Една четвърт от холестерола в тялото се произвежда от черния дроб и 50% от него се реабсорбира обратно в кръвообращението през тънките черва.

Цели на обучението

Опишете метаболизма на холестерола

Основни продукти за вкъщи

Ключови точки

  • Холестеролът също се синтезира в надбъбречните жлези и репродуктивните органи.
  • Холестеролът се поддържа в баланс чрез хомеостатични механизми: по-високият хранителен прием води до намален синтез в организма.
  • Диетичният холестерол се абсорбира слабо; следователно приемът на холестерол има малък ефект върху нивата на холестерола в кръвта.
  • Холестеролът образува част от жлъчните киселини, отделяни от черния дроб.
  • Кристализираният холестерол е основният компонент на камъните в жлъчката.
  • Холестеролът в дебелото черво се метаболизира от бактерии на дебелото черво, които го превръщат в неабсорбиращ се стерол, който се екскретира с изпражненията.

Основни термини

  • жлъчен мехур: При гръбначните животни, малък орган, който подпомага главно храносмилането и концентрира жлъчката, произвеждана от черния дроб.
  • холестерол: Стеролов липид, синтезиран от черния дроб и транспортиран в кръвния поток до мембраните на всички животински клетки; играе централна роля в много биохимични процеси и като липопротеин, който покрива стените на кръвоносните съдове, е свързан със сърдечно-съдови заболявания.
  • жлъчка: Горчив кафяво-жълт или зеленикаво-жълт секрет, произведен от черния дроб, съхраняван в жлъчния мехур и изхвърлен в дванадесетопръстника, където подпомага процеса на храносмилане.

Примери

Яйцата са отличен, нискокалоричен източник на протеини, но те също имат доста високо съдържание на холестерол, така че в миналото се смяташе, че яйцата трябва да бъдат ограничени в диетата. Въпреки това, тъй като сега знаем, че холестеролът поддържа баланс в тялото и че приемът на храна има малък ефект върху концентрацията на холестерол в кръвта, изглежда, че яйцата могат да бъдат здравословна част от диетата на човек.

Около 20-25% от общото дневно производство на холестерол се случва в черния дроб. Други места с по-висока скорост на синтез включват червата, надбъбречните жлези и репродуктивните органи. Биосинтезата на холестерола се регулира пряко от наличните нива на холестерол, въпреки че участващите хомеостатични механизми са разбрани само отчасти. По-високият прием на храна води до нетно намаляване на ендогенното производство, докато по-ниският прием на храна има обратен ефект. Повечето погълнати холестероли обаче са естерифицирани; естерифицираният холестерол се абсорбира слабо. Тялото също компенсира всяко усвояване на допълнителен холестерол чрез намаляване на синтеза на холестерол. Поради тези причини приемът на холестерол в храната има малък, ако има такъв, малък ефект върху общото съдържание на холестерол в тялото или концентрациите на холестерол в кръвта.

чернодробна

Холестерол: Молекула на холестерола, състояща се от четири свързани въглеводородни пръстена, образуващи обемистата стероидна структура. Има въглеводородна опашка, свързана с единия край на стероида и хидроксилна група, свързана с другия край.

Холестеролът се рециклира. Черният дроб го екскретира в неестерифицирана форма (чрез жлъчка) в храносмилателния тракт. Обикновено около 50% от отделения холестерол се реабсорбира от тънките черва обратно в кръвния поток.

Кристали на холестерола: Микроскопичен външен вид на кристали на холестерол във вода. Снимка, направена под поляризирана светлина.

Холестеролът се окислява от черния дроб до различни жлъчни киселини. Те от своя страна са конюгирани с глицин, таурин, глюкуронова киселина или сулфат. Смес от конюгирани и неконюгирани жлъчни киселини, заедно със самия холестерол, се екскретира от черния дроб в жлъчката. Приблизително 95% от жлъчните киселини се реабсорбират от червата, а останалата част се губи във фекалиите. Екскрецията и реабсорбцията на жлъчните киселини формира основата на ентерохепаталната циркулация, което е от съществено значение за храносмилането и усвояването на хранителните мазнини. При определени обстоятелства, когато е по-концентриран, както в жлъчния мехур, холестеролът кристализира и е основната съставка на повечето камъни в жлъчката. Лецитин и билирубин в жлъчката също се срещат, но по-рядко. Всеки ден в дебелото черво влиза до един грам холестерол. Този холестерол произхожда от диетата, жлъчката и десквамираните чревни клетки; може да се метаболизира от бактериите на дебелото черво. Холестеролът се превръща главно в копростанол, неабсорбиращ се стерол, който се екскретира с изпражненията. От човешки изпражнения е изолиран холестерол-редуциращ бактериален произход.

Регулиране на нивата на холестерола в кръвта

Холестеролът се транспортира през кръвта чрез липопротеини, които насочват холестерола там, където е необходим.

Цели на обучението

Разграничаване между транспортните липопротеини на холестерола

Основни продукти за вкъщи

Ключови точки

  • Има няколко вида липопротеини, които се класифицират по плътността или съотношението на липидите към протеините. Колкото по-нисък е протеинът, толкова по-малко плътен е той.
  • LDL липопротеините съдържат най-висок процент холестерол и са основните носители на кръвта.
  • LDL и неговият рецептор образуват везикул, който се слива с лизозома, която освобождава холестерола за използване при мембранна биосинтеза или клетъчно съхранение.
  • HDL липопротеините транспортират холестерола обратно в черния дроб за екскреция или преработка.
  • Високите нива на HDL липопротеини са свързани с по-добри здравни резултати.
  • LDL липопротеините съдържат най-висок процент холестерол и са основните носители на кръвта.
  • LDL и неговият рецептор образуват везикул, който се слива с лизозома, която освобождава холестерола, за да се използва в мембранния биосинтез или да се съхранява в клетката.
  • Когато клетката има достатъчно холестерол LDL рецепторите са блокирани, но когато клетката е дефицитна, се създават повече LDL рецептори.
  • Ако системата се разпадне, LDL липопротеините се натрупват в кръвта, поглъщат се от макрофаги и могат да попаднат в стените на кръвоносните съдове, за да образуват плаки.
  • HDL липопротеините транспортират холестерола обратно в черния дроб за екскреция или преработка.
  • Високите нива на HDL липопротеини са свързани с по-добри здравни резултати.

Основни термини

  • лизозома: Органела, открита във всички видове животински клетки, която съдържа голям набор от храносмилателни ензими, способни да разцепват повечето биологични макромолекули.
  • липопротеин: Всеки от голяма група комплекси протеини и липиди с много биохимични функции.
  • хиломикрони: Хиломикроните са една от петте основни групи липопротеини (хиломикрони, VLDL, IDL, LDL, HDL), които позволяват на мазнините и холестерола да се движат в разтвора на кръвта на водна основа.

Примери

Тест за холестерол ще измери нивата на HDL, LDL, VLDL и триглицериди. Съотношението между HDL и LDL е полезен скринингов метод за определяне на възможния риск от сърдечни заболявания или инсулт.

Нива на холестерол в кръвта и транспорт

Холестеролът е слабо разтворим във вода; той може да се разтвори и да се движи в кръвния поток на водна основа при изключително малки концентрации. Тъй като холестеролът е неразтворим в кръвта, той се транспортира в кръвоносната система в рамките на липопротеините, които са сложни дискоидални частици, които имат екстериор, съставен от амфифилни протеини и липиди, чиито външни повърхности са водоразтворими, а обърнатите навътре повърхности са липидоразтворими; триглицеридите и естерите на холестерола се пренасят вътрешно. Фосфолипидите и холестеролът, като амфипатични, се транспортират в повърхностния монослой на липопротеиновата частица.

липозомна структура: Липидните везикули (или липозоми) са малки, вътреклетъчни, мембранно затворени мехурчета течност в клетката. Те се образуват поради свойствата на липидните мембрани, където хидрофобните вериги са опаковани заедно, така че те не са в контакт с водния разтвор.

В допълнение към осигуряването на разтворимо средство за транспортиране на холестерол през кръвта, липопротеините имат насочени към клетките сигнали, които насочват липидите, които носят към определени тъкани. Поради тази причина в кръвта има няколко вида липопротеини, наречени по ред на увеличаване на плътността:

  1. хиломикрони
  2. липопротеин с много ниска плътност (VLDL)
  3. липопротеин със средна плътност (IDL)
  4. липопротеин с ниска плътност (LDL) и
  5. липопротеин с висока плътност (HDL).

Колкото повече липиди и по-малко протеини има липопротеинът, толкова по-малко плътен е той. Холестеролът във всички различни липопротеини е идентичен, въпреки че част от холестерола се носи като „свободен“ алкохол, а други се съдържат като мастни ацилови естери, наричани естери на холестерола. Различните липопротеини обаче съдържат аполипопротеини, които служат като лиганди за специфични рецептори на клетъчните мембрани. По този начин липопротеиновите частици са молекулни адреси, които определят началните и крайните точки за транспортиране на холестерола.

Хиломикроните, най-малко плътният тип молекули за транспортиране на холестерол, съдържат аполипопротеин В-48, аполипопротеин С и аполипопротеин Е в черупките си. Хиломикроните са транспортьори, които пренасят мазнини от червата до мускулите и други тъкани, които се нуждаят от мастни киселини за производство на енергия или мазнини. Холестеролът, който не се използва от мускулите, остава в по-богати на холестерол остатъци от хиломикрон, които се поемат от тук в кръвния поток от черния дроб.

VLDL молекулите се произвеждат от черния дроб и съдържат излишен триацилглицерол и холестерол, които не са необходими на черния дроб за синтез на жлъчни киселини. Тези молекули съдържат аполипопротеин В100 и аполипопротеин Е в черупките си. По време на транспортиране в кръвта, кръвоносните съдове се разцепват и абсорбират повече триацилглицерол от IDL молекули, които съдържат дори по-висок процент на холестерол. IDL молекулите имат две възможни съдби: половината се метаболизират от HTGL, погълнати от LDL рецептора върху повърхностите на чернодробните клетки, а другата половина продължават да губят триацилглицероли в кръвта, докато образуват LDL молекули, които имат най-висок процент на холестерол в себе си тях.

Следователно LDL молекулите са основните носители на холестерол в кръвта и всяка от тях съдържа приблизително 1500 молекули холестеролов естер. Черупката на LDL молекулата съдържа само една молекула аполипопротеин B100, която се разпознава от LDL рецептора в периферните тъкани. След свързването на аполипопротеин В100, много LDL рецептори се локализират в покрити с клатрин ями. Както LDL, така и неговият рецептор се интернализират чрез ендоцитоза, за да образуват везикул в клетката. След това везикулът се слива с лизозома, която има ензим, наречен лизозомна киселинна липаза, която хидролизира естерите на холестерола. Сега в клетката холестеролът може да се използва за биосинтез на мембраната или да се естерифицира и съхранява в клетката, така че да не пречи на клетъчните мембрани.

Синтезът на LDL рецептора се регулира от SREBP, същия регулаторен протеин, който се използва за контрол на синтеза на холестерол de novo в отговор на присъствието на холестерол в клетката. Когато клетката има изобилен холестерол, синтезът на LDL рецептор се блокира, така че не може да се поеме нов холестерол под формата на LDL молекули. Напротив, повече LDL рецептори се получават, когато клетката има недостиг на холестерол. Когато тази система е дерегулирана, много LDL молекули се появяват в кръвта без рецептори в периферните тъкани. Тези LDL молекули се окисляват и поглъщат от макрофаги, които се поглъщат и образуват пенообразни клетки. Тези клетки често се улавят в стените на кръвоносните съдове и допринасят за образуването на артеросклеротична плака. Различията в хомеостазата на холестерола засягат развитието на ранна атеросклероза (дебелина на каротидната интима-среда). Тези плаки са основните причини за инфаркти, инсулти и други сериозни медицински проблеми, водещи до асоциирането на така наречения LDL холестерол (всъщност липопротеин) с „лошия“ холестерол.

Също така се смята, че HDL частиците транспортират холестерола обратно до черния дроб за екскреция или до други тъкани, които използват холестерол за синтезиране на хормони в процес, известен като обратен транспорт на холестерола (RCT). Наличието на голям брой големи HDL частици корелира с по-добри здравни резултати. За разлика от това, наличието на малък брой големи HDL частици е независимо свързано с прогресирането на атероматозната болест в артериите.

Кръвни тестове за холестерол: Референтните граници за кръвни тестове, показващи обичайни, както и оптимални нива на HDL, LDL и общ холестерол в масови и моларни концентрации, се намират в оранжев цвят вдясно, тоест сред кръвните съставки с най-висока концентрация.