Kolesterool biosüntees võimaldab keharakkudel sünteesida kolesterooli lihtsatest lähteainetest 18 etapiga. See biosüntees toimub peamiselt maks ja sooleseinad. Pärilikud ainevahetushaigused, näiteks Tangeri tõbi, võivad häirida Biosünteesi kolesterooli.
Mis on kolesterooli biosüntees?
Kolesterool biosüntees võimaldab keha rakkudel sünteesida kolesterooli lihtsatest lähteainetest 18 etapiga. Inimkeha toodab endogeenset kolesterooli biokeemilises protsessis, mis hõlmab 18 erinevat etappi. Seda protsessi nimetatakse ka kolesterooli biosünteesiks. Enamiku kogu kolesteroolist toodab keha. Toidu kaudu neelatakse ainult minimaalne osa. Kolesterool on lipiid, mis on oluline paljude keha funktsioonide jaoks. Näiteks sõltub keha steroidhormoonide sünteesiks kolesteroolist. Sama kehtib mitmesuguste säilitamisprotsesside ja rakumembraanide ehitamise kohta. Kolesterooli biosünteesi metaboolne rada võimaldab kõigil rakutuumaga elusorganismidel olulistest lipiididest iseseisvalt toota. Keha kolesterooli tootmist reguleeritakse vastavalt vajadusele. Rakkude tsütosoolis ja endoplasmaatilises retikulumis toimub ainete muundumine. Transkriptsioonifaktorid reguleerivad protsesse ja mõjutavad biosünteesi kas positiivselt või negatiivselt. Bloch ja Lynen said kolesterooli ainevahetuse uurimise eest 1964. aastal Nobeli preemia. Popják ja Cornforth andsid olulise panuse ka kolesterooli biosünteesi uurimisse.
Funktsioon ja ülesanne
Ligikaudu 700 milligrammi kolesterooli toodab inimkeha biosünteesis päevast päeva ja umbes 150 grammi kolesterooli lisatakse kogu kehasse. Suures koguses lipiidi leidub peamiselt aju ja neerupealised. Kolesterool täidab rakumembraanides stabiliseerivaid funktsioone ja on seega oluline ehitusaine. Inimestel toimub kolesterooli biosüntees peamiselt soolestikus limaskest ja maks. Kuigi paljud keharakud on võimelised kolesterooli sünteesima, on maks toodab sellest hoolimata kõige rohkem kolesterooli. Kuna keha kolesterool ei saa läbi veri-aju aju, peab aju tegema oma keskpunkti närvisüsteem kolesterool. Kolesterool aju moodustab umbes 24 protsenti kogu kolesteroolist. Kolesterooli sünteesi väljundiks on DMAPP, mis moodustub mevalonaadi ainevahetusrajas. 18 vaheühendit moodustavad kolesterooli biosüntees. Enne sünteesi sünteesib keha atsetüül-CoA. See protsess toimub mevalonaadi biosünteesirajal. HMG-CoA kaudu muutub lähteaine atsetüül-CoA mevaloonhappeks. Mevalonaadi biosünteesi raja lõpp-produktideks on dimetüülallüülpürofosfaat ja isopentüülpürofosfaat. Alles nüüd algab tegelik kolesterooli biosüntees. Müalononaadi biosünteesi raja kaks lõppsaadust ühendatakse, moodustades geranüülpürofosfaadi. See ühend muundatakse farnesüülpürofosfaadiks. Mõlemal juhul osalevad kondensatsioonireaktsioonis kaks farnesüülpürofosfaati, mis muunduvad selle reaktsiooni käigus skvaleeniks. Nii tekib (S) -2,3-epoksükvaleen, mis omakorda muundub lanosterooliks. Lanosterool osaleb demetüülimisel. Seega saab sellest 4,4-dimetüül-5a-kolesta-8,14,24-trieen-3β-ool. Sel hetkel toimuvad 14-demetüüllanosterooli saamiseks mitmed oksüdatsioonireaktsioonid. Sümosteroolkarboksülaadi kaudu muundatakse oksüdeerumise lõppsaadused zümosterooniks. Sellele järgneb tsümosterooni redutseerimine, saades tsümosterooli. 5a-kolesta-7,24-dien-3β-ooli kaudu saadakse 7-dehüdrokolesterool. Selle toote hüdrogeenimisel tekib lõpuks kolesterool.
Haigused ja vaevused
Mitmeid pärilikke haigusi, mis mõjutavad kolesterooli metaboolset rada, nimetatakse perekondlikeks hüperkolesteroleemiateks. Sõltumata sellest dieet, tugevalt tõusnud plasma kolesterooli tase esinevad nende häirete korral. Vaskulaarsed haigused ja süda rünnakud võivad areneda varases eas sekundaarsete haigustena. Haigus on põhjustatud geen mis koodib LDL retseptor. Selle defekti tõttu on LDL retseptor moodustub ainult mittetäielikult või üldse mitte. The LDL mõjutatud isikute tase on seetõttu märkimisväärselt tõusnud. Ksantoomid iseloomustavad kliinilist pilti. Need on nahk, siseorganid ja keskne närvisüsteem. Hüperkolesteroleemia ei pea jooksma perekondades, vaid saab ka omandada. Omandatud vormid käivitavad peamiselt alatoitumine. Diabeet võib olla peamine haigus. Rasvumine or krooniline neerupuudulikkus on sageli seotud ka kõrgenenud kolesterooli tase. Lisaks dieedile ravimid näiteks CSE inhibiitoreid kasutatakse üle keskmise kolesterooli tase. Statiinid võib pärssida kolesterooli biosünteesi. Selle pärssimise eesmärk on ravi CSE inhibiitoritega. Need takistavad HMG-CoA reduktaasi ja võimaldavad seerumi kolesterooli kontsentratsiooni üldist vähenemist. Sel moel näiteks sekundaarne haigus arterioskleroos saab aeglustada. CSE inhibiitorid võivad ära hoida ka kolesterooliga seotud süda rünnakud või muud kaasnevad haigused, mis on seotud kõrge kolesteroolitasemega. Hüpokolesteroleemia on vastupidine hüperkolesteroleemiale. Madal seerumi kolesterool, mis esineb hüpokolesteroleemiate korral, on seotud pahaloomulise kasvajaga vähk enamikul juhtudel. Kartsinoomiga seotud hüpokolesteroleemia korral hinnatakse alandatud kolesteroolitaset tavaliselt kõigi põhjuste suremuse riskifaktoriks. Alatoitumine, AIDSvõi rasked infektsioonid on tõsiselt madala kolesteroolitaseme muud põhjused. Hüpokolesteroleemia võib esineda ka päriliku haiguse osana. Sellise haiguse näiteks on Tangeri tõbi. Selle haigusega patsiendid kannatavad eriti HDL hüpokolesteroleemia.
