Холестерин

Холестерин (др.-греч. χολή — желчь и στερεός — твёрдый, употребляется также слово холестерол, в котором окончание -ол обозначает принадлежность к спиртам) относится к группе соединений, имеющих в своей основе циклопентан-пергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.

Холестерол жизненно необходим клеткам

Холестерин обнаруживается во всех тканях и жидкостях организма как в свободном состоянии, так и в виде эфиров с жирными кислотами, преимущественно с линолевой (около 10 % всего холестерина). Синтез холестерина происходит во всех клетках организма. Основными транспортными формами в крови являются α‑, β‑ и преβ‑ липопротеины (или, соответственно, липопротеины высокой, низкой и очень низкой плотности). В плазме крови холестерин находится главным образом в форме сложных эфиров (60‑70 %). Эфиры образуются либо в клетках в реакции катализируемой ацил-КоA-холестерин-ацил­трансферазой, использующей в качестве субстрата ацил‑КоA, либо в плазме в результате работы фермента лецитин-холестерин-ацил­трансферазы, осуществляющей перенос жирной кислоты со второго атома углерода фосфатидилхолина на гидроксильную группу холестерина. В плазме крови главными источниками холестерина и фосфатидилхолина для реакции служат липопротеины высокой и низкой плотности, этим путем образуется большая часть эфиров холестерина плазмы.

Функции холестерола:

• Структурная — входит в состав мембран, обуславливая их вязкость и жесткость;
• Связывание и транспорт полиненасыщенных жирных кислот между органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности. Примерно 1/4 часть всего холестерола в организме этерифицирована олеиновой кислотой и полиненасыщенными жирными кислотами. В плазме крови соотношение эфиров холестерола к свободному холестеролу составляет 2:1;
• Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов (кортизола, альдостерона, половых гормонов) и витамина D.

Источники

Синтез холестерола в организме составляет примерно 0,5-0,8 г/сут, при этом половина образуется в печени, около 15 % в кишечнике, оставшаяся часть в любых клетках, не утративших ядро. Таким образом, все клетки организма способны синтезировать холестерол.

Из пищевых продуктов наиболее богаты холестеролом (в пересчете на 100 г продукта) сметана (0,002 г), сливочное масло (0,03 г), яйца (0,18 г), говяжья печень (0,44 г). В целом за сутки с обычным рационом поступает около 0,4 г.

Выведение из организма

Выведение холестерола из организма происходит в основном через кишечник:

• с фекалиями в виде холестерола, поступающего с желчью, и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0,5 г/сут);
• в виде желчных кислот (до 0,5 г/сут);
• около 0,1 г удаляется в составе слущивающегося эпителия кожи и кожного сала;
• примерно 0,1 г превращается в стероидные гормоны (половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды) и после их деградации выводится с мочой.

Методы определения содержания холестерина в крови

Для определения содержания холестерина в крови используют следующие методы:

1. Титрометрические.
2. Гравиметрические.
3. Нефелометрические.
4. Тонкослойная и газожидкостная хроматография.
5. Полярографические методы, позволяют определять общий и свободный холестерин в присутствии ферментов холестеролоксидаз и холестеролэстераз.
6. Флюориметрия по реакции с о‑фталевым альдегидом и другими реактивами.
7. Ферментативные методы — определение протекает в одной пробирке, но в несколько этапов: ферментативный гидролиз эфиров холестерина, окисление холестерина кислородом воздуха с образованием холест‑4‑ен‑3‑ола и перекиси водорода. В качестве ферментов применяются холестеролоксидаза, холестеролэстераза, пероксидаза, каталаза. Ход реакции можно регистрировать:
   • спектрофотометрически по накоплению холестенола.
   • по убыли кислорода в среде.
   • по изменению окраски раствора, в качестве хромогенов — индикаторов протекания реакций — используются 4‑гидроксибензоат, 4‑амино­феназон, 4‑аминоантипирин.
8. Колориметрические методы, в основе которых лежат следующие цветные реакции:
   • реакция Биоля‑Крофта с использованием персульфата калия, уксусной и серной кислоты и с появлением красного окрашивания.
   • реакция Ригли, базирующаяся на взаимодействии холестерина с реактивом, в составе которого имеются метанол и серная кислота.
   • реакция Чугаева, в которой появляется красное окрашивание после реакции холестерина с ацетилхлоридом и хлористым цинком.
   • реакция Либермана‑Бурхарда, при которой холестерин окисляется в сильно кислой абсолютно безводной среде с образованием сопряженных двойных связей. В результате образуется соединение холестагексаена с концентрированной серной кислотой изумрудно‑зеленого цвета с максимумом абсорбции при 410 и 610 нм. Особенностью этой реакции является отсутствие стабильности окрашивания. В литературе можно встретить разное соотношение ингредиентов в реактиве Либерман-Бурхарда: чем выше содержание уксусного ангидрида, тем с большей скоростью протекает реакция. Протеканию реакции способствуют сульфосалициловая, паратолуенсульфоновая, диметилбензол‑сульфоновая кислоты. С эфирами холестерина реакция идет медленнее, чем со свободным холестерином, скорость возрастает при повышении температуры, свет оказывает разрушающее воздействие на продукты реакции. Все методы, основанные на реакции Либерман-Бурхарда, подразделяются на прямые и непрямые:
     • к непрямым относятся методы Энгельгарда‑Смирновой, Раппопорта‑Энгельберга, Абеля и заключаются в предварительной экстракции холестерина из сыворотки с последующим определением его концентрации. Из этой группы методов наиболее известен метод Абеля с экстракцией свободного и этерифицированного холестерина изопропанолом или петролейным эфиром, гидролизом эфиров холестерина и последующей реакцией Либерман-Бурхарда. Методы этой группы более воспроизводимы и специфичны;
     • в прямых методах (Илька, Мрскоса‑Товарека, Златкис‑Зака) холестерин предварительно не экстрагируется, а цветная реакция осуществляется непосредственно с сывороткой. Выявлено, что определение концентрации холестерина по Ильку при сравнении с методом Абеля дает более высокие (по разным авторам на 6 %, на 10‑15 %) значения, что необходимо учитывать при типировании гиперлипопротеинемий.
     • реакция Калиани‑Златкиса‑Зака, заключающаяся в появлении красно‑фиолетового окрашивания раствора при окислении холестерина хлорным железом в уксусной и концентрированной серной кислотах. Эта реакция в 4‑5 раз чувствительнее, чем реакция Либерман‑Бурхарда, но менее специфична.

Унифицированными методами являются колориметрические методы Илька и Калиани-Златкис-Зака.

Определение содержания общего холестерина в сыворотке крови методом Илька

Принцип

Основан на реакции Либерман‑Бурхарда: в сильно кислой среде в присутствии уксусного ангидрида происходит дегидратация холестерина с образованием окрашенного в зеленовато‑синий цвет бисхолестадиенилмоносульфоновой кислоты.

Нормальные величины

Сыворотка (указанный метод)	0 ‑ 1 год	1.81‑4.53 ммоль/л
	до 20 лет	3.10‑5.80 ммоль/л
	20 ‑ 29	3.40‑5.80 ммоль/л
	30 ‑ 39	3.70‑6.20 ммоль/л
	40 ‑ 49	3.70‑6.80 ммоль/л
	50 ‑ 59	4.10‑7.30 ммоль/л
	60 ‑ 69	4.20‑7.40 ммоль/л

Определение количества общего холестерина в сыворотке крови методом Златкис‑Зака

Принцип

Свободный и эфирносвязанный холестерин окисляется хлорным железом в присутствии уксусной, серной и фосфорной кислот с образованием ненасыщенных продуктов, окрашенных в фиолето‑красный цвет.

Нормальные величины

Сыворотка (указанный метод)	3,1‑6,5 ммоль/л

Определение содержания общего холестерина ферментативным методом

Принцип

Основан на использовании сопряженных ферментативных реакций, катализируемых: 1) холестеролэстеразой, катализируещей гидролиз эфиров холестерина до свободного холестерина; 2) холестеролоксидазой, катализирующей превращение холестерина в холестенон с образованием перекиси водорода; 3) пероксидазой, катализирующей в присутствии фенола окисление перекисью водорода 4‑аминоантипирина с образованием окрашенного продукта розово‑малинового цвета.

Нормальные величины

Сыворотка (указанный метод)	20‑29 лет	3,70‑6,51 ммоль/л
	30‑39 лет	4,25‑7,04 ммоль/л
	40‑49 лет	4,37‑7,70 ммоль/л
	старше 50 лет	4,55‑8,24 ммоль/л
Спинномозговая жидкость		0‑0,013 ммоль/л
Слюна		0,065‑0,233 ммоль/л
Желчь	печеночная	2,1‑5,4 ммоль/л
	пузырная	в среднем 11,1 ммоль/л

Влияющие факторы

Завышение результатов при колориметрических методах исследования происходит при высоком содержании в пробе билирубина, гемоглобина, витамина A; при ферментативном методе — оксикортикостероидов и применении антикоагулянтов (фторидов, оксалатов).

Клинико‑диагностическое значение

Сыворотка

Существенное повышение содержания холестерина отмечается при гиперлипопротеинемии IIa типа (семейная гиперхолестеринемия), IIb и III типа (полигенная гиперхолестеринемия, семейная комбинированная гиперлипидемия), умеренное повышение наблюдается при гиперлипопротеинемии I, IV, V типа, а также заболеваниях печени (внутри‑ и внепеченочный холестаз), заболеваниях почек, злокачественных опухолях поджелудочной железы, гипотиреозе, заболеваниях сердечно‑сосудистой системы, беременности, сахарном диабете.

Снижение выявляется при гипертиреозе, циррозе печени, злокачественных опухолях печени, гипопротеинемии и аb‑липопротеинемии.

Спинномозговая жидкость

Накопление холестерина выявляется при менингите, опухоли или абсцессе мозга, кровоизлияниях в мозг, при рассеяном склерозе.

Снижение значений обнаруживается при церебральной и кортикальной атрофии.

Определение концентрации свободного и этерифицированного холестерина в сыворотке крови

Свободный холестерин способен образовывать с дигитонином, томатином, пиридинсульфатом труднорастворимые соединения. Чаще всего применяют водно‑спиртовый или изопропаноловый раствор дигитонина.

Принцип

Холестерин экстрагируют из сыворотки с помощью изопропилового спирта, экстракт делят на две части, в одной определяют содержание общего холестерина. В другой порции экстракта свободный холестерин осаждают дигитонином, супернатант отбрасывают, а осадок растворяют и определяют содержание свободного холестерина любым методом. Содержание этерифицированного холестерина рассчитывают как разницу между общим и свободным.

Нормальные величины

Сыворотка	фракция этерифицированного холестерина составляет 60‑80 % от общего

Клинико‑диагностическое значение

Коэффициент этерификации холестерина является важной функциональной пробой печени. Снижение коэффициента пропорционально снижению функции печени: острый и обострения хронического гепатита, механическая желтуха, цирроз печени. Степень этерификации также зависит от активности сывороточного фермента лецитин-холестерин-ацил-трансферазы, поэтому хранение пробы при комнатной температуре может изменить соотношение между свободной и этерифицированной фракцией холестерина.

Определение содержания α‑холестерина

Принцип

Разделение α‑ и β‑липопротеинов основано на избирательной способности липопротеинов очень низкой и низкой плотности образовывать нерастворимые комплексы с гепарином в присутствии двухвалентных катионов Mn²⁺. Липопротеины высокой плотности при этом остаются в надосадке, где определяют содержание α‑холестерина любым способом.

Определение α‑холестерина используется для расчета индекса атерогенности:

индес атерогенности = (ХС_общий-α‑XC)/α‑XC

Нормальные величины

α‑Холестерин
Сыворотка		0,9‑1,9 ммоль/л
Индекс атерогенности
Сыворотка	новорожденные	< 1.0
	20-30 лет	2.0‑2.8
	больше 30 лет	3.0‑3.5

Клинико‑диагностическое значение

Возрастание концентрации α‑холестерина клинически не значимо, наблюдается при доброкачественных состояниях. Снижение содержания α‑холестерина свидетельствует об угрозе атеросклероза.

Возрастание индекса атерогенности до 4 и более наблюдается при ишемической болезни сердца и атеросклерозе.

См. также

В разделе «:Строение и обмен липидов»

• Липидозы — болезни накопления липидов
• У фосфолипидов преобладает структурная функция

В разделе «Клиническая биохимия»

• Липопротеины
• Триглицериды