент ограничивает скорость синтеза холестерола?
Ключевым регуляторным ферментом является ГМГ-КоА-редуктаза, которая превращает ГМГ-КоА в мевалонат.
В каком состоянии ГМГ-КоА-редуктаза активна?
В дефосфорилированном состоянии. Процесс дефосфорилирования стимулируется инсулином.
Откуда берутся атомы углерода для синтеза холестерола?
Все 27 углеродных атомов холестерола происходят из ацетил-КоА.
Что ещё разобрать по теме
- Этапы превращения сквалена в холестерол
- Метаболизм липопротеинов (ХМ, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП)
- Синтез желчных кислот из холестерола
- Синтез стероидных гормонов
- Образование витамина D₃
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Обмен холестерола» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен липидов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.