Biosintesi del colesterolo

Il Biosintesi del colesterolo consente alle cellule del corpo di sintetizzare il colesterolo da semplici materie prime in 18 passaggi. Questa biosintesi avviene principalmente nel fegato e nelle pareti intestinali. Le malattie metaboliche ereditarie come il morbo di Tangeri possono interrompere la biosintesi del colesterolo.

Cos'è la biosintesi del colesterolo?

Il corpo umano produce il proprio colesterolo in un processo biochimico in 18 diverse fasi. Questo processo è noto anche come biosintesi del colesterolo. La maggior parte del colesterolo totale è prodotto dall'organismo. Solo una minima parte viene ingerita attraverso il cibo.

Il colesterolo è un lipide essenziale per molte funzioni del corpo. Nel caso della sintesi dell'ormone steroideo, ad esempio, il corpo dipende dal colesterolo. Lo stesso vale per vari processi di conservazione e per la costruzione di membrane cellulari.

La via metabolica della biosintesi del colesterolo consente a tutti gli esseri viventi con un nucleo cellulare di produrre il lipide importante da elementi semplici. La produzione di colesterolo del corpo è regolata secondo necessità. La trasformazione delle sostanze avviene nel citosol e nel reticolo endoplasmatico delle cellule. I fattori di trascrizione regolano i processi e influenzano la biosintesi positivamente o negativamente.

Bloch e Lynen hanno ricevuto il premio Nobel nel 1964 per la ricerca sul metabolismo del colesterolo. Popják e Cornforth hanno anche fornito importanti contributi alla ricerca sulla biosintesi del colesterolo.

Funzione e compito

Il corpo umano produce circa 700 milligrammi di colesterolo ogni giorno in biosintesi e circa 150 grammi di colesterolo sono incorporati in tutto il corpo. Grandi quantità di lipidi si trovano principalmente nel cervello e nelle ghiandole surrenali. Il colesterolo svolge funzioni stabilizzanti nelle membrane cellulari ed è quindi un importante materiale da costruzione.

Nell'uomo, la biosintesi del colesterolo avviene principalmente nella mucosa intestinale e nel fegato. Mentre molte cellule del corpo sono in grado di sintetizzare il colesterolo, il fegato produce ancora la maggior parte del colesterolo.

Poiché il colesterolo del corpo non può attraversare la barriera emato-encefalica nel cervello, il cervello deve produrre il colesterolo nel sistema nervoso centrale stesso. Il colesterolo nel cervello costituisce circa il 24 percento del colesterolo totale.

L'output della sintesi del colesterolo è DMAPP, che viene prodotto nella via metabolica del mevalonato. 18 fasi intermedie costituiscono la biosintesi del colesterolo. Prima della sintesi, il corpo sintetizza l'acetil-CoA. Questo processo avviene tramite la via biosintetica del mevalonato. Tramite HMG-CoA, il materiale di partenza acetil-CoA viene convertito in acido mevalonico. I prodotti finali della via biosintetica del mevalonato sono il dimetilallil pirofosfato e l'isopentil pirofosfato.

Solo ora inizia la biosintesi vera e propria del colesterolo. I due prodotti finali della via biosintetica del meialonato vengono combinati per formare geranil pirofosfato. Questo composto viene convertito in farnesil pirofosfato. Due farnesil pirofosfati sono coinvolti in una reazione di condensazione e si trasformano in squalene nel corso di questa reazione. Da questo (S) -2,3-epossisqualene vengono prodotti, che a loro volta vengono convertiti in lanosterolo. Il lanosterolo partecipa a una demetilazione. Quindi diventa 4,4-dimetil-5α-colesta-8,14,24-trien-3β-olo.

A questo punto avvengono diverse reazioni di ossidazione che danno origine al 14-demetillanosterolo. I prodotti finali dell'ossidazione vengono convertiti in zimosterone tramite zimosterolo carbossilato. Questo è seguito da una riduzione dello zimosterone, che si traduce in zimosterolo. Tramite 5α-Cholesta-7,24-dien-3β-olo, si ottiene 7-deidrocolesterolo. Quando questo prodotto viene idrogenato, alla fine viene creato il colesterolo.

Malattie e disturbi

Con il nome di ipercolesterolemia familiare sono note varie malattie ereditarie che influenzano il metabolismo del colesterolo. Indipendentemente dalla dieta, questi disturbi provocano un aumento dei livelli di colesterolo nel plasma. Come malattie secondarie, malattie vascolari e attacchi di cuore possono insorgere in tenera età. La malattia è causata da un difetto nel gene che codifica per il recettore LDL. A causa di questo difetto, il recettore LDL è sviluppato solo in modo incompleto o non è affatto sviluppato. Soprattutto, il valore LDL delle persone colpite è quindi notevolmente aumentato. Gli xantomi danno forma al quadro clinico. Si tratta di depositi di grasso nella pelle, negli organi interni e nel sistema nervoso centrale.

L'ipercolesterolemia non deve essere familiare, può anche essere acquisita. Le forme acquisite sono innescate principalmente dalla malnutrizione. Il diabete può essere la malattia principale. Anche l'obesità o l'insufficienza renale cronica sono spesso associate a livelli elevati di colesterolo.

Oltre alle diete, i farmaci come gli inibitori del CSE sono usati principalmente per trattare il colesterolo alto sopra la media. Le statine possono inibire la biosintesi del colesterolo. Il trattamento con inibitori del CSE mira a questa inibizione. Impediscono la HMG-CoA reduttasi e quindi consentono un abbassamento generale della concentrazione di colesterolo nel siero. In questo modo, ad esempio, si può rallentare la malattia secondaria arteriosclerosi. Con l'inibitore CSE è possibile prevenire anche attacchi cardiaci correlati al colesterolo o altre malattie concomitanti quando il livello di colesterolo è troppo alto.

Le ipocolesterolemie sono l'opposto delle ipercolesterolemie. Un basso livello di colesterolo sierico, come avviene nel contesto dell'ipocolesterolemia, è associato nella maggior parte dei casi a un cancro maligno. Nell'ipocolesterolemia correlata al cancro, il basso livello di colesterolo è generalmente considerato un fattore di rischio per la mortalità per tutte le cause.

Malnutrizione, AIDS o infezioni gravi sono altre cause di livelli di colesterolo gravemente bassi. Tuttavia, l'ipocolesterolemia può anche verificarsi come parte di una malattia ereditaria. Un esempio di questo è la malattia di Tangeri. I pazienti con questa malattia soffrono particolarmente di ipocolesterolemia da HDL.