Cấu trúc của cholesterol là 1 chất sinh học quan trọng tham gia vào nhiều quá trình trong cơ thể sống. Tuy nhiên, việc tăng nồng độ Cholesterol không kiểm soát, đặc biệt là LDL - Cholesterol có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe tim mạch. Vậy Cholesterol có cấu tạo như thế nào và cách Cholesterol hoạt động trong cơ thể là gì?
Cholesterol là 1 thành phần cấu trúc của màng tế bào và đóng vai trò là một thành phần để tổng hợp nhiều loại hormone steroid, vitamin D và axit mật. Bên cạnh vai trò cấu trúc mang lại sự ổn định và tính lưu động, cholesterol còn đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chức năng tế bào. Cholesterol là 1 chất giống như sáp, có màu trắng hoặc vàng nhạt, gần như không mùi, có tính nhất quán rắn chứ không phải lỏng. Cơ thể cần cholesterol để duy trì sức khỏe của một người, nhưng chỉ với số lượng hạn chế. Vậy cholesterol có cấu tạo như thế nào?
Công thức hóa học của cholesterol là C27H46O. Điều này có nghĩa là cấu trúc của cholesterol bao gồm 27 nguyên tử carbon, 46 nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Cholesterol có cấu trúc độc đáo với đuôi hydrocarbon, nhân sterol trung tâm được tạo thành từ bốn vòng hydrocarbon và nhóm hydroxyl. Nhân hoặc vòng sterol trung tâm là một đặc điểm của tất cả các hormone steroid. Đuôi hydrocacbon và vòng trung tâm không phân cực và do đó không trộn lẫn với nước. Do đó, cholesterol thường được liên kết cùng với apoprotein (một loại protein) để được vận chuyển qua tuần hoàn máu dưới dạng lipoprotein. Con người có thể tổng hợp Cholesterol và cũng có thể hấp thụ nó từ chế độ ăn uống. Quá trình tổng hợp Cholesterol thường diễn ra ở gan và ruột, mỗi cơ quan chiếm khoảng 10% tổng lượng cholesterol trong cơ thể. Triglyceride và cholesterol trong chế độ ăn uống được liên kết và “đóng gói” cùng với protein Apo trong gan trước khi được giải phóng vào tuần hoàn dưới dạng lipoprotein mật độ rất thấp (VLDL - Cholesterol). Liên kết Cholesterol cùng với protein Apo là điều cần thiết, vì bản chất kỵ nước của cholesterol khiến nó không thể vận chuyển qua máu. VLDL - Cholesterol có chứa Triglycerides, cholesterol và phospholipid. Sự sụt giảm của Triglycerides trong VLDL - Cholesterol sẽ chuyển chúng thành các lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL - Cholesterol) nhỏ hơn và giàu cholesterol hơn. Các lipoprotein mật độ thấp giàu cholesterol (LDL - Cholesterol) đi qua tuần hoàn máu. Chúng được chuyển đến các mô ngoại vi, nơi LDL - Cholesterol được nhận biết bởi các thụ thể LDL - Cholesterol trên màng tế bào và được nội tiết hóa thông qua quá trình nội tiết qua trung gian thụ thể. Cùng với các cơ chế phức tạp, lượng LDL - Cholesterol này có thể bị lắng đọng và tạo thành các mảng bám gây chít hẹp lòng động mạch, từ đó gây ra những ảnh hưởng tiêu cực lên sức khỏe tim mạch. Bên cạnh LDL - Cholesterol, lipoprotein tỷ trọng cao (HDL - Cholesterol) mang cholesterol từ các mô ngoại vi đến gan theo cơ chế vận chuyển ngược lại để loại bỏ bất kỳ lượng cholesterol dư thừa nào.
Cấp độ tế bào
Trong khi tất cả các tế bào có thể tổng hợp cấu trúc của cholesterol ở một mức độ nhỏ, gan là nơi tổng hợp cholesterol chính. Sự tổng hợp cholesterol xảy ra trong tế bào chất của gan và cần có các enzym trong tế bào chất và mạng lưới nội chất trơn (SER). Bước đầu tiên của quá trình sinh tổng hợp cholesterol bao gồm ngưng tụ 2 phân tử acetyl-CoA để tạo thành acetoacetyl-CoA. Tiếp theo, enzyme tế bào HMG-CoA synthase thêm phân tử acetyl-CoA thứ ba vào acetoacetyl-CoA, tạo ra hợp chất 6 cacbon gọi là 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA). Một isozyme của HMG-CoA synthase trong ty thể xúc tác phản ứng giới hạn tốc độ trong quá trình tạo xeton. HMG-CoA reductase, một enzym điều hòa xúc tác các bước tiếp theo, làm giảm HMG-CoA thành mevalonate. Tổng hợp mevalonate là bước cam kết, giới hạn tỷ lệ chính trong quá trình tổng hợp cholesterol. Một loạt các phản ứng chuyển đổi Mevalonate thành 3-isopentenyl pyrophosphate, farnesyl pyrophosphate, squalene và lanosterol. Lanosterol sau đó trải qua một quy trình 19 bước khác để cuối cùng tổng hợp cholesterol. Bước cuối cùng được xúc tác bởi 7-dehydrocholesterol reductase để chuyển đổi 7-dehydrocholesterol thành cholesterol.
Cấp độ phần tử
Sự tổng hợp cholesterol được điều hòa bằng cách điều hòa HMG-CoA reductase theo các cơ chế khác nhau. Chúng bao gồm biến đổi cộng hóa trị của enzym, ức chế phản hồi allosteric ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, kiểm soát nội tiết tố và kiểm soát phiên mã biểu hiện gen. HMG CoA reductase được điều hòa cộng hóa trị thông qua hoạt động của protein kinase (AMPK) được kích hoạt bởi adenosine monophosphate (AMP) và phosphoprotein phosphatase giúp chuyển đổi enzyme giữa trạng thái khử phospho (hoạt động) và phosphoryl hóa (không hoạt động). Khi có nhiều cholesterol, nồng độ cao sẽ gây ức chế phản hồi làm giảm hoạt động của men khử HMG-CoA. Ở trạng thái được nuôi dưỡng tốt, với nhiều cơ chất sẵn có, insulin và thyroxine gây ra sự điều hòa lại enzyme. Hormone đối kháng với cortisol, glucocorticoid và insulin là glucagon, có tác dụng ức chế. Kiểm soát phiên mã biểu hiện gen là một cơ chế quan trọng khác điều chỉnh HMG-CoA reductase. Điều này liên quan đến các yếu tố phiên mã đặc biệt, được gọi là protein liên kết điều tiết sterol, có mặt trong màng của lưới nội chất. Trong các tế bào thiếu cholesterol, Sterol quy định các yếu tố liên kết Protein (SREBP) được vận chuyển đến phức hợp Golgi, nơi chúng được xử lý để giải phóng một đoạn hoạt động đi vào nhân để liên kết yếu tố điều hòa sterol và kích hoạt quá trình phiên mã của gen mã hóa HMG-CoA reductase và các enzym khác tham gia vào quá trình sinh tổng hợp cholesterol. Khi nồng độ cholesterol cao trong tế bào, quá trình vận chuyển SREBP đến phức hợp Golgi bị chặn do enzyme này liên kết với một nhóm protein khác giữ lại lưới nội chất gọi là “insigs” (protein báo hiệu insulin). Điều này ngăn chặn sự giải phóng protein của đoạn SREBP hoạt động từ màng lưới nội chất. Vì đoạn này không có sẵn để liên kết yếu tố điều hòa sterol trong nhân nên quá trình phiên mã của các gen mục tiêu không còn xảy ra nữa và men khử HMG-CoA không được kích hoạt.
2. Cách Cholesterol hoạt động trong cơ thể
Dưới đây là các cách cholesterol hoạt động trong cơ thể của chúng ta.
2.1. Chức năng của Cholesterol
Cholesterol đáp ứng một số chức năng sinh học và cần thiết cho cân bằng nội môi tế bào. Nó hoạt động như một tiền chất của axit mật, hỗ trợ tổng hợp steroid và vitamin D, đồng thời đóng vai trò trung tâm trong việc duy trì độ cứng và tính lưu động của màng tế bào.
Tổng hợp Hormone
Tất cả các loại hormone steroid, glucocorticoid, mineralocorticoid và hormone giới tính đều là dẫn xuất của cholesterol. Sự tổng hợp xảy ra ở nhau thai và buồng trứng (estrogen và progestin), tinh hoàn (testosterone) và vỏ thượng thận (cortisol, aldosterone và androgen).
Hỗ trợ tổng hợp Vitamin D
Vitamin D3 (cholecalciferol) từ da hoặc chế độ ăn uống trải qua quá trình hydroxyl hóa bởi 25-alpha hydroxylase để tạo thành 25-hydroxycholecalciferol (calcidiol) trong gan từ các hợp chất hòa tan trong lipid có cấu trúc là cholesterol 4 vòng. Sau đó, nó được hydroxyl hóa thêm bởi 1-alpha hydroxylase thành dạng hoạt động 1,25-dihydroxycholecalciferol (calcitriol) trong thận. Vitamin D đóng một vai trò không thể thiếu trong quá trình biệt hóa giai đoạn cuối của các tế bào sụn phì đại, sau đó là quá trình vôi hóa chất nền xương. Ngoài ra, nó đóng một vai trò quan trọng trong cân bằng nội môi canxi giúp huy động canxi từ xương và kích thích sự hấp thu ở ruột và tái hấp thu ở thận.
Tiền chất của axit mật
Mật là một hỗn hợp nước của cả hợp chất vô cơ và hữu cơ, trong đó phosphatidylcholine và muối/axit mật liên hợp là quan trọng nhất về mặt định lượng. Từ 15 đến 30 gam muối/axit mật được gan tiết ra mỗi ngày, nhưng do quá trình tái hấp thu mật nên chỉ có khoảng 0,5 gam bị thải ra ngoài qua phân mỗi ngày. Kết quả là, để thay thế lượng bị mất, khoảng 0,5 gram mỗi ngày được tổng hợp từ cholesterol trong gan. Cholesterol được sử dụng làm nguyên liệu chính trong quá trình tổng hợp axit mật, một quá trình phức tạp gồm nhiều bước, đa cơ quan. Sự tổng hợp này hoàn thành 2 mục tiêu. Đầu tiên, nó được xem là một cách để cơ thể đào thải lượng cholesterol vì không có cách nào để phá vỡ Cholesterol về mặt sinh lý. Thứ hai, nó góp phần tạo ra axit mật cho phép lipid được tiêu hóa thông qua quá trình nhũ hóa và sau đó bị phân hủy bởi các enzym tuyến tụy.
2.2. Những ảnh hưởng tiêu cực của Cholesterol
Cách cholesterol hoạt động trong cơ thể không phải lúc nào theo hướng tiêu cực theo lời đồn của nhiều người. Tuy nhiên, một khi lượng Cholesterol “xấu” hay LDL - Cholesterol tăng cao trong máu, chúng có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe nói chung và hệ thống tim mạch nói riêng. Ngoài ra, Cholesterol còn liên quan đến nhiều bệnh di truyền, chẳng hạn như bệnh sỏi mật, và cũng là mục tiêu của nhiều loại thuốc dược lý trị liệu.
Sỏi mật
Sự hình thành sỏi mật xảy ra nếu thiếu muối mật hoặc thừa cholesterol được tiết vào dịch mật. Nói cách khác, khi gan bài tiết cholesterol, phải có sự cân bằng hợp lý giữa muối mật, cholesterol và phospholipid, vì sự mất cân bằng sẽ làm kết tủa cholesterol. Trong tình trạng tăng cholesterol máu bệnh lý, sỏi mật thường được hình thành, dẫn đến viêm túi mật hoặc thậm chí viêm đường mật năng. Hiểu được mối quan hệ này, các chuyên gia đã phát minh ra hai loại thuốc hạ lipid máu quan trọng là nhựa liên kết axit mật (cholestyramine/ colestipol/ colesevelam) và chất ức chế hấp thu cholesterol (ezetimibe). Loại thứ nhất hoạt động bằng cách ngăn chặn sự tái hấp thu axit mật trong ruột non, sau đó buộc gan phải tổng hợp nhiều axit mật hơn để sử dụng hết lượng cholesterol dư thừa trong quá trình này, do đó làm giảm mức cholesterol trong huyết thanh. Chất ức chế hấp thu cholesterol hoạt động tương tự bằng cách ngăn chặn sự hấp thu cholesterol trong tế bào ruột hỗng tràng, cho phép cơ thể lấy cholesterol dư thừa và tiết lại vào mật.
Xơ vữa động mạch
Đây là kết quả của việc tăng mức độ lưu hành của lipoprotein LDL - Cholesterol. LDL - Cholesterol thường được gọi là lipoprotein "xấu" vì chúng mang nồng độ cholesterol rất cao. Khi nồng độ LDL - Cholesterol cao về mặt bệnh lý, chúng sẽ lắng đọng trong thành động mạch và bị oxy hóa. Các đại thực bào “nhấn chìm” các hạt LDL - Cholesterol bị oxy hóa này, dẫn đến sự biến đổi của chúng trông giống như bọt, do đó có tên là tế bào "bọt". Ảnh hưởng của LDL - Cholesterol thông qua đại thực bào sẽ kích hoạt hoạt hóa các cytokine, các yếu tố tăng trưởng, bạch cầu và tân mạch hóa cũng như tăng sinh tế bào cơ trơn. Điều này dẫn đến sự hình thành các vệt mỡ và cuối cùng gây ra sự hình thành các mảng xơ vữa động mạch và hậu quả là gây chít hẹp lòng mạch. Dẫn đến các bệnh lý như bệnh mạch vành, đau thắt ngực hay tình trạng đột quỵ.
Tăng cholesterol trong máu có tính chất gia đình
Tình trạng di truyền này là do đột biến ở một số gen như ApoB, LDLR, LDLARP1 hoặc PCSK9 và gây ra chứng tăng cholesterol máu có tính chất gia đình. Khiếm khuyết phổ biến nhất là đột biến của thụ thể LDL - Cholesterol, trong đó LDLR không còn có thể loại bỏ LDL - Cholesterol khỏi tuần hoàn máu. Điều này dẫn đến nồng độ cholesterol cao trong máu có thể lắng đọng trong mạch máu, tích tụ và gây xơ cứng động mạch. Nếu không được điều trị, sự tích tụ dư thừa có thể gây ra bệnh tim mạch vành. Statin là một nhóm thuốc quan trọng được FDA chấp thuận sử dụng để điều trị tăng lipid máu và tăng cholesterol máu. Statin là chất ức chế cạnh tranh thuận nghịch của HMG-CoA reductase, enzym giới hạn tốc độ tổng hợp cholesterol. Chúng có cấu trúc tương tự HMG-CoA, chất nền cho HMG-CoA reductase. Hoạt động của chúng được trung gian thông qua kiểm soát phiên mã biểu hiện gen bằng SREBP và bằng cách tăng mức độ thụ thể LDL - Cholesterol trên tế bào để tạo điều kiện loại bỏ LDL - Cholesterol dư thừa. Khi nồng độ cholesterol trong huyết thanh quá cao, statin có thể được sử dụng để ngừng tổng hợp Cholesterol trong gan. Cholesterol là một cấu trúc quan trọng trong cơ thể chúng ta. Cách cholesterol hoạt động trong cơ thể có thể mang lại nhiều lợi ích, nhưng đồng thời việc tăng Cholesterol, đặc biệt là LDL - Cholesterol có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực cho sức khỏe, đặc biệt là hệ thống tim mạch. Hãy thường xuyên kiểm tra nồng độ Cholesterol trong máu của bạn để kịp thời phát hiện những bất thường, từ đó đưa ra các phương pháp điều trị thích hợp. Ngày nay, nếu muốn giảm cân hiệu quả, bạn có thể tham khảo liệu pháp tiêu hao năng lượng. Phương pháp này sử dụng vitamin & khoáng chất để thúc đẩy sự chuyển hóa mỡ theo cơ chế tự nhiên, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Trước khi thực hiện, bạn sẽ được đánh giá sức khỏe tổng thể và bác sĩ sẽ đưa ra phác đồ giảm cân phù hợp với từng người dựa trên kết quả xét nghiệm cơ bản như xét nghiệm máu, chỉ số khối cơ thể (BMI). Trong suốt quá trình thực hiện liệu trình sẽ luôn có bác sĩ theo sát, lên kế hoạch dinh dưỡng và tập luyện phù hợp với thể trạng của từng người.
Để đặt hẹn thăm khám và tư vấn tại phòng khám Drip Hydration, Quý khách vui lòng bấm số 098 250 6666 hoặc đặt hẹn ngay Tại đây
Chỉ số LDL C bao nhiêu là nguy hiểm?
Nếu kết quả trong khoảng 130 - 159 mg/dL là ở giới hạn cao, 160 - 189 mg/dL là ở mức cao và từ 190 mg/dL trở lên là rất cao. Ở trẻ em, giá trị bình thường thấp hơn so với người lớn. LDL nên giữ ở ngưỡng < 110 mg/dL, mức giới hạn cao là 110 - 129 mg/dL, và từ 130 mg/dL trở lên là mức cao.
Mỡ máu LDL là gì?
LDL Cholesterol có tên đầy đủ là Low density lipoprotein Cholesterol. Nó có chứa mật độ lipoprotein thấp và được xem là một loại Cholesterol xấu đối với cơ thể. Cholesterol xấu này có thể gây ra các bệnh lý nguy hiểm cho cơ thể như đột quỵ, xơ vữa động mạch, sỏi thận, nhồi máu cơ tim,… khiến người bệnh tử vong.
Cholesterol là gì thuộc nhóm hợp chất tự nhiên não?
Cholesterol là một chất béo steroid, mềm, màu vàng nhạt, có ở màng tế bào của tất cả các mô trong cơ thể, và được vận chuyển trong huyết tương của mọi động vật. Nó được sản xuất hàng ngày trong gan (nguồn gốc nội sinh), mỗi ngày từ 1,5g – 2g. Nguồn gốc cholesterol ngoại sinh là từ việc ăn uống các chất mỡ động vật.
Cholesterol được tổng hợp ở đâu trọng tế bào?
Cholesterol là một loại chất béo (lipid). Bình thường cholesterol được gan sản xuất ra, là thành phần không thể thiếu để tạo nên màng tế bào, một số loại nội tiết tố và vitamin D.