Sinh tổng hợp cholesterol

Các Sinh tổng hợp cholesterol cho phép các tế bào của cơ thể tổng hợp cholesterol từ các nguyên liệu thô đơn giản trong 18 bước. Quá trình sinh tổng hợp này diễn ra chủ yếu ở gan và thành ruột. Các bệnh chuyển hóa di truyền như bệnh Tangier có thể làm gián đoạn quá trình sinh tổng hợp cholesterol.

Sinh tổng hợp Cholesterol là gì?

Cơ thể con người tự sản xuất cholesterol trong một quá trình sinh hóa với 18 bước khác nhau. Quá trình này còn được gọi là quá trình sinh tổng hợp cholesterol. Hầu hết tổng lượng cholesterol được tạo ra bởi cơ thể. Chỉ một phần nhỏ được hấp thụ qua thức ăn.

Cholesterol là một loại lipid cần thiết cho nhiều chức năng của cơ thể. Ví dụ, trong trường hợp tổng hợp hormone steroid, cơ thể phụ thuộc vào cholesterol. Điều tương tự cũng áp dụng cho các quá trình lưu trữ khác nhau và cấu tạo màng tế bào.

Con đường trao đổi chất của quá trình sinh tổng hợp cholesterol cho phép tất cả các sinh vật sống có nhân tế bào tạo ra lipid quan trọng từ các nguyên tố đơn giản. Việc sản xuất cholesterol của cơ thể được điều chỉnh khi cần thiết. Sự biến đổi các chất diễn ra trong tế bào chất và trong lưới nội chất của tế bào. Các yếu tố phiên mã điều hòa các quá trình và ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp theo hướng tích cực hoặc tiêu cực.

Bloch và Lynen nhận giải Nobel năm 1964 cho nghiên cứu chuyển hóa cholesterol. Popják và Cornforth cũng có những đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu quá trình sinh tổng hợp cholesterol.

Chức năng & nhiệm vụ

Cơ thể con người sản xuất khoảng 700 miligam cholesterol mỗi ngày trong quá trình sinh tổng hợp và khoảng 150 gam cholesterol được xây dựng trong toàn bộ cơ thể. Một lượng lớn lipid được tìm thấy chủ yếu trong não và tuyến thượng thận. Cholesterol hoàn thành các chức năng ổn định trong màng tế bào và do đó là một vật liệu xây dựng quan trọng.

Ở người, quá trình sinh tổng hợp cholesterol diễn ra chủ yếu ở niêm mạc ruột và gan. Trong khi nhiều tế bào trong cơ thể có khả năng tổng hợp cholesterol, gan vẫn tạo ra phần lớn cholesterol.

Vì cholesterol trong cơ thể không thể vượt qua hàng rào máu não vào não nên não phải tự sản xuất cholesterol cho hệ thần kinh trung ương. Cholesterol trong não chiếm khoảng 24% tổng lượng cholesterol.

Đầu ra của quá trình tổng hợp cholesterol là DMAPP, được tạo ra trong con đường chuyển hóa mevalonate. 18 giai đoạn trung gian tạo nên quá trình sinh tổng hợp cholesterol. Trước khi tổng hợp, cơ thể tổng hợp acetyl-CoA. Quá trình này diễn ra trên con đường sinh tổng hợp mevalonate. Thông qua HMG-CoA, nguyên liệu ban đầu acetyl-CoA được chuyển đổi thành axit mevalonic. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình sinh tổng hợp mevalonat là dimethylallyl pyrophosphat và isopentyl pyrophosphat.

Chỉ bây giờ quá trình sinh tổng hợp cholesterol thực sự mới bắt đầu. Hai sản phẩm cuối cùng của con đường sinh tổng hợp meyalonate được kết hợp để tạo thành geranyl pyrophosphate. Hợp chất này được chuyển thành farnesyl pyrophosphat. Hai farnesyl pyrophosphat tham gia vào phản ứng ngưng tụ và được chuyển thành squalene trong quá trình phản ứng này. Từ (S) -2,3-epoxysqualene này được tạo ra, lần lượt được chuyển thành lanosterol. Lanosterol tham gia vào quá trình khử metyl. Vì vậy, nó trở thành 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol.

Tại thời điểm này, một số phản ứng oxy hóa diễn ra tạo ra 14-demethyllanosterol. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa được chuyển thành zymosterone thông qua zymosterol carboxylate. Tiếp theo là giảm zymosterone, dẫn đến zymosterol. Qua 5α-Cholesta-7,24-dien-3β-ol điều này dẫn đến 7-dehydrocholesterol. Khi sản phẩm này được hydro hóa, cholesterol cuối cùng được tạo ra.

Bệnh tật & ốm đau

Các bệnh di truyền khác nhau ảnh hưởng đến sự chuyển hóa cholesterol được biết đến dưới cái tên tăng cholesterol máu gia đình. Bất kể chế độ ăn uống nào, những rối loạn này đều làm tăng nồng độ cholesterol trong huyết tương. Là các bệnh thứ phát, các bệnh về mạch máu và đau tim có thể xuất hiện ngay từ khi còn nhỏ. Căn bệnh này do khiếm khuyết trong gen mã hóa thụ thể LDL. Do khiếm khuyết này, thụ thể LDL chỉ phát triển không hoàn chỉnh hoặc không phát triển. Trên hết, giá trị LDL của những người bị ảnh hưởng do đó được tăng lên đáng kể. Xanthomas định hình hình ảnh lâm sàng. Đây là những chất béo tích tụ ở da, trong nội tạng và trong hệ thần kinh trung ương.

Tăng cholesterol máu không nhất thiết phải có tính chất gia đình mà cũng có thể mắc phải. Các dạng mắc phải chủ yếu do suy dinh dưỡng gây ra. Bệnh tiểu đường có thể là bệnh chính. Béo phì hoặc suy thận mãn tính cũng thường liên quan đến tăng mức cholesterol.

Ngoài chế độ ăn kiêng, các loại thuốc như chất ức chế CSE chủ yếu được sử dụng để điều trị cholesterol cao trên mức trung bình. Statin có thể ức chế quá trình sinh tổng hợp cholesterol. Việc điều trị bằng chất ức chế CSE nhằm mục đích ức chế này. Chúng ngăn chặn HMG-CoA reductase và do đó cho phép giảm nồng độ cholesterol trong huyết thanh nói chung. Bằng cách này, ví dụ, bệnh xơ cứng động mạch thứ phát có thể được làm chậm lại. Các cơn đau tim liên quan đến cholesterol hoặc các bệnh đồng thời khác khi mức cholesterol quá cao cũng có thể được ngăn ngừa bằng chất ức chế CSE.

Giảm cholesterol ngược lại với tăng cholesterol. Cholesterol huyết thanh thấp, như xảy ra trong bối cảnh giảm cholesterol máu, có liên quan đến phần lớn các trường hợp bị ung thư ác tính. Trong chứng giảm cholesterol máu liên quan đến ung thư, mức cholesterol thấp thường được đánh giá là một yếu tố nguy cơ gây tử vong do mọi nguyên nhân.

Suy dinh dưỡng, AIDS hoặc nhiễm trùng nặng là những nguyên nhân khác gây ra mức cholesterol thấp nghiêm trọng. Tuy nhiên, hạ cholesterol máu cũng có thể xảy ra như một phần của bệnh di truyền. Một ví dụ về bệnh này là bệnh Tangier. Bệnh nhân mắc bệnh này đặc biệt bị hạ cholesterol HDL.