Тематические статьи

Холестерин: семь точек зрения

Следует стремиться увидеть в каждой вещи то, чего еще никто не видел и над чем еще никто не думал.
Г.К. Лихтенберг

О холестерине сегодня, наверное, известно всем — одним больше, другим меньше. Да и как может быть иначе, если в ряду важнейших биологических соединений, таких как гемоглобин, ДНК, АТФ, холестерин занимает вполне достойное место. Он входит в состав тканей и клеток, без его участия не могут обойтись клеточные мембраны, он служит предшественником стероидных гормонов и желчных кислот. Холестерин можно обнаружить практически в любой животной пище — в яичном желтке и в печени, в молоке, в сале и в сливочном масле. А вот в мире растений он найден только в незрелой свекле...
Что же мы знаем сегодня о холестерине? Специалисты разных профессий ответят на этот вопрос неодинаково. Что ж, тем любопытнее будет узнать разные точки зрения на свойства и роль холестерина.

Холестерин глазами химика

Химик бы сказал, что во второй половине XVIII века Пулетье де ля Саль впервые обнаружил холестерин в желчных камнях человека. В начале следующего столетия, а точнее, в 1816 г. Мишель Шеврель, много и плодотворно работавший с жирами, описал свойства этого соединения и дал ему то название, которым мы пользуемся и сегодня. Слово «холестерин» он образовал от греческих слов с hole — «желчь» и stereos — «твердый», то есть нечто твердое, что есть в желчи. Но затем тот же Шеврель обнаружил холестерин не только в камнях, но и просто в желчи человека и животных. Вслед за тем в 1834 г. холестерин находят в мозге, в крови, в пораженных атеросклерозом артериях человека. Стало ясно, что химические свойства холестерина следует изучить основательно...
В конце пятидесятых годов прошлого века было доказано, что холестерин — это спирт, способный образовывать эфиры с уксусной, бензойной, стеариновой и другими кислотами. Затем удалось установить, где именно находится гидроксильная группа, обнаружить двойную связь, определить особенности структуры. Но только в следующем веке, в 1932 г., А. Виндаус установил точную формулу холестерина. Кратко ее можно записать как C₂₇H₄₆O.
Желающие поглядеть, как выглядит формула холестерина, могут обратиться к рис. 1, из которого следует, что химические свойства этого вещества определяются прежде всего наличием гидроксильной группы, а также двойной связи. Именно гидроксильная группа взаимодействует с органическими кислотами, образуя эфиры, которые весьма и весьма распространены в живом организме.



Рентгеноструктурный анализ позволил определить размеры молекулы холестерина: 0,72х0,45х2,0 нм. Он практически не растворяется в воде, кислотах и щелочах, незначительно — в растворах мыл, несколько больше — в растворах солей желчных кислот и хорошо — в этиловом спирте, бензоле, хлороформе, петролейном эфире. По скольку в молекуле холестерина есть двойная связь, то возможны реакции насыщения (образуется дигидрохолестерин, или холестанол) и взаимодействие с галогенами (образуются холестерин-дигалогениды). При окислении в зависимости от условий возникают кетоны, гидроксиды и кислоты.
В целом же химические свойства холестерина изучены далеко не достаточно.

Холестерин глазами физика

Физик сообщит, что, с его точки зрения, холестерин — это белое вещество, существующее в виде кристаллического порошка или монокристаллов. Кристаллы холестерина — прозрачные блестящие ромбические пластинки, которые плавятся при 149 °С. У вещества нет ни запаха, ни вкуса.
У кристаллов холестерина, выращенных из раствора, триклинная структура, причем объем элементарной решетки равен 5,0326 нм, в ней восемь молекул, расположенных таким образом, что голова одной направлена к хвосту соседней.
Холестерин чуть более плотен, чем вода. Его молекула оптически активна (в растворе хлороформа угол вращения плоскости поляризации — 39,5°).
Холестерин, входящий в состав биологических мембран, увеличивает или уменьшает их вязкость, меняет проницаемость и т. д. Эти свойства холестерина пока только изучаются.

Холестерин глазами биолога

Биолог прежде всего заметит, что холестерин очень важен для жизнедеятельности любого животного. Больше всего холестерина в нервной ткани и надпочечниках — там его до 6 % общей массы. В целом же на это вещество приходится примерно 0,2 % веса человека (скажем, если вы весите 70 кг, то в вас около 140 г холестерина).
Промежуточный обмен холестерина происходит главным образом в печени, причем в желчь он уходит, так сказать, в чистом, неэтерифицированном виде; немало холестерина и в мышцах, но там почти треть его находится в виде эфира. В гладкой мускулатуре человека холестерина в два-три раза больше, чем в скелетной.
Холестерин — предшественник биосинтеза физиологически активных веществ (желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D3), но его роль в живом организме этим далеко не ограничивается. Относительно истинной роли выдвигалось много различных теорий, однако ни одна из них не дает полной картины. Впрочем, все исследователи сходятся на том, что холестерин и его эфиры важны в первую очередь для работы мембран, а следовательно, и клеток в целом. Вероятно, этим и объясняется такая распространенность его в живом организме.

Холестерин глазами биохимика

Биохимика, надо полагать, более всего интересует биосинтез холестерина в живом организме. Это сложный процесс, и мы ограничимся только несколькими его стадиями.
С помощью радиоизотопных методов сейчас неплохо изучены главные пути биосинтеза холестерина, в самом начале которого находится уксусная кислота. Многие соединения — глюкоза, лейцин, валин, пировиноградная кислота, этанол и т. д.— вначале превращаются в уксусную кислоту; отсюда и начинается путь к холестерину. Этот путь долог, он состоит из двадцати с лишним последовательных реакций. Четыре самые важные стадии показаны на рис. 2: от ацетил-коэнзима А через меваноловую кислоту, сквален и ланостерин к холестерину. Эти основные стадии биосинтеза надежно доказаны; многие же промежуточные реакции все еще мало изучены.



Хотя биосинтез идет почти во всех органах и тканях, главная роль принадлежит желчи. Холестерин энергично образуется также в кишечнике. Есть точка зрения, что самая высокая синтезирующая активность у тех тканей, в которых легко образуются новые клетки (слизистая кишечника) или липопротеидные мицеллы (печень).

Холестерин глазами физиолога

Физиолог, вероятно, весьма долго перечислял бы те физиологические процессы, в которых участвует холестерин. Нам остается назвать лишь самые важные.
Холестерин поступает в желудочно-кишечный тракт двумя путями: либо с пищей, либо в составе кишечного сока и желчи. Дальнейшая его судьба не так ясна, как хотелось бы. Всасывается лишь часть холестерина; какая именно часть (так называемый коэффициент всасывания) — важный физиологический показатель. Выделяется же холестерин преимущественно также в кишечник, где он превращается в копростанол.
Тот холестерин, который попадает в организм, поступает в лимфатическую систему, однако не в свободном состоянии, а в составе сложных биологических образований: хиломикронов и липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП), причем в хиломикронах холестерин находится преимущественно в виде эфиров пальмитиновой и олеиновой кислот.
Далее холестерин попадает в плазму крови. Тут его можно найти в мицеллярных частицах — липопротеидах, структура которых неплохо изучена. В зависимости от плотности липопротеиды делят на четыре класса: уже упоминавшиеся хиломикроны и ЛПОНП, а также липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), Наименее плотные и самые крупные хиломикроны транспортируют в кровь триглицериды, поступающие при всасывании из кишечника. ЛПНП (или, иначе, Р-липопротеиды) участвуют в доставке холестерина в кровь, а ЛПВП выводят холестерин из организма.
А еще холестерин есть в эритроцитах и лейкоцитах. Зачем он нужен красным кровяным тельцам, не вполне ясно; известно, впрочем, что холестерин эритроцитов легко обменивается с холестерином плазмы.
Главный поставщик холестерина в кровь — это печень. Там активно идет его синтез, и в то же время печень — первый барьер для кишечных хиломикронов и ЛПОНП, поступающих в кровь из лимфатической системы.
К сказанному биохимик, вероятно, добавит, что холестерин — предшественник кортикостероидов и эстрогенов, важнейших гормонов, которые образуются в некоторых тканях и железах внутренней секреции. А обмен холестерина в организме регулируется нервной системой — и центральной, и вегетативной.

Холестерин глазами медика

Возможно, читатель с особым нетерпением ждет именно этой главы. В конце концов, все наслышаны о холестерине, о его роли в развитии некоторых заболеваний — так что же думает по этому поводу современная медицина?
Пожалуй, самый важный медицинский вопрос — выяснить роль холестерина как в развитии, так и в предотвращении (именно так!) патологических процессов. Начнем с первого — с опасностей, вызванных гиперхолестеринемией. Это длинное слово означает повышенный уровень холестерина в крови, более 2,6 г/л. Средняя же реальная его концентрация — от 1,9 до 2,1 г/л.
Для человека характерна первичная (семейная) гиперхолестеринемия, связанная с генетическими факторами, и вторичная, вызванная внешними условиями; вторая форма более распространена.
Широкой публике наиболее известна взаимосвязь холестерина с атеросклерозом, поражающим внутренние стенки сосудов. Самые опасные формы атеросклероза — это ишемическая болезнь сердца и нарушение мозгового кровообращения. Вряд ли можно утверждать, что повышение уровня холестерина в плазме крови непременно влечет за собой атеросклероз, но это несомненный фактор риска, причем весьма серьезный. По современным представлениям, важно не столько абсолютное содержание холестерина, сколько его соотношение в упомянутых выше ЛПВП и ЛПНП, так как они главным образом и переносят холестерин в организме: ЛПНП вводят, а ЛПВП выводят холестерин через стенки сосудов. Естественно, что нарушение работы этих липопротеидов ведет к заболеванию, а содержание в них холестерина очень важно для диагностики, прежде всего коронарной болезни.
Липидный обмен часто нарушается при диабете, и при этом обычно возникает гиперхолестеринемия. Точные данные привести трудно, поскольку диабетом страдают люди, разного возраста и биохимического типа, но в общем избыток холестерина в крови при заболевании диабетом настораживает врача, даже если пациент молод. Между тем прямой взаимосвязи между сахарным диабетом и уровнем холестерина в организме нет, и если даже уровень холестерина повышен, то это скорее всего вторичное изменение, вызванное нарушением обмена триглицеридов.

Теперь про ожирение. У нормального человека жир составляет от 6 до 12 % массы тела. Если жира больше, то мы имеем дело с ожирением, которое, как правило, связано просто с перееданием. Так вот, многочисленные исследования установили четкую корреляцию между ожирением и содержанием холестерина в крови: синтез холестерина в организме усиливается. Уже по этой причине лишний вес не ведет к добру, а поскольку многое тут зависит от самого человека, то надо поддерживать форму — и не только диетой и голоданием, но и (что, может быть, еще важнее) активным физическим трудом и спортом. Тратьте свои жировые запасы в движении!
Еще одна неприятность, связанная с холестерином,— это желчнокаменная болезнь. Пересыщение желчи холестерином всегда ведет к образованию камней, преимущественно холестериновых, и в желчном пузыре, и в желчных протоках. Исследования последних лет показали, что в этом случае важно не столько общее содержание холестерина в желчи, сколько изменение ее фазового состава. Желчь представляет собой липидный комплекс, в который входят фосфолипиды (преимущественно лецитин), холестерин и желчные кислоты (у взрослых людей — холевая кислота). В нормальном состоянии холестерин удерживается в желчи фосфолипидами и желчными кислотами, но когда нарушается работа печени, то меняется соотношение компонентов и в желчи могут образоваться включения в виде капель жира и эфиров холестерина, а также начаться кристаллизация холестерина. Диаграмма состава холестерин — лецитин — желчные кислоты (рис. 3) дает наглядное представление о фазовом составе желчи. В норме он должен находиться в той небольшой области, которая на рисунке закрашена. Если же состав выходит за границы этой зоны, то образование камней весьма вероятно (такую желчь называют литогенной). В литогенной желчи в свою очередь могут происходить фазовые переходы. Так, иногда из-за набухания липидов появляются жидкие кристаллы. Если выдерживать желчь в таком жидкокристаллическом состоянии, из нее может кристаллизоваться холестерин, а это значит, что застойные явления способствуют образованию камней, хотя, конечно, есть немало и других факторов, прежде всего биохимических. Во всяком случае, для медицинской практики (и не только применительно к желчнокаменной болезни) необходимо изучать фазовый состав и кристаллизацию желчи.



Итак, когда холестерин в избытке — это плохо. Однако и значительное падение концентрации холестерина в плазме крови тоже может вести к заболеваниям, но уже иного характера. Допустимой низшей границей, принятой за норму, считается 1,5 г/л для взрослого человека. Когда холестерина меньше, то возрастает риск таких заболеваний, как гипертиреоз (повышение активности щитовидной железы), аддисонова бодезнь (поражение коры надпочечников), кахексия (истощение) и т.д. Например, в результате продолжительного голодания может возникнуть кахексия, при которой уровень холестерина в крови уменьшается до 1 г/л, что в свою очередь ведет к дальнейшему снижению содержания жиров в организме. Гипохолестеринемия появляется и при заболеваниях печени — катаральной желтухе, циррозе, инфекционном гепатите. Однако механизмы, нарушающие биосинтез холестерина, остаются пока неясными.

Холестерин глазами диетолога

Мнение диетолога в этом вопросе очень важно, поскольку значительная часть холестерина поступает в наш организм с пищей. С какой же именно?
Прежде всего надо назвать куриные яйца. Много, хотя и несколько меньше холестерина в печени и мозге животных, в сыре, сметане, икре и т, д. Так что же, избегать этих продуктов?
Эксперимент показал, что два яйца, съеденные одно за другим (465 мг холестерина), равно как диета, при которой такие же два яйца съедали в течение недели, не изменяли существенно состояния организма. И хотя для снижения концентрации холестерина обычно рекомендуют диеты с низким содержанием названных продуктов, прямого, выраженного влияния пищевого холестерина на состояние здоровья однозначно установлено не было.
На уровень холестерина заметно влияет состав пищевых жиров. Если в рационе много растительных масел, то содержание холестерина уменьшается; напротив, употребление в большом количестве животных жиров ведет к повышению концентрации холестерина в плазме крови. Чтобы нейтрализовать его, на 1 г насыщенных жиров надо включать в диету 2 г ненасыщенных жиров. И в любом случае нельзя злоупотреблять салом, сливочным маслом, сливками и т.п.— насыщенные жиры, входящие в их состав, не должны превышать 10 % от рациона в целом.
Активный биосинтез холестерина в печени обусловлен не только характером жиров, но и вообще излишне высоким потреблением продуктов, поставляющих энергию, а также общим ожирением организма; впрочем, про вред тучности мы уже говорили. Напомним только, что снижение веса всегда приводит и к падению уровня холестерина в крови...
А вот содержание углеводов в полноценном рационе мало влияет на синтез холестерина. Что же касается белков, то от них, по-видимому, практически не зависит ни уровень холестерина, ни развитие атеросклероза.
Несколько слов о кофе. Если вы пьете больше двух чашек кофе в день, то в известной мере рискуете: уровень холестерина при переходе от двух чашек к четырем возрастает на 20 %. Однако если вы вовсе откажетесь от кофе, это может вовсе не повлиять на концентрацию холестерина в плазме крови.
До сих пор нельзя сказать определенно, как влияет (и влияет ли вообще) на биосинтез холестерина голодание. Пользоваться этим способом лечения, в том числе и для борьбы с избыточным весом, необходимо только при контроле уровня холестерина, то есть под постоянным наблюдением врача.

Подведем промежуточные итоги. Холестерин, когда его содержание соответствует норме, полезен и необходим, а отклонения в ту или иную сторону заведомо неблагоприятны. Причем отклонения в сторону увеличения встречаются намного чаще; например, они отмечены у 60 % обследованных американцев. Некоторые врачи считают даже, что ограничивать потребление жиров (по калорийности до 30 % в рационе) надо уже с двухлетнего возраста — и тогда опасность коронарной болезни сердца станет со временем существенно меньше. Вообще же, если холестерина в крови стало меньше на 1 %, то риск упомянутого заболевания снижается на 2 %...
Но почему мы назвали итоги промежуточными? Да потому, что сегодня мы имеем лишь самые общие представления о роли холестерина в жизнедеятельности, и впереди у исследователей тьма работы. Но что ясно и несомненно — так это особое, исключительно важное место, которое отведено холестерину среди других биологически активных веществ. Поэтому есть смысл тратить на него силы и время.


По материалам журнала «Химия и жизнь» №1 за 1987 год

• 
  Углеводы — слагаемые нашей пищи

• 
  Селен

• 
  Масло подсолнечное (олеиновой кислоты >70%)

• 
  Масло авокадо

• 
  Жир индейки

• 
  Масло из семян томатов

• 
  Масло какао

• 
  Масло пальмовое

• 
  Масло оливковое

• 
  Жир говяжий

• 
  Огурец, с кожицей

• 
  Сыр Бри

• 
  Холестерин и другие причины атеросклероза

• 
  Сахарный диабет II типа

• 
  Гиполипидемическое

• 
  Сельдерей. Польза для здоровья

• 
  Авокадо. Польза для здоровья

• 
  7 простых шагов к здоровью вашего сердца

• 
  Диета для пожилых

• 
  Снижение холестерина в крови