Kolesterol

İşlevi

Kolesterol hücre zarlarının (membranlarının) inşası ve bakımı için gereklidir. Kolesterol içeren membranlar daha geniş sıcaklık aralığında akışkanlıklarını korurlar. Kolesterol, yağların sindirimine yarayan safranın sentezlenmesinde kullanılır. Ayrıca aralarında yağda çözünen vitaminlerin (A,D, E ve K vitaminleri gibi) metabolizmasında rolü önemlidir. Aldosteron, testosteron, östrojen ve projesteron gibi steroid hormonlarının ve kortizolun sentezlerinde yer alır. Başka araştırmalar kolesterolün sinir hücreleri arasındaki sinapslarda ve bağışıklık sistemi hücrelerinin işlevlerinde rol oynadığını gösterir. Hücre membranının yapısına etkisi sonucunda hücre sinyal iletimine ve membranlardaki iyon ve proton geçirgenliğine de etki eder.

Özellikleri

Kolesterol suda çok az çözündüğünden kanın sulu kısmında taşınamaz. Kolesterolün kanda taşınması, suda çözünebilen ve kolesterol ve diğer yağ türevlerini taşıyabilen lipoproteinler aracılığıyla olur. Bu lipoproteinlerin yüzeyinde yer alan proteinler, kolesterolün hangi hücrelerden alınıp hangi hücrelere taşınacağını belirler.

Sentezi ve hücre içine alımı

Vücuttaki kolesterolün çoğu vücut tarafından sentezlenir. Günlük üretimin %20-25'i karaciğerde gerçekleşir, ayrıca, ince bağırsak, adrenal bezleri ve üreme organlarındaki sentezlenme miktarı diğer dokulara kıyasla daha yüksektir. Yaklaşık 70 kg ağırlığındaki bir kişinin vücudunda toplam 35 g kolesterol vardır. Günlük dahili üretim miktarı 1 g, besin yoluyla alınan miktar ise 200–300 mg'dır. Bağırsaklara (safra ve besin yoluyla) giren 1.200-1.300 mg'ın yarısı kana geçer.
Kolesterol çoğu hücre ve dokuda HMG-KoA Redüktaz enziminin başlattığı mevalonat yolu adlı reaksiyon zinciri ile sentezlenir (sağdaki şekle bakınız). Konrad Bloch ve Feodor Lynen 1964 Nobel Tıp ve Fizyoloji ödülünü, kolesterol ve yağ asidi metabolizmasının mekanizması ve denetimi ile ilgili çalışmalarıyla kazandılar.

Vücut içinde taşınması

Şilomikronlar kolesterol ve trigliseritleri ince bağırsaktan karaciğere taşır. Bu kolesterolün bir kısmı besin yoluyla edinilmiştir, bir kısmı ise vücudun sentezleyip karaciğerden salgıladığı safradan kaynaklanır. Şilomikronlar taşıdıkları lipitlerin bir kısmını vücuttaki dokulara bırakıp sonra karaciğer tarafından alınırlar. Şilomikronların kalmadığı yemek arası zamanlarda ise kolesterolün başlıca kaynağı karaciğerdir. Karaciğerde üretilen kolesterol ve diğer lipitlerin vücuttaki diğer dokulara ulaştırılması için çok düşük yoğunluklu lipoproteinlerin (VLDL) içinde kana salgılanır. VLDL'de bulunan trigliserit ve kolesterol hücrelere aktarıldıkça VLDL'in yapısı ve yoğunluğu değişir, önce IDL, sonra da LDL'ye dönüşür. Bu sürecin sonunda arta kalan kolesterolü içeren LDL karaciğer tarafından geri alınır. Kandaki LDL miktarının yüksek olması bu lipoproteinlerin arter damarlarının çeperlerinde birikmesine yol açar, bu da aterosklerozun ilk aşamasıdır. Yüksek yoğunluklu lipoproteinler (HDL) ise vücut hücrelerinde sentezlenen kolesterolü vücuttan atılması için karaciğere taşır. (ayrıntılar için lipoprotein maddesine bakınız).

Hücre içinde kolesterol düzeyinin denetimi

Kolesterol biyosentezi, mevcut kolesterol seviyesine bağlıdır, ancak bunu sağlayan homeostatik mekanizma henüz bilinmemektedir. Besin yoluyla gelen girdideki bir artış, dahili üretimin azalmasına yol açar, besinden gelen miktarın azalması da karşıt sonucu doğurur. En önemli düzenleme mekanizması, hücre içinde endoplazmik retikulumdaki kolesterol miktarının SREBP1 ve 2 (İngilizce Sterol Regulatory Element Binding Protein, sterol düzenleme elemanına bağlanan protein 1 ve 2) tarafından algılanması ile gerçekleşir. Kolesterol bulunduğu zaman 
SREBP1 2 proteine bağlanır: SCAP (SREBP-cleavage activating Protein) ve Insig 1. Kolesterol seviyesi azaldığı zaman Insig1, SREBP-SCAP kompleksinden ayrışır, bu kompleks Golgi aygıtına geçer ve orada S1P ve S2P (İngilizce Site 1 Protease ve Site 2 Protease) tarafından kesilir (bu iki proteaz kolesterol seviyesi düştüğü zaman SCAP tarafından aktive olurlar). Kısalıp bir transkripsiyon faktörüne dönüşen SREBP hücre çekirdeğine girer ve orada bir takım genlerin önünde yer alan SRE'ye (Sterol Regulatory Element) bağlanarak bu genlerın transkripsiyonunu artırır. Bu genler arasında HMG-CoA redüktaz ve LDL reseptörü genleri vardır. HMG-CoA redüktaz hücre içi kolesterol üretiminin artmasına neden olur, LDL reseptörü ise kanda dolaşan LDL'in hücrelere bağlanıp taşımakta olduğu kolesterolü hücrelere vermesini sağlar.
Kanda aşırı miktarda kolesterol olması halinde bu kolesterol damarların çeperlerini oluşturan hücrelerde birikir. Bu birikmeyle başlayan ateroskleroz sonucunda damar tıkanabilir ve tıkanan damarın bulunduğu organa bağlı olarak, kalp krizi veya inme meydana gelebilir.
Yukarıda özetlenen mekanizmanın büyük bölümü Michael Brown ve Joseph L. Goldstein tarafından açığa çıkartıldı. Bu çalışmalarından dolayı Brown ve Goldstein 1985 Nobel Tıp ve Fizyoloji ödülünü kazandılar.

Vücuttan atımı

Kolesterol karaciğerden safra aracılığıyla atılır ve bir kısmı ince bağırsak tarafından geri alınır. Safra kesesi içinde, konsantrasyonunun yüksek olması nedeniyle kristalleşebilir ve bu durumda safra taşı oluşumuna yol açabilir (ancak daha ender olarak lesitin veya bilirübinden oluşmuş safra taşları da görülebilir).

Kolesterol düzeyinin kontrol altında tutulması

Kolesterolü azaltmak için kişilerin hayat tarzlarında değişiklik yapmaları gerekir. Amerikan Millî Kolesterol Eğitim Programı'nın bu konuda yaptığı öneriler şöyledir:

Kilo kaybı

Yüksek kilolu kişilerin kilolarını azaltmaları, özellikle düşük HDL, yüksek trigliserit veya büyük bel çevresi (erkeklerde 100 cm, bayanlarda 85 cm) gibi yüksek risk faktörleri bulunduruyorlarsa, önemlidir.

Egzersiz

Düzenli fiziksel faaliyet (her gün, veya çoğu gün, 30 dakika) HDL'yi yükseltir, LDL'yi azaltır. Egzersiz özellikle yukarıda belirtilen yüksek risk faktörlerini taşıyanlar için önemlidir.

İlaç tedavisi

Diyet, egzersiz ve kilo kaybının fayda etmediği durumlarda kolesterol düzeylerinin kontrolü için lipit düşürücü ilaç tedavisine baş vurulur. Statin grubundan ilaçlar, safra asidi ayırıcıları, nikotinik asit, fibratlar ve kolesterolün bağırsaklardan emilmesini engelleyen ilaçlar kolesterol kontrolünde kullanılır. Statin grubu ilaçlar özellikle çok etkilidir. Diğer ilaçlar da bazen statinlerle beraber, bazen tek başlarına etkili olur.

Doğal ürünler

Balıklarda bulunan omega-3 yağ asitleri yağları da kolesterol kontrolünde kullanılır. keten tohumunun içerdiği doymamış yağ asitleri de kolesterol kontrolünde kullanılır

Bitkilerde kolesterol

Bazı kaynaklar (ve hatta ders kitapları) bitkilerde kolesterol bulunmadığını iddia etse de, bu doğru değildir. Bu yanılgının kaynağı bitkilerde kolesterolün çok daha az miktarda olmasıdır (kolesterolün toplam lipit miktarına oranı, hayvanlarda 5 g/kg, bitkilerde ise 0.05 g/kg'dır). Bitkilerde kolesterolden çok fitosterol adlı steroller bulunur ama bitkiler hem kolesterolü hem diğer sterolleri hücre membranlarının inşası için kullanırlar. Hayvan bağırsaklarında bitki sterolleri emildikten sonra kolesterol hariç diğerlerinin çoğu bağırsağa geri atılır.