OSN-SAbstraktOSN-E

Cholesterol je sterol (kombinace steroidu a alkoholu), nachází se v membránách  buněk všech tkání lidského organismu, nejvyšší koncentrace je v játrech, míše, mozku, nadledvinkách, gonádách. Většina cholesterolu je syntetizována de novo v buňkách lidského organismu, především v játrech, část se do organismu dostává exogenní cestou – potravou.

OSN-STerminologieOSN-E

Název cholesterol pochází z řeckého cholé – (žluč), stereos – (pevný) a chemické přípony – ol (pro alkohol). Po prvé byl cholesterol (C₂₇H₄₅OH) identifikován v roce 1784 v žlučových kamenech.

Chemický název: 10,13-dimethyl-17-(6-metylheptan-2.yl)-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1H-cyclopenta(a)phenanthren-3-ol

OSN-SSynonymaOSN-E

Cholest-5-en-3-ß-ol.

OSN-SKlasifikační kódyOSN-E

http://www.lipidmaps.org/

OSN-SOdkazy na jiné relevantní dokumenty, další informaceOSN-E

Cholesterol v séru

Syntéza cholesterolu

Regulace syntézy cholesterolu

Lipidy a lipoproteiny

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Cholesterol je derivát cyklo-perhydrofenantrenu. Jeho hydroxylová skupina má slabý antipatický charakter. Neobsazená OH skupina volného cholesterolu umožňuje interakci s vodou, proto je volný cholesterol částečně hydrofilní. Esterifikovaný cholesterol má na OH skupině navázanou mastnou kyselinu, je proto zcela hydrofobní.

Molekulová hmotnost: 386,65g/mol

Bod tání: 146-147 ºC

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

V krevní plazmě je cholesterol transportován jako součást lipoproteinů. 25 – 40 % cholesterolu v krevní plazmě je volný, neesterifikovaný cholesterol, 60-75 % je cholesterol esterifikovaný nenasycenými mastnými kyselinami. Esterifikovaný cholesterol je transportní a zásobní formou cholesterolu. V běžné praxi, v rutinní kliniko-biochemické diagnostice se tyto dvě formy cholesterolu nerozlišují, stanovujeme celkový cholesterol.  

Cholesterol je základní strukturální součástí membrán všech buněk, výchozí látkou pro syntézu steroidních hormonů a žlučových kyselin. Vylučování žluče je jedinou cestou eliminace cholesterolu z organismu (v nezměněné podobě a formou žlučových kyselin). 

Cholesterol hraje klíčovou roli v mnoha procesech probíhajících v lidském organismu, ale nejvíce znám je jeho vztah k ateroskleróze a kardiovaskulárním onemocněním.

Cholesterol je třeba k výstavbě všech buněčných membrán, určuje vlastnosti membrán, jejich viskozitu (vyšší podíl cholesterolu snižuje viskozitu), udržuje viskozitu stabilní při změnách tělesné teploty. Některé výzkumy naznačují, že cholesterol se může chovat jako antioxidant. Důležitá je jeho účast při syntéze žluče – kyseliny cholové a chenodesoxycholové (má roli v metabolismu tuků a resorpci v tucích rozpustných vitamínů – A, D, E, K). Cholesterol je hlavním prekurzorem při syntéze vitamínu D, steroidních hormonů včetně kortizolu a aldosteronu, pohlavních hormonů – progesteronu, estrogenu, testosteronu. Sehrává také důležitou úlohu při správné funkci mozkových synapsů, pro imunitní systém a také pro ochranu před nádorovými onemocněními.

Cholesterol je hojně zastoupen v lipoproteinech krevní plazmy, nebyla bez něho možná rezorbce, transport a utilizace triacylglycerolů a v tucích rozpustných vitamínů.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Cholesterol je primárně syntetizován  z acetyl CoA  HMG-CoA reduktázovou cestu v mnoha buňkách a tkáních. Přibližně 20-25% celkové denní produkce cholesterolu (to jest asi 1g/den) je vázano na játra. Další orgány s vyšší syntézou cholesterolu jsou: střeva, nadledvinové žlázy, reprodukční orgány. Celkový obsah cholesterolu u člověka vážícího asi 68 kg je přibližně 35g. V organizmu se denně vytvoří asi 1g cholesterolu a potravou je přijato asi 300 mg cholesterolu. Z 1200 až 1300 mg cholesterolu který je v střevě (žlučové kyseliny a potrava) je do krevního oběhu absorbováno asi 50%.

Konrad Bloch a Feodor Lynen získaly Nobelovou Cenu za fyziologii a medicínu v roce 1964, za jejich výzkum týkající se mechanizmu a regulace metabolizmu cholesterolu a mastných kyselin.

Biosyntézu cholesterolu je možné rozdělit do několika stupňů:

1. Syntéza mevalonátu (probíha v cytoplazmě a strukturach endoplazmatického retikula, výchozí látkou pro syntézu je Acetyl- CoA). Klíčovým krokem je syntéza hydroxymetylglutaryl CoA, který je konvertován enzymem  hydroxymetylglutaryl CoA reduktázou ( HMG-CoA reduktáza) na mevalonát. Je to důležité místo spětnovazebné regulace syntézy cholesterolu. Na blokádě tohoto enzymu je založen také mechanizmus účinku hypolipidemik ze skupiny statínů.
2. Vznik aktivního izoprenu a jeho proměna na squalén (probíha také v cytoplazmě a bez potřeby kyslíku)
3. Proměna squalénu na cholesterol (oxygenací, hydrogenací části dvojných vazeb a cyklizací vzniká lanosterol, odštěpením 3C vzniká cholesterol).

Syntéza cholesterolu je přísně regulována. Vysoký příjem cholesterolu v potravě vede k poklesu endogenní produkce cholesterolu, snížený příjem cholesterolu v potravě má opačný efekt.

Homeostáza cholesterolu je kontrolováná především regulaci syntézy de novo.

Hlavním dlouhodobým regulačním mechanizmem je detekce intracelulárního cholesterolu v endoplazmatickém retikulu proteinem SREBP (Sterol Regulatory Element Binding Protein). Pokles cholesterolu vede v konečném důsledku ke transkripci genů pro syntézu LDL receptorů (zvýšená syntéza LDL receptorů na povrchu hepatocytů, zvýšené vychytávání LDL částic z cirkulace, zvýšený přísun cholesterolu do intracelulárního prostoru) a transkripci genu HMG-CoA reduktázy (zvýšená aktivita enzymu, zvýšená endogenní produkce cholesterolu).

Ve všech tkáních, schopných syntézy cholesterolu, ale především v hepatocytech a enterocytech  dochází také k intracelulární esterifikaci cholesterolu vazbou mastné kyseliny na OH skupinu. Reakce je zajištěna enzymem acetyl-CoA C-acetyltransferáza (ACTA). Aktivita ACTA je regulována spětnou vazbou – při nadbytku cholesterolu v buňce je tento enzym aktivován a cholesterol je ve formě esterů ukládán do zásob. Zcela opačnou funkci má enzym neutrální cholesterol ester hydroláza (NCEH) – při nedostatku cholesterolu intracelulárně katalyzuje uvolnění cholesterolu z esterifikované formy.

V krvi jsou estery cholesterolu tvořeny v rámci intravaskulárního metabolizmu lipoproteínu, k reakci je nutný enzym lecitin:cholesterolacyltransferáza (LCAT).

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

Volný cholesterol je součástí buněčných membrán všech tkání lidského organizmu a také součástí biomembrán nitrobuněčných organel. Je hojně zastoupen v lipoproteinech krevní plazmy, kde je asi v 60-70% v esterifikované formě. Transportní formou jsou převážně estery cholesterolu s kyselinou linolovou (C18:2n-6, 50 %). V menší míre jsou to estery s kyselinou olejovou (C18:1n-9,18%), kyselinou palmitovou (C16:0,15%) a arachidonovou (C20:4n, 6,7%). Asi dvě třetiny esterů cholesterolu vzniká v intravaskulárním metabolismu lipoproteinů v reakci katalyzované lecitin-cholesterolacyltransferázou (LCAT).

Množství cholesterolu obsaženo v jednotlivých orgánech (podle Greilinga a Gressnera 1995)

Orgán	Množství v % (g/100g vlhké hmotnosti)
Nadledvinky	8,5 – 11,5
Nervová soustava	2,6 – 4,4
Erytrocyt	2,4 – 2,8
Srdce	2,1 – 2,7
Plíce	1,9 – 2,5
Játra	0,2 – 0,4
Ledviny	0,3 – 0,4
Sval	0,1 – 0,3
Střeva	0,1 – 0,3

OSN-SZpůsob vylučování nebo metabolismusOSN-E

Zdrojem cholesterolu pro lidský organizmus je cholesterol přijatý stravou, syntetizován de novo v játrech a syntetizován de novo extrahepatálně. Cholesterol je metabolickým prekurzorem steroidních hormonů a žlučových kyselin, nemetabolizuje se jako zdroj energie. Vylučuje se výhradně exkrecí žluče (volný nezměněný cholesterol a žlučové kyseliny) do střeva, kde je velká část cholesterolu a žlučových kyselin reabsorbována v enterohepatálním oběhu (30-60 %). Exkrece stolicí je realizována ve formě neutrálních sterolů.

Cholesterol je součástí lipoproteinů krevní plazmy, které se  metabolizují v intravaskulárním prostoru. Přebytečný cholesterol obsažen v LDL částicích se ukládá v cévní stěně, dochází ke tvorbě aterosklerotických plátů. 

Autorské poznámky

Jana Franeková