холестеринових загроза. Міф чи реальність?

С.Ю. Афонькін

ішемії і атеросклероз

В переважній більшості випадків недолік кровопостачання різних органів є наслідком ішемічної хвороби, яка у світі тримає сумне лідерство серед причин, що викликають смерть людини. Термін «ішемія» походить від грецьких слів ischo - «затримую» і haima - «кров». Розвиток цього захворювання зазвичай відбувається таким чином.

На внутрішньої поверхні кровоносних судин починає накопичуватися жироподобное речовина холестерин. До холестерину приєднуються іони кальцію і деякі що знаходяться в плазмі крові білки, зокрема фібриноген і фібрин. Так стає щось на зразок загати - так звана атероматозних бляшка. Артерії і вени людей, загиблих від атеросклерозу, буквально хрумтять під хірургічними ножицями при розтинах, настільки їх стінки просочені солями кальцію. У нормі ж кровоносні судини повинні бути гнучкими і гладкими зсередини.

Часом атероматозних бляшок стає так багато, що вони буквально закупорюють судину. Клітини прилеглої області починають «задихатися» від нестачі харчування і кисню. Якщо це клітини серця, то вони подають сигнали тривоги - у людини виникають напади раптового болю в грудях. Починається стенокардія, яку в народі охрестили грудної жабою. Повна закупорка судини викликає інфаркт.

Атеросклероз є причиною самих різних важких захворювань. Крім ішемічної хвороби серця він викликає аневризму аорти і ураження судин мозку, які ведуть до ішемічного інсульту. У результаті атеросклерозу відбуваються порушення периферичного кровообігу, важким наслідком якого є гангрена кінцівок. Атеросклероз - зовсім не хвороба кінця XX і початку XXI ст. У всіх випадках, коли лікарі минулого констатували смерть людей від апоплексичного удару або від «розриву серця», мова, загалом, йшла про наслідки ішемічної хвороби, тільки раніше такий термін просто не вживався.

Першопричиною пошкоджень кровоносних судин є горезвісний холестерин. Горезвісний, тому що згадка про нього можна знайти на упаковках багатьох харчових продуктів - зазвичай пишуть, що у продукті холестерину мало або взагалі немає. Реклама і пропаганда медичних знань привели до того, що люди, що піклуються про своє здоров'я, намагаються дотримуватися дієти з мінімальною кількістю цього природного жиру.

Зв'язок холестерину з атеросклерозом, здавалося б, вдалося підтвердити ученим. У першу половині XX ст. російський дослідник М.М. Анічков штучно вводив кроликам холестерин, після чого у них розвивалися тяжкі форми атеросклерозу. Пізніше японські вчені вивели навіть спеціальну породу кроликів з генетичними порушеннями, у яких атеросклероз розвивався найбільш швидко. Ці експерименти свого часу широко дискутувалися в пресі, породивши теорію «холестериновий хвороби », яка виникає від надміру жирної їжі і неминуче призводить до ураження кровоносних судин.

Між тим, це черговий і, на жаль, дуже поширений сучасний міф. Ситуація, як завжди, складніше, ніж здається на перший погляд.

Абсолютно необхідний холестерин

Формально, з хімічної точки зору, холестерин є ненасиченим спиртом, тому правильніше було б називати це з'єднання холестеролу (так холестерин називають за кордоном). Молекула холестерину утворена чотирма кільцями з атомів вуглецю: три кільця містять по 6 атомів вуглецю і одне - 5 атомів. До каблучок приєднується невелика ланцюжок, теж складається з атомів вуглецю.

Молекула холестерину (холестеролу) у вигляді хімічної формули (А) і схематичного зображення (Б)

Холестерин - Не сторонній гість, випадково потрапляє до нашого організму разом з їжею. Він -- необхідний компонент клітинних мембран, без нього клітини взагалі не могли б існувати, тому холестерину в організмі людини досить багато, в середньому близько 140 г.

Особливо багато мембран в нервової тканини. Там вони, крім іншого, грають роль своєрідних «чохлів», що покривають відростки нервових клітин, по яких проходять нервові імпульси. Точно так само ми захищаємо мідні дроти з допомогою пластикового покриття. У промисловості основне джерело холестерину - спинний мозок вбивчого худоби. У людському мозку, головному і спинному, холестерину також досить багато, близько 20% від загального його кількості в організмі.

В тілі людини холестерин є «сировиною» для виробництва стероїдних гормонів, зокрема, статевих: прогестерону, тестостерону й естрогену. Без холестерину неможливо утворення вітаміну D, нестача якого викликає у малолітніх дітей рахіт. Нарешті, з холестерину в печінці утворюються жовчні кислоти, які необхідні для перетравлювання жирів.

Оскільки холестерин настільки важливий для нормального життя організму, надходження його з їжею доповнюється безперервним синтезом клітинами нашого тіла. Вимірювання та розрахунки показують, що тільки 1/3 всього необхідного холестерину наш організм отримує з їжею, а 2/3 виробляються клітинами тіла. Загальна кількість щодоби споживаного організмом холестерину оцінюється в 1,2 р. Його звичайна, нормальна концентрація в кров'яному руслі становить 0,5-1,0 мг/мл. От і сюрприз: виявляється, наш організм сам виробляє холестерин, яким так часто лякають дієтологи.

Капсули для холестерину

Більше всього холестерину (до 80%) синтезується в печінці. У неї ж потрапляє і велика частина холестерину, що надходить з їжею. Цей факт легко пояснити. Як вже говорилося, в печінці холестерин перетворюється на жовчні кислоти. За протоку жовчного міхура у складі жовчі вони потрапляють до дванадцятипалої кишки, де беруть участь у травленні. Виконавши свою місію, жовчні кислоти видаляються з кишечника разом з неперетравлені залишками. Отже, запас холестерину в печінці повинен постійно поповнюватися. Не дивно, що наш організм так дбайливо звертається з холестерином, що знаходяться у складі їжі. Навіщо ж добру пропадати?

Як доставити холестерин з кишечнику в печінку? Тільки з кров'яного русла. Однак при цьому виникає одна перешкода. Плазма крові - це водний розчин білків і мінеральних солей. Холестерин само, як і багато інших жироподібні речовини, не змочують водою і не розчиняється в ній. Отже, холестерин не буде розчинятися в крові. Як же бути? Організм вирішує цю проблему дуже оригінально.

В клітинах кишечника молекули холестерину об'єднуються в групи приблизно по 1500 штук і оточуються мембраною, молекули зовнішнього шару якої водою змочуються. Виходять такі мембранні мікрокапсули діаметром усього близько 22 нм, які можуть подорожувати по кровоносних судинах, переносячи всередині себе холестерин. Такі кульки називаються ліпопротеїдами низької щільності (ЛПНЩ). Судячи з назвою, можна припустити, що в кров'яному руслі є ще й ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ). Це дійсно так, але про них мова піде трохи пізніше.

Клітини нашого організму оточують мембранної оболонкою не тільки холестерин, а й інші не розчинні у воді речовини, які потрібно транспортувати по кровоносної системи, наприклад, жиророзчинні гормони чи вітаміни.

До речі сказати, коли ми моєму жирні руки з милом, відбувається щось схоже на освіта ліпопротеїнову кульок: молекули мила, з хімічної точки зору схожі на молекули клітинних мембран, оточують крихітні крапельки і частинки жиру, і що утворилися комплекси змиваються потоком води.

ліпопротеїнову частка низької щільності (ЛПНЩ) в поперечному розрізі.

Структуру організовує одна молекула білка

Як клітини отримують холестерин?

Середня тривалість життя ЛПНЩ в кров'яному руслі становить близько 2,5 діб. За цей час до 75% з них захоплюються клітинами печінки, а інші 25% потрапляють в інші органи, наприклад, у яєчники і в насінники (де перетворюються на статеві гормони), а також в активно діляться клітини (їм потрібен холестерин для будівництва нових мембран).

Для того щоб холестерин потрапив в печінку, її клітини повинні «вихопити» ЛПНЩ з кров'яного русла. Для цього на поверхні кожної частинки ЛПНЩ знаходиться великий сигнальний білок, а на поверхні клітини-загарбниця - відповідний йому рецептор.

Клітинні рецептори ЛПНЩ були відкриті в 1973 р. в Науково-дослідному медичному центрі Техаського університету. У 1985 р. вивчали їх американські дослідники Браун і Гольдштейн отримали за це відкриття Нобелівську премію.

Загальна кількість рецепторів ЛПНЩ на поверхні однієї клітини може досягати 40 тис. і більше. Рецептори мають високу спорідненість до ЛПНЩ і міцно пов'язують їх навіть при концентрації 1 штука на 1 млрд молекул води.

Концентрація холестерину в крові залежить не стільки від інтенсивності його надходження з їжею, скільки від швидкості його захоплення клітинами за допомогою відповідних рецепторів.

Що ж буде відбуватися, якщо кількість ЛПНЩ з холестерином в крові різко збільшиться? Інакше кажучи, що діється в кров'яному руслі людини, яка явно зловживає м'ясної їжею (холестерин в рослинних клітинах теж є, але його там набагато менше, ніж у клітинах тварин)?

По-перше, клітини завбачливо зменшують синтез свого власного холестерину. Дійсно, навіщо старатися, якщо продукт інтенсивно імпортується? По-друге, надлишок холестерину починає запасатися в клітинах. Теж зрозуміло. Запас, як кажуть, кишеню не тягне. Сьогодні холестерину надходить багато, завтра - мало, авось запас і стане в нагоді. Зверніть увагу - холестерин запасається саме в клітинах, а не в кров'яному руслі! Отже, на кровотік такий запасені холестерин впливу робити не може.

Нарешті, по-третє, при надлишку холестерину в кров'яному руслі клітини починають зменшувати кількість рецепторів ЛПНЩ. До речі, зменшення кількості таких рецепторів (майже в 10 разів) відбувається і з віком. Це зрозуміло. Клітини дитини інтенсивно діляться, оскільки він росте. Їм треба значно більше будівельного матеріалу, ніж дорослій людині, у якого клітинні поділу теж відбуваються, але вже не так швидко.

Відомо, що ракові клітини діляться швидко і безконтрольно. Виявляється, у них відсутній механізм пригнічення синтезу власного холестерину при надлишку «Зовнішнього». Теж зрозуміло: у ракових клітин з регулюванням внутрішніх процесів справа йде неважливо, а будівельний матеріал для мембран їм треба багато ...

Здавалося б, зменшення клітинних рецепторів ЛПНЩ має сприяти збільшенню концентрації холестерину в кров'яному руслі. Адже клітини з меншим числом рецепторів будуть захоплювати ЛПНЩ з холестерином мляво. Однак все йде не так просто. Наприклад, зареєстровані випадки, коли у деяких вегетаріанців рівень холестерину в крові в кілька разів перевищував норму. У той же час у людей, явно зловживають ікрою, жовтками яєць, тваринними жирами та стравами з печінки (тобто продуктами, багатими на холестерин), його рівень в крові був нормальним і жодних відхилень у стані судин виявити не вдалося.

На кількість холестерину в крові окремої людини впливає безліч факторів, таких як стать, вік, характер харчування, інтенсивність роботи залоз внутрішньої секреції і, нарешті, фізична активність. Існують також сезонні зміни кількості холестерину в крові - його більше взимку і менше влітку.

Надлишок холестерину з кров'яного русла видаляють вже згадувані ліпопротеїди високої щільності - ЛПВЩ. Вони буквально виловлюють «зайвий» холестерин з поверхні клітин або з плазми крові і переносять його в печінку, де він руйнується. За деякими даними ЛПВЩ навіть розчиняють холестеринові бляшки, вже виникли в кровоносних судинах.

До речі сказати, зростання концентрації ЛПВЩ в крові відбувається при збільшенні фізичних навантажень на організм. Так що, як бачите, при існуванні такої надійної системи захисту істотно підняти рівень холестерину в крові за рахунок однієї дієти дуже складно. Тому головною причиною що виникають з вини холестерину проблем залишається робота саме клітинних рецепторів ЛПНЩ.

Схема зв'язування ЛПНЩ з білком-рецептором в нормальній (А) і мутантної (Б) з дефектними білками-рецепторами клітинах

холестеринові мутанти

В 1939 К. Мюллер, який працював на той час у Громадській лікарні м. Осло (Норвегія), описав випадок спадкової гіперхолестеринемії - вродженого порушення метаболізму, який викликав стійке і дуже високий вміст холестерину в крові хворих. До 35 років у них абсолютно неминуче виникали серцеві напади, що розвивалися на тлі прогресуючої стенокардії. Пізніше з'ясувалося, що таке порушення реєструється в середньому у кожного п'ятисотий дорослої людини. У чому тут справа, стало ясно лише в 1960-х рр.. Для того щоб розібратися в цьому питанні, треба згадати основи генетики.

Клітинний рецептор ЛПНЩ - білок. Первинна структура всіх білків записана в генах. Оскільки у людини диплоїдний набір хромосом, інформація про будь-якому білку записана в генах двічі: один ген знаходиться в батьківській хромосомі, інший - в материнської.

Найчастіше за все у випадку спадкової гіперхолестеринемії пошкоджений один з двох генів, кодують білок-рецептор ЛПНЩ. Вчені виявили щонайменше п'ять мутацій, які можуть повністю приводити в непридатність рецептор ЛПНЩ. Таким чином, у людей із спадковою гіперхолестеринемією половина всіх рецепторів ЛПНЩ просто не працює. Інша половина працює, оскільки ген, що знаходиться в інший хромосомі, нормальний.

Не дивно, що у таких людей холестерин поглинається клітинами менше інтенсивно, і тому з віком у них неминуче розвиваються ішемічна хвороба серця і атеросклероз. У їх кров'яному руслі «мембранні кульки» з холестерином циркулюють в середньому вдвічі довше, ніж у здорових людей. Люди з пошкодженим геном рецептора ЛПНЩ обов'язково захворіють на атеросклероз, навіть якщо будуть суворими вегетаріанцями і не будуть отримувати холестерин разом з їжею. Їм доводиться приймати ліки-ліпостатікі, які знижують рівень холестерину в крові.

Серед 60-річних пацієнтів з ішемічною хворобою серця у кожного двадцятого хвороба викликана дефектами в гені, що кодує рецептор. До речі сказати, у виведеної японцями породи кроликів з швидко розвиваються атеросклерозом теж пошкоджений один з двох генів, що кодують рецептор ЛПНЩ.

А що відбудеться, якщо у людини пошкоджені обидва гени, що кодують рецептори ЛПНЩ? Такі люди зустрічаються з частотою один на мільйон. З вірогідністю 25% діти з двома дефектними генами рецепторів ЛПНЩ можуть народитися від пари батьків, у кожного з яких пошкоджений один з генів. За статистикою одна така пара зустрічається на 250 тис. шлюбів, що укладаються.

Як існують люди, у яких взагалі немає нормальних клітинних рецепторів холестерину, абсолютно незрозуміло. Рівень холестерину в крові у них в 6 разів вище за норму. Зазвичай такі нещасні починають страждати від серцевих порушень вже до 20 років.

Транспорт ЛПНЩ в клітку і деградація їх в лізосомах до холестеролу

Короткі висновки

Отже, підвищений вміст холестерину в крові дійсно може провокувати розвиток атеросклерозу, однак воно головним чином залежить не від дієти. На рівень холестерину в кров'яному руслі впливають співвідношення ЛПНЩ і ЛПВЩ, а також швидкість захоплення холестерину клітинами. На цьому тлі факторами, провокують збільшення концентрації ЛПНЩ, є ожиріння та малорухомий спосіб життя, діабет у дорослих, захворювання щитовидної залози, хронічна ниркова недостатність, жовчнокам'яна хвороба, куріння і непомірне вживання алкоголю.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.1september.ru/