Kolesterol

Kolesterol
Systematiskt namn	(10R,13R)-10,13-dimetyl-17- (6-metylheptan-2-yl)- 2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17- dodecahydro-1H- cyclopenta[a]fenantren-3-ol
Kemisk formel	C27H46O
Molmassa	386.654 g/mol
CAS-nummer	57-88-5
Faror
LD50	?
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Kolesterol är en lipid, ett fettaktigt ämne, som är en viktig byggsten i de cellmembran som utgör varje cells yttre skal, och som även finns i organeller inuti varje cell. Rent kemiskt är kolesterol även en steroid och en alkohol. Namnet kommer från grekiskans chole som betyder galla och stereos, fast; när man först identifierade ämnet var det i fast form i gallstenar. Det kemiska suffixet -ol står för att ämnet är en alkohol.

Kolesterol transporteras i blodet hos alla djur. Kolesterol intas till viss del via maten, men den största mängden kolesterol syntetiseras i kroppen. Organ som innehåller stor mängd tätpackade membraner innehåller stora mängder kolesterol; hit hör levern och hjärnan. Även ryggmärgen innehåller en stor mängd kolesterol, liksom de stora blodkärlens väggar där dessa utvecklat aterosklerotiska plack. Kolesterol har stor betydelse för ett flertal viktiga biokemiska processer i kroppen, men förknippas mest med hjärt- och kärlsjukdomar, en sjukdomsbild som är höggradigt förknippad med höga halter av lipoproteiner i blodet och med mekanismerna för transport av kolesterol.

Bakgrund

Kolesterol identifierades första gången 1769 i galla och gallstenar av fransmannen Poulletier de la Salle. Det var dock inte förrän 1815 som landsmannen Michel-Eugène Chevreul gav ämnet namnet "cholesterine" och först på 1830-talet upptäcktes att kolesterol även finns i blodet.

Kemisk struktur

Kolesterolmolekylen med sina fyra kolväteringar (A–D) och samtliga kolatomer numrerade.

Tredimensionell struktur

Kolesterol består av fyra sammanbundna kolväteringar (A–D) samt en förgrenad kolvätekedja bunden till kol 17 på D-ringen. En hydroxylgrupp finns bunden till kol 3 på A-ringen och ring B har en dubbelbindning mellan kol 5 och 6.

Fysiologi

Funktion

Kolesterol är en essentiell komponent i alla biologiska membran, vilket inkluderar de cellmembran som avgränsar cellen mot omvärlden samt diverse membran inne i cellen. Membranets konsistens, dess viskositet, regleras genom mängden kolesterol, och kolesterolet som sådant gör membranet stabilt över ett större temperaturintervall. De fosfolipider som ingår i membranet vänder sina hydrofila fosfatgrupper utåt, och kolesterolets hydroxylgrupper interagerar med dessa. Själva steroiden och kolvätekedjorna ligger inbäddade inuti cellmembranet.

Kolesterol är det viktigaste utgångsmaterialet vid syntes av D-vitamin, av steroidhormoner såsom kortisol och aldosteron från binjurarna och vissa könshormoner såsom progesteron, östrogen och testosteron.

Egenskaper och transport

Kolesterol är ett mycket hydrofobiskt ämne och har därmed en extremt låg löslighet i vatten, därför kan det inte färdas fritt i blodet. Istället transporteras det i blodbanan av lipoproteiner – proteinbaserade "resväskor" för fett med ett vattenlösligt yttre som bär kolesterol och andra fetter inuti. Lipoproteiner identifieras utefter vilka proteiner de bär på sin yta, och olika lipoproteiner transporterar kolesterol från olika destinationer till olika mål.

De största lipoproteinerna är de som transporterar fett från tarmarnas slemhinnor till levern, och kallas kylomikroner. Kylomikronerna transporterar framför allt triglycerider och kolesterol, både när kolesterol utvinns ur maten och när det utsöndras i gallan. Från levern släpps sedan LDL-partiklar, som bär triglycerider och kolesterol till kroppens celler. HDL däremot bär kolesterol från kroppens vävnader till levern, där det kan utsöndras. Både LDL och HDL kan delas in i underformer och storlekar.

Källor till kolesterol

Kolesterolet i kroppen härstammar både från nysyntes och från intagen föda. Den största mängden kolesterol i människokroppen syntetiseras, vilket utförs i många celler och vävnader, även om huvuddelen produceras av levern, tarmarna, binjurebarken samt könsorganen. Syntetiseringen sker från acetyl-coenzym A och NADPH (nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat) i en endergon reaktionskedja.

1964 belönades Konrad Bloch och Feodor Lynen med Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sina upptäckter om mekanismerna för och regleringen av kolesterol- och fettsyremetabolism.

Reglering av kolesterolmetabolism

Biosyntes av kolesterol regleras av hur mycket kolesterol som finns i kroppen, genom mekanismer som endast delvis är kartlagda. Ett ökat intag av kolesterol genom maten leder till mindre nyproduktion av kolesterol, och tvärtom vid minskat intag. Den viktigaste mekanismen för att känna av detta är proteinerna SREBP (sterol regulatory element-binding protein) 1 och 2. I närvaron av kolesterol är SREBP bundet till två andra proteiner: SCAP (SREBP-cleavage activating protein) och Insig-1.

Vid lägre kolesterolhalter inuti cellen lossnar Insig-1 från SREBP-SCAP-komplexet, vilket möjliggör för komplexet att förflytta sig till golgiapparaten. Väl där klyvs SREBP av två enzymer som aktiveras av SCAP vid låga kolesterolhalter, S1P och S2P (site 1 protease och site 2 protease). Det klyvda SREBP kan sedan förflytta sig till cellkärnan och där agera som transkriptionsfaktor, genom att binda till SRE (sterol regulatory elements), regulatoriska DNA-sekvenser som kan påverka transkriptionen av gener. Bland de gener som regleras på detta sätt finns LDL-receptorn och HMG-CoA-reduktas. LDL-receptorn tar upp LDL från blodbanan, medan större mängd HMG-CoA-reduktas leder till ökad produktion av kolesterol.

När det finns överflöd av kolesterol i blodet, kan detta ansamlas i de stora blodkärlens, artärernas, väggar. Detta har påståtts vara den bakomliggande orsaken till såväl många former av blodproppar som kärlkramp, stroke och hjärtattacker.

Kolesterolhalterna i blodet ökar med stigande ålder till ungefär 60 års ålder.

Kolesterolets mekanism klarlades till stor del av Michael S. Brown och Joseph L. Goldstein på 1970-talet. De fick Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sitt arbete kring detta 1985.

Utsöndring

Kolesterol utsöndras från levern till gallan. En del galla lämnar kroppen med avföringen, men en del återupptas via tarmarna. Om kolesterol samlas i höga koncentrationer, såsom i gallblåsan, kan det kristalliseras. Kristalliserat kolesterol är en av de huvudsakliga beståndsdelarna i den vanligaste typen av gallsten.

Lipoproteiner

I dagligt tal omnämns ibland "ont och gott kolesterol", LDL-kolesterol och HDL-kolesterol. Detta syftar dock inte på själva kolesterolmolekylen, utan på lipoproteinerna LDL (low density lipoprotein) och HDL (high density lipoprotein), som transporterar både kolesterol och annat fett i blodet. I korthet fraktar LDL fett från levern ut i kroppen, medan HDL för fett tillbaka till levern.

LDL har ansetts vara en viktig bidragande faktor vid ateroskleros.

LDL har affinitet för kärlväggar och kommer exempelvis vid naturlig skada, till exempel på grund av högt blodtryck, att ta sig igenom kärlväggen och fästa vid peptidoglykaner inne i kärlet, vilket i sin tur leder till oxidation av LDL molekylen på grund av versikaner, vilket i sin tur resulterar i rekrytering av Makrofager från immunförsvaret. Dessa fagocyterar LDL-ox och dör själva i processen (och blir hålfyllda skumceller som bidrar till förstoppningen av blodkärlet), samtidigt som de då rekryterar fler makrofager (med hjälp av cytokiner), som i sin tur dör. Makrofagerna utsöndrar även tillväxtfaktorn PDGF som gör så att glatta muskelceller (som förstärker kärlväggar) ansamlas för att bygga upp den presumptiva skadan (vilket också bidrar till kärlförträngning). När LDL binder till peptidoglykanet så konkurrerar det med andra molekyler om ledig plats på denna, och därmed måste mer peptidoglykan bildas (görs på grund av utsöndring av tillväxtfaktor TGF-B).

Mellan VLDL, LDL, IDL och HDL sker ett naturligt utbyte av kolesterol mot fett genom enzymet CETP, där exempelvis VLDL (eller IDL) får en andel kolesterol av HDL (eller LDL) och HDL får tillbaka en andel triglycerid (TG). Molekyler med högre andel TG blir substrat för det hepatiska lipaset. Om stor andel VLDL finns i blodet så kommer stor del TG föras över till HDL (eller LDL) vilket leder till att det blir substrat för hepatiskt lipas, vilket bryter ner TG:et, och gör denna till en "small dense HDL (el LDL)", vilken i sin tur är extra farlig för uppkomst av arteroskleros på grund av sin lilla storlek och höga koncentration av kolesterol. Därav finns det inget samband mellan total mängd kolesterol och arteroskleros. Det handlar istället om vilken sorts lipoproteiner som dominerar i blodet.

Kolesterol vid hjärt- och kärlsjukdomar

Kolesterol kan transporteras från levern till celler som behöver det; genom blodbanan. För att kolesterolet ska kunna transporteras behöver det "förpackas" i lipoprotein.

• VLDL (very low density lipoprotein) kallas kolesterolförpackningen som skickas ut från levern ut i kroppen. I takt med att kolesterol tas upp från VLDL-förpackningen av olika celler på väg runt blodbanan krymper den. Till slut är den så liten att den inte heter VLDL längre. Nu kommer den att heta LDL.
• LDL (low density lipoprotein) är det "onda kolesterolet". LDL är mindre än VLDL och har lättare att oxidera (härskna). När en LDL partikel har härsknat är det lättare för den att fastna i en skadad kärlvägg. Alltså kan den medverka till hjärt- och kärlsjukdomar.
• HDL (high density lipoprotein) är det "goda kolesterolet". Denna förpackning av lipoprotein samlar upp överskott av kolesterol och transporterar det tillbaka till levern. Höga nivåer av HDL sänker statistiskt risken för hjärt- och kärlsjukdomar.

Kolesterolhalten och födans påverkan

Höga kolesterolhalter kan i många fall förebyggas genom en sund kost och lagom motion. Vissa livsmedel har en tendens att öka kolesterolhalter i blodet medan andra till och med kan sänka LDL-halter. Till exempel är det välkänt att betaglukaner från havre och växtsteroler bidrar till att sänka kolesterolhalter.

Transfetter sänker HDL och höjer LDL. Den stora ökningen av hjärt- och kärlsjukdomar under den andra halvan av 1900-talet sammanfaller med det ökade intaget av margarin med dess innehåll av industriellt bildat transfett. Detta industriellt bildade transfett försvann från tillverkningen i mitten av 1990-talet med hjälp av förbättrade tillverkningsmetoder, vilket gör att margarinet inte längre tillför industriellt bildat transfett.

Källor

Externa länkar

• ”Höga halter av blodfetter”. Sjukvårdsrådgivningen. https://www.1177.se/sjukdomar--besvar/hjarta-och-blodkarl/blodkarl/hoga-blodfetter/. 
• ”Vad är kolesterol?”. Hjärt-Lungfonden En sida med information om kolesterol och hur det fungerar i kroppen. https://www.hjart-lungfonden.se/Sjukdomar/Halsa/Hogt-kolesterol/.