Kolesterol

Kolesterol, hayvanların vücut dokularındaki hücre zarlarında bulunan ve kan plazmasında taşınan bir sterol, yani bir steroid ve alkol birleşimidir. Daha düşük miktarlarda bitkilerde de bulunur. İlk defa 1754'te safra taşlarında kolesterol bulunduğu için bu maddenin ismi Yunanca chole- (safra) ve steros (katı) sözcükleri ile kimyadaki -ol ekinden türetilmiştir.
Kolesterol, özellikle hayvansal gıdalarda bulunur ama vücuttaki kolesterolun ancak ufak bir kısmı gıda kaynaklıdır; çoğu vücut tarafından sentezlenir. Vücudun her hücresinde bulunmakla beraber, onun sentezlendiği veya hücre zarlarının daha çok olduğu organ ve dokularda, örneğin karaciğer, omurilik ve beyinde, ayrıca ateromlarda, kolesterolun yoğunluğu daha yüksektir. Kolesterol kanda normalden fazla bulunması halinde damarlarda birikerek damar sertleşmesine (ateroskleroz) yol açar. Bazen de safra pigmentleri ile birleşerek safra taşlarının oluşumunda rol oynar.
Kolesterol pek çok biyokimyasal reaksiyonda yer almasına rağmen özellikle lipoproteinlerin kolesterolü taşıma biçimleri ve kandaki kolesterol düzeyleriyle kalp hastalıkları arasındaki bağlantıdan dolayı bilinir. Vücut, kolesterolü kullanarak hormonlar (kortizol, üreme hormonları), D vitamini ve yağları sindiren safra asitlerini üretir. Bu işlemler için kanda çok az miktarda kolesterol bulunması yeterlidir.
Eğer kanda fazla miktarda kolesterol varsa kan damarlarında birikir ve sertleşmeye ve daralmaya (ateroskleroz veya arteriyoskleroz) yol açar. Aterosklerozda damar duvarında biriken tek madde kolesterol değildir; akyuvarlar, kan pıhtısı, kalsiyum gibi maddeler de birikir. Ateroskleroza halk arasında damar sertliği, damar kireçlenmesi de denir. Yüksek kan kolesterolünün zararlarından bahsedilirken söz konusu olan "kötü kolesterol", yani düşük yoğunluklu lipoprotein (İngilizce low density lipoproteins LDL) tarafından taşınan kolesterol düzeyidir. Yüksek yoğunluklu lipoprotein (İngilizce high density lipoproteins HDL) tarafından taşınan kolesterole "iyi kolesterol" denir.
Fizyolojisi
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 200300 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 birikmeleri
Kolesterol ve esterleri hücre membranları ile yağda eriyebilen hormonların sentezinin temel ögesidir. Üretimi, kullanımı ve yıkımı sıkı bir denetin altında olsa da hücrelerde birikebilmektedir. Birikme türlerinin başlıcaları şunlardır:
Ateroskleroz: bu olgudaki intrasellüler birikmeler arter/arteriol duvarlarındaki düz kas hücrelerinde ve makrofajlarda görülür.
Hücre-dışı (ekstrasellüler) birikmeler: hücre yıkımının yoğun olduğu patolojilerde (dejenerasyon, nekroz, vd) rastlanır.
Ksantoma (xanthoma): kalıtsal ya da edinsel hiperlipidemilerde saptanan oluşumlardır. Sitoplazmalarında lipid yığılmaları bulunan makrofaj kümelerinden oluşurlar.
Kolesterolozis (cholesterolosis): safra kesesinin lamina propriasında kolesterol fagosite etmiş makrofaj kümeleri saptanır.
Niemann-Pick hastalığı (C tipi): kolesterol katabolizmasında etkili bir enzimin mutasyonu nedeniyle ortaya çıkan lizozomal depo hastalığıdır.
Aterosklerozdaki rolü
Oksitlenmiş kolesterol içeren küçük boyutlu LDL taneciklerinin yüksek düzeyde olduğu hallerde bu LDL damar çeperlerinde aterom denen birikmelere yol açar, bu duruma ateroskleroz denir. Ateromlar hangi organın damarında birikirse o organa ait hastalıklar ortaya çıkar. Örneğin, kalbi besleyen atardamarlarda (koroner arterler) aterom koroner arter hastalığı'na, böbrek damarlarında yüksek tansiyona ve böbrek yetmezliğine, beyin damarlarında ise inmeye yol açabilir.
HDL tanecikleri, özellikle büyük boyutlu HDL, ateromalardaki kolesterolü karaciğere geri taşıyabilir. Bu yüzden yüksek HDL ile aterosklerozun yavaşlaması hatta gerilemesi ile ilişkilidir. Aralarında LDL, IDL ve VLDL bulunan diğer lipoprotein türleri ateroskleroza yol açar. Bu lipoproteinlerde bulunan kolesterol miktarı ile aterosklerozun ilerlemesi ilişkili bulunmuştur. Bu yüzden toplam kolesterol seviyesine değil bu kolesterolün ne kadarının hangi tür lipoproteinlerde bulunduğuna bakılmalıdır.
Amerikan Kardiyoloji Derneği (American Heart Association) kolesterol düzeyleri hakkında aşağıdaki kılavuzu hazırlamıştır:
Ancak günümüzdeki laboratuvar testleri LDL ve HDL kolesterolünü ayrı ayrı belirleyebildiği için, bu basit kılavuz artık biraz demode kalmıştır. Arzulanan LDL düzeyi 100 mg/dL'dir (2,6 Mol/L), yakın zamanlarda elde edilen yeni bulguların ışığında yüksek riskli kişilerde hedef <70 mg/dL düşünülebilir. Toplam kolesterolün HDL kolesterola oranının 5:1 olması daha da sağlıklı sayılabilir.
LDL ölçüm teknikleri aslında LDL'yi doğrudan ölçmez; ekonomik nedenlerden dolayı LDL değeri şu formüle göre hesaplanır:
hesaplanan LDL değeri = toplam kolesterol - toplam-HDL - trigliserit değerinin %20'si
Kolesterol düzeyinin kontrol altında tutulması
Kolesterolü azaltmak için kişilerin hayat tarzlarında değişiklik yapmaları gerekir. Amerikan Milli Kolesterol Eğitim Programı'nın bu konuda yaptığı öneriler şöyledir:
Diyet
Kalp hastası olmayan bir kişide yüksek kolesterol bulunduğu zaman doktorlar hastayı genelde Amerikan Kardiyoloji Derneği'nin önerdiği "Birinci Adım" diyetine başlatır. Bu programda hasta günlük kalori gereksiniminin % 8-10'unu doymuş yağlardan, %30'dan azını yağlardan almalı, besin yoluyla günde 300 mg'dan fazla kolesterol almamalı ve sağlıklı bir kiloda kalmasına yetecek kaloriden fazlasını almamalıdır. Eğer bu diyet programı kolesterol düzeylerinin inmesini sağlamazsa doktorlar "İkinci Adım" rejimi uygular; doymuş yağ miktarı toplam kalorinin %7'sinin altına, kolesterol da 200 mg'ın altına indirilir. "İkinci Adım" diyeti kalp hastalarına da uygulanır. Kolesterol düşürücü diyete başladıktan birkaç hafta sonra kolesterol seviyelerinin düşmesi gerekir. Diyet yoluyla zaman içinde toplam kolesterol rakamları 1050 mg/dL kadar düşebilir.
Kilo kaybı
Yüksek kilolu kişilerin kilolarını azaltmaları, özellikle düşük HDL, yüksek trigliserit veya büyük bel çevresi (kadınlarda 85 cm, erkeklerde 100 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.