Cholestérol - Cholesterol

Cholestérol
Structure chimique du cholestérol
Modèle boule-et-bâton de cholestérol
Modèle de cholestérol rempli d'espace
Noms
Nom IUPAC
Cholest-5-en-3β-ol
Nom IUPAC préféré
(1 R ,3a S ,3b S ,7 S ,9a R ,9b S ,11a R )-9a,11a-Diméthyl-1-[(2 R )-6-méthylheptan-2-yl]-2,3, 3a,3b,4,6,7,8,9,9a,9b,10,11,11a-tétradécahydro-1 H -cyclopenta[ a ]phénanthren-7-ol
Autres noms
Cholestérine, Alcool cholestérique
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.000.321 Modifiez ceci sur Wikidata
KEGG
CID PubChem
UNII
  • InChI=1S/C27H46O/c1-18(2)7-6-8-19(3)23-11-12-24-22-10-9-20-17-21(28)13-15-26( 20,4)25(22)14-16-27(23,24)5/h9,18-19,21-25,28H,6-8,10-17H2,1-5H3/t19-,21+, 22+,23-,24+,25+,26+,27-/m1/s1 ChèqueOui
    Clé : HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N ChèqueOui
  • InChI=1/C27H46O/c1-18(2)7-6-8-19(3)23-11-12-24-22-10-9-20-17-21(28)13-15-26( 20,4)25(22)14-16-27(23,24)5/h9,18-19,21-25,28H,6-8,10-17H2,1-5H3/t19-,21+, 22+,23-,24+,25+,26+,27-/m1/s1
    Clé : HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFBB
  • C[C@H](CCCC(C)C)[C@H]1CC[C@@H]2[C@@]1(CC[C@H]3[C@H]2CC=C4[C @@]3(CC[C@@H](C4)O)C)C
Propriétés
C 27 H 46 O
Masse molaire 386,65 g/mol
Apparence poudre cristalline blanche
Densité 1,052 g / cm 3
Point de fusion 148 à 150 °C (298 à 302 °F ; 421 à 423 K)
Point d'ébullition 360 °C (680 °F; 633 K) (se décompose)
0,095 mg/L (30 °C)
Solubilité soluble dans l' acétone , le benzène , le chloroforme , l' éthanol , l' éther , l' hexane , le myristate d'isopropyle , le méthanol
-284,2·10 -6 cm 3 /mol
Dangers
point de rupture 209,3 ±12,4 °C
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ChèqueOui vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) ChèqueOui??N
Références de l'infobox

Le cholestérol est une molécule organique . C'est un stérol (ou stéroïde modifié ), un type de lipide . Le cholestérol est biosynthétisé par toutes les cellules animales et est un composant structurel essentiel des membranes cellulaires animales . C'est un solide cristallin jaunâtre.

Le cholestérol sert aussi de précurseur pour la biosynthèse des hormones stéroïdes , l' acide biliaire et de la vitamine D . Le cholestérol est le principal stérol synthétisé par tous les animaux. Chez les vertébrés , les cellules hépatiques produisent généralement les plus grandes quantités. Il est absent chez les procaryotes ( bactéries et archées ), bien qu'il existe quelques exceptions, comme les Mycoplasmes , qui nécessitent du cholestérol pour leur croissance.

François Poulletier de la Salle a identifié pour la première fois le cholestérol sous forme solide dans les calculs biliaires en 1769. Cependant, ce n'est qu'en 1815 que le chimiste Michel Eugène Chevreul a nommé le composé « cholestérol ».

Étymologie

Le mot "cholestérol" vient du grec ancien cholé- ( bile ) et stéréos (solide), suivi du suffixe chimique -ol pour un alcool .

Physiologie

Le cholestérol est essentiel à toute vie animale, chaque cellule étant capable de le synthétiser au moyen d'un processus complexe en 37 étapes. Cela commence par la voie du mévalonate ou HMG-CoA réductase , la cible des statines , qui englobe les 18 premières étapes. Ceci est suivi de 19 étapes supplémentaires pour convertir le lanostérol résultant en cholestérol.

Un homme pesant 68 kg (150 lb) synthétise normalement environ 1 gramme (1 000 mg) de cholestérol par jour, et son corps en contient environ 35 g, principalement contenus dans les membranes cellulaires. L'apport alimentaire quotidien typique en cholestérol pour un homme aux États-Unis est de 307 mg.

La plupart du cholestérol ingéré est estérifié , ce qui le rend mal absorbé par l'intestin. Le corps compense également l'absorption du cholestérol ingéré en réduisant sa propre synthèse de cholestérol. Pour ces raisons, le cholestérol dans les aliments, sept à dix heures après l'ingestion, a peu ou pas d'effet sur les concentrations de cholestérol dans le sang. Cependant, pendant les sept premières heures après l'ingestion de cholestérol, au fur et à mesure que les graisses absorbées sont distribuées dans le corps au sein de l'eau extracellulaire par les différentes lipoprotéines (qui transportent toutes les graisses de l'eau à l'extérieur des cellules), les concentrations augmentent.

Les plantes fabriquent du cholestérol en très petites quantités. En plus grande quantité, ils produisent des phytostérols , des substances chimiquement similaires qui peuvent entrer en compétition avec le cholestérol pour la réabsorption dans le tractus intestinal, réduisant ainsi potentiellement la réabsorption du cholestérol. Lorsque les cellules de la muqueuse intestinale absorbent les phytostérols, à la place du cholestérol, elles excrétent généralement les molécules de phytostérol dans le tractus gastro-intestinal , un mécanisme protecteur important. L'apport de phytostérols naturels, qui englobent les stérols et stanols végétaux , varie entre 200 et 300 mg/jour selon les habitudes alimentaires. Des régimes expérimentaux végétariens spécialement conçus ont été produits, donnant plus de 700 mg/jour.

Fonction dans les cellules

Membranes

Le cholestérol compose environ 30% de toutes les membranes cellulaires animales . Il est nécessaire pour construire et entretenir les membranes et moduler la fluidité membranaire sur la plage de températures physiologiques. Le groupe hydroxyle de chaque molécule de cholestérol interagit avec les molécules d'eau entourant la membrane, tout comme les têtes polaires des phospholipides et des sphingolipides membranaires , tandis que le stéroïde volumineux et la chaîne hydrocarbonée sont noyés dans la membrane, aux côtés de la chaîne d'acides gras non polaire de la autres lipides. Grâce à l'interaction avec les chaînes d'acides gras phospholipidiques, le cholestérol augmente le tassement membranaire, ce qui à la fois altère la fluidité de la membrane et maintient l'intégrité de la membrane afin que les cellules animales n'aient pas besoin de construire des parois cellulaires (comme les plantes et la plupart des bactéries). La membrane reste stable et durable sans être rigide, permettant aux cellules animales de changer de forme et aux animaux de se déplacer.

La structure de l' anneau tétracyclique du cholestérol contribue à la fluidité de la membrane cellulaire, car la molécule est dans une conformation trans, ce qui rend tout sauf la chaîne latérale du cholestérol rigide et plane. Dans ce rôle structurel, le cholestérol réduit également la perméabilité de la membrane plasmique aux solutés neutres, aux ions hydrogène et aux ions sodium .

portes

Au sein de la membrane cellulaire, le cholestérol fonctionne également dans le transport intracellulaire, la signalisation cellulaire et la conduction nerveuse. Le cholestérol est essentiel pour la structure et la fonction des invaginée cavéoles et clathrine revêtues d' fosses , notamment en fonction de la caveola et dépendante de la clathrine endocytose . Le rôle du cholestérol dans l'endocytose de ces types peut être étudié en utilisant la méthyl bêta cyclodextrine (MβCD) pour éliminer le cholestérol de la membrane plasmique.

Présentation du substrat

Le cholestérol régule le processus biologique de présentation du substrat et les enzymes qui utilisent la présentation du substrat comme mécanisme de leur activation. ( PLD2 ) est un exemple bien défini d'une enzyme activée par présentation de substrat. L'enzyme est palmitoylée, ce qui provoque le trafic de l'enzyme vers les domaines lipidiques dépendants du cholestérol, parfois appelés « radeaux lipidiques ». Le substrat de la phospholipase D est la phosphatidylcholine (PC) qui est insaturée et peu abondante dans les radeaux lipidiques. Le PC se localise dans la région désordonnée de la cellule avec le lipide polyinsaturé phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate ( PIP2 ). PLD2 a un domaine de liaison PIP2 . Lorsque la concentration de PIP2 dans la membrane augmente, PLD2 quitte les domaines dépendants du cholestérol et se lie à PIP2 où il accède alors à son substrat PC et commence la catalyse basée sur la présentation du substrat.

Présentation du support ; La PLD (bleu ovale) est séquestrée dans les domaines lipidiques cholestérol-dépendants (lipides verts) par palmitoylation . PLD lie également les domaines PIP2 (hexagone rouge) (ombrage gris) situés dans la région désordonnée de la cellule avec la phosphatidylcholine (PC). Lorsque le cholestérol diminue ou que le PIP2 augmente dans la cellule, le PLD se déplace vers le PIP2 où il est exposé et hydrolyse le PC en acide phosphatidique (lipide sphérique rouge).

Signalisation

Le cholestérol est également impliqué dans les processus de signalisation cellulaire, aidant à la formation de radeaux lipidiques dans la membrane plasmique , ce qui rapproche les protéines réceptrices de fortes concentrations de molécules de second messager. Dans plusieurs couches, le cholestérol et les phospholipides, tous deux des isolants électriques, peuvent faciliter la vitesse de transmission des impulsions électriques le long du tissu nerveux. Pour de nombreuses fibres neuronales, une gaine de myéline , riche en cholestérol puisqu'elle est dérivée des couches compactées de la membrane cellulaire de Schwann , fournit une isolation pour une conduction plus efficace des impulsions. On pense que la démyélinisation (perte de certaines de ces cellules de Schwann) est à la base de la sclérose en plaques .

Se lie cholestérol et affecte le déclenchement d'un certain nombre de canaux ioniques tels que le récepteur nicotinique de l' acétylcholine , GABA A du récepteur , et le canal de potassium vers l' intérieur redresseur . Le cholestérol active également le récepteur alpha lié aux œstrogènes (ERRα) et peut être le ligand endogène du récepteur . La nature constitutivement active du récepteur peut s'expliquer par le fait que le cholestérol est omniprésent dans l'organisme. L'inhibition de la signalisation ERRα par la réduction de la production de cholestérol a été identifiée comme un médiateur clé des effets des statines et des bisphosphonates sur les os , les muscles et les macrophages . Sur la base de ces résultats, il a été suggéré que l'ERRα devrait être désorphelin et classé comme un récepteur du cholestérol.

Précurseur chimique

Au sein des cellules, le cholestérol est également une molécule précurseur de plusieurs voies biochimiques . Par exemple, c'est la molécule précurseur de la synthèse de la vitamine D dans le métabolisme du calcium et de toutes les hormones stéroïdes , y compris les hormones des glandes surrénales cortisol et aldostérone , ainsi que les hormones sexuelles progestérone , œstrogènes et testostérone , et leurs dérivés.

Métabolisme

Le cholestérol est recyclé dans l'organisme. Le foie excrète le cholestérol dans les liquides biliaires , qui sont ensuite stockés dans la vésicule biliaire , qui les excrète ensuite sous une forme non estérifiée (via la bile) dans le tube digestif. En règle générale, environ 50% du cholestérol excrété est réabsorbé par l' intestin grêle dans la circulation sanguine.

Biosynthèse et régulation

Biosynthèse

Toutes les cellules animales fabriquent du cholestérol, à la fois pour la structure membranaire et pour d'autres utilisations, avec des taux de production relatifs variant selon le type de cellule et la fonction des organes. Environ 80 % de la production quotidienne totale de cholestérol se produit dans le foie et les intestins ; d'autres sites de taux de synthèse plus élevés incluent le cerveau , les glandes surrénales et les organes reproducteurs .

La synthèse dans le corps commence par la voie du mévalonate où deux molécules d' acétyl-CoA se condensent pour former l' acétoacétyl-CoA . Ceci est suivi d'une seconde condensation entre l' acétyl CoA et l' acétoacétyl-CoA pour former le 3-hydroxy-3-méthylglutaryl CoA ( HMG-CoA ).

Condensation de l'acétyl-CoA en HMG-CoA.gif

Cette molécule est ensuite réduite en mévalonate par l'enzyme HMG-CoA réductase . La production de mévalonate est l'étape limitante et irréversible de la synthèse du cholestérol et est le site d'action des statines (une classe de médicaments hypocholestérolémiants).

Synthèse de l'acide mélavonique.gif

Le mévalonate est finalement converti en isopentényl pyrophosphate (IPP) par deux étapes de phosphorylation et une étape de décarboxylation qui nécessite de l' ATP .

Voie du mélavonate vers IPP.gif

Trois molécules d'isopentényl pyrophosphate se condensent pour former du farnésyl pyrophosphate par l'action de la géranyl transférase.

Formation de cations à partir de DMAPP.gif
Réaction de la farnésylpyrophosphate synthase (FPPS).svg

Deux molécules de farnésyl pyrophosphate se condensent alors pour former du squalène par l'action de la squalène synthase dans le réticulum endoplasmique .

Synthèse de squalène.gif
Synthèse de squalène 2.gif

L'oxydosqualène cyclase cyclise ensuite le squalène pour former le lanostérol .

Mécanisme des flavinoïdes.gif
Oxidosqualène.gif
Formation de lanostérol.gif

Enfin, le lanostérol est converti en cholestérol via l'une des deux voies, la voie Bloch ou la voie Kandutsch-Russell. Les 19 dernières étapes du cholestérol contiennent du NADPH et de l'oxygène pour aider à oxyder les groupes méthyle pour l'élimination des carbones, des mutases pour déplacer les groupes alcènes et du NADH pour aider à réduire les cétones .

Synthèse du cholestérol 19 step.gif
Synthèse du cholestérol 12.gif

Konrad Bloch et Feodor Lynen ont partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1964 pour leurs découvertes concernant certains des mécanismes et méthodes de régulation du métabolisme du cholestérol et des acides gras .

Régulation de la synthèse du cholestérol

La biosynthèse du cholestérol est directement régulée par les taux de cholestérol présents, bien que les mécanismes homéostatiques impliqués ne soient que partiellement compris. Un apport alimentaire plus élevé entraîne une diminution nette de la production endogène, alors qu'un apport alimentaire plus faible a l'effet inverse. Le principal mécanisme de régulation est la détection du cholestérol intracellulaire dans le réticulum endoplasmique par la protéine SREBP (sterol Regulatory element-binding protein 1 et 2). En présence de cholestérol, la SREBP est liée à deux autres protéines : SCAP (SREBP clivage-activating protein) et INSIG-1 . Lorsque le taux de cholestérol chute, INSIG-1 se dissocie du complexe SREBP-SCAP, ce qui permet au complexe de migrer vers l'appareil de Golgi . Ici, SREBP est clivé par S1P et S2P (protéase du site-1 et protéase du site-2), deux enzymes qui sont activées par le SCAP lorsque le taux de cholestérol est bas.

La SREBP clivée migre ensuite vers le noyau et agit comme un facteur de transcription pour se lier à l'élément régulateur des stérols (SRE), qui stimule la transcription de nombreux gènes. Parmi ceux-ci se trouvent le récepteur des lipoprotéines de basse densité ( LDL ) et la HMG-CoA réductase . Le récepteur LDL élimine les LDL circulants de la circulation sanguine, tandis que l'HMG-CoA réductase entraîne une augmentation de la production endogène de cholestérol. Une grande partie de cette voie de signalisation a été clarifiée par le Dr Michael S. Brown et le Dr Joseph L. Goldstein dans les années 1970. En 1985, ils ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour leurs travaux. Leurs travaux ultérieurs montrent comment la voie SREBP régule l'expression de nombreux gènes qui contrôlent la formation et le métabolisme des lipides et l'allocation du carburant corporel.

La synthèse du cholestérol peut également être désactivée lorsque le taux de cholestérol est élevé. L'HMG-CoA réductase contient à la fois un domaine cytosolique (responsable de sa fonction catalytique) et un domaine membranaire. Le domaine membranaire détecte les signaux de sa dégradation. Des concentrations croissantes de cholestérol (et d'autres stérols) provoquent une modification de l'état d'oligomérisation de ce domaine, ce qui le rend plus susceptible d'être détruit par le protéasome . L'activité de cette enzyme peut également être réduite par phosphorylation par une protéine kinase activée par l'AMP . Parce que cette kinase est activée par l'AMP, qui est produit lorsque l'ATP est hydrolysé, il s'ensuit que la synthèse du cholestérol est arrêtée lorsque les niveaux d'ATP sont bas.

Transport plasmatique et régulation de l'absorption

Logistique lipidique : transport des triglycérides et du cholestérol dans les organismes sous forme de lipoprotéines sous forme de chylomicrons, VLDL, LDL, IDL, HDL.

Molécule isolée, le cholestérol n'est que très peu soluble dans l' eau ou hydrophile . Pour cette raison, il se dissout dans le sang à des concentrations extrêmement faibles. Pour être transporté efficacement, le cholestérol est plutôt conditionné dans des lipoprotéines , des particules discoïdes complexes avec des protéines et des lipides amphiphiles extérieurs , dont les surfaces tournées vers l'extérieur sont hydrosolubles et les surfaces tournées vers l'intérieur sont liposolubles. Cela lui permet de voyager dans le sang par émulsification . Le cholestérol non lié, étant amphipathique, est transporté dans la surface monocouche de la particule de lipoprotéine avec les phospholipides et les protéines. Les esters de cholestérol liés à l'acide gras, d'autre part, sont transportés dans le noyau hydrophile gras de la lipoprotéine, avec le triglycéride.

Il existe plusieurs types de lipoprotéines dans le sang. Par ordre de densité croissante, ce sont les chylomicrons , les lipoprotéines de très basse densité (VLDL), les lipoprotéines de densité intermédiaire (IDL), les lipoprotéines de basse densité (LDL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL). Des rapports protéines/lipides plus faibles rendent les lipoprotéines moins denses. Le cholestérol dans différentes lipoprotéines est identique, bien que certains soient transportés sous sa forme alcoolique « libre » native (le groupe cholestérol-OH face à l'eau entourant les particules), tandis que d'autres sous forme d'esters d'acyle gras, également appelés esters de cholestérol, à l'intérieur des particules.

Les particules de lipoprotéines sont organisées par des apolipoprotéines complexes , généralement 80 à 100 protéines différentes par particule, qui peuvent être reconnues et liées par des récepteurs spécifiques sur les membranes cellulaires, dirigeant leur charge utile lipidique dans des cellules et des tissus spécifiques ingérant actuellement ces particules de transport de graisse. Ces récepteurs de surface servent de signatures moléculaires uniques, qui aident ensuite à déterminer la distribution des graisses dans tout le corps.

Les chylomicrons, les molécules de transport du cholestérol les moins denses, contiennent l' apolipoprotéine B-48 , l' apolipoprotéine C et l' apolipoprotéine E (le principal transporteur de cholestérol dans le cerveau) dans leur enveloppe. Les chylomicrons transportent les graisses de l'intestin vers les muscles et autres tissus ayant besoin d'acides gras pour la production d'énergie ou de graisse. Le cholestérol inutilisé reste dans des restes de chylomicrons plus riches en cholestérol et est ensuite absorbé dans la circulation sanguine par le foie.

Les molécules de VLDL sont produites par le foie à partir de triacylglycérol et de cholestérol qui n'étaient pas utilisés dans la synthèse des acides biliaires. Ces molécules contiennent de l' apolipoprotéine B100 et de l' apolipoprotéine E dans leurs coquilles, et peuvent être dégradées par la lipoprotéine lipase sur la paroi artérielle en IDL. Ce clivage de la paroi artérielle permet l'absorption du triacylglycérol et augmente la concentration de cholestérol circulant. Les molécules IDL sont ensuite consommées selon deux processus : la moitié est métabolisée par le HTGL et absorbée par le récepteur LDL à la surface des cellules hépatiques, tandis que l'autre moitié continue de perdre des triacylglycérols dans le sang jusqu'à ce qu'ils deviennent des particules LDL chargées de cholestérol.

Les particules de LDL sont les principaux transporteurs de cholestérol sanguin. Chacun contient environ 1 500 molécules d'ester de cholestérol. Les coquilles de molécules LDL contiennent une seule molécule d' apolipoprotéine B100 , reconnue par les récepteurs LDL dans les tissus périphériques. Lors de la liaison de l' apolipoprotéine B100 , de nombreux récepteurs LDL se concentrent dans des fosses recouvertes de clathrine . Le LDL et son récepteur forment des vésicules à l'intérieur d'une cellule par endocytose . Ces vésicules fusionnent ensuite avec un lysosome , où l' enzyme lipase acide lysosomale hydrolyse les esters de cholestérol. Le cholestérol peut alors être utilisé pour la biosynthèse membranaire ou estérifié et stocké à l'intérieur de la cellule, afin de ne pas interférer avec les membranes cellulaires.

Les récepteurs LDL sont épuisés lors de l'absorption du cholestérol, et sa synthèse est régulée par la SREBP , la même protéine qui contrôle la synthèse du cholestérol de novo , en fonction de sa présence à l'intérieur de la cellule. Une cellule avec du cholestérol abondant verra la synthèse de ses récepteurs LDL bloquée, pour empêcher l'absorption de nouveau cholestérol dans les molécules LDL. A l'inverse, la synthèse des récepteurs LDL se déroule lorsqu'une cellule est déficiente en cholestérol.

Lorsque ce processus n'est plus régulé, des molécules de LDL sans récepteurs commencent à apparaître dans le sang. Ces molécules de LDL sont oxydées et captées par les macrophages , qui s'engorgent et forment des cellules spumeuses. Ces cellules spumeuses sont souvent piégées dans les parois des vaisseaux sanguins et contribuent à la formation de plaques d'athérosclérose . Les différences dans l'homéostasie du cholestérol affectent le développement de l'athérosclérose précoce (épaisseur intima-média carotidienne). Ces plaques sont les principales causes de crises cardiaques, d'accidents vasculaires cérébraux et d'autres problèmes médicaux graves, conduisant à l'association du cholestérol LDL (en fait une lipoprotéine ) avec le « mauvais » cholestérol.

On pense que les particules HDL transportent le cholestérol vers le foie, soit pour l'excrétion, soit pour d'autres tissus qui synthétisent des hormones, dans un processus connu sous le nom de transport inverse du cholestérol (RCT). Un grand nombre de particules HDL est en corrélation avec de meilleurs résultats pour la santé, tandis qu'un faible nombre de particules HDL est associé à la progression de la maladie athéromateuse dans les artères.

Métabolisme, recyclage et excrétion

Le cholestérol est sensible à l'oxydation et forme facilement des dérivés oxygénés appelés oxystérols . Trois mécanismes différents peuvent les former : l'auto-oxydation, l'oxydation secondaire en peroxydation lipidique et l'oxydation des enzymes métabolisant le cholestérol. Les oxystérols ont suscité un grand intérêt lorsqu'ils ont montré qu'ils exerçaient des actions inhibitrices sur la biosynthèse du cholestérol. Cette découverte est devenue connue sous le nom d'« hypothèse de l'oxystérol ». Les rôles supplémentaires des oxystérols dans la physiologie humaine comprennent leur participation à la biosynthèse des acides biliaires, leur fonction en tant que formes de transport du cholestérol et la régulation de la transcription des gènes.

Dans les expériences biochimiques, des formes radiomarquées de cholestérol, telles que le cholestérol tritié, sont utilisées. Ces dérivés subissent une dégradation lors du stockage et il est essentiel de purifier le cholestérol avant utilisation. Le cholestérol peut être purifié à l'aide de petites colonnes Sephadex LH-20.

Le cholestérol est oxydé par le foie en une variété d' acides biliaires . Ceux-ci, à leur tour, sont conjugués avec de la glycine , de la taurine , de l'acide glucuronique ou du sulfate . Un mélange d'acides biliaires conjugués et non conjugués, ainsi que le cholestérol lui-même, est excrété du foie dans la bile . Environ 95 % des acides biliaires sont réabsorbés par les intestins et le reste est perdu dans les selles. L'excrétion et la réabsorption des acides biliaires constituent la base de la circulation entérohépatique , essentielle à la digestion et à l'absorption des graisses alimentaires. Dans certaines circonstances, lorsqu'il est plus concentré, comme dans la vésicule biliaire , le cholestérol se cristallise et est le constituant majeur de la plupart des calculs biliaires (des calculs biliaires à la lécithine et à la bilirubine se produisent également, mais moins fréquemment). Chaque jour, jusqu'à 1 g de cholestérol pénètre dans le côlon. Ce cholestérol provient de l'alimentation, de la bile et des cellules intestinales desquamées, et peut être métabolisé par les bactéries coliques. Le cholestérol est principalement converti en coprostanol , un stérol non absorbable qui est excrété dans les selles.

Bien que le cholestérol soit un stéroïde généralement associé aux mammifères, le pathogène humain Mycobacterium tuberculosis est capable de dégrader complètement cette molécule et contient un grand nombre de gènes qui sont régulés par sa présence. Beaucoup de ces gènes régulés par le cholestérol sont homologues de gras acide β-oxydation des gènes, mais ont évolué dans le sens d'une manière à lier des substrats stéroïdes comme le cholestérol.

Sources alimentaires

Les graisses animales sont des mélanges complexes de triglycérides , avec des quantités moindres de molécules de phospholipides et de cholestérol à partir desquelles toutes les membranes cellulaires animales (et humaines) sont construites. Étant donné que toutes les cellules animales fabriquent du cholestérol, tous les aliments d'origine animale contiennent du cholestérol en quantités variables. Les principales sources alimentaires de cholestérol comprennent la viande rouge , les jaunes d'œufs et les œufs entiers , le foie , les reins , les abats , l' huile de poisson et le beurre . Le lait maternel humain contient également des quantités importantes de cholestérol.

Les cellules végétales synthétisent le cholestérol en tant que précurseur d'autres composés, tels que les phytostérols et les glycoalcaloïdes stéroïdiens , le cholestérol ne restant dans les aliments végétaux qu'en quantités mineures ou absent. Certains aliments végétaux, tels que l' avocat , les graines de lin et les arachides , contiennent des phytostérols, qui entrent en compétition avec le cholestérol pour l'absorption dans les intestins, et réduisent l'absorption du cholestérol alimentaire et biliaire. Une alimentation type apporte de l'ordre de 0,2 gramme de phytostérols, ce qui n'est pas suffisant pour avoir un impact significatif sur le blocage de l'absorption du cholestérol. L'apport en phytostérols peut être complété par l'utilisation d' aliments fonctionnels ou de compléments alimentaires contenant des phytostérols reconnus comme ayant le potentiel de réduire les niveaux de cholestérol LDL .

Directives et recommandations médicales

En 2015, le Comité consultatif des directives diététiques du ministère de l'Agriculture des États-Unis (DGAC) a recommandé aux Américains de manger le moins possible de cholestérol alimentaire, car la plupart des aliments riches en cholestérol sont également riches en graisses saturées et peuvent ainsi augmenter le risque de maladie cardiovasculaire. . Pendant plus de 2 décennies, les Dietary Guidelines for Americans ont recommandé que le cholestérol alimentaire ne dépasse pas 300 mg par jour. Dans un projet de 2014, la DGAC a abandonné cette recommandation car les preuves n'ont montré aucune relation appréciable entre le cholestérol alimentaire et le cholestérol sérique. Cela a attiré l'attention du PCRM , qui a poursuivi la DGAC en raison de préoccupations de conflits d'intérêts qui ont incité le projet final à recommander de manger "le moins possible de cholestérol alimentaire". Un rapport de 2013 de l'American Heart Association et de l'American College of Cardiology a recommandé de se concentrer plutôt sur des habitudes alimentaires saines plutôt que sur les limites de cholestérol, car elles sont difficiles à mettre en œuvre pour les cliniciens et les consommateurs. Ils recommandent le DASH et le régime méditerranéen , qui sont faibles en cholestérol. Un examen 2017 par la American Heart Association recommande le passage des graisses saturées pour les graisses poly - insaturés pour réduire les maladies cardiovasculaires risque.

Certaines directives supplémentaires recommandent des doses de phytostérols comprises entre 1,6 et 3,0 grammes par jour (Santé Canada, EFSA, ATP III, FDA). Une méta-analyse récente démontrant une réduction de 12% du LDL-cholestérol à une dose moyenne de 2,1 grammes par jour. Cependant, les bienfaits d'une alimentation supplémentée en phytostérols ont également été remis en cause.

Signification clinique

Hypercholestérolémie

Cholestérolémie et mortalité chez les hommes et les femmes <50 ans et >60 ans

Selon l' hypothèse lipidique , des taux élevés de cholestérol dans le sang conduisent à l' athérosclérose qui peut augmenter le risque de crise cardiaque , d' accident vasculaire cérébral et de maladie artérielle périphérique . Étant donné que des concentrations plus élevées de LDL dans le sang – en particulier des concentrations plus élevées de LDL et une plus petite taille de particules de LDL – contribuent à ce processus plus que la teneur en cholestérol des particules de HDL, les particules de LDL sont souvent appelées « mauvais cholestérol ». Des concentrations élevées de HDL fonctionnel, qui peuvent éliminer le cholestérol des cellules et des athéromes, offrent une protection et sont communément appelées « bon cholestérol ». Ces équilibres sont principalement déterminés génétiquement, mais peuvent être modifiés par la composition corporelle, les médicaments , l'alimentation et d'autres facteurs. Une étude de 2007 a démontré que les taux sanguins de cholestérol total ont un effet exponentiel sur la mortalité cardiovasculaire et totale, l'association étant plus prononcée chez les sujets plus jeunes. Étant donné que les maladies cardiovasculaires sont relativement rares dans la population plus jeune, l'impact d'un taux de cholestérol élevé sur la santé est plus important chez les personnes âgées.

Des taux élevés des fractions lipoprotéiques, LDL, IDL et VLDL, plutôt que le taux de cholestérol total, sont en corrélation avec l'étendue et la progression de l'athérosclérose. Inversement, le cholestérol total peut se situer dans les limites normales, mais être constitué principalement de petites particules de LDL et de petites particules de HDL, dans lesquelles les taux de croissance de l'athérome sont élevés. Une analyse post hoc des études prospectives IDEAL et EPIC a trouvé une association entre des taux élevés de cholestérol HDL (ajustés en fonction de l'apolipoprotéine AI et de l'apolipoprotéine B) et un risque accru de maladie cardiovasculaire, jetant un doute sur le rôle cardioprotecteur du « bon cholestérol ».

Environ une personne sur 250 peut avoir une mutation génétique du récepteur du cholestérol LDL qui provoque une hypercholérolémie familiale. L'hypercholestérolémie héréditaire peut également inclure des mutations génétiques du gène PCSK9 et du gène de l'apolipoprotéine B.

Les taux élevés de cholestérol sont traités avec un régime strict composé d'aliments à faible teneur en graisses saturées, sans gras trans et à faible taux de cholestérol, souvent suivi par l'un des divers agents hypolipémiants , tels que les statines , les fibrates , les inhibiteurs de l'absorption du cholestérol, la thérapie par anticorps monoclonaux ( inhibiteurs de PCSK9 ). , les dérivés de l'acide nicotinique ou les chélateurs des acides biliaires. Il existe plusieurs directives internationales sur le traitement de l'hypercholestérolémie.

Des essais sur l'homme utilisant des inhibiteurs de l'HMG-CoA réductase , connus sous le nom de statines , ont confirmé à plusieurs reprises que le fait de modifier les modes de transport des lipoprotéines de mauvais pour la santé à des modes plus sains réduit considérablement les taux d'événements cardiovasculaires, même pour les personnes dont le taux de cholestérol est actuellement considéré comme faible pour les adultes. Des études ont montré que la réduction des taux de cholestérol LDL d'environ 38,7 mg/dL avec l'utilisation de statines peut réduire le risque de maladies cardiovasculaires et d'accident vasculaire cérébral d'environ 21 %. Des études ont également montré que les statines réduisent la progression de l'athérome. En conséquence, les personnes ayant des antécédents de maladie cardiovasculaire peuvent tirer un bénéfice des statines quel que soit leur taux de cholestérol (cholestérol total inférieur à 5,0 mmol/L [193 mg/dL]), et chez les hommes sans maladie cardiovasculaire, il y a un avantage à abaisser anormalement taux de cholestérol élevé ("prévention primaire"). La prévention primaire chez les femmes n'était à l'origine pratiquée que par extension des résultats des études sur les hommes, car, chez les femmes, aucun des grands essais sur les statines menés avant 2007 n'a démontré une réduction significative de la mortalité globale ou des paramètres cardiovasculaires. Des méta-analyses ont démontré des réductions significatives de la mortalité toutes causes confondues et cardiovasculaire, sans hétérogénéité significative selon le sexe.

Risque de maladie cardiaque
Niveau Interprétation
mg / dL mmol / L
< 200 < 5,2 Niveau souhaitable
(risque plus faible)
200–240 5.2–6.2 Risque élevé limite
> 240 > 6.2 Risque élevé

Le rapport de 1987 du National Cholesterol Education Program , Adult Treatment Panels suggère que le taux de cholestérol sanguin total devrait être : < 200 mg/dL de cholestérol sanguin normal, 200 à 239 mg/dL à la limite de l'hypercholestérolémie, > 240 mg/dL de cholestérol élevé. L' American Heart Association fournit un ensemble similaire de directives pour les taux de cholestérol sanguin total (à jeun) et le risque de maladie cardiaque : les statines sont efficaces pour abaisser le cholestérol LDL et largement utilisées pour la prévention primaire chez les personnes à haut risque de maladie cardiovasculaire, ainsi que dans les prévention secondaire pour ceux qui ont développé une maladie cardiovasculaire.

Des méthodes de test plus actuelles déterminent séparément le cholestérol LDL (« mauvais ») et HDL (« bon »), ce qui permet de nuancer l'analyse du cholestérol. Le niveau de LDL souhaitable est considéré comme inférieur à 100 mg/dL (2,6 mmol /L), bien qu'une limite supérieure plus récente de 70 mg/dL (1,8 mmol/L) puisse être envisagée chez les individus à risque plus élevé sur la base de certains des essais mentionnés ci-dessus. Un rapport entre le cholestérol total et le HDL - une autre mesure utile - de beaucoup moins de 5:1 est considéré comme plus sain.

Les plages de référence pour les tests sanguins , indiquant les niveaux habituels et optimaux de HDL, de LDL et de cholestérol total en concentrations massiques et molaires, se trouvent en orange à droite, c'est-à-dire parmi les constituants sanguins les plus concentrés.

Le cholestérol total est défini comme la somme des HDL, LDL et VLDL. Habituellement, seuls le total, les HDL et les triglycérides sont mesurés. Pour des raisons de coût, le VLDL est généralement estimé à un cinquième des triglycérides et le LDL est estimé en utilisant la formule de Friedewald (ou une variante ) : LDL estimé = [cholestérol total] − [HDL total] − [VLDL estimé]. Les mesures directes de LDL sont utilisées lorsque les triglycérides dépassent 400 mg/dL. Les VLDL et LDL estimés ont plus d'erreur lorsque les triglycérides sont supérieurs à 400 mg/dL.

Dans l' étude Framingham Heart Study , chaque augmentation de 10 mg/dL (0,6 mmol /L) des taux de cholestérol total augmentait la mortalité globale à 30 ans de 5 % et la mortalité due aux MCV de 9 %. Alors que les sujets de plus de 50 ans présentaient une augmentation de 11 % de la mortalité globale et une augmentation de 14 % de la mortalité par maladie cardiovasculaire pour 1 mg/dL (0,06 mmol /L) année de baisse des taux de cholestérol total. Les chercheurs ont attribué ce phénomène à une causalité inverse , selon laquelle la maladie elle-même augmente le risque de décès, ainsi que modifie une myriade de facteurs, tels que la perte de poids et l'incapacité de manger, qui abaissent le cholestérol sérique. Cet effet a également été démontré chez les hommes de tous âges et les femmes de plus de 50 ans dans le programme de surveillance et de promotion de la santé du Vorarlberg. Ces groupes étaient plus susceptibles de mourir de cancer, de maladies du foie et de maladies mentales avec un taux de cholestérol total très bas, de 186 mg/dL (10,3 mmol /L) et moins. Ce résultat indique que l'effet de faible taux de cholestérol se produit même chez les répondants plus jeunes, contredisant l'évaluation précédente parmi les cohortes de personnes âgées selon laquelle il s'agit d'un marqueur de fragilité survenant avec l'âge.

Hypocholestérolémie

Des niveaux anormalement bas de cholestérol sont appelés hypocholestérolémie . La recherche sur les causes de cet état est relativement limitée, mais certaines études suggèrent un lien avec la dépression , le cancer et l' hémorragie cérébrale . En général, les faibles taux de cholestérol semblent être une conséquence, plutôt qu'une cause, d'une maladie sous-jacente. Un défaut génétique dans la synthèse du cholestérol provoque le syndrome de Smith-Lemli-Opitz , qui est souvent associé à de faibles taux de cholestérol plasmatique. L'hyperthyroïdie , ou tout autre trouble endocrinien qui provoque une régulation positive du récepteur LDL , peut entraîner une hypocholestérolémie.

Test de cholestérol

L' American Heart Association recommande de tester le cholestérol tous les 4 à 6 ans pour les personnes âgées de 20 ans ou plus. Un ensemble distinct de directives de l' American Heart Association publiées en 2013 indique que les patients prenant des médicaments à base de statines devraient faire tester leur cholestérol 4 à 12 semaines après leur première dose, puis tous les 3 à 12 mois par la suite.

Un échantillon de sang après un jeûne de 12 heures est prélevé par un médecin, ou un appareil de surveillance du cholestérol à domicile est utilisé pour mesurer un profil lipidique , une approche utilisée pour estimer les lipoprotéines d' une personne , le problème beaucoup plus important car les lipoprotéines ont toujours été concordantes avec résultats bien que le profil lipidique soit généralement discordant. Nombre de particules LDL et risque de maladie cardiovasculaire future dans l'étude Framingham Offspring .

Le profil lipidique mesure : (a) le cholestérol total, (b) le cholestérol associé aux particules de HDL (c. (d) (par un calcul et des hypothèses) le cholestérol transporté par les particules de LDL (c'est-à-dire les particules de densité inférieure {que l'eau} transportées dans les protéines) ("qui entraînent la maladie artérielle").

Il est recommandé de tester le cholestérol au moins tous les cinq ans si une personne a un cholestérol total de 5,2 mmol/L ou plus (200+ mg/dL), ou si un homme de plus de 45 ans ou une femme de plus de 50 ans a des valeurs de HDL-C moins de 1 mmol/L (40 mg/dL), ou il y a d'autres maladies cardiaques et accidents vasculaires cérébraux. Les autres facteurs de maladie cardiaque comprennent le diabète sucré , l' hypertension (ou l'utilisation de médicaments antihypertenseurs ), un faible taux de HDL, des antécédents familiaux de maladie coronarienne (CAD) et d' hypercholestérolémie et le tabagisme .

Carte interactive des sentiers

Cliquez sur les gènes, les protéines et les métabolites ci-dessous pour accéder aux articles respectifs.

[[Déposer:
Statin_Pathway_WP430go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
Statin_Pathway_WP430go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article go to article
|alt=Statin Pathway modifier ]]
Modifier la voie des statines

Cristaux liquides cholestériques

Certains dérivés du cholestérol (parmi d'autres lipides cholestériques simples) sont connus pour générer la "phase cholestérique" cristalline liquide . La phase cholestérique est, en fait, une phase nématique chirale , et elle change de couleur lorsque sa température change. Cela rend les dérivés du cholestérol utiles pour indiquer la température dans les thermomètres à affichage à cristaux liquides et dans les peintures sensibles à la température.

Stéréoisomères

Le cholestérol a 256 stéréoisomères qui proviennent de ses huit stéréocentres, bien que seuls deux des stéréoisomères aient une signification biochimique ( nat -cholestérol et ent -cholestérol, pour naturel et énantiomère , respectivement), et un seul se produit naturellement ( nat -cholestérol).

Nat-cholestérol et ent-cholestérol.jpg

Images supplémentaires

Voir également

Les références

Liens externes