Colesterol

Colesterol
Nombre (IUPAC) sistemático
(3β)-​cholest-​5-​en-​3-​ol
General
Otros nombres	(10R,​13R)-​10,​13-​dimethyl-​17-​(6-​methylheptan-​2-​yl)-​2,​3,​4,​7,​8,​9,​11,​12,​14,​15,​16,​17-​dodecahydro-​1H-​cyclopenta​[a]phenanthren-​3-​ol
Fórmula molecular	C27H46O
Identificadores
Número CAS	57-88-5
PubChem	5997
ChemSpider	5775
ChEBI	16113
UNII	97C5T2UQ7J
Propiedades físicas
Apariencia	polvo cristalino blanco[1]
Densidad	1.052 kg/m3; 1.052 g/cm3
Masa molar	386,65 g/mol
Punto de fusión	421,15 K (148 °C)
Punto de ebullición	633,15 K (360 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	0,095 mg/L (30 °C)
Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

Síntesis del colesterol

El colesterol es un esterol (lípido) que se encuentra en los tejidos corporales y en el plasma sanguíneo de los vertebrados. Se presenta en altas concentraciones en el hígado, médula espinal, páncreas y cerebro. El nombre de «colesterol» procede del griego χολή, kole (bilis) y στερεος, stereos (sólido), por haberse identificado por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar por Michel Eugène Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina», término que solamente se conservó en el alemán (Cholesterin). Abundan en las grasas de origen animal.

Estructura química

La fórmula química del colesterol se representa de dos formas: C₂₇H₄₆O / C₂₇H₄₅OH.

Es un lípido esteroide, molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), constituida por cuatro carboxiclos condensados o fundidos, denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones:

1. Dos radicales metilo en las posiciones C-10 y C-13.
2. Una cadena alifática ramificada de 8 carbonos en la posición C-17.
3. Un grupo hidroxilo en la posición C-3.
4. Una insaturación entre los carbonos C-5 y C-6.

En la molécula de colesterol se puede distinguir una cabeza polar constituida por el grupo hidroxilo y una cola o porción apolar formada por el carbociclo de núcleos condensados y los sustituyentes alifáticos. Así, el colesterol es una molécula tan hidrófoba que la solubilidad de colesterol libre en agua es de 10^-8 M y, al igual que los otros lípidos, es bastante soluble en disolventes apolares como el cloroformo (CHCl₃).

Metabolismo del colesterol

Biosíntesis de colesterol

La biosíntesis del colesterol tiene lugar en el retículo endoplasmático liso de virtualmente todas las células de los animales vertebrados. Mediante estudios de marcaje isotópico, D. Rittenberg y K. Bloch demostraron que todos los átomos de carbono del colesterol proceden, en última instancia, del acetato, en forma de acetil coenzima A. Se requirieron aproximadamente otros 30 años de investigación para describir las líneas generales de la biosíntesis del colesterol, desconociéndose, sin embargo, muchos detalles enzimáticos y mecanísticos a la fecha. Los pasos principales de la síntesis de colesterol son:

Descripción	Reacción	Sustrato inicial	Enzima	Producto final
Condensación de dos moléculas de acetil CoA		2 Acetil CoA	Acetoacetil CoA tiolasa	Acetoacetil CoA
Condensación de una molécula de acetil CoA con una de acetoacetil CoA		acetoacetil CoA y acetil CoA	HMG-CoA sintasa	3-hidroxi-3-metilglutaril CoA (HMG-CoA)
Reducción del HMG-CoA por el NADPH		HMG-CoA	HMG-CoA reductasa	Mevalonato y CoA
Fosforilación del mevalonato		Mevalonato	Mevalonato quinasa	Mevalonato 5-fosfato
Fosforilación del mevalonato 5-fosfato		Mevalonato 5-fosfato	Fosfomevalonato quinasa	5-pirofosfomevalonato
Fosforilación del 5-pirofosfomevalonato		5-pirofosfomevalonato	Pirofosfomevalonato descarboxilasa	3-fosfomevalonato 5-pirofosfato
Descarboxilación del 3-fosfomevalonato 5-pirofosfato		3-fosfomevalonato 5-pirofosfato	Pirofosfomevalonato descarboxilasa	Isomerización del isopentil pirofosfato		Isopentil pirofosfato	Isopentil pirofosfato isomerasa	3,3-dimetilalil pirofosfato
Condensación de 3,3-dimetilalil pirofosfato (5C) e isopentil pirofosfato (5C)		3,3-dimetilalil pirofosfato e isopentil pirofosfato	Geranil transferasa	Geranil pirofosfato (10C)
Condensación de geranil pirofosfato (10C) e isopentil pirofosfato (5C)		Geranil pirofosfato e isopentil pirofosfato	Geranil transferasa	Farnesil pirofosfato (15C)
Condensación de dos moléculas de farnesil pirofosfato (15C)		2 Farnesil pirofosfato	Ecualeno sintasa	Escualeno (30 C)
Reducción del escualeno por el NADPH, que gana un oxígeno que proviene del oxígeno molecular (O2)		Escualeno	Escualeno epoxidasa	Escualeno 2,3-epóxido
Ciclación del escualeno 2,3-epoóxido		Escualeno 2,3-epóxido	Lanosterol ciclasa	Lanosterol
19 reacciones consecutivas, no aclaradas totalmente que implican otros tantos enzimas, en que se transforma el lanosterol en colesterol, a través de diversos intermediarios, entre los que destacan el zimosterol y el 7-deshidrocolesterol		Lanosterol		Colesterol

Resumidamente, estas reacciones pueden agruparse de la siguiente manera:^{[2] [3]}

1. Tres moléculas de acetil-CoA se combinan entre sí formando mevalonato, el cual es fosforilado a 3-fosfomevalonato 5-pirofosfato.
2. El 3-fosfomevalonato 5-pirofosfato es descarboxilado y desfosforilado a 3-isopentil pirofosfato.
3. Ensamblaje sucesivo de seis moléculas de isopentil pirofosfato para originar escualeno, vía geranil pirofosfato y farnesil pirofosfato.
4. Ciclación del escualeno a lanosterol.
5. El lanosterol se convierte en colesterol después de numerosas reacciones sucesivas, enzimáticamente catalizadas, que implican la eliminación de tres grupos metilo (–CH₃), el desplazamiento de un doble enlace y reducción del doble enlace de la cadena lateral.

Degradación del colesterol

En el ser humano no puede metabolizar la estructura del colesterol hasta CO₂ y H₂O. El núcleo intacto de esterol se elimina del cuerpo convirtiéndose en ácidos y sales biliares las cuales son secretadas en la bilis hacia el intestino para desecharse por heces fecales. Parte de colesterol intacto es secretado en la bilis hacia el intestino el cual es convertido por las bacterias en esteroides neutros como coprostanol y colestanol.^{[cita requerida]}

En ciertas bacterias si se produce la degradación total del colesterol y sus derivados, sin embargo la ruta metabólica es aún desconocida en la cual al ser humano puede a fectar ,muy severamente

Regulación del colesterol

La producción de colesterol es regulada directamente por la concentración del colesterol presente en el retículo endoplásmico de las células, habiendo una relación indirecta con los niveles plasmáticos de colesterol presente en las lipoproteínas de baja densidad (LDL por su acrónimo inglés). Una alta ingesta de colesterol en los alimentos conduce a una disminución neta de la producción endógena y viceversa. El principal mecanismo regulador de la homeostasis de colesterol celular aparentemente reside en un complejo sistema molecular centrado en las proteínas SREBPs (Sterol Regulatory Element Binding Proteins 1 y 2: proteínas que se unen a elementos reguladores de esteroles). En presencia de una concentración crítica de colesterol en la membrana del retículo endoplásmico, las SREBPs establecen complejos con otras dos importantes proteínas reguladoras: SCAP (SREBP-cleavage activating protein: proteína activadora a través del clivaje de SREBP) e Insig (insulin induced gene) 1 y 2. Cuando disminuye la concentración del colesterol en el retículo endoplásmico, las Insigs se disocian del complejo SREBP-SCAP, permitiendo que el complejo migre al aparato de Golgi, donde SREBP es escindido secuencialmente por S1P y S2P (site 1 and 2 proteases: proteasas del sitio 1 y 2 respectivamente). El SREBP escindido migra al núcleo celular donde actúa como factor de transcripción uniéndose al SRE (Sterol Regulatory Element: elemento regulador de esteroles) de una serie de genes relevantes en la homeostasis celular y corporal de esteroles, regulando su transcripción. Entre los genes regulados por el sistema Insig-SCAP-SREBP destacan los del receptor de lipoproteínas de baja densidad (LDLR) y la hidroxi-metil-glutaril CoA-reductasa (HMG-CoA-reductasa), la enzima limitante en la vía biosintética del colesterol. El siguiente diagrama muestra de forma gráfica los conceptos anteriores:

Tras dilucidar los mecanismos celulares de captación endocítica de colesterol lipoproteico, trabajo por el cual fueron galardonados con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en el año 1985, Michael S. Brown y Joseph L. Goldstein han participado directamente en el descubrimiento y caracterización de la vía de los SREBPs de regulación del colesterol corporal. Estos avances han sido la base del mejor entendimiento de la fisiopatología de diversas enfermedades humanas, fundamentalmente la enfermedad vascular aterosclerótica, principal causa de muerte en el mundo occidental a través del infarto agudo al miocardio y los accidentes cerebrovasculares y el fundamento de la farmacología de las drogas hipocolesteromiantes más potentes: las estatinas.

Funciones del colesterol

El colesterol es imprescindible para la vida animal por sus numerosas funciones:

1. Estructural: el colesterol es un componente muy importante de las membranas plasmáticas de los animales (en general, no existe en los vegetales). Aunque el colesterol se encuentra en pequeña cantidad en las membranas celulares, en la membrana citoplasmática lo hallamos en una proporción molar 1:1 con relación a los fosfolípidos, regulando sus propiedades físico-químicas, en particular la fluidez. Sin embargo, el colesterol se encuentra en muy baja proporción o está prácticamente ausente en las membranas subcelulares.
2. Precursor de la vitamina D: esencial en el metabolismo del calcio.
3. Precursor de las hormonas sexuales: progesterona, estrógenos y testosterona.
4. Precursor de las hormonas corticoesteroidales: cortisol y aldosterona.
5. Precursor de las sales biliares: esenciales en la absorción de algunos nutrientes lipídicos y vía principal para la excreción de colesterol corporal.
6. Precursor de las balsas de lípidos.

Transporte del colesterol e hipercolesterolemia

La concentración actualmente aceptada como normal de colesterol en el plasma sanguíneo (colesterolemia) de individuos sanos es de 150 a 200 mg/dL. Sin embargo, debe tenerse presente que la concentración total de colesterol plasmático tiene un valor predictivo muy limitado respecto del riesgo cardiovascular global (ver más abajo). Cuando esta concentración aumenta se habla de hipercolesterolemia.

Dado que el colesterol es insoluble en agua, el colesterol plasmático sólo existe en la forma de complejos macromoleculares llamados lipoproteínas, principalmente LDL y VLDL, que tienen la capacidad de fijar y transportar grandes cantidades de colesterol. La mayor parte de dicho colesterol se encuentra en forma de ésteres de colesterol, en los que algún ácido graso, especialmente el ácido linoleico (un ácido graso de la serie omega-6), esterifica al grupo hidroxilo del colesterol.

Actualmente se reconoce ampliamente el papel causal del colesterol presente en las lipoproteínas de baja densidad (LDL) en la patogenia de la arteriosclerosis. De esta manera, la existencia sostenida de niveles elevados de colesterol LDL (popularmente conocido como "colesterol malo") por encima de los valores recomendados, incrementa el riesgo de sufrir eventos cardiovasculares (principalmente infarto de miocardio agudo) hasta diez años después de su determinación, tal como lo demostró el estudio de Framingham iniciado en 1948. De manera interesante, el colesterol presente en las lipoproteínas de alta densidad (HDL) ejercería un rol protector del sistema cardiovascular, que por ello se conoce como "colesterol bueno". Así, el colesterol tiene un impacto dual y complejo sobre la fisiopatología de la arteriosclerosis, por lo que la estimación del riesgo cardiovascular basado sólo en los niveles totales de colesterol plasmático es claramente insuficiente.

Sin embargo, y considerando lo anterior, se ha definido clínicamente que los niveles de colesterol plasmático total (la suma del colesterol presente en todas las clases de lipoproteínas) recomendados por la Sociedad Norteamericana de Cardiología (AHA) son:

• Colesterolemia por debajo de 200 mg/dL (miligramos por decilitros): es la concentración deseable para la población general, pues por lo general correlaciona con un bajo riesgo de enfermedad cardiovascular.
• Colesterolemia entre 200 y 239 mg/dL: existe un riesgo intermedio en la población general, pero es elevado en personas con otros factores de riesgo como la diabetes mellitus.
• Colesterolemia mayor de 240 mg/dL: puede determinar un alto riesgo cardiovascular y se recomienda iniciar un cambio en el estilo de vida, sobre todo en lo concerniente a la dieta y al ejercicio físico.

En sentido estricto, el nivel deseable de colesterol LDL debe definirse clínicamente para cada sujeto en función de su riesgo cardiovascular individual, el cual está determinado por la presencia de diversos factores de riesgo, entre los que destacan:

• Edad y sexo.
• Antecedentes familiares.
• Tabaquismo.
• Presencia de hipertensión arterial.
• Nivel de colesterol HDL.

En personas con riesgo cardiovascular alto, es decir, aquellas con una probabilidad de más de un 20% de sufrir un evento cardiovascular mayor o letal en un periodo de 10 años, tales como pacientes diabéticos o que previamente hayan tenido uno de estos eventos, la recomendación actual es mantener un nivel de colesterol LDL menor a 100 mg/dL. Incluso en los pacientes que se catalogan de muy alto riesgo se recomienda un colesterol LDL igual o menor a 70 mg/dL.

En España la máxima concentración recomendada de colesterol en sangre es más elevada que la aceptada internacionalmente y basada en la evidencia científica, como lo indica la Sociedad Española de Arteriosclerosis, quizá debido a que el riesgo cardiovascular global en España es más bajo:^{[cita requerida]}

• Colesterol por debajo de 200 mg/dL: bajo riesgo.
• Colesterol entre 200 y 300 mg/dL: riesgo intermedio.
• Colesterol mayor de 300 mg/dL: alto riesgo.

Referencias

1. ↑ «Safety (MSDS) data for cholesterol». Consultado el 20-10-2007.
2. ↑ Lehninger, A. L. 1976. Curso breve de bioquímica. Omega, Barcelona. ISBN84-282-0445-4
3. ↑ Devlin, T. M. 2004. Bioquímica, 4ª edición. Reverté, Barcelona. ISBN 84-291-7208-4

Véase también

• Quilomicrón.
• VLDL (Lipoproteínas de muy baja densidad).
• LDL (Lipoproteínas de baja densidad, frecuentemente nocivo cuando las dietas no son equilibradas).
• IDL (Lipoproteínas de densidad intermedia).
• HDL (Lipoproteínas de alta densidad, tiende a equilibrar al LDL).
• Dislipidemia.

Enlaces externos

• En MedlinePlus puede encontrar más información sobre Colesterol.
• Sociedad Internacional de Arteriosclerosis.
• Factores de Riesgo Cardiovascularen Forumclinic. Información, noticias y Foro.
• Sociedad Norteamericana de Cardiología.
• Sociedad Española de Arteriosclerosis.
• Colesterol en eduPortal.
• Animación divulgativa de El Mundo Salud, 8 de agosto de 2009.
• Los alimentos que resultan más eficaces para bajar el colesterol