Содержание
Холестерин, триглицериды и фосфолипиды
В организме существуют три основных вида жира: триглицериды, холестерин и фосфолипиды.
Триглицериды — нейтральные — хранятся в жировой ткани и мышцах. Небольшой процент жировых веществ присутствует в крови, циркулируя в виде свободных жирных кислот, которые выделились из триглицеридов в результате химической реакции. Из трех названных видов триглицериды вовлечены в процесс выработки энергии больше других. Научные наблюдения, проведенные среди культуристов, показали, что триглицериды, включая те, что находятся в мышечной ткани, служат важным источником энергии во время интенсивной силовой тренировки. Последняя помогает не только наращивать мышечную массу, но и сжигать подкожный жир.
Холестерин - природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных организмов. Около 1,5-2,5 г в сутки (80%) холестерина вырабатывается самим организмом (в основном печенью), остальные 20% Поступают с пищей. В организме находится 80% свободного и 20% связанного холестерина. Холестерин в составе клеточной плазматической мембраны играет роль модификатора бислоя, придавая ему определенную жесткость за счет увеличения плотности «упаковки» молекул фосфолипидов. Таким образом, холестерин - стабилизатор текучести плазматической мембраны.
Холестерин открывает цепь биосинтеза стероидных половых гормонов и кортикостероидов, служит основой для образования желчных кислот и витаминов группы D, участвует в регулировании проницаемости клеток и предохраняет эритроциты крови от действия гемолитических ядов.
Поскольку холестерин плохо растворим в воде, в чистом виде он не может доставляться к тканям организма при помощи основанной на воде крови. Вместо этого холестерин в крови находится в виде хорошо растворимых комплексных соединений с особыми белками-транспортерами, так называемыми аполипопротеинами. Такие комплексные соединения называются липопротеинами.
Причиной накопления излишнего холестерина в большей степени является излишнее образование этого соединения в организме и замедленное его выведения, чему способствует избыточное потребление животных жиров, богатых насыщенными жирными кислотами.
Холестерин — это воскообразная светлая плотная масса, которая бывает двух видов. Первый можно назвать «холестерином в крови», а второй — «холестерином в пище». Являясь важным фактором хорошего здоровья, кровяной холестерин — это составная часть клеточных мембран.
Он участвует в производстве гормонов, витамина D и желчи (вещества, необходимого для усвоения жира). Поскольку наш организм способен вырабатывать холестерин из жира, углеводов или белка, вам не требуется снабжать его им с пищей.
Когда вы едите продукты, содержащие холестерин, он расщепляется на более мелкие компоненты, которые затем будут использованы для образования различных жиров, белков и других необходимых для организма веществ. Холестерин, потребляемый с пищей, не становится тем его видом, который содержится в крови. Хотя сокращать потребление продуктов с высоким содержанием холестерина важно, еще важнее снижать долю насыщенных жиров (тех, которые находятся в основном в продуктах животного происхождения): ведь печень производит кровяной холестерин именно из них. Чем большее количество насыщенных жиров вы потребите, тем больше холестерина образует ваша печень.
Когда она производит большие количества холестерина, его излишки циркулируют в крови и откладываются на внутренних стенках артерий, образуя так называемые бляшки. Проблемы начинаются, когда последние разрастаются, сужая просвет артерии и препятствуя притоку крови. Сердечный приступ происходит, когда приток крови к сердечной мышце нарушен в течение долгого времени: тогда часть этой мышцы начинает отмирать.
Таким образом, повышенное количество холестерина в крови является главным фактором риска развития сердечных заболеваний. Но во многих случаях его можно контролировать с помощью упражнений и здоровой диеты.
Повышенный холестерин в крови принято считать неблагоприятным фактором для здоровья, однако новое исследование американских специалистов из университетов Техаса и Кентукки показало, что повышенный холестерин может поспособствовать долголетию человека.[1]
Липопротеины
Холестерин может присутствовать в крови как компонент липопротеидов низкой (LDL) или высокой плотности (HDL). И те и другие влияют на вероятность развития сердечного недуга по-разному. Липопротеиды низкой плотности содержат большее количество холестерина и может приводить к отложению последнего на стенках сосудов. Его называют плохим холестерином. Поэтому чем меньше его в крови, тем лучше.
HDL содержит меньшее количество холестерина. Его функция заключается в том, чтобы удалять последний из клеток стенок сосудов и транспортировать назад в печень для последующей переработки или удаления из организма в качестве отходов. HDL считается хорошим холестерином. Поэтому чем больше его в крови, тем лучше.
Если общее количество холестерина в крови превышает 200 миллиграммов на децилитр, это может быть опасным знаком. В норме показатель HDL должен быть выше 35, a LDL — менее 130. Высокий уровень триглицеридов в крови может возникать при поступлении избыточного количества алкоголя или вследствие присутствия в вашем рационе насыщенных жиров. Это увеличивает риск развития сердечных заболеваний. Желательно ежегодно проверять уровень холестерина и триглицеридов в крови. Таблица ниже объясняет значение различных показателей уровня холестерина.
Третьим видом жировых соединений являются фосфолипиды, которые участвуют главным образом в процессе регулирования свертываемости крови. Вместе с холестерином фосфолипиды образуют часть структуры всех клеточных мембран и являются жизненно необходимыми компонентами мембран клеток мозга и нервной системы.
Синтез холестерола из углеводов и жиров
Рис. 38.1. Образование холестерола из углеводов и жиров
Холестерол: польза или вред
Холестерол относится к липидам. Свое название он получил от греческих корней chole (желчь) и ster (твердый). Дело в том, что холестерол содержится в желчи и при избыточной концентрации кристаллизуется, образуя «твердую желчь», т.е. желчные камни. В английском названии cholesterol «ol» указывает на то, что это вещество является спиртом. Холестерол выполняет целый ряд функций в организме. Так, он входит в состав клеточных мембран. Из холестерола синтезируются соли желчных кислот и стероидные гормоны — альдостерон, кортизол, тестостерон, прогестерон и эстрогены. Однако, если уровень холестерола в крови слишком высокий, холестерол откладывается на внутренних стенках артерий и развивается атеросклероз. Холестерол также может откладываться в мягких тканях в виде желтых отложений, образуя ксантомы (от греческого xantho — желтый) сухожилий, ладоней, роговицы и ксантелазмы.
Биосинтез холестерола
Холестерол может синтезироваться из поступающих с пищей углеводов или триацилглицеролов
В печени холестерол образуется с использованием метаболитов глюкозы. Так, при ее метаболизме в пентозофосфатном пути синтезируется НАДФН, в гликолизе образуется пируват, который под действием пируватдегидрогеназы превращается в ацетил-КоА (рис. 38.1). В качестве источника ацетил-КоА также может выступать процесс β-окисления жирных кислот. Ацетил-КоА далее превращается в З-гидрокси-З-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). ГМГ-КоА-редуктаза (регуляторный фермент синтеза холестерола) восстанавливает ГМГ-КоА до мевалоната, используя НАДФН. Мевалонат через множество промежуточных соединений, которые не показаны на рисунке, превращается в холестерол.
ГМГ-КоА-редуктаза регулирует биосинтез холестерола
Чтобы предотвратить гиперхолестеролемию и ее вредные последствия для организма, необходимо регулировать биосинтез холестерола. Фермент, регулирующий синтез холестерола, — ГМГ-КоА-редуктаза. В многочисленных исследованиях, посвященных регуляции активности этого фермента, было показано, что существует три механизма регуляции:
- активность ГМГ-КоА-редуктазы снижается в присутствии продукта реакции — холестерола (ингибирование по принципу обратной связи);
- действие инсулина приводит к повышению активности ГМГ-КоА-редуктазы, а глюкагона к ее понижению. Эти гормональные эффекты опосредованы каскадами фосфорилирования белков, в результате которых ГМГ-КоА-редуктаза активируется или ингибируется, аналогично тому, как осуществляется регуляция метаболизма гликогена;
- холестерол понижает уровень транскрипции гена ГМГ-КоА-редуктазы, понижая образование мРНК, необходимой для синтеза ГМГ-КоА-редуктазы.
Лечение гиперхолестеролемии статинами
Статины обратимо ингибируют активность ГМГ-КоА-редуктазы и блокируют синтез холестерола. Поскольку концентрация холестерола снижается, усиливается экспрессия генов рецепторов ЛПНП. В результате клетки интенсивно эндоцитируют частицы ЛПНП, забирая больше холестерола в системе ЛПНП из крови. Использование статинов в медицине стало прорывом в предупреждении сердечно-сосудистых заболеваний. Примечание: статины снижают темпы образования предшественников холестерола: мевалоната и всех остальных промежуточных соединений. В частности, ингибируется синтез фарнезилпирофосфата, предшественника убихинона. Поскольку убихинон — необходимый компонент дыхательной цепи, в которой синтезируется АТФ, полагают, что прием статинов может снижать образование АТФ, необходимого для энергетического обмена в работающих мышцах. Так, некоторые больные, принимающие статины, жалуются на боли в мышцах и мышечную слабость. Возможно, в таких случаях окажется эффективным дополнительный прием убихинона (кофермента Q10).
Сопутствующие продукты в биосинтезе холестерола: убихинон, долихол и витамин D
Выше было отмечено, что одним из важных сопутствующих продуктов в биосинтезе холестерола является убихинон, необходимый для функционирования дыхательной цепи. Однако запомните и другие сопутствующие продукты: долихол (он участвует в биосинтезе гликопротеидов) и витамин D.
Прямой транспорт холестерола из печени к периферическим тканям
Синтезированный в печени холестерол нужно доставить к периферическим тканям. Однако холестерол нерастворим в водной среде крови. Поэтому он включается в состав липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) и уже в таком виде с током крови доставляется к тканям. Сходным образом осуществляется транспорт холестерола, поступившего в организм с пищей. В клетках кишечника он включается в состав гидрофильных сферических структур — хиломикронов, которые уже транспортируются к тканям.
Обратный транспорт холестерола из перифрических тканей в печень
Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) забирают холестерол из тканей и переносят в печень. Часто ЛПВП называют «хорошими липопротеинами», а холестерол в их составе — «хорошим холестеролом».
Биосинтез солей желчных кислот
Соли желчных кислот (хенодезоксихолат и холат) необходимы для эмульгирования липидов перед их всасыванием в кишечнике. Их синтез из холестерола регулирует 7-а-гидроксилаза.
Всасывание триацилглицеролов и холестерола, поступающих с пищей, и их удаление из крови; метаболизм хиломикронов
Рис. 42.1. Всасывание триацилглицеролов и холестерола, поступающих с пищей, и их удаление из крови. Метаболизм хиломикронов
Всасывание триацилглицеролов, поступающих с пищей
Триацилглицеролы, поступающие с пищей, попадают в кишечник, где эмульгируются солями желчных кислот. Секретируемая в просвет кишечника липаза поджелудочной железы гидролизует эмульгированные триацилглицеролы, расщепляя их на жирные кислоты и глицерол. Жирные кислоты и глицерол всасываются клетками кишечника и вновь образуют сложные эфиры — триацилглицеролы.
Всасывание холестерола в кишечнике
Поступающий с пищей холестерол всасывается в энтеро-циты с помощью специфического переносчика холестерола в клетках кишечника АВС-А1. В клетках ацил-КоА-холестеролацилтрансфераза (АХАТ) этерифицирует холестерол с образованием гидрофобного эфира холестерола. За счет этой реакции поддерживаются высокие темпы всасывания холестерола. Возможно, это хорошо в тех случаях, когда человек редко употребляет в пищу продукты, богатые холестеролом (например, мясные). Однако при обильном питании такое эффективное всасывание холестерола приносит только вред. Употребление маргаринов, обогащенных растительными стеролами, помогает уменьшить всасывание холестерола и снизить его содержание в крови. В настоящее время для снижения всасывания холестерола разрабатываются ингибиторы ацил - КоА-хо л естеролацилтрансферазы. Недавно появился новый лекарственный препарат — эзетимиб, который ингибирует всасывание холестерола (однако механизм его действия неясен).
Хиломикроны
Триацилглицеролы и эфиры холестерола покрываются оболочкой из фосфолипидов и апоВ48 и формируют незрелые хиломикроны. Энтероциты секретируют хиломикроны в лимфатическую систему, и хиломикроны с током лимфы достигают грудного протока. Здесь они попадают в кровь — в правую и левую подключичные вены.
Удаление триацилглицеролов из крови
С током крови хиломикроны попадают в капилляры, где они получают от ЛПВП аполипопротеины апоЕ и апоС2.
В тканях-мишенях хиломикроны связываются с липопроте-инлипазой, которая ассоциирована с отрицательно заряженными протеогликанами. АпоС2 активирует липопротеинли-пазу, и она гидролизует триацилглицеролы, расщепляя их на жирные кислоты и глицерол. Дальнейшая судьба жирных кислот зависит от типа ткани. В жировой ткани жирные кислоты и глицерол снова образуют триацилглицеролы, которые запасаются в жировой ткани. В мышцах жирные кислоты могут использоваться в качестве источника энергии.
Утилизация холестерола
При разрушении хиломикронов липопротеинлипазой высвобождается холестерол. Его связывают ЛПВП и переносят в печень, где он используется для синтеза солей желчных кислот.
Норма холестерина
Холестерин содержится только в животных продуктах. Наибольшим его содержанием отличаются (мг/100 г съедобной части продукта): яйцо куриное - 570, сыр голландский - 520, почки говяжьи - 300, печень говяжья - 270, печень свиная - 130. При варке мяса и рыбы теряется до 20% холестерина.
Однако нельзя полностью исключать холестерин из рациона, нужно только снизить его потребление и шире использовать продукты, в которых пищевые вещества хорошо сбалансированы: творог, морскую рыбу и другие продукты моря, мясо кролика, индейки. В злаковых продуктах, орехах и растительных маслах содержатся фитостерины, которые уменьшают всасывание холестерина из кишечника.
В холестериновом обмене важную роль играют витамины С, В12, В6, фолиевая кислота, некоторые микроэлементы. Аскорбиновая кислота стабилизирует физиологическое равновесие между образованием холестерина и его использованием в тканях. Йод стимулирует образование гормонов щитовидной железы, активирующих распад холестерина. Магний тормозит образование в организме и ускоряет распад холестерина, способствует его выделению с желчными кислотами. В то же время снижение холестерина ниже нормального уровня повышает риск таких заболеваний, как гипертиреоз (повышение активности щитовидной железы)поражение коры надпочечников, истощение.
По данным ВОЗ, потребление холестерина должно составлять 300-500 мг в сутки.
|
Общее количество холестерина | |
|
< 200 мг/дл |
Желательный уровень |
|
200—239 мг/дл |
На грани высокого |
|
> 240 мг/дл |
Высокий |
|
Холестерин LDL (холестерин липопротеинов низкой плотности) | |
|
< 100 мг/дл |
Оптимальный |
|
100—129 мг/дл |
Чуть ниже оптимального/чуть выше |
|
130—159 мг/дл |
На грани высокого |
|
160—189 мг/дл |
Высокий |
|
> 190 мг/дл |
Очень высокий |
|
Холестерин HDL (холестерин липопротеинов высокой плотности) | |
|
< 40 мг/дл |
Низкий |
|
> 60 мг/дл |
Высокий |
|
Триглицериды | |
|
<150 мг/дл |
Желательный |
|
150—199 мг/дл |
На грани высокого |
|
200—499 мг/дл |
Высокий |
|
> 500 мг/дл |
Очень высокий |
Эректильная функция
В настоящее время для нормализации уровня холестерина чаще всего применяют высокоэффективные препараты из класса статинов (ловастатин, аторвастатин, симвастатин и др.). Новое исследование Rutgers в 2014 году[2] показало, что статины, помимо снижения риска развития основных осложнений атеросклероза - инфаркта миокарда и инсульта, также улучшают эректильную функцию.
Содержание холестерина в некоторых пищевых продуктах
|
Продукт |
Содержание холестерина, г/100 г продукта |
|
Мозги |
2,0 |
|
Яйцо куриное |
0,57 |
|
Сыр голландский |
0,52 |
|
Ставрида |
0,40 |
|
Почки говяжьи |
0,30 |
|
Печень говяжья |
0,27 |
|
Карп |
0,27 |
|
Масло сливочное несоленое |
0,19 |
|
Сметана 30%-ной жирности |
0,13 |
|
Телятина 1-й кат. |
0,11 |
|
Сало свиное |
0,10 |
|
Говядина 1-й кат. |
0,08 |
|
Куры 1-й кат. |
0,08 |
|
Сливки 20%-ные |
0,08 |
|
Говядина 2-й кат. |
0,07 |
|
Баранина 1-й кат. |
0,07 |
|
Баранина 2-й кат. |
0,07 |
|
Свинина жирная |
0,07 |
|
Свинина мясная |
0,07 |
|
Творог жирный |
0,06 |
|
Щука |
0,05 |
|
Куры 2-й кат. |
0,04 |
|
Треска |
0,03 |
|
Сливки 10%-ные |
0,03 |