Cholestérola un large éventail d'effets physiologiques sur l'organisme, mais lorsqu'il est excessif, il peut entraîner une hypercholestérolémie et avoir des effets néfastes sur l'organisme. La recherche moderne a montré que l'athérosclérose, la thrombose veineuse et la lithiase biliaire sont étroitement liées à l'hypercholestérolémie. S’il s’agit simplement d’un taux de cholestérol élevé, la régulation alimentaire est la meilleure méthode. Si elle s'accompagne également d'hypertension, il est préférable de surveiller la tension artérielle et d'utiliser des médicaments antihypertenseurs à condition qu'il s'agisse d'une hypertension confirmée par un médecin. L’hypercholestérolémie est une cause très importante d’athérosclérose, alors soyez attentif.
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Le cholestérol dans la nature se trouve principalement dans les aliments d'origine animale, quelques plantes contenant du cholestérol et la plupart des plantes contenant des substances structurellement similaires au cholestérol - les stérols végétaux. Les stérols végétaux n'ont aucun effet athérogène. Dans la muqueuse intestinale, les stérols végétaux (en particulier le sitostérol) peuvent inhiber de manière compétitive l'absorption du cholestérol. Voici les méthodes de synthèse courantes en laboratoire à titre de référence.
Méthode 1 :
Le processus de synthèse du cholestérol est relativement complexe, avec près de 30 étapes de réaction, et l'ensemble du processus peut être divisé en trois étapes.
Génération de 1.3-léger 3-méthylglutaraldéhyde COA (HMGCOA)
Dans le cytoplasme, trois molécules d'éthylène glycol COA sont catalysées par la thiolyase et la HMGCOA synthase pour générer de l'HMGCOA, qui est le même mécanisme que la formation de corps cétoniques. Cependant, la localisation intracellulaire est différente et ce processus se produit dans le cytoplasme, tandis que la génération de corps cétoniques se produit dans les mitochondries des cellules hépatiques. Par conséquent, il existe deux ensembles d’isoenzymes dans les cellules hépatiques qui subissent respectivement les réactions ci-dessus.
2. Génération d’acide mévalonique (MVA)
Sous la catalyse de la HMGCOA réductase, la HMGCoA consomme deux molécules de NADPH+H+ pour former de l'acide méthyloléique (MVA)
Ce processus est irréversible et la HMG CoA réductase est une enzyme limitante pour la synthèse du cholestérol.
3. Production de cholestérol
Le MVA subit une phosphorylation, une déprotéinisation, une désalkylation et une condensation pour générer du squalène contenant du 30C, qui est ensuite catalysé par la cyclase du réticulum endoplasmique et l'oxygénase pour produire du stérol de lanoline. Ce dernier subit de multiples réactions comme le redox et perd finalement trois C, entraînant la synthèse du cholestérol 27C.
Méthode 2 :
Utilisation de l'acétyl CoA et de l'acide palmitique comme matières premières - Le processus de synthèse du cholestérol par la voie du cétoglutarate peut être grossièrement divisé en les étapes suivantes :
1. L'acétyl CoA et l'acide palmitique sont condensés en acétyl CoA sous l'action de l'acétyl CoA thiolyase. Cette réaction est une réaction de thiolyse et le produit acétylacétyl CoA est un composé cyclique à cinq chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
CH3CO-CoA + CH2(COOH) CH2CH2CH2CH3→ CH3CO-CoA + CH3Cacao
2. L'acétylacétylCoA réagit avec le triphosphoglycérate sous la catalyse de la HMG-CoA synthase pour générer de la HMG-CoA. Cette réaction est une réaction de condensation et le produit HMG-CoA est un composé cyclique à six chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
CH3CO-CoA + H2O → HMG-CoA + CH3LE ROI
3. Sous l'action de la HMG-CoA lyase, la HMG-CoA est clivée en mévalonate. Cette réaction est une réaction de craquage et le mévalonate produit est un composé cyclique à cinq chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
HMG-CoA → CH2=CH (CH2) 3CHO + CO2
4. Sous l'action du mévalonate kinase, le mévalonate réagit avec l'ATP pour produire du mévalonate pyrophosphate. Cette réaction est une réaction de phosphorylation et le produit pyrophosphate de mévalonate est un composé à haute énergie. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
CH2=CH(CH2)3CHO + C3H7ClN2O2S → CH2=CH (CH2) 3OPP + C10H15N5O10P2
5. Sous l'action de la squalène cyclase, le pyrophosphate de méthylhydroxyvalérate subit une cyclisation pour former du squalène. Cette réaction est une réaction de cyclisation et le squalène produit est un composé cyclique à sept chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
CH2=CH (CH2)3OPP → (CH2)5C=O
6. Sous l'action de la squalène réductase, le squalène réagit avec NADPH+H+ pour générer du cholestérol. Cette réaction est une réaction de réduction et le cholestérol produit est un composé cyclique à six chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
(CH2)5C=O+NADPH+H+→ CH2OH-(CHOH)4-COOH (Tête d’affiche)
Méthode 3 :
Le processus de synthèse du cholestérol à partir du pyrophosphate d’isopentène via le cycle squalène peut être grossièrement divisé en les étapes suivantes :
1. Le pyrophosphate d'isopentène réagit avec l'ATP sous la catalyse de la squalène synthase pour produire du pyrophosphate de squalène. Cette réaction est une réaction de phosphorylation et le produit pyrophosphate de squalène est un composé à haute énergie. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
C5H8O4P + C3H7ClN2O2S → C5H8O4P + C10H15N5O10P2 + C3H7N
2. Le pyrophosphate de squalène réagit avec NADPH+H+sous l'action de la squalène pyrophosphate réductase pour générer du squalène. Cette réaction est une réaction de réduction et le squalène produit est un composé cyclique à sept chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
C5H8O4P-C10H15N5O10P2+ NADPH + H+→ C5H8O + NADP+ + C3H7N
3. Sous l'action de la squalène cyclase, le squalène subit une cyclisation pour produire du cholestérol. Cette réaction est une réaction de cyclisation et le produit cholestérol est un composé cyclique à six chaînons. L'équation chimique de cette étape est la suivante :
C5H8O + NADP+→ CH2OH-(CHOH)4-COOH + NADPH + H+ + C3H7N
La structure du cholestérol a été déterminée dès 1930. En 1941, David Rittenberg et KonradBloch ont découvert que l'acide acétique marqué à l'hydrogène lourd était un précurseur du cholestérol chez le rat et la souris. Plus tard, il a été découvert que le squelette carboné du stérol ergostérol présent dans Neurosporarassa était entièrement dérivé de l'acide acétique. En 1949, J. Bonner et B. Arreguin confirmèrent que trois molécules d'acide acétique pouvaient se combiner pour former une simple unité de cinq carbones, connue sous le nom d'isoprène. Leur découverte est conforme aux prédictions antérieures de Robert Robinson, qui pensait que le cholestérol était un produit de cyclisation du squalène, qui pouvait être formé par la polymérisation de l'isoprène. En 1952, Bloch et RLangdon confirmèrent que le squalène pouvait effectivement être transformé en cholestérol, et ils proposèrent et confirmèrent une voie de biosynthèse du cholestérol. En 1953, Bloch et RB Woodward proposent l'idée de cyclisation, qui sera modifiée par la suite. Ce n’est qu’en 1956 que l’intermédiaire inconnu comme l’isoprène a été confirmé comme étant l’acide mévalonique. La découverte de l'acide mévalproïque a permis d'identifier un lien intermédiaire non résolu dans la biosynthèse du cholestérol. Depuis lors, les voies et la stéréochimie de la biosynthèse du cholestérol ont été élucidées en détail.