Cholesterol
Cholesterol si pod vlivem popularizující literatury získal u veřejnosti „špatnou pověst“. Ve skutečnosti je to životně důležitá molekula, která má v organismu řadu funkcí. Je významnou součástí živočišných buněčných membrán a výchozí látkou pro syntézu celé řady dalších biologicky účinných sloučenin, např. steroidních hormonů.
Většinu potřebného cholesterolu si tělo vytváří v játrech a ve střevě, zhruba 40 % denní potřeby získává z potravy. Podstatná část vytvořeného nebo vstřebaného cholesterolu se zabuduje do buněčných membrán nebo se přemění na žlučové kyseliny, zatímco na steroidní hormony se přeměňuje kvantitativně malá část.
Stejné množství, které tělo vyrobí nebo se vstřebá z potravy, se u zdravého člověka vyloučí z těla ven. Cholesterol se z těla vylučuje žlučí, částečně jako volný cholesterol, převážně však ve formě žlučových kyselin. Cholesterol se nachází ve žluči ve formě micel, které tvoří spolu s fosfatidylcholinem (lecitinem) a žlučovými kyselinami. Změna v poměru těchto tří látek může vést k vyloučení cholesterolu z roztoku ve formě krystalků, což je jedna z příčin tvorby žlučových kamenů (viz kapitola 7).
Biosyntéza cholesterolu
Syntézu cholesterolu lze rozdělit do několika fází. Pro regulaci syntézy a případné terapeutické zásahy je rozhodujícím krokem vznik kyseliny mevalonové. Reakce katalyzuje HMG-CoA-reduktasa, která je klíčovým regulatorním enzymem. Výchozím substrátem pro syntézu cholesterolu je acetyl-CoA. Přeměna acetyl-CoA na acetoacetyl-CoA a dále na 3‑hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (3-HMG-CoA) je obdobou syntézy ketolátek v mitochondriích (Obr. 12). Biosyntéza cholesterolu však probíhá v cytosolu.
Obr. 12. Výchozí kroky syntézy cholesterolu (upraveno z Palmer 2019)
Syntéza cholesterolu je zpětnovazebně regulována jeho buněčnou koncentrací prostřednictvím ovlivnění aktivity a množství HMG-CoA-reduktasy. Rozlišuje se několik způsobů regulace tohoto enzymu v několika stupních od syntézy po kovalentní regulaci hotové molekuly enzymu fosforylací (Obr. 13):
- Regulace rychlosti syntézy mRNA pro molekulu reduktasy zvláštním proteinem (sterol regulatory element binding protein, SREBP), který je transkripčním faktorem. Nízká hladina cholesterolu aktivuje SREBP, vysoká inhibuje.
- Rychlost translace reduktasové mRNA je inhibována nesteroidními metabolity odvozenými od mevalonátu a cholesterolem z potravy.
- Proteolytické odbourávání hotových molekul reduktasy. Proteolýza se zvyšuje při vysokých koncentracích cholesterolu.
- Reduktasa je regulována známým mechanismem fosforylace katalyzované proteinkinasou. Fosforylovaná forma je méně aktivní!
Obr. 13. Regulace HMGCoA-reduktasy (upraveno z Harvey a Ferrier 2011)
SRE = Sterol regulatory element; SREBP = Sterol regulatory element binding protein; SCAP = SREBP cleavage activating protein