Kolesterolbiosyntes

De Kolesterolbiosyntes gör att kroppens celler kan syntetisera kolesterol från enkla råmaterial i 18 steg. Denna biosyntes sker främst i levern och i tarmväggarna. Ärftliga metaboliska sjukdomar såsom Tangiers sjukdom kan störa biosyntesen av kolesterol.

Vad är kolesterolbiosyntes?

Människokroppen producerar sitt eget kolesterol i en biokemisk process i 18 olika steg. Denna process är också känd som kolesterolbiosyntes. Det mesta av det totala kolesterolet tillverkas av kroppen. Endast en minimal fraktion intas genom mat.

Kolesterol är en lipid som är avgörande för många kroppsfunktioner. När det gäller syntes av steroidhormon beror till exempel kroppen på kolesterol. Detsamma gäller för olika lagringsprocesser och konstruktion av cellmembran.

Den metaboliska vägen för kolesterolbiosyntes gör att alla levande saker med en cellkärna kan producera den viktiga lipiden från enkla element. Kroppens kolesterolproduktion regleras efter behov. Omvandlingen av substanser sker i cytosolen och i cellernas endoplasmatiska retikulum. Transkriptionsfaktorer reglerar processerna och påverkar biosyntesen antingen positivt eller negativt.

Bloch och Lynen fick Nobelpriset 1964 för forskning om kolesterolmetabolism. Popják och Cornforth gav också viktiga bidrag till forskning om kolesterolbiosyntes.

Funktion & uppgift

Människokroppen producerar cirka 700 mg kolesterol varje dag i biosyntes och cirka 150 gram kolesterol är inbyggt i hela kroppen. Stora mängder av lipiden finns främst i hjärnan och binjurarna. Kolesterol uppfyller stabiliserande funktioner i cellmembran och är därför ett viktigt byggnadsmaterial.

Hos människor sker biosyntes av kolesterol främst i tarmslemhinnan och levern. Medan många celler i kroppen kan syntetisera kolesterol, gör levern fortfarande det mesta av kolesterolet.

Eftersom kroppens kolesterol inte kan passera blod-hjärnbarriären in i hjärnan, måste hjärnan producera centrala nervsystemets kolesterol. Kolesterol i hjärnan utgör cirka 24 procent av det totala kolesterolet.

Produktionen av kolesterolsyntes är DMAPP, som produceras i mevalonatmetabolskvägen. 18 mellanstadier utgör kolesterolbiosyntes. Innan syntes syntetiseras kroppen acetyl-CoA. Denna process sker via den mevalonate biosyntetiska vägen. Via HMG-CoA omvandlas utgångsmaterialet acetyl-CoA till mevalonsyra. Slutprodukterna av den mevalonat-biosyntetiska vägen är dimetylallylpyrofosfat och isopentylpyrofosfat.

Först nu börjar den faktiska kolesterolbiosyntesen. De två slutprodukterna av den biosyntetiska meyalonatvägen kombineras för att bilda geranylpyrofosfat. Denna förening omvandlas till farnesylpyrofosfat. Två farnesylpyrofosfater är involverade i en kondensationsreaktion och omvandlas till squalen under loppet av denna reaktion. Från detta produceras -2,3-epoxysqualen som i sin tur omvandlas till lanosterol. Lanosterolen deltar i en demetylering. Så det blir 4,4-dimetyl-5a-kolesta-8,14,24-trien-3p-ol.

Vid denna tidpunkt äger rum flera oxidationsreaktioner som ger upphov till 14-demetyllanosterol. Slutprodukterna av oxidationen omvandlas till zymosteron via zymosterolkarboxylat. Detta följs av en minskning av zymosteron, vilket resulterar i zymosterol. Via 5a-Cholesta-7,24-dien-3p-ol resulterar detta i 7-dehydrocholesterol. När denna produkt hydreras skapas så småningom kolesterol.

Sjukdomar och sjukdomar

Under namnet familjär hyperkolesterolemi är olika ärftliga sjukdomar kända som påverkar kolesterolmetabolismen. Oavsett diet, resulterar dessa störningar kraftigt i kolesterolnivån i plasma. Som sekundära sjukdomar, kärlsjukdomar och hjärtattacker kan börja i tidig ålder. Sjukdomen orsakas av en defekt i genen som kodar för LDL-receptorn. På grund av denna defekt är LDL-receptorn bara ofullständigt utvecklad eller inte alls. Framför allt ökas därför LDL-värdet för de drabbade avsevärt. Xanthomas formar den kliniska bilden. Dessa är fettavlagringar i huden, i de inre organen och i centrala nervsystemet.

Hyperkolesterolemi behöver inte vara familjär, den kan också förvärvas. De förvärvade formerna utlöses främst av undernäring. Diabetes kan vara den primära sjukdomen. Fetma eller kroniskt njursvikt är också ofta förknippade med höga kolesterolnivåer.

Förutom dieter används läkemedel som CSE-hämmare huvudsakligen för att behandla högt kolesterolvärde över genomsnittet. Statiner kan hämma biosyntes av kolesterol. Behandling med CSE-hämmare syftar till denna hämning. De förhindrar HMG-CoA-reduktas och möjliggör således en allmän sänkning av kolesterolhalten i serum. På detta sätt kan till exempel den sekundära sjukdomen arterioskleros bromsas. Kolesterolrelaterade hjärtattacker eller andra samtidiga sjukdomar när kolesterolnivån är för hög kan också förhindras med CSE-hämmaren.

Hypokolesterolemier är motsatsen till hyperkolesterolemier. Lågt kolesterol i serum, som inträffar i samband med hypokolesterolemi, är i de flesta fall förknippat med en malig cancer. Vid cancerrelaterad hypokolesterolemi klassificeras vanligtvis den låga kolesterolnivån som en riskfaktor för dödlighet av alla orsaker.

Undernäring, AIDS eller allvarliga infektioner är andra orsaker till allvarligt låga kolesterolnivåer. Emellertid kan hypokolesterolemi också uppstå som en del av en ärftlig sjukdom. Ett exempel på sådan är Tangiers sjukdom. Patienter med denna sjukdom lider särskilt av HDL-hypokolesterolemi.