การสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอล

การสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอล ช่วยให้เซลล์ของร่างกายสามารถสังเคราะห์คอเลสเตอรอลจากวัตถุดิบง่ายๆได้ใน 18 ขั้นตอน การสังเคราะห์ทางชีวภาพนี้เกิดขึ้นที่ตับและในผนังลำไส้เป็นหลัก โรคทางพันธุกรรมจากการเผาผลาญเช่นโรคแทนเจียร์สามารถขัดขวางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอล

Cholesterol Biosynthesis คืออะไร?

ร่างกายมนุษย์สร้างคอเลสเตอรอลของตัวเองในกระบวนการทางชีวเคมีใน 18 ขั้นตอนที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการสังเคราะห์คอเลสเตอรอล คอเลสเตอรอลรวมส่วนใหญ่สร้างโดยร่างกาย อาหารเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ถูกกินเข้าไป

คอเลสเตอรอลเป็นไขมันที่จำเป็นต่อการทำงานของร่างกายหลายอย่าง ในกรณีของการสังเคราะห์ฮอร์โมนสเตียรอยด์ร่างกายจะขึ้นอยู่กับคอเลสเตอรอลเช่น เช่นเดียวกับกระบวนการจัดเก็บต่างๆและการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

วิถีการเผาผลาญของการสังเคราะห์โคเลสเตอรอลช่วยให้สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มีนิวเคลียสของเซลล์สามารถผลิตไขมันที่สำคัญจากองค์ประกอบที่เรียบง่าย การผลิตคอเลสเตอรอลของร่างกายได้รับการควบคุมตามความจำเป็น การเปลี่ยนแปลงของสารเกิดขึ้นใน cytosol และใน endoplasmic reticulum ของเซลล์ ปัจจัยการถอดความควบคุมกระบวนการและมีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์ทางชีวภาพทั้งในทางบวกหรือทางลบ

Bloch และ Lynen ได้รับรางวัลโนเบลในปีพ. ศ. 2507 สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการเผาผลาญคอเลสเตอรอล Popjákและ Cornforth ยังมีส่วนร่วมสำคัญในการวิจัยเกี่ยวกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอล

ฟังก์ชันและงาน

ร่างกายมนุษย์สร้างคอเลสเตอรอลประมาณ 700 มิลลิกรัมทุกวันในการสังเคราะห์ทางชีวภาพและคอเลสเตอรอลประมาณ 150 กรัมจะถูกสร้างขึ้นในร่างกายทั้งหมด พบไขมันจำนวนมากในสมองและต่อมหมวกไตเป็นหลัก คอเลสเตอรอลทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพในเยื่อหุ้มเซลล์ดังนั้นจึงเป็นวัสดุก่อสร้างที่สำคัญ

ในมนุษย์การสังเคราะห์โคเลสเตอรอลจะเกิดขึ้นที่เยื่อบุลำไส้และตับเป็นหลัก ในขณะที่เซลล์จำนวนมากในร่างกายสามารถสังเคราะห์คอเลสเตอรอลได้ แต่ตับก็ยังคงสร้างคอเลสเตอรอลเป็นส่วนใหญ่

เนื่องจากคอเลสเตอรอลในร่างกายไม่สามารถข้ามกำแพงเลือดและสมองไปยังสมองได้สมองจึงต้องผลิตคอเลสเตอรอลในระบบประสาทส่วนกลางเอง คอเลสเตอรอลในสมองคิดเป็นประมาณ 24 เปอร์เซ็นต์ของคอเลสเตอรอลทั้งหมด

ผลลัพธ์ของการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลคือ DMAPP ซึ่งผลิตในกระบวนการเผาผลาญ mevalonate 18 ขั้นตอนกลางประกอบไปด้วยการสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอล ก่อนการสังเคราะห์ร่างกายจะสังเคราะห์ acetyl-CoA กระบวนการนี้เกิดขึ้นบนวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพแบบ mevalonate ด้วย HMG-CoA วัสดุเริ่มต้น acetyl-CoA จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดเมวาโลนิก ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพแบบ mevalonate คือ dimethylallyl pyrophosphate และ isopentyl pyrophosphate

ตอนนี้การสังเคราะห์คอเลสเตอรอลที่แท้จริงเริ่มขึ้นแล้ว ผลิตภัณฑ์ปลายทั้งสองของวิถีสังเคราะห์ไมยาโลเนตถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง geranyl pyrophosphate สารประกอบนี้ถูกเปลี่ยนเป็นฟาร์เนซิลไพโรฟอสเฟต ไพโรฟอสเฟตสองตัวมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการควบแน่นและเปลี่ยนเป็นสควาลีนในปฏิกิริยานี้ จากนี้ (S) -2,3-epoxysqualene ถูกผลิตขึ้นซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น lanosterol lanosterol มีส่วนร่วมในการสลายตัว มันจึงกลายเป็น 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol

ณ จุดนี้ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นหลายอย่างเกิดขึ้นซึ่งก่อให้เกิด 14-demethyllanosterol ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเกิดออกซิเดชันจะถูกเปลี่ยนเป็นไซโมสเทอโรนผ่านไซโมสเทอรอลคาร์บอกซิเลต ตามมาด้วยการลดลงของ zymosterone ซึ่งส่งผลให้ zymosterol ผ่าน5α-Cholesta-7,24-dien-3β-ol ส่งผลให้มี 7-dehydrocholesterol เมื่อผลิตภัณฑ์นี้ถูกเติมไฮโดรเจนในที่สุดคอเลสเตอรอลจะถูกสร้างขึ้น

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

โรคทางพันธุกรรมต่างๆเป็นที่รู้จักกันในชื่อของไขมันในเลือดสูงในครอบครัวซึ่งส่งผลต่อการเผาผลาญของคอเลสเตอรอล โดยไม่คำนึงถึงอาหารความผิดปกติเหล่านี้ส่งผลให้ระดับคอเลสเตอรอลในพลาสมาเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในฐานะที่เป็นโรคทุติยภูมิโรคหลอดเลือดและหัวใจวายสามารถเกิดขึ้นได้ตั้งแต่อายุยังน้อย โรคนี้เกิดจากความบกพร่องของยีนที่เป็นรหัสสำหรับตัวรับ LDL เนื่องจากข้อบกพร่องนี้ตัวรับ LDL จึงได้รับการพัฒนาไม่สมบูรณ์หรือไม่มีเลย เหนือสิ่งอื่นใดค่า LDL ของผู้ที่ได้รับผลกระทบจึงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ Xanthomas สร้างภาพทางคลินิก สิ่งเหล่านี้คือไขมันสะสมในผิวหนังในอวัยวะภายในและในระบบประสาทส่วนกลาง

Hypercholesterolemia ไม่จำเป็นต้องเป็นครอบครัวก็สามารถได้มา รูปแบบที่ได้มาส่วนใหญ่เกิดจากการขาดสารอาหาร โรคเบาหวานอาจเป็นโรคหลัก โรคอ้วนหรือไตวายเรื้อรังมักเกี่ยวข้องกับระดับคอเลสเตอรอลสูง

นอกเหนือจากอาหารแล้วยาเช่นสารยับยั้ง CSE ส่วนใหญ่จะใช้ในการรักษาระดับคอเลสเตอรอลที่สูงกว่าค่าเฉลี่ย สแตตินสามารถยับยั้งการสังเคราะห์คอเลสเตอรอล การรักษาด้วย CSE inhibitors มีจุดมุ่งหมายเพื่อการยับยั้งนี้ ป้องกัน HMG-CoA reductase และช่วยลดความเข้มข้นของคอเลสเตอรอลในซีรัมโดยทั่วไป ด้วยวิธีนี้เช่นโรคหลอดเลือดสมองทุติยภูมิสามารถชะลอตัวลงได้ หัวใจวายที่เกี่ยวข้องกับคอเลสเตอรอลหรือโรคที่เกิดร่วมกันเมื่อระดับคอเลสเตอรอลสูงเกินไปสามารถป้องกันได้ด้วยตัวยับยั้ง CSE

Hypocholesterolemias เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับ hypercholesterolemias คอเลสเตอรอลในเลือดต่ำซึ่งเกิดขึ้นในบริบทของภาวะ hypocholesterolemia มีความสัมพันธ์ในกรณีส่วนใหญ่ที่เป็นมะเร็งร้าย ในภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งระดับคอเลสเตอรอลต่ำมักถูกจัดอันดับให้เป็นปัจจัยเสี่ยงสำหรับการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุ

การขาดสารอาหารโรคเอดส์หรือการติดเชื้อรุนแรงเป็นสาเหตุอื่น ๆ ที่ทำให้ระดับคอเลสเตอรอลต่ำอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตามภาวะ hypocholesterolemia ยังสามารถเกิดขึ้นได้โดยเป็นส่วนหนึ่งของโรคทางพันธุกรรม ตัวอย่างเช่นโรคแทนเจียร์ ผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้มักมีภาวะ HDL hypocholesterolemia