Sintesi del Colesterolo - Biosintesi del Colesterolo di A.Griguolo

Generalità

La sintesi del colesterolo, o biosintesi del colesterolo, è il processo biologico promosso dall'organismo umano per generare il colesterolo endogeno.

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Avente sede in fegato e intestino, la sintesi del colesterolo è frutto di numerose reazioni e vede la partecipazione di svariati enzimi.
La sintesi del colesterolo endogeno contribuisce a circa il 70-80% del colesterolo totale presente nell'organismo umano (la parte restante è di origine dietetica).

Sintesi del Colesterolo: Cos'è?

La sintesi del colesterolo, o più propriamente biosintesi del colesterolo, è il processo biologico messo in atto dall'organismo umano per produrre molecole di colesterolo.
La sintesi del colesterolo è quindi il meccanismo da cui deriva il cosiddetto colesterolo endogeno, ossia la quota di colesterolo presente nell'organismo umano non introdotta attraverso i cibi.
La sintesi del colesterolo è un fenomeno molto importante, in quanto l'apporto alimentare di colesterolo non è sufficiente a soddisfare le richieste dell'organismo umano.
Data l'importanza che ha la sintesi del colesterolo rispetto alla vita dell'essere umano, l'evoluzione ha fatto sì che questo processo sia molto efficace.

Cos'è il Colesterolo: un breve ripasso

La sintesi del colesterolo, o più propriamente biosintesi del colesterolo, è il processo biologico messo in atto dall'organismo umano per produrre molecole di colesterolo.
La sintesi del colesterolo è quindi il meccanismo da cui deriva il cosiddetto colesterolo endogeno, ossia la quota di colesterolo presente nell'organismo umano non introdotta attraverso i cibi.
La sintesi del colesterolo è un fenomeno molto importante, in quanto l'apporto alimentare di colesterolo non è sufficiente a soddisfare le richieste dell'organismo umano.
Data l'importanza che ha la sintesi del colesterolo rispetto alla vita dell'essere umano, l'evoluzione ha fatto sì che questo processo sia molto efficace.

Cos'è il Colesterolo: un breve ripasso

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Il colesterolo è un lipide steroideo indispensabile per la vita dell'essere umano; il colesterolo, infatti, è:

Il colesterolo circola nel sangue sfruttando delle proteine particolari, chiamate lipoproteine; tra quest'ultime, le più importanti sono le LDL – le quali trasportano il colesterolo dal fegato alla periferia – e le HDL – le quali conducono il colesterolo dalla periferia al fegato.
I livelli di colesterolo nel sangue sono un indice molto importante del benessere di un individuo: livelli ematici di colesterolo sopra la norma, infatti, rappresentano un campanello d'allarme che richiede una tempestiva correzione (innanzitutto tramite uno stile di vita sano), in quanto associati a rischio cardiovascolare.

Il termine medico che identifica il livello di colesterolo nel sangue è colesterolemia.

Quantità

Qual è il Livello di Produttività della Sintesi del Colesterolo Endogeno?

A fronte di un apporto dietetico quotidiano di circa 300 milligrammi di colesterolo, l'organismo di una persona adulta provvede a una sintesi di colesterolo giornaliera pari a circa 1000 milligrammi.
Precisare l'entità dell'apporto dietetico quotidiano è importante, perché l'assunzione alimentare e la sintesi endogena di colesterolo sono connesse tra loro da un meccanismo regolatorio a feed-back, tale per cui la produzione di colesterolo endogeno è tanto minore, quanto maggiore è l'apporto di colesterolo dietetico, e viceversa.

In termini percentuali, la sintesi del colesterolo endogeno contribuisce nel computo del colesterolo totale presente nell'organismo con un 70-80%; ciò implica che il restante 20-30% del colesterolo circolante nel corpo umano è di origine dietetica.

ATTENZIONE: è bene segnalare che circa il 50% del colesterolo assorbito tramite la dieta passa nelle feci, come fosse un rifiuto. Pertanto, la quantità di colesterolo dietetico realmente circolante nell'organismo umano e utile è la metà di quella sopra indicata.

Sede delle Sintesi

Quali Organi provvedono alla Sintesi di Colesterolo?

Gli organi del corpo umano deputati alla sintesi del colesterolo sono, in primo luogo, fegato e intestino, e, secondariamente, surreni e organi riproduttivi.

Processo

Premessa importante: questa sezione tratta a grandi linee i passaggi principali della sintesi del colesterolo endogeno.
Del resto, una trattazione più approfondita risulterebbe molto complicata e di difficile comprensione per un pubblico non ferrato in materia di biologia.

La sintesi del colesterolo nell'organismo umano è frutto di una complessa serie di reazioni e vede la partecipazione di numerosi enzimi.

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Analogamente alla sintesi di altri lipidi biologici, anche nel caso della biosintesi del colesterolo, la molecola di partenza, quella da cui comincia l'intera serie di reazioni, è l'acetil-CoA (si legge "acetilcoenzima A"), il quale è un derivato del metabolismo di nutrienti quali carboidrati, proteine e lipidi.

Il processo di sintesi del colesterolo è suddivisibile in 5 tappe principali:

  •  I tappa: la conversione di due molecole di acetil-CoA in una molecole di 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA).
  • II tappa: la conversione delle molecole di HMG-CoA in molecole di mevalonato.
  • III tappa: la conversione delle molecole di mevalonato in molecole di isopentil-pirofosfato (IPP).
  • IV tappa: la conversione delle molecole di IPP in molecole di squalene.
  • V tappa: la conversione delle molecole di squalene in molecole di colesterolo.

Occorre precisare che ciascuna tappa principale comprende più di una reazione; per esempio, la conversione da squalene a colesterolo include poco più di una ventina di reazioni.

Enzimi Coinvolti nella Sintesi del Colesterolo

La sintesi del colesterolo endogeno coinvolge enzimi che risiedono nel citoplasma, nel reticolo endoplasmatico e nei perossisomi delle cellule deputate al processo.

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Tra gli enzimi che intervengono durante la sintesi del colesterolo endogeno, spicca la cosiddetta HMG-CoA reduttasi; questo enzima agisce in uno dei primi passaggi della biosintesi del colesterolo, catalizzando la riduzione dell'HMG-CoA a mevalonato (II tappa principale).
L'HMG-CoA reduttasi richiama particolare attenzione, in quanto è:

  • L'enzima che l'organismo umano ha scelto come regolatore della sintesi del colesterolo endogeno (è dalla sua inibizione, infatti, che dipende il controllo a feed-back negativo dell'intero processo).
  • L'enzima soggetto a inibizione da parte delle statine, statine che sono i farmaci indicati alla riduzione del colesterolo ematico nei soggetti con ipercolesterolemia.

Breve approfondimento: come le statine riducono il colesterolo LDL

Andando a inibire l'HMG-CoA reduttasi, le statine promuovono l'utilizzo, da parte dell'organismo, del colesterolo legato alle LDL e ciò conduce a una riduzione dei livelli ematici del cosiddetto colesterolo cattivo (che è appunto il colesterolo collegato alle LDL).
Gli effetti inibenti delle statine non sono totali; questo aspetto è importante, perché un'inibizione totale sarebbe responsabile della mancata sintesi di una quota fondamentale di colesterolo endogeno.

Altri enzimi importanti del processo di sintesi del colesterolo endogeno sono:

  • L'HMG-CoA sintasi, che è l'enzima che, a partire da due molecole di acetil-CoA, forma l'HMG-CoA;
  • Il difosfomevalonato decarbossilasi, che è l'enzima che dà vita alle molecole di IPP (isopentil-pirofosfato);
  • La farnesil-difosfato farnesil-transferasi 1, che è l'enzima che promuove la formazione dello squalene;
  • La 7-deidrossicolesterolo reduttasi, che è l'enzima da cui dipende la generazione delle molecole di colesterolo.

HMG-COA REDUTTASI: ALCUNI DETTAGLI IN PIÙ

L'HMG-CoA reduttasi è una proteina trans-membrana di 888 aminoacidi, il cui ritmo di produzione nell'organismo varia in funzione delle richieste di colesterolo da parte dello stesso organismo; in termini pratici, quest'ultimo passaggio significa che:

  • se l'organismo ha bisogno di sintetizzare nuovo colesterolo, il sistema che controlla la produzione dell'HMG-CoA reduttasi si attiva fortemente, generando molecole e molecole di questo enzima (attivazione dell'HMG-CoA reduttasi);
  • se invece l'organismo non necessita di sintetizzare nuovo colesterolo (perché in circolo ce n'è), il sistema che regola la produzione dell'HMG-CoA reduttasi "lavora" a ritmo basso (inibizione dell'HMG-CoA reduttasi).

È da segnalare che l'attivazione e l'inibizione dell'HMG-CoA reduttasi è strettamente dipendente anche dall'attività di alcuni ormoni; nello specifico, l'insulina favorisce l'attivazione del suddetto enzima, mentre il glucagone ne induce l'inibizione.

Durante il processo di sintesi del colesterolo, l'HMG-CoA reduttasi entra in gioco al momento della II tappa principale.

Antonio Griguolo

L'autore

Antonio Griguolo

Laureato in Scienze Biomolecolari e Cellulari, ha conseguito un Master specialistico in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della scienza