Холестерин: строение, функции и обмен¶

Холестерин (от др.-греч. χολή — «жёлчь» и στερεός — «твёрдый»; распространено также написание «холистерол») — органическое соединение класса стеринов, относящееся к липидам. Представляет собой одноатомный вторичный спирт, входящий в состав клеточных мембран всех животных организмов и выполняющий роль предшественника стероидных гормонов, витамина D и жёлчных кислот. При нормальной температуре это кристаллическое вещество белого цвета, нерастворимое в воде, но хорошо растворимое в органических растворителях и жирах.

¶Химическое строение

Молекула холестерина имеет формулу C₂₇H₄₆O и состоит из четырёх конденсированных углеводородных колец (три шестичленных и одно пятичленное), образующих стерановый скелет. К кольцу B присоединена гидроксильная группа (–OH), определяющая принадлежность к спиртам, а к кольцу D — разветвлённая боковая цепь из восьми атомов углерода. Наличие двойной связи в кольце B и отсутствие её в других положениях отличает холестерин от родственных стеринов растительного происхождения — ситостерина и стигмастерина.

Благодаря гидрофобному углеводородному ядру и единственной полярной гидроксильной группе молекула амфифильна: она встраивается в липидный бислой мембран, ориентируя –OH-группу к водной среде.

¶Биологические функции

Холестерин выполняет в организме несколько ключевых задач:

• Структурная. Регулирует текучесть и проницаемость клеточных мембран, повышая их механическую прочность и устойчивость к температурным колебаниям.
• Метаболическая. Служит исходным субстратом для синтеза стероидных гормонов — кортизола, альдостерона, тестостерона, эстрадиола и прогестерона.
• Синтетическая. Из него образуются жёлчные кислоты, необходимые для переваривания и всасывания жиров в кишечнике.
• Витаминная. Под действием ультрафиолета в коже из 7-дегидрохолестерина синтезируется витамин D₃.
• Сигнальная. Входит в состав липидных рафтов — микродоменов мембраны, участвующих в передаче сигналов и клеточной адгезии.

¶Синтез и поступление

Организм человека синтезирует холестерин самостоятельно — преимущественно в печени (около 80 % эндогенного образования), а также в кишечнике, надпочечниках, половых железах и коже. Ключевым ферментом синтеза является ГМГ-КоА-редуктаза, регулирующая скорость всего процесса. В сутки образуется примерно 700–900 мг, ещё 300–500 мг поступает с пищей животного происхождения — мясом, яйцами, молочными продуктами, субпродуктами. Растительные продукты холестерина не содержат.

¶Транспорт в крови

Поскольку холестерин нерастворим в воде, в плазме крови он переносится в составе липопротеинов — сложных комплексов с белками-аполипопротеинами. Различают несколько классов:

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП) часто называют «плохим» холестерином: их избыток способствует отложению липидов в стенках артерий. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП), напротив, удаляют избыток холестерина из тканей и доставляют его в печень для переработки и выведения.

¶Гиперхолестеринемия и атеросклероз

Стойкое повышение уровня общего холестерина в крови — гиперхолестеринемия — рассматривается как один из главных факторов риска атеросклероза. Избыток ЛПНП проникает в интиму артерий, окисляется и запускает воспалительную реакцию: макрофаги поглощают липиды, превращаясь в пенистые клетки, которые формируют атеросклеротическую бляшку. Сужение просвета сосуда ведёт к ишемической болезни сердца, инфаркту миокарда и инсульту.

Ориентировочные целевые значения общего холестерина у взрослых — менее 5,0 ммоль/л; для ЛПНП — менее 3,0 ммоль/л, а у пациентов высокого риска порог ниже. Уровень оценивают по липидограмме — анализу крови натощак.

¶Причины нарушений

К основным факторам, повышающим холестерин, относят:

• наследственные формы — семейную гиперхолестеринемию, связанную с мутациями гена рецептора ЛПНП;
• избыточное потребление насыщенных и трансжиров;
• гиподинамию, ожирение, курение;
• сахарный диабет, гипотиреоз, заболевания печени и почек;
• возраст и мужской пол как независимые факторы риска.

¶Диагностика и коррекция

Контроль уровня холестерина включает регулярный биохимический анализ крови. Немедикаментозные меры — диета с ограничением животных жиров, увеличение доли клетчатки и растительных масел, физическая активность, отказ от курения. При недостаточной эффективности применяют лекарственные средства: статины, подавляющие ГМГ-КоА-редуктазу; ингибиторы всасывания холестерина в кишечнике; фибраты и препараты моноклональных антител к PCSK9.

¶Историческая справка

Холестерин был выделен из жёлчных камней в 1769 году французским химиком Франсуа Пулетье де ла Салем. В 1815 году Мишель Шеврёль установил его принадлежность к жироподобным веществам и дал современное название. Структуру молекулы в 1928 году описал немецкий химик Адольф Виндаус, удостоенный за исследования стеринов Нобелевской премии по химии. В 1973 году Майкл Браун и Джозеф Голдстайн раскрыли механизм регуляции рецепторов ЛПНП, за что в 1985 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

¶Значение в питании и производстве

Холестерин присутствует только в продуктах животного происхождения. Наиболее богаты им яичный желток, печень, икра, сливочное масло и жирные сорта мяса. В пищевой промышленности и фармакологии холестерин используется как сырьё для получения стероидных препаратов и витамина D. В медицине его применяют при изготовлении липосомальных лекарственных форм.