Kolesterolbiosyntese

De Kolesterolbiosyntese gjør det mulig for kroppens celler å syntetisere kolesterol fra enkle råvarer i 18 trinn. Denne biosyntesen skjer først og fremst i leveren og i tarmveggene. Arvelige metabolske sykdommer som Tangiers sykdom kan forstyrre biosyntesen av kolesterol.

Hva er kolesterolbiosyntese?

Menneskekroppen produserer sitt eget kolesterol i en biokjemisk prosess i 18 forskjellige trinn. Denne prosessen er også kjent som kolesterolbiosyntese. Det meste av det totale kolesterolet lages av kroppen. Bare en minimal brøkdel inntas gjennom mat.

Kolesterol er en lipid som er essensiell for mange kroppsfunksjoner. Når det gjelder syntese av steroidhormon, avhenger kroppen for eksempel av kolesterol. Det samme gjelder forskjellige lagringsprosesser og konstruksjon av cellemembraner.

Den metabolske veien for kolesterolbiosyntese gjør det mulig for alle levende ting med en cellekjerne å produsere det viktige lipidet fra enkle elementer. Kroppens kolesterolproduksjon reguleres etter behov. Transformasjonen av stoffer foregår i cytosol og i endoplasmatisk retikulum til cellene. Transkripsjonsfaktorer regulerer prosessene og påvirker biosyntesen enten positivt eller negativt.

Bloch og Lynen mottok Nobelprisen i 1964 for forskning på kolesterolmetabolisme. Popják og Cornforth ga også viktige bidrag til forskning på kolesterolbiosyntese.

Funksjon & oppgave

Menneskekroppen produserer rundt 700 milligram kolesterol hver dag i biosyntese og rundt 150 gram kolesterol er innebygd i hele kroppen. Store mengder lipid finnes hovedsakelig i hjernen og binyrene. Kolesterol oppfyller stabiliserende funksjoner i cellemembraner og er derfor et viktig byggemateriale.

Hos mennesker skjer biosyntese av kolesterol først og fremst i tarmslimhinnen og leveren. Mens mange celler i kroppen er i stand til å syntetisere kolesterol, gjør leveren fortsatt det meste av kolesterolet.

Fordi kroppens kolesterol ikke kan krysse blod-hjerne-barrieren inn i hjernen, må hjernen produsere sentralnervesystemets kolesterol. Kolesterol i hjernen utgjør rundt 24 prosent av det totale kolesterolet.

Produksjonen av kolesterolsyntese er DMAPP, som produseres i metabolske banen mevalonate. 18 mellomstadier utgjør biosyntesen av kolesterol. Før syntese syntetiserer kroppen acetyl-CoA. Denne prosessen foregår på mevalonatets biosyntetiske vei. Via HMG-CoA omdannes startmaterialet acetyl-CoA til mevalonsyre. Sluttproduktene av den biosyntetiske mevalonatveien er dimetylallyl pyrofosfat og isopentyl pyrofosfat.

Først nå begynner den faktiske kolesterolbiosyntesen. De to sluttproduktene av den biosyntetiske meyalonatveien kombineres for å danne geranyl pyrofosfat. Denne forbindelsen blir omdannet til farnesylpyrofosfat. To farnesylpyrofosfater er involvert i en kondensasjonsreaksjon og blir omdannet til skvalen i løpet av denne reaksjonen. Fra dette produseres (-2) -2,3-epoksysqualen som igjen omdannes til lanosterol. Lanosterolen deltar i en demetylering. Så det blir 4,4-dimetyl-5a-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol.

På dette tidspunktet finner flere oksidasjonsreaksjoner sted som gir opphav til 14-demetyllanosterol. Sluttproduktene av oksidasjonen omdannes til zymosteron via zymosterolkarboksylat. Dette blir fulgt av en reduksjon i zymosteron, noe som resulterer i zymosterol. Via 5a-Cholesta-7,24-dien-3β-ol resulterer dette i 7-dehydrocholesterol. Når dette produktet er hydrogenert, blir det til slutt kolesterol.

Sykdommer og plager

Under navnet familiær hyperkolesterolemi er forskjellige arvelige sykdommer kjent som påvirker kolesterolmetabolismen. Uansett kosthold resulterer disse lidelsene i sterkt økte kolesterolnivåer i plasma. Som sekundære sykdommer, vaskulære sykdommer og hjerteinfarkt kan komme i en tidlig alder. Sykdommen er forårsaket av en defekt i genet som koder for LDL-reseptoren. På grunn av denne defekten er LDL-reseptoren bare ufullstendig utviklet eller ikke i det hele tatt. Fremfor alt økes derfor LDL-verdien til de berørte betydelig. Xanthomas former det kliniske bildet. Dette er fettforekomster i huden, i de indre organene og i sentralnervesystemet.

Hyperkolesterolemi trenger ikke å være familiær, den kan også anskaffes. De anskaffede formene utløses hovedsakelig av underernæring. Diabetes kan være den primære sykdommen. Fedme eller kronisk nyresvikt er også ofte forbundet med høyt kolesterolnivå.

I tillegg til dietter brukes medisiner som CSE-hemmere hovedsakelig til å behandle høyt kolesterol over gjennomsnittet. Statiner kan hemme biosyntesen av kolesterol. Behandlingen med CSE-hemmere sikter mot denne hemming. De forhindrer HMG-CoA-reduktase og muliggjør dermed en generell senking av kolesterolkonsentrasjonen i serum. På denne måten kan for eksempel arteriosklerose av den sekundære sykdommen bremses. Kolesterolrelaterte hjerteinfarkt eller andre samtidig sykdommer når kolesterolnivået er for høyt, kan også forhindres med CSE-hemmeren.

Hypokolesterolemier er det motsatte av hyperkolesterolemi. Lavt serumkolesterol, som forekommer i sammenheng med hypokolesterolemi, er i de fleste tilfeller assosiert med en ondartet kreft. Ved karsinomrelatert hypokolesterolemi blir det lave kolesterolnivået vanligvis vurdert som en risikofaktor for dødelighet av alle årsaker.

Underernæring, AIDS eller alvorlige infeksjoner er andre årsaker til alvorlig lave kolesterolnivåer. Imidlertid kan hypokolesterolemia også oppstå som en del av en arvelig sykdom. Et eksempel på en slik er Tangiers sykdom. Pasienter med denne sykdommen lider spesielt av HDL-hypokolesterolemia.