Что такое холестерин?
Холестерин относится к группе органических соединений под общим названием липиды. Термин «липиды» часто отождествляют с понятием «жиры», но помимо жиров к липидам, этому классу молекул, относятся масла, воски и стерины, растворимые в других жирах, маслах и липидах, но не в воде (поэтому их называют липофильными). Главная и наиболее известная функция липидов заключается в накоплении энергии. Кроме того, они входят в структуру клеточных мембран и регулируют многие клеточные процессы, в особенности связанные с передачей нервных импульсов.
Холестерин представляет собой простой липид. (В силу своего химического строения он также относится к классу спиртов и считается одной из форм стероидов – стерином.) Жирные кислоты из животных и растительных жиров – это тоже простые липиды. Например, омега-жирные кислоты содержатся преимущественно в рыбе. Трансжирные кислоты – это разновидность модифицированного растительного масла, используемая в промышленном производстве пищевых продуктов. К сложным липидам относятся триглицериды, эфиры холестерина и фосфолипиды. Триглицериды являются хранилищами энергии в организме человека и основным компонентом растительных и животных жиров. Основная доля жира в теле человека и в продуктах питания – это именно триглицериды. Эфир холестерина – это молекула холестерина, подвергшаяся химической процедуре эстерификации, облегчающей ее транспортировку по крови. Большинство холестерина в крови существует в форме эфиров. Фосфолипиды являются важным компонентом клеточных мембран и липопротеинов, специализированных макромолекул (очень больших), транспортирующих холестерин в плазме крови.
Избыток холестерина в крови может привести к образованию бляшек, атеросклерозу и болезням сердца, но вместе с тем холестерин необходим всем животным и синтезируется их организмом. В теле человека он выполняет ряд функций (см. с. 23). В первую очередь он входит в структуру клеточных мембран и служит регулятором их текучести. Он необходим для синтеза желчных кислот, участвующих в пищеварении и усвоении жиров в кишечнике. Кроме того, он служит основой для образования витамина D и стероидных гормонов, включая прогестерон, эстроген и тестостерон. Холестерин также участвует в передаче нервных импульсов и в системе клеточной сигнализации. Без него были бы невозможны многие важные функции организма. Неудивительно, что природа создала сложный механизм для регуляции концентрации холестерина в плазме крови и его доступности для различных внутренних органов.
Функции холестерина в организме человека:
• важный компонент клеточных мембран;
♦ поддерживает структуру и текучесть мембран;
♦ участвует в передаче импульсов между клетками, в том числе нервными;
• служит основой для синтеза желчных кислот, необходимых для переваривания пищи;
• необходим для образования витамина D и стероидных гормонов.
В плазме крови холестерин находится в форме сложных эфиров и переносится липопротеинами, состоящими из белков и липидов. Липопротеины содержат небольшое количество свободного холестерина, но основные их компоненты – это эфиры холестерина, триглицериды и фосфолипиды в различных концентрациях. С точки зрения плотности выделяют пять категорий липопротеинов: высокой плотности (ЛВП), промежуточной (средней) плотности (ЛПП), низкой плотности (ЛНП), очень низкой плотности (ЛОНП) и хиломикроны (см. рис. 1.3). Измеряя уровень холестерина в крови, врач определяет относительное количество различных липопротеинов и их компонентов в плазме крови на момент проведения анализа. Возможно, вы уже слышали о «плохом» холестерине (ХС ЛНП) и о «хорошем» холестерине (ХС ЛВП). (ХС – это количество холестерина в липопротеинах высокой или низкой плотности.) Чтобы понять, почему тот или иной тип холестерина считается «плохим» или «хорошим», придется немного углубиться в биологию.
Рисунок 1.3. Пять основных категорий липопротеинов и остатки хиломикронов транспортируют холестерин и другие липиды по организму в плазме крови. Каждый тип липопротеинов в разной степени связан с атеросклерозом. (Масштаб не соблюден.) Иллюстрация автора
Основы липидного обмена
Наш организм сам синтезирует холестерин и вдобавок получает его из пищи. Во время приема пищи некоторая часть холестерина усваивается в тонком кишечнике, а излишки выводятся из организма вместе с другими отходами жизнедеятельности. Каждый организм усваивает разное количество холестерина из пищи. Эти различия, вероятнее всего, обусловлены генетически. В зависимости от того, сколько холестерина усвоилось из продуктов питания, организм уменьшает или увеличивает его синтез, чтобы его концентрация в крови оставалась относительно постоянной.
После приема пищи холестерин, усвоенный клетками тонкого кишечника, соединяется с триглицеридами и образует хиломикроны – липопротеины с большими молекулами, не имеющие отношения к атеросклерозу или ишемической болезни сердца. (Кровь для проведения анализа на уровень холестерина обычно сдается натощак, чтобы триглицериды, присутствующие в хиломикронах после приема пищи, не повлияли на точность результата.) Из тонкого кишечника хиломикроны переносятся по лимфатическим протокам (это часть сердечно-сосудистой системы, отвечающая за поддержание водного баланса организма) и попадают в кровь через грудной проток (часть лимфатической системы, расположенная в грудной клетке). Далее кровь разносит хиломикроны в различные ткани организма, где те расщепляются на более мелкие частицы, называемые остатками хиломикронов. В процессе расщепления хиломикроны выделяют свободные жирные кислоты, которые либо сразу используются мышцами как источник энергии, либо преобразуются в триглицериды и откладываются в жировой запас. Остатки хиломикронов возвращаются в печень, унося с собой неусвоенный холестерин, большая часть которого затем выводится из организма с экскрементами. В отличие от самих хиломикронов их остатки способствуют образованию атеросклеротических бляшек, задержка в их усвоении и выведении из организма связана с повышенным риском развития ишемической болезни сердца.
Наряду с кишечником активное участие в поддержании стабильного уровня холестерина в организме принимает печень. Помимо выведения пищевого холестерина, поступающего в нее вместе с остатками хиломикронов, она синтезирует холестерин, необходимый для нормальной деятельности всех систем организма. Кроме того, она может очищать систему кровообращения от холестерина, который сама же производит. Этот процесс состоит из нескончаемой цепочки синтеза, выведения и выделения.
Первый этап синтеза холестерина в организме – производство печенью липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП). ЛОНП имеют высокое содержание триглицеридов и циркулируют в плазме крови для транспортировки энергии в различные органы и ткани. ЛОНП также могут преобразовываться в липопротеины промежуточной плотности (ЛПП), которые затем трансформируются в ЛНП. В процессе преобразования в ЛПП и затем в ЛНП липопротеины очень низкой плотности постепенно насыщаются холестерином (в форме эфиров холестерина) и теряют триглицериды, превращаясь в более плотные и меньшие по размеру молекулы липопротеинов. ЛНП являются основным переносчиком холестерина в плазме крови, а ХС ЛНП заслуженно получил репутацию «плохого» холестерина. ЛОНП, ЛПП и ЛНП усугубляют атеросклероз, поскольку содержат белок аполипопротеин В (апо-В). Хиломикроны содержат другую форму апо-В, примерно в два раза меньшую по размеру, чем в остальных липопротеинах. ЛНП – самый важный и чаще всего измеряемый липопротеин, содержащий апо-В. По мнению ученых, именно ЛНП и его модифицированные формы проникают через стенки сосудов и приводят к образованию атеросклеротических бляшек. Если уровень ХС ЛНП в плазме крови становится слишком высоким, начинает развиваться атеросклероз.
