Строение и биологическая роль холестерина в организме

10. Строение и функции холестерина.

Это особое воскообразное вещество, которое имеет свое строение, свойства и структурную формулу. Он относится к стероидам, потому что в его составе обнаружены циклические структуры. Структурная формула холестерина записывается так: С27Н46О. В нормальных условиях в очищенном виде он представляет собой вещество, состоящее из маленьких кристалликов. Их температура плавления около 149 °С. При дальнейшем повышении температуры они закипают (около 300°С).

Холестерин присутствует только в животных организмах, в растениях его нет. В организме человека холестерин содержится в печени, спинном и головном мозге, надпочечниках, половых железах, жировой ткани; входит в состав оболочек почти всех клеток. Много холестерина содержится в материнском молоке. Общее количество этого вещества в нашем организме составляет примерно 350 г, из которых 90% находится в тканях и 10% — в крови (в виде сложных эфиров с жирными кислотами). Из холестерина состоит свыше 8% плотного вещества мозга.

Большая часть холестерина вырабатывается самим организмом (эндогенный холестерин), гораздо меньшая поступает с пищей (экзогенный холестерин). Примерно 80% этого вещества синтезируется в печени, остальной холестерин вырабатывается в стенке тонкой кишки и некоторых других органах.

Без холестерина невозможна нормальная работа жизненно важных органов и систем нашего организма. Он входит в состав клеточных мембран, обеспечивая их прочность и регулируя их проницаемость, а также оказывая влияние на активность мембранных ферментов.

Следующая функция холестерина заключается в его участии в метаболических процессах, производстве желчных кислот, необходимых для эмульгации и абсорбции жиров в тонком кишечнике, и различных стероидных гормонов, в том числе половых. При непосредственном участии холестерина происходит выработка в организме витамина D (который играет ключевую роль в обмене кальция и фосфора), гормонов надпочечников(кортизола, кортизона, альдостерона), женских половых гормонов(эстрогенов и прогестерона), мужского полового гормона тестостерона.

Поэтому бесхолестериновые диеты вредны еще и тем, что длительное их соблюдение часто приводит к возникновению половых дисфункций (как у мужчин, так и у женщин).

Кроме того, холестерин необходим для нормальной деятельности мозга. Согласно последним научным данным, холестерин напрямую влияет на интеллектуальные способности человека, так как принимает участие в образовании нейронами головного мозга новых синапсов, обеспечивающих реактивные свойства нервной ткани.

И даже ЛПНП, «плохой» холестерин, тоже необходим нашему организму, так как он играет ведущую роль в работе иммунной системы, включая защиту от рака. Именно липиопротеиды низкой плотности способны нейтрализовать различные бактерии и токсины, попадающие в кровь. Поэтому недостаток жиров в рационе вреден точно так же, как их избыток. Питание должно быть регулярным, сбалансированным и соответствовать индивидуальным потребностям организма в зависимости от условий проживания, физической активности, индивидуальных особенностей, пола и возраста.

11. Липопротеи́ны (липопротеиды) — класс сложных белков. Так, в составе липопротеинов могут быть свободные жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, холестериды. Липопротеины представляют собой комплексы, состоящие из белков (аполипопротеинов; сокращенно — апо-ЛП) и липидов, связь между которыми осуществляется посредством гидрофобных и электростатических взаимодействий. Липопротеины подразделяют на свободные, или растворимые в воде (липопротеины плазмы крови, молока и др.), и нерастворимые, т. н. структурные (липопротеины мембран клетки, миелиновой оболочки нервных волокон, хлоропластов растений). Среди свободных липопротеинов (они занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов) наиболее изучены липопротеины плазмы крови, которые классифицируют по их плотности. Чем выше содержание в них липидов, тем ниже плотность липопротеинов. Различают липопротеины очень низкой плотности (ЛОНП), низкой плотности (ЛНП), высокой плотности (ЛВП) и хиломикроны. Каждая группа липопротеинов очень неоднородна по размерам частиц (наиболее крупные — хиломикроны) и содержанию в ней апо-липопротеинов. Все группы липопротеинов плазмы содержат полярные и неполярные липиды в разных соотношениях.

Холестерол жизненно необходим клеткам

Холестерол относится к группе соединений, имеющих в своей основе циклопентан-пергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.

Примерно 1/4 часть всего холестерола в организме этерифицирована олеиновой кислотой и полиненасыщенными жирными кислотами. В плазме крови соотношение эфиров холестерола к свободному холестеролу составляет 2:1.

Читать еще:  Расторопша при камнях в желчном пузыре

Синтез холестерола в организме составляет примерно 0,5-0,8 г/сут, при этом половина образуется в печени, около 15% в кишечнике, оставшаяся часть в любых клетках, не утративших ядро. Таким образом, все клетки организма способны синтезировать холестерол.

Из пищевых продуктов наиболее богаты холестеролом (в пересчете на 100 г продукта) сметана (0,002 г), сливочное масло (0,03 г), яйца (0,18 г), говяжья печень (0,44 г). В целом за сутки с обычным рационом поступает около 0,4 г.

Выведение из организма

Выведение холестерола из организма происходит в основном через кишечник:

• с фекалиями в виде холестерола, поступающего с желчью, и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0,5 г/сут),
• в виде желчных кислот (до 0,5 г/сут),
• около 0,1 г удаляется в составе слущивающегося эпителия кожи и кожного сала,
• примерно 0,1 г превращается в стероидные гормоны (женские и мужские половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды) и после их деградации выводится с мочой.

Уплотняющая роль холестерина в клеточных мембранах

Функции холестерола

1. Структурная – входит в состав мембран, повышая их вязкость и жесткость.

2. Связывание полиненасыщенных жирных кислот и их транспорт между органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности.

3. Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов (кортизола, альдостерона, половых гормонов) и витамина D.

Холестерин, строение, биологическая роль, биосинтез и распад холестерина в организме человека

Холестерин является одноатомным циклическим спиртом, который в тканях легко образует ХОЛЕСТЕРИДЫ. В организм человека поступает в составе пищи и синтезируется в печени, тонком отделе кишечника и коже.

Биологическая роль холестерина:

1.Структурная. Свободный холестерин является, структурным компонентом мембран клеток.

2.Метаболическая. Холестерин является предшественником биологически активных веществ: витамина D3,СТЕРОИДНЫХ гормонов (АНДРОГЕНОВ, ЭСТРОГЕНОВ, КОРТИКОИДОВ) При окислении холестерина в печени при участии ЦИТОХРОМА Р-450 образуются желчные кислоты. В свободном виде холестерин транспортируется по организму с помощью транспортных ЛИПОПРОТЕИНОВ крови. Источники холестерина:

1. Пища. За сутки в организм взрослого человека поступает 0,3гр. холестерина.

2. У человека в среднем с массой 65-70кг за сутки синтезируется 3.5 -4,2гр. холестерина. Печень занимает главное место в синтезе холестерина При поражении печени и кишечника нарушается образование и транспорт ЛП крови. При поражении печени и желчевыводяицих путей нарушается образование и экскреция желчных кислот, участвующих в переваривании жиров пищи. В случае нарушения оттока желчи происходит насыщение её холестерином, что ведёт к образованию холестериновых камней. Развивается ЖЕЛЧЕКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ. В крови отмечается ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИЯ.

1.Образование ацетоацетил-КоА из двух молекул ацетил-КоА с помощью тиолазного фермента ацетоацетилтрансферазы.Происходит в цитозоле.

2.Образование β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА из ацетоацетил-коА с третьей молекулой ацетил-КоА с помощью гидроксиметилглутарил-КоА-синтазы .

3.Образование мевалоната восстановлением ГМГ и отщеплением HS-KoA с помощью НАДФ-зависимой гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы.

4. мевалоновая кислота дважды фосфорилируется с помощью АТФ: до 5-фосфомевалоната, а затем до 5-пирофосфомевалоната.

5.5-пирофосфомевалонат фосфорилируется по 3 атому углерода, образуя — 3-фосфо-5-пирофосфомевалонат.

6.Последний декарбоксилируется и дефосфорилируется, образуется изопентенилпирофосфат.

7.после ряда последовательных реакций образуется сквален

8.после ряда реакций образуется ланостерин

9.Ланостерин превращается в мембранах гладкого эндоплазматического ретикулума в холестерин

Гормоны щитовидной железы, надпочечников, половых желез при гиперфункции усиливают выделение холестерина, а при гипофункции — активизируют его распад. Не использованный организмом холестерин подвергается распаду в печени. Продукты распада превращаются в желчные кислоты и выделяются в кишечник с желчью.

Холестерин: биологическая роль, функции и особенности

Вот уже на протяжении долгого времени весь мир активно борется с холестерином, а точнее, с его повышенным содержанием в организме человека и последствиями этого. Ученые из разных стран выдвигают свои мнения и доказательства на этот счет, спорят о своей правоте и приводят аргументы. Чтобы разобраться в пользе и вреде этого вещества для жизнедеятельности человека, необходимо выяснить биологическую роль холестерина. Об особенностях, свойствах, причинах повышения холестерина, а также советах по контролю его содержания в крови вы узнаете из этой статьи.

Строение холестерина, его биологическая роль

В переводе с древнегреческого холестерин дословно означает «твердая желчь». Представляет собой органическое соединение, которое участвует в формировании клеток всех живых организмов, кроме растений, грибов и прокариотов (клеток, которые не имеют ядра).

Читать еще:  Операция на поджелудочную железу: опасна ли для жизни и какие осложнения могут быть?

Биологическую роль холестерина сложно переоценить. В организме человека он выполняет ряд значимых функций, нарушение которых приводит к патологическим изменениям здоровья.

• Участвует в строении мембран клеток, придавая им упругость и эластичность.
• Обеспечивает избирательную проницаемость тканей.
• Принимает участие в синтезе гормонов, таких как эстрогены и кортикоиды.
• Влияет на выработку витамина D и желчных кислот.

Особенность холестерина заключается в том, что он в чистом виде не растворим в воде. Поэтому для его транспортировки по кровеносной системе используются специальные «транспортные» соединения – липопротеиды.

Синтез и получение извне

Наряду с триглицеридами и фосфолипидами холестерин является одним из трех основных видов жира в организме. Он представляет собой природный липофильный спирт. Около 50% холестерина ежедневно синтезируется в печени человека, 30% его образования приходится на кишечник и почки, оставшиеся 20% поступают извне — с продуктами питания. Выработка этого вещества происходит в результате длительного сложного процесса, в котором можно выделить шесть этапов:

• Выработка мевалоната. В основе этой реакции лежит расщепление глюкозы до двух молекул, после чего они вступают в реакцию с веществом ацетоацетилтрансфераза. Результатом первого этапа является образование меволаната.
• Получение изопентенилдифосфата осуществляется путем присоединения трех остатков фосфата к результату предыдущей реакции. Затем происходит декарбоксилиризация и дегидрация.
• При соединении трех молекул изопентенилдифосфата образуется фарнезилдифосфат.
• После объединения двух остатков фарнезилдифосфата происходит синтез сквалена.
• В результате сложного процесса с участием линейного сквалена образуется ланостерол.
• На завершающем этапе происходит синтез холестерина.

Подтверждает важную биологическую роль холестерина биохимия. Этот процесс четко регулируется человеческим организмом, чтобы не допустить переизбыток или недостаток этого важного вещества. Ферментная система печени способна ускорять или замедлять реакции метаболизма липидов, которые лежат в основе синтеза жирных кислот, фосфолипидов, холестерина и др. Говоря о биологической роли, фунции и обмене холестерина стоит отметить, что около двадцати процентов его общего количества поступают в организм с пищей. В большом количестве он содержится в продуктах животного происхождения. Лидерами являются яичный желток, копченые колбасы, сливочное и топленое масло, гусиная печень, печеночный паштет, почки. Ограничив потребление этих продуктов, можно снизить количество холестерина, получаемого извне.

Химическая структура этого органического соединения в результате метаболизма не может быть расщеплена на СО₂ и воду. В связи с этим большая часть холестерина выводится из организма в виде желчных кислот, остальная — с фекалиями и в неизменном виде.

«Хороший» и «плохой» холестерин

Это вещество имеется в большинстве тканей и клеток человеческого организма, что обусловлено биологической ролью холестерина. Он выступает модификатором бислоя клеток, придавая ему жесткость, чем стабилизирует текучесть плазматической мембраны. После синтеза в печени холестерин необходимо доставить в клетки всего организма. Его транспортировка происходит в составе хорошо растворимых комплексных соединений, называемых липопротеидами.

Они бывают трех типов:

• Липопротеиды высокой плотности (высокомолекулярные).
• Липопротеиды низкой плотности (низкомолекулярные).
• Липопротеиды очень низкой плотности (очень низкомолекулярные).
• Хиломикроны.

Эти соединения отличатся склонностью выпадения холестерина в осадок. Была установлена зависимость между содержанием в крови липопротеидов и здоровьем человека. Люди, у которых имелось повышенное содержание ЛПНП, имели атеросклеротические изменения в сосудах. И наоборот, для тех, у кого в крови преобладали ЛПВП, был характерен здоровый организм. Все дело в том, что низкомолекулярные транспортеры склонны к выпадению осадка холестерина, который оседает на стенках сосудов. Поэтому его называют «плохим». С другой стороны, высокомолекулярные соединения, имея большую растворимость, не являются атерогенными, поэтому их называют «хорошими».

Содержание в крови. Показатели уровня нормы

Учитывая важную биологическую роль холестерина, его уровень в крови должен быть в пределах допустимых значений:

• у женщин эта норма варьируется от 1,92 до 4,51 ммоль/л.
• у мужчин – от 2,25 до 4,82 ммоль/л.

При этом уровень холестерина ЛПНП должен быть меньше 3-3,35 ммоль/л, ЛПВП – больше 1 ммоль/л, триглицеридов – 1 ммоль/л. Считается хорошим показателем, если количество липопротеидов высокой плотности составляет 20% от общего числа холестерина. Отклонения как в большую, так и в меньшую сторону говорят о нарушениях здоровья и требуют дополнительного обследования.

Читать еще:  Лечение язвы желудка эффективными народными средствами

Причины увеличения уровня холестерина в крови

Повышение содержания «плохого» холестерина в крови называется гиперхолестеринемия. Она увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Говоря о причинах увеличения количества холестерина в крови, можно выделить несколько:

• генетические изменения наследственного характера;
• нарушение функций и активности печени – главного производителя липофильного спирта;
• гормональные изменения;
• частые стрессы;
• неправильное питание (употребление жирной пищи животного происхождения) ;
• нарушение метаболизма (патология органов пищеварения) ;
• курение;
• малоподвижный образ жизни.

Опасность избытка холестерина в организме

Гиперхолестеринемия способствует развитию атеросклероза (образование на стенках сосудов склеротических бляшек), ишемической болезни сердца, диабета, образованию камней в желчном пузыре. Таким образом, важная биологическая роль и опасность изменения уровня холестерина в крови отражаются в патологических изменениях здоровья человека.

Чтобы избежать неприятных последствий повышения уровня «плохого» холестерина, необходимо предотвратить рост ЛПНП и ЛПОНП.

Сделать это может каждый, необходимо:

• снизить потребление транс-жиров;
• увеличить в рационе количество фруктов и овощей;
• повысить физическую активность;
• исключить курение;

При соблюдении этих правил риск повышения холестерина в крови снижается в несколько раз.

Пути снижения

Выводы об уровне холестерина в крови и необходимости его снижения делаются медицинскими специалистами на основании результатов анализов. Заниматься самолечением в этом случае может быть опасно.

При стабильно повышенном холестерине для его снижения применяются преимущественно консервативные методы:

• Применение медицинских препаратов (статинов).
• Соблюдение здорового образа жизни (правильное питание, диета, физическая активность, отказ от курения, качественный и регулярный отдых).

Стоит отметить в заключении: строение и биологическая роль холестерина, гиперхолестеринемия и ее последствия подтверждают важность для человека этого вещества и всех процессов, связанных с ним. Поэтому необходимо ответственно относиться к факторам, способным повлиять на качество и количества холестерина в организме.

ХОЛЕСТЕРИН: СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Функции холестерина. Холестерин является предшественником в синтезе других стероидов: желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D3. Холестерин входит как структурный компонент в состав мембран всех клеток. Существует два пути поступления холестерина: из пищи животного происхождения (экзогенный холестерин) и синтез в печени (эндогенный холестерин). Кроме печени в небольшом количестве холестерин может синтезироваться в клетках кишечника и кожи.

В организме холестерин образует два функционально различных фонда, между которыми происходит постоянный обмен: фонд свободного холестерина. Это самая большая фракция, которая включает холестерин мембран, холестерин фосфолипидного монослоя липопротеинов крови; фонд эфиров холестерина (полностью гидрофобных и являющихся запасной формой холестерина в организме). Эта форма холестерина обнаружена в липидных каплях цитозоля клеток и содержимом ядра липопротеинов.

Общее количество холестерина в организме человека составляет 140 г, из которых 93% находится в тканях. В большинстве органов содержание холестерина колеблется в пределах 0,1—0,3 г на 100 г ткани. Исключениями являются ткани нервной системы, в которых содержание холестерина равно 2 г на 100 г, и клетки надпочечников, содержащие 10 г холестерина на 100 г ткани. Около 80% холестерина сосредоточено в нервной, мышечной, соединительной и жировой тканях.

В клетках холестерин распределен следующим образом: в плазматической мембране молярное соотношение холестерин / фосфолипиды составляет в среднем 1:1, т.е. на одну молекулу фосфолипида приходится 1 молекула холестерина, при этом во внешнем слое бислойной мембраны находится 2/3 и во внутреннем — то 1/3 холестерина.

Во внутриклеточных мембранах содержание холестерина в 10 раз меньше, чем в плазматической мембране.

7—10% общего холестерина содержится в плазме крови и лимфе в составе липопротеинов, причем основная его часть (70%) представлена эфирами. С возрастом количество холестерина в органа увеличивается. Так, у годовалого ребенка его содержание в плазме крови равно 50±10 мг/дл, а у взрослого человека — 200±40 мг/дл, или 5,2±1,3 ммол /л

Холестерин — предшественник всех остальных стероидов в организме: кортикостероидов, андрогенов, эстроенов, желчных кислот, витамина Д. На синтез этих веществ ежесуточно тратиться 0.5 – 0.7 г холестерина. С фекалиями за сутки удаляется около 1.3 г холестерина в виде желчных кислот и холестерина, входящих в мицеллы желчи.