Открытие холестерина

Оглавление

 

1.Открытие холестерина

.Французский парадокс

.Значение для организма

.Физиологическая роль

.Заболевания связанные с ЛНП

.Холестерин в диете  и холестерин в крови. Отсутствие  прямой связи

.Долгожительство и холестерин

.Сказки

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Открытие холестерина

 

Заслуга открытия холестерина  всецело принадлежит французским  химикам. В 1769 году Пулетье де ла Саль получил из желчных камней плотное белое вещество («жировоск»), обладавшее свойствами жиров. В чистом виде холестерин был выделен химиком, членом национального Конвента и министром просвещения А.Фуркруа в 1789 году. И лишь в 1815 году Мишель Шеврель, также выделивший это соединение, неудачно окрестил его холестерином («холе» - желчь, «стерол» - жирный). В 1859 году Пьер Бертло доказал, что холестерин принадлежит к классу спиртов. Это обязывало иметь в химическом названии вещества суффикс «-ол», поэтому в 1900 году холестерин был переименован в холестерол. Однако в России осталось прежнее название - «холестерин». Путаница в названиях химических веществ - дело обычное. Но изучение роли холестерина в организме привело к тому, что ничем другим, кроме как холестериновым безумием, не назовешь.

 

Французский парадокс

 

В конце 70-х годов прошлого столетия во Франции было выявлено интересное явление, получившее потом  название «французский парадокс». Состоит  он в том, что у французов, традиционно  потребляющих жирную пищу, богатую  холестерином, значительно реже, чем  у других европейцев, наблюдаются  сердечнососудистые заболевания. Объяснений этого предлагалось много, но общепринятым не стало ни одно. Недавно в аптеках появились биологически активные добавки из виноградных косточек: по очередной гипотезе, от атеросклероза французов защищает еще одно гастрономическое пристрастие - красное вино. Предполагается, что содержащиеся в нем полифенолы значительно снижают вероятность образования атеросклеротических бляшек.

Так это или нет, толком неизвестно, но биологически активные добавки из виноградных выжимок  в аптеках продаются.

 

Значение для  организма

 

Материнское молоко богато холестерином. Грудные и растущие дети нуждаются в богатых жирами и холестерином продуктах, в том  числе для полноценного развития мозга и нервной системы. По данным радионуклидных исследований, в организме человека содержится до 350 граммов этого вещества: 90% в тканях и 10% - в крови. Около 20% от общего количества холестерина в организме содержится в головном и спинном мозге - он является структурным компонентом миелиновой «изоляции» нервов. В плазме крови он находится в виде сложных эфиров с высшими жирными кислотами и служит переносчиком при их транспорте.

В печени из холестерина  синтезируются желчные кислоты, необходимые для эмульгирования и всасывания жиров в тонком кишечнике. На эти цели уходит 60-80% ежедневно  образующегося в организме холестерина. Холестерин является «сырьем» для производства стероидных гормонов коры надпочечников (гидрокортизона и альдостерона), а также женских и мужских половых гормонов (эстрогенов и андрогенов). У мужчин помешательство на бесхолестериновых продуктах может быть опасным для сексуальной активности, а у женщин, слишком активных в борьбе с холестерином, нередко наступает аменорея. Особенно бессмысленно соблюдение безхолестериновой диеты женщинами детородного возраста, поскольку до наступления менопаузы женские половые гормоны просто не дают холестерину откладываться на стенках сосудов.

 
 

Холестерин - важный компонент  клеточной мембраны. Изображение: «Наука и жизнь»

 

Физиологическая роль холестерина

холестериновый молекула липопротеид кровоток

Холестерин появился в  эволюции вместе с животными клетками сотни миллионов лет назад. Растительные клетки покрыты двумя оболочками: одна - нежная липидно-белковая, другая - прочная целлюлозная. Клетки животных тканей имеют лишь одну оболочку, но прочности липидно-белковой мембраны было недостаточно, особенно для тканей с механическими функциями и  для «блуждающих» клеток, таких, как  лимфоциты и эритроциты. Именно холестериновые молекулы придают клеточным оболочкам  животных необходимую прочность. Структура  этих молекул такова, что они могут  встраиваться между углеводородными  цепочками жирных кислот клеточных  мембран и «цементировать» липопротеиновую  плёнку. В оболочках клеток печени содержание холестерина составляет около 17%. В мембранах внутриклеточных  структур, например митохондрий, содержание холестерина не превышает 3%. Миелиновое многослойное покрытие нервных волокон, выполняющее изоляционные функции, на 22% состоит из холестерина. В составе  белого вещества мозга содержится 14% холестерина, в составе серого вещества мозга - 6%. Из холестерина в печени образуются соли желчных кислот, без которых невозможно переваривание жиров. В половых железах холестерин преобразуется в стероидные гормоны, тестостерон и прогестерон, имеющие близкую с холестерином структуру молекул. В надпочечниках производным холестерина является гормон кортизол. В женских яичниках из холестерина образуется эстрадиол. Холестерин важен для клеток почек, селезёнки и для функций костного мозга. Из холестерина в коже под влиянием света образуется витамин D, спасающий людей от рахита. Холестерин - предшественник жирорастворимого витамина D, критически необходимого для обмена кальция. Это особенно важно для костных тканей, нервной системы, выработки инсулина, поддержания мышечного тонуса, минерального обмена, системы иммунитета, а также для нормального роста и развития ребенка.

 

Заболевания связанные с ЛНП

 

Холестерин и атеросклероз.

 

Эритроциты крови человека. Их прочная оболочка на 23% состоит  из холестерина. Изображение получено на атомно- силовом микроскопе Top ometrix AccurexTM (США) в лаборатории сканирующей зондовой микроскопии научно-образовательного центра «Физика твёрдотельных наноструктур» Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского (НОЦ ФТНС ННГУ). Авторы - Ю. Ю. Гущина, С. Н. Плескова. Изображение: «Наука и жизнь»

Большинство людей знают  о холестерине из популярной литературы только то, что он якобы служит причиной атеросклероза. В действительности атеросклероз является очень сложным  заболеванием и имеет множество  разных форм. Появление холестерина  в атеросклеротических бляшках - это вторичный процесс. Холестериновую теорию атеросклероза не разделяют  очень многие биохимики, физиологи  и геронтологи. Атеросклероз при  множестве условий может возникать  при низком содержании холестерина  в крови и, наоборот, может отсутствовать  у людей с высоким содержанием  холестерина.

Холестериновая теория атеросклероза  впервые высказана Николаем Аничковым, тогда ещё молодым 26-летним патофизиологом, на заседании Общества русских врачей в Санкт-Петербурге 25 октября 1912 года. Автор сообщил, что при введении в пищеварительный тракт кроликов раствора холестерина в масле  в течение длительного времени  можно обнаружить характерные для  начальных стадий атеросклероза  изменения в форме отложения  холестерина в артериях и в  некоторых внутренних органах. Этот эффект был, однако, обратим при возвращении кроликов к обычной для них растительной пище. Результаты опытов, воспроизводившихся много раз, нельзя напрямую переносить на человека. Кролики, как чисто травоядные животные, не имеют систем переработки пищевого холестерина. Их холестериновый обмен полностью обеспечивается собственным синтезом холестерина в печени. Атеросклероз у кроликов также не является типичной возрастной патологией. Результаты, полученные на кроликах, не удалось воспроизвести в опытах на собаках.

 

Схема обмена холестерина  в организме.

 

Именно белково-жировые  комплексы - липиды разносят холестерин по организму. Если в кровотоке возникает  избыток липопротеидов низкой плотности, то это вызывает отложение холестерина  в стенках сосудов, ожирение и  атеросклероз, что приводит к болезням, связанным с кровообращением. Липопротеиды высокой плотности, наоборот, замедляют  рост бляшек и ведут к торможению процессов атеросклероза. То есть в  организме существует механизм регуляции  обмена холестерина. Изображение: «Наука и жизнь»

Нобелевская премия по медицине 1985 года была присуждена двум американским учёным, Майклу Брауну и Джозефу  Голдштейну, «За открытие природы регулирования метаболизма холестерина у человека». Эти учёные, работавшие в Техасском университете в Далласе, изучали генетический контроль поступления холестерина в клетки путем эндоцитоза (процесс поглощения клеткой) и открыли существование белков-рецепторов на поверхности клеток, к которым прикрепляются частицы липопротеинов (или липопротеидов, оба термина верны. содержащих холестерин.

Существует очень редкая наследственная болезнь, при которой  у человека дефективны гены, регулирующие синтез рецепторов холестерина. Если у новорождённого в геноме оказалось два таких дефектных гена, один от матери, другой от отца, то есть гомозиготность по данной аномалии, то ткани организма такого ребенка почти не могут усваивать холестерин, образующийся в печени. Это заболевание летально, человек умирает, не достигнув 20 лет, частично от отложений холестерина в разных органах и в артериях и частично от функциональных расстройств. Значительно чаще встречаются случаи гетерозиготности этой холестериновой аномалии, когда от одного из родителей ребенок получает нормальный ген, а от другого дефективный. В этом случае в клетках человека не хватает рецепторов, чтобы связывать и втягивать в клетки все те холестериновые липопротеиновые частицы, которые образуются в печени. В кровотоке возникает избыток холестерина, и лишний холестерин, находящийся в составе липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) в жире, ведёт к раннему ожирению, атеросклерозу, болезням сердца и к другим аномалиям. Эта генетическая болезнь получила название гиперхолестеринемии. Она в настоящее время диагностируется у 0,2% жителей западных стран, то есть у одного человека на каждые 500 жителей. Но страх перед холестерином возник задолго до того, как была открыта генетическая природа этой относительно редкой аномалии. При таком заболевании применение лекарств для активного снижения уровня холестерина, безусловно, необходимо. Однако до середины 1990-х годов большинство антихолестериновых лекарств было малоэффективно, так как они разрабатывались для задержки абсорбции пищевого холестерина из кишечника. Одновременно с этим развернулась широкая кампания по внедрению диет с низким содержанием холестерина.

 
 

Отложение холестерина на стенке сосуда

 

- моноцит; 2 - «плохой» холестерин; 3 - макрофаги; 4 - цитокины - сигнальные полипептидные молекулы; 5 - артерия; 6 - кровеносный сосуд; 7 - кровоток; 8 - тромб; 9 - внутренняя стенка артерии; 10 - бляшка на внутренней стенке артерии; 11 - разрыв бляшки; 12 - кровоток прерывается. Изображение: «Наука и жизнь»

 

Холестерин в  диете и холестерин в крови. Отсутствие прямой связи

 

В развернутой американской медициной кампании против богатых  холестерином продуктов произошёл  сбой после того, как в 1991 году 28 марта  наиболее авторитетный американский медицинский  журнал «The New England Journal of Medicine», издаваемый в Бостоне и предназначенный для широкого круга врачей-практиков, опубликовал статью профессора Фреда Керна (Fred Kern), авторитетного в США специалиста по гастроэнтерологии. Необычный заголовок статьи - «Нормальный уровень холестерина в плазме крови у 88-летнего мужчины, который съедает 25 яиц в день» - сразу привлёк к себе внимание. Краткое изложение этой статьи быстро появилось во многих газетах, так как медицинские репортёры агентств новостей не пропускают столь необычных казусов. Профессор Фред Керн возглавлял кафедру в Университете Колорадо. В 1990 году ему сообщили о мужчине, который после смерти жены жил в доме для престарелых в Денвере. Медицинские сёстры покупали ему 20-30 яиц каждый день. Он варил их всмятку и ел в течение всего дня в дополнение к остальной пище. По свидетельству его личного врача, он следовал этой практике не менее 15 лет, а по свидетельству друзей - ещё дольше. Это был интеллигентный и хорошо образованный человек. Его рост был 187 см, вес 82 кг, и его общее физическое состояние оценивалось как «отличное». Почки, сердце и артерии не имели отклонений от нормы. Медицинская карта свидетельствовала о многочисленных измерениях холестерина, и все они оказались в пределах нормы, от 3,88 до 5,18 миллимоля на литр крови, или от 150 до 200 мг на децилитр - ниже среднеамериканского уровня. Генетических причин долгожительства не было, отец у любителя яиц умер в 40 лет, мать в 76. Яйцо среднего размера обеспечивает организм 75 килокалориями. 25 яиц давали 1900 килокалорий. В США «средний американец» в 1990 году потреблял около 3600 килокалорий в день. В каждом желтке содержится 250-300 мг холестерина. Мужчина, которому была посвящена статья, потреблял, таким образом, от 6250 до 7500 мг холестерина в день, в 20 раз больше рекомендуемых максимумов. Судя по всему, это даже шло ему на пользу.

Исследователей интересовало: куда идёт весь излишний холестерин? Пациент  согласился стать на время «подопытным  кроликом», и в течение двух месяцев  ему в пищу добавляли небольшие  количества холестерина, меченного  радиоактивным углеродом C-14 и радиоактивным  водородом - тритием. Вместе с любителем  яиц в опыт включились 11 добровольцев в возрасте от 30 до 60 лет, которые, однако, согласились потреблять не более  пяти яиц в день в течение 18 дней. Это давало им около 1000 мг дополнительного  холестерина сверх нормы. Была и  контрольная группа, получавшая стандартную  диету. При исследовании учитывались  все фракции холестерина в  липопротеинах низкой и высокой плотности. Результаты опытов показали, что ни у 88-летнего мужчины, съедавшего 25 яиц в день, ни у тех, кто съедал по 5 яиц в сутки, не наблюдалось увеличения концентрации холестериновых фракций в крови. По распределению «меченого» холестерина было установлено, что лишний пищевой холестерин снижал на 20% синтез холестерина в печени. В основном избыточный холестерин перерабатывался в печени в желчные кислоты и выделялся через желчный пузырь в кишечник. У главного пациента, поглощавшего слишком большие излишки холестерина, больше половины его просто не всасывалось в кишечнике и удалялось из организма вместе с остатками непереваренной пищи. Поскольку холестерин нерастворим в воде, его всасывание в кишечнике - сложный процесс. Пищеварительная система не справлялась с усвоением таких излишков, и холестерин проходил через неё транзитом, так же, как, например, целлюлоза, или клетчатка грибов. Большие излишки жиров, как известно, не успевают перевариваться пищеварительной системой человека. Эксперимент вёл к простым выводам: в организме существуют эффективные компенсаторные механизмы. Холестерин, как мы говорили, поступает в кровь в форме сложных липопротеиновых частиц. Скорость их образования регулируется на определённом уровне, который не зависит от уровня холестерина в пище.