Metabolizem holesterola Flashcards
funkcije holesterola
- komponenta membran (vpliva na fluidnost)
2. prekurzor za sintezo steroidnih hormonov, vitamina D, žolčnih kislin
kako se H pridobiva?
s hrano in endogeno sintezo v jetrih
kako se H prenaša do ostalih celic?
z lipoproteini
struktura H
- perhidrociklopentanofenartrenski obroč - A, B, C, D obroči
- 27 C atomov
- OH skupina na C3
- metilni skupini na C10 in C13
- dvojna vez med C5 in C6
- 8C veriga na C17
- redko v prosti obliki - ponavadi v estru mk (z linolno ksl največkrat)
kje poteka, kaj potrebujemo, kaj je prekurzor za sintezo H
- ER, peroksiomi in citosol hepatocitov
- potrebujemo NADPH (iz PP poti) in ATP
- prekurzor = Ac-CoA
koraki sinteze H?
- Ac-CoA –> mevalonat
- mevalonat –> aktivirani izopren
- aktivirani izopren –> skvalen
- skvalen –> holesterol
- korak sinteze H
citosol:
- 2x Ac-CoA se kondenzira –> acetoacetil-CoA (tiolaza)
- acetoacetil-CoA se kondenzira z Ac-CoA –> HMG-CoA (HMG-CoA sintaza)
ER:
3. HMG-CoA se reducira v mevalonat (HMG-CoA reduktaza + 2 NADPH)
kaj je HMG-CoA reduktaza? pomen?
encim vezan v membrano ER, je regulator hitrosti poteka 1. stopnje sinteze holesterola
kje se še pojavi HMG-CoA?
v ketogenezi, samo da tam se s pomočjo HMG-CoA liaze razcepi na Ac-CoA in acetoacetat
- korak sinteze H
- s 3 P se aktivira mevalonat –> 1 P na OH skupino C3 in 2 P na C5 (ATP da Pje)
- odcep karboksilne skupine iz C1 in P iz C3 –> nastane 1. izopren IZOPENTENILPIROFOSFAT*
- izomerizacija * v DIMETILALILPIROFOSFAT (2. izopren)
delujejo kinaze in dekarboksilaza
kje se uporablja dimetilalilpirofosfat?
sinteza holesterola, dolihola in koencima Q
- korak sinteze H
- povezava izopentenilPP in dimetilalilPP (ena z glavo - del s PP in druga z repom) –> 10C geranilpirofosfat
- povezava geranilPP in izopentenilPP –> 15C farnezilpirofosfat
- 2x farnezilPP (povezava preko glav!) –> 30C skvalen
pomen geranilPP in farnezilPP?
sodelujeta tudi pri izoprenilacijah proteinov –> omogočita vsidranje v membrane
- korak sinteze H
- skvalen oksigenaza doda kisik (vir: O2) na skvalen –> epoksid
- drugi atom kisika se reducira v vodo s pomočjo NADPH
- epoksid se ciklizira v lanosterol
- lanosterol se pretvori v holesterol
zakaj je sinteza H natančno regulirana?
ker je proces zelo potraten (18 ATP in 16 NADPH) - da ne bi za brezveze porabljali energijo
kaj še lahko nastane iz izopentenilpirofosfata?
vitamini A, C, E in koencim Q
kako poteka izločanje H
eno od tega:
- žolčni holesterol
- žolčne kisline
- holesterolni estri
kaj se zgodi, ko holesterol doseže periferna tkiva?
ACAT (acil-CoA holesterol acil transferaza) prenese holesterol iz estra holesterola na CoA-SH
v kakšni obliki se H ponavadi prenaša po telesu?
VLDL
za kaj se uporabi holesterol v perifernih tkivih in kaj v jetrih?
periferna t: uporabi se v sintezi steroidnih hormonov ali sintezi bioloških membran
jetra: uporabi se v sintezi žolčnih kislin
zakaj so žolčne kisline pomembne?
- so detergenti - emulgirajo maščobe v tankem črevesju
- omogočajo izločanje H iz telesa
v kakšni obliki je H v jetrih? kako?
v obliki holesterolnih estrov
nastanejo s pomočjo ACAT, ki prenese acil iz acil-CoA na holesterol
kako je regulirana sinteza holesterola?
na ravni HMG-CoA reduktaze:
1) na ravni transkripcije
SREBP je vezan na ER. Nanj je vezan SCAP. Nizka konc H aktivira SCAP. Kompleks SREBP/SCAP se prestavi na GA. Potečeta 2 proteolizi in aktivacija SREBP. SREBP se veže na SRE v jedru. Sproži se transkripcija HMG-CoA reduktaze.
2) na ravni proteolitične razgradnje HMG-CoA reduktaze
membranska domena HMG-CoA reduktaze zazna visoke konc sterolov. Spremeni se in reduktaza postane bolj izpostavljena proteolizi
3) na ravni kovalentnih modifikacij encima
glukagon povzroči fosforilacija –> inaktivacija
malo ATP –> AMP kinaza povzroči fosforilacijo –> inaktivacija
glukokortikoidi povzročijo inhibicjo encima
–
inzulin defosforilira enicm –> aktivacija
tiroidni hormoni aktivirajo enicm
katera zdravila delujejo na holesterol?
statini so zdravila proti povišanemu holesterolu
- inhibirajo HMG-CoA reduktaze
- strukturno so podobni mevalonatu
- so velike molekule
ali višji org lahko razgradijo H?
nope keri bogi
zato ga izločijo v obliki žolčnih kislin ali prostega H v žolču
kako nastanejo žolčne kisline?
iz holesterola v jetrih, z reakcijami:
- hidroksilacija
- oksidacija
- cepitve stranske verige
katere so najpogostejše žolčne kisline? razlike?
holna kislina: OH na C3, C7, C12
deoksiholna kislina: OH na C3, C12
litoholna kislina: OH na C3
henodeoksiholna kislina: OH na C3, C7
kateri žolčni kislini sta primarni? zakaj?
holna in henodeoksiholna, ker nastaneta iz holesterola (vse je na H)
potek sinteze žolčnih kislin?
- na H se doda 7alfa-hidroksilna skupina (7alfa-hidroksilaza in NADPH)
- potečejo dodatne hidroksilacije in reducira se dvojna vez na B obroču –> nasteneta 2 seta produktov:
- holna kislina (OH na C3, C7 in/ali C12)
- henodeoksiholna kislina (OH na C3 in C7)
- odcepijo se 3 C atomi iz stranske verige
- doda se COOH
kakšen je pKa žolčnih kislin in kaj to povzroči?
okrog 6, kar je tudi pH v črevesju
zato se 50% ŽK nahaja v deprotonirani obliki –> takšne lahko reagirajo z glicinom ali tavrinom –> nastanejo konjugirane soli žolčnih kislin
kako poteče nastanek soli žolčnih kislin
- aktivacija COOH (potrebujemo ATP in CoA)
- reakcija s tavrinom ali glicinom
- nastanek amida = sol žolčne kisline
primeri soli žolčnih kislin? podobnost in razlika? posledica?
gliceroholna kislina
glicerohenodeoksiholna kislina
tavroholna kislina
tavrohenodeoksiholna kislina
vse imajo pKa veliko nižji od ŽK, ampak tiste z glicilnom imajo okrog 4, tiste s tavrinom okrog 2 –> več konjugiranih soli nastane z glicinom
kaj se zgodi z žolčnimi solmi, ki nastanejo v jetrih?
- iz jeter se transportirajo v žolčnik
- od tam se z žolčem izločajo med obrokom –> črevesje
v črevesju:
- med izločanjem delujejo kot detergenti in emulgirajo maščobe
- črevesne bakterije lahko primarne ŽS pretvorijo v sekundarne
- reabsorbirajo se iz črevesnega lumna nazaj
kako se primarne ŽS pretvorijo v sekundarne ŽK? razlika?
- odcep tavrina/glicina
- odcep OH na C7
- -> nastanek litoholne in deoksiholne ŽK
sekundarne so manj topne v vodi –> težja reabsorbcija
katera ŽK je najmanj topna?
litoholna, ker ima OH samo na C3 –> zato se večinoma izloča z blatom
kaj se zgodi po reabsorbciji ŽK? kaj se ne more?
potujejo nazaj v jetra in se ponovno konjugirajo v soli
ne morejo se rehidoksilirati
kako rečemo kroženju ŽK? učinek?
= enterohepatična cirkulacija
- da izgubimo manj kot 5% ŽK
- ampak tisih 5% je pomembnih, da se zmebimo H
za kaj vse je pomemben žolč?
izločanje H in ostalih odpadnih snovi npr BILIRUBIN
kaj je bilirubin? kaj je ključno, da se lahko odstrani? kje nastaja, kam gre?
- odpadna snov iz fosfatidilholina, žolčnih kislih in holesterola
- mora se konjugirati z UDP-glukuronatom
- nastaja v jetrih, gre v žolčnih izloča se v 12nik
kateri so razredi steroidnih hormonov?
glukokortikoidi mineralokortikoidi androgeni progestini estrogeni
kje nastanejo steroidni hormoni?
nadledvična skorja, corpus luteum, jajčniki, testisi
kako delujejo steroidni hormoni?
ker so hidrofobni imajo znotrajcelične receptorje (HRE) in povzročijo transkripcijo tarčnih genov
kako se po krvi prenašajo sterodini hormoni?
z albuminom ali specifičnimi prenašalci
kaj je prekurzor vseh steroidnih hormonov, opiši nastanek?
progesteron, ki nastane iz H preko pregnonelona
- na holesterol se vezeta 2 OH skupini s pomočjo oksidaze z mešano funkcijo (porabita se 2 kisika, 2 NADPH in nastaneta 2 vodi)
- od intrmediata se odcepi 6C atomov s pomočjo dezmolaze –> nastane pregnonelon (porabi se 1 NADPH) –> v mitohondriju!!
- prognonelon 3beta-hidrosisteroid dehidrogenaza (3beta-HSD) pretvori v progesteron
kje se nahaja dezmolaza?
v mitohondriju
opiši mehanizem začetka sinteze steroidnih hormonov, ki ga sproži ACTH
- ACTH sproži sproščanje H
- H se pretvori v pregnonelon in progesteron
- s pomočjo CYP17 se zgodi eno od tega:
a) vezava OH IN cepitev 2C atomov z C17 –> nastanek androgenov, estrogenov
b) vezava OH –> nastanek kortizola
postopek sinteze kortizola?
- 17-hidroksiprogesteron se z CYP21 pretvori v deoksikortizol (v mitohondiju!)
- deoksikortizol se z CYP11B1 pretvori v kortizol
kaj povzroči sintezo aldosterona?
angiotenzin I, III, ACTH, hiponatremija, hiperkalemija
postopek sinteze aldosterona?
- progesteron se s CYP21 protvori v 11-deoksikortikosteron
- 11-deoksikortikosteron se s CYP11B1 pretvori v kortikosteron
- kortikosteron s CYP11B2 (aldosteron sintazo) se pretvori v aldosteron
kaj so posledice aldosterona?
poveča reabsorpijo Na v ledvicah in ostalih tkivih –> poveča ekstracelularni volumen –> poveča krvni tlak
kako nastanejo androgeni?
- pregnonelon se hidroksilira na C17 in 2 C atoma se odcepita s pomočjo CYP17 –> nastane 19C DHEA in DHEAS
- beta-OH skupina DHEA se oksidira v karbonilno skupino –> nastane androstendion
- v testisih se iz androstendiona sintetizira testosteron
- testosteron se s pomočjo aromataze pretvori v estradiol
kaj sta DHEA in DHEAS?
DHEA = dihidroepiandrosteron
DHEAS = sulfatni derivati DHEA
sta šibka androgena
kaj stimulira sintezo različnih vrst steroidnih hormonov (povej za vsakega)? kako?
razični hormoni:
- LH –> testosteron
- FSH –> estradiol
- ACTH –> kortizol
- vežejo se na membrano in aktivirajo adenilat ciklazo
- povzročijo dvig konc cAMP in intracelularnega kalcija
- to skupaj z PKA sproži sintezo steroidnih hormonov
kako delujeta PKA in kalcij na sintezo steroidnih hormonov?
aktivirata:
- PKA poveča hidrolizo H estrov
- kalcij cepi stranske verige H
kako razgrajujemo steroidne hormone? kje?
jih ne;) ker imajo holesterolni skelet se morajo:
- konjugirati s glukuronatom in sulfati
- to poveča topnost –> lahko se izločijo z urinom
- nekateri se tudi z blatom, manjši delež skozi kožo
jetra in ledvice
kako se sintetizira vitamin D?
- iz 7-dehidroholesterola se pod vplivom UV sintetizira holekalciferol (v koži) — cepi se C-C vez med C9 in C10 (odpre se B obroč)
- holekalciferol se hidroksilira na C25 –> kalcdiol (v ER, v jetrih)
- kalcidiol gre v kri in do ledvic s pomočjo transkalciferin
- kalcidiol se hidroksilira na C1 s pomočjo oksidaze z mešano funkcijo, NADPH in O2 –> kalcitriol (v proksimalnih tubulih ledvic)
kako je regulirana sinteza vitamina D?
na stopnji pretvorbe kalcidiola v kalcitriol, kar aktivira paratiroidni hormon iz obščitnice
kaj je D3?
holekalciferol
najbolj aktivna oblika vitamina D?
kalcitriol
kaj so nevrosteroidi?
spojine, ki se sintetizirajo v možganih iz holesterola (nastane v možganskih celicah) ALI prekurzorjev holesterola (nastanejo v perifernih tkivih)
kako delujejo nevrosteroidi?
avto ali parakrino
primeri nevrosteroidov? razlike?
DHEA, DHEAS, alopregnanolon, pregnonelon, estradiol
večina se veže na GABA-A receptorje, estradiol na NMDA