Cholesterolfysiologie

Cholesterol is essentieel voor alle levende organismen. Het wordt gesynthetiseerd uit eenvoudigere stoffen in het lichaam. Cholesterol kan ook worden verkregen uit voedsel. Verzadigde vetten in voeding kunnen worden omgezet in cholesterol. Dit kan leiden tot overmatig cholesterol in het bloed.

Hoge niveaus van cholesterol in de bloedcirculatie, afhankelijk van hoe het wordt getransporteerd in lipoproteïnen, zijn sterk geassocieerd met progressie van atherosclerose.

Hoeveel cholesterol dat het lichaam normaal gesproken aanmaakt?

Normale volwassenen synthetiseren doorgaans ongeveer 1 g (1.000 mg) cholesterol per dag en de totale lichaamsinhoud is ongeveer 35 g.

Typische dagelijkse aanvullende voedingsinname, in de Verenigde Staten en soortgelijke culturen is ongeveer 200-300 mg. Het lichaam compenseert de cholesterolopname door de hoeveelheid die wordt aangemaakt te verminderen. Dit gebeurt door vermindering van de synthese van cholesterol, hergebruik van het bestaande cholesterol en uitscheiding van overtollig cholesterol door de lever via de gal in het spijsverteringskanaal.

Typisch wordt ongeveer 50% van het uitgescheiden cholesterol opnieuw geabsorbeerd door de kleine hoeveelheid cholesterol. darmen terug in de bloedbaan voor hergebruik.

Functies van cholesterol in het lichaam

Cholesterol is essentieel voor het maken van de celmembraan en celstructuren en is essentieel voor de synthese van hormonen, vitamine D en andere stoffen.

• Celmembraansynthese – Cholesterol helpt bij het reguleren van de membraanvloeibaarheid over het bereik van fysiologische temperaturen. Het heeft een hydroxylgroep die interageert met de polaire kopgroepen van de membraanfosfolipiden en sfingolipiden. Deze bestaan samen met de niet-polaire vetzuurketen van de andere lipiden. Cholesterol verhindert ook de doorgang van protonen (positieve waterstofionen) en natriumionen door de plasmamembranen.
• Celtransporteurs en signaalmoleculen – De cholesterolmoleculen bestaan als transporteurs en signaalmoleculen langs het membraan. Cholesterol helpt ook bij zenuwgeleiding. Het vormt de geïnvagineerde caveolae en met clathrine beklede putten, inclusief caveola-afhankelijke en clathrine-afhankelijke endocytose. Endocytose betekent het overspoelen van vreemde moleculen door de cel. Cholesterolen helpen bij celsignalering door te helpen bij de vorming van lipide-vlotten in het plasmamembraan.
• Cholesterol in de myeline-omhulsels – De zenuwcellen zijn bedekt met een beschermende laag of myeline-omhulsel. De myelineschede is rijk aan cholesterol. Dit komt omdat het is afgeleid van samengeperste lagen Schwann-celmembraan. Het helpt bij het bieden van bescherming en isolatie en maakt een efficiëntere geleiding van zenuwimpulsen mogelijk.
• Rol binnen de cellen – In de cellen is cholesterol het precursormolecuul in verschillende biochemische routes. In de lever wordt cholesterol bijvoorbeeld omgezet in gal, dat vervolgens wordt opgeslagen in de galblaas. Gal bestaat uit galzouten. Dit helpt om de vetten beter oplosbaar te maken en helpt bij hun opname. Galzouten helpen ook bij de opname van in vet oplosbare vitamines zoals vitamine A, D, E en K.
• Hormonen en vitamine D – Cholesterol is een belangrijk precursormolecuul voor de synthese van vitamine D en de steroïde hormonen zoals corticosteroïden , Geslachtshormonen (geslachtshormonen zoals oestrogeen, progesteron en testosteron enz.)

Cholesterolsynthese

De lever is het primaire orgaan dat cholesterol synthetiseert. Ongeveer 20-25% van de totale dagelijkse cholesterolproductie vindt hier plaats. Cholesterol wordt ook in kleinere mate gesynthetiseerd in de bijnieren, darmen, voortplantingsorganen enz.

De synthese van cholesterol begint met een molecuul acetyl CoA en een molecuul acetoacetyl-CoA, die worden gedehydrateerd om 3 te vormen. -hydroxy-3-methylglutaryl CoA (HMG-CoA). Dit molecuul wordt vervolgens gereduceerd tot mevalonaat door het enzym HMG-CoA-reductase. Deze stap is een onomkeerbare stap in de cholesterolsynthese. Deze stap wordt geblokkeerd door cholesterolverlagende medicijnen zoals statines.

Mevalonte wordt vervolgens omgezet in 3-isopentenylpyrofosfaat. Dit molecuul wordt gedecarboxyleerd tot isopentenylpyrofosfaat. Drie moleculen isopentenylpyrofosfaat condenseren om farnesylpyrofosfaat te vormen door de werking van geranyltransferase. Twee moleculen farnesylpyrofosfaat condenseren vervolgens om squaleen te vormen. Dit vereist squaleensynthase in het endoplasmatisch reticulum. Oxidosqualeencyclase cycliseert vervolgens squaleen om lanosterol te vormen. Lanoststerol vormt dan cholesterol.

Regulatie van cholesterolsynthese

Biosynthese van cholesterol wordt direct gereguleerd door de aanwezige cholesterolspiegels. Wanneer er te veel cholesterol uit de voeding wordt ingenomen, neemt de endogene cholesterolsynthese af. Het belangrijkste regulerende mechanisme is de detectie van intracellulair cholesterol in het endoplasmatisch reticulum door het eiwit SREBP (sterol regulerend element bindend proteïne 1 en 2).

HMG CoA-reductase bevat een membraan en een cytoplasmatisch domein. Het membraandomein kan zijn afbraak detecteren. Toenemende concentraties cholesterol (en andere sterolen) veroorzaken een verandering in dit domein en maken het gevoeliger voor vernietiging door het proteosoom. De activiteiten van dit enzym worden ook verminderd door fosforylering door een AMP-geactiveerde proteïnekinase.

Cholesterol uit voedsel

Er zijn verschillende dierlijke vetten die bronnen van cholesterol zijn. Dierlijke vetten zijn complexe mengsels van triglyceriden en bevatten lagere hoeveelheden cholesterolen en fosfolipiden.

De belangrijkste voedingsbronnen van cholesterol zijn kaas, eigeel, rundvlees, varkensvlees, gevogelte en garnalen. Cholesterol is afwezig in plantaardig voedsel, maar plantaardige producten zoals lijnzaad en pindas kunnen cholesterolachtige verbindingen bevatten die fytosterolen worden genoemd. Deze zijn gunstig en helpen bij het verlagen van het cholesterolgehalte.

Verzadigde vetten en transvetten in voedsel zijn de ergste boosdoeners die het cholesterolgehalte in het bloed verhogen. Verzadigde vetten zijn aanwezig in volvette zuivelproducten, dierlijke vetten, verschillende soorten olie en chocolade. Transvetten zijn aanwezig in gehydrogeneerde oliën. Deze komen in de natuur niet in significante hoeveelheden voor. Deze zijn te vinden in veel fastfood, snacks en gebakken of gebakken goederen.

Transport van cholesterol en lipiden

Er zijn twee primaire routes voor het transport van lipiden. Dit zijn:

Exogene route (transport van voedingslipiden)

Deze route maakt efficiënt transport van voedingslipiden mogelijk. Hierdoor worden de voedingstriglyceriden gehydrolyseerd door pancreaslipasen in de darmen en geëmulgeerd met galzuren om micellen te vormen. De aldus gevormde chylomicronen worden uitgescheiden in de darmlymfe en rechtstreeks aan het bloed afgegeven. Deze worden vervolgens verwerkt in de perifere weefsels voordat ze de lever bereiken. De deeltjes worden beïnvloed door lipoproteïnelipase (LPL). De triglyceriden van chylomicronen worden gehydrolyseerd door LPL en er komen vrije vetzuren vrij. Het chylomicrondeeltje krimpt geleidelijk in grootte en de cholesterol en fosfolipiden ervan worden overgebracht naar HDL. De resulterende zijn chylomicronresten.

Endogene route (transport van leverlipiden)

Deze route behandelt het metabolisme van lipoproteïnen LDL (Low density lipoproteins), HDL (High density lipoproteins), VLDL (Very Low Density Lipoproteins) en IDL (Intermediate density lipoproteins).

VLDL-deeltjes lijken qua eiwitsamenstelling op chylomicronen. Maar deze bevatten apoB-100 in plaats van apoB-48 en hebben een hogere verhouding tussen cholesterol en triglyceride. De triglyceriden van VLDL worden gehydrolyseerd door LPL. Deze worden dan IDL.

De lever verwijdert 40 tot 60% van de VLDL-restanten en IDL door de LDL-receptor. Het cholesterol in LDL is bij de meeste mensen verantwoordelijk voor 70% van het plasmacholesterol. Lipoproteïne (a) is een lipoproteïne vergelijkbaar met LDL in lipiden- en eiwitsamenstelling. Het heeft een extra proteïne genaamd apolipoproteïne (a).

Omgekeerd cholesteroltransport

De belangrijkste eliminatieroute van cholesterol is door uitscheiding in de gal. Cholesterol uit cellen wordt getransporteerd van de plasmamembranen van perifere cellen naar het HDL-gemedieerde proces van de lever dat omgekeerd cholesteroltransport wordt genoemd.

Verder lezen

• Alle cholesterolinhoud
• Cholesterol – wat is cholesterol?
• Cholesterol – wat is hoog cholesterol?
• Hypercholesterolemie en hypocholesterolemie
• Hoog cholesterol en risico op beroerte

Citaties