Biosintesis Del Colesterol

En este trabajo se busca estudiar y resumir lo más interesante acerca del colesterol, los conceptos fundamentales como lo son su definición, importancia, biosíntesis, requerimientos y en dado caso las patologías que acarrean su exceso o deficiencia en el organismo. Comencemos por definir que es el colesterol e ir abundando más acerca del tema.

El colesterol es un componente fundamental de las membranas celulares. Regula la fluidez de la membrana, es precursor de hormonas esteroideas y de la vitamina D. Se transporta en sangre en forma de lipoproteínas. Los distintos tipos de lipoproteínas y sus niveles en sangre son factores determinantes en la aparición de enfermedades cardiovasculares.

El colesterol es un alcohol que se clasifica como esteroide, grupo que se encuentra formado por compuestos caracterizados por poseer una estructura molecular formada por cuatro ciclos que se encuentran condensados, es además una molécula de lípido que se encuentra en los tejidos y en el plasma sanguíneo del cuerpo, tanto de seres vertebrados como invertebrados. Las concentraciones más altas de esta molécula se encuentran en órganos como el hígado, cerebro, glándulas adrenales, medula espinal, la piel, etc.

Ilustración 1: Se muestra su estructura química, que es un lípido de tipo esteroide, que se encuentra formado por una molécula de ciclopentanoperhidrofenatreno, la cual se forma por cuatro ciclos de carbono condensados a los que se les nomina como A, B, C y D, y presentando diferentes sustituciones:

-un grupo hidroxilo (en el carbono 3),

-un doble enlace entre los carbonos 5 y 6,

-una cadena hidrocarbonada ramificada de ocho carbonos unida al carbono 17 (situado en el anillo D), y

-dos grupos metilo, en los carbonos 10 y 13.

En la molécula de colesterol podemos hacer referencia a una cabeza polar, formada por un grupo hidroxilo y una cola de tipo apolar que se encuentra formada por un ciclo de carbono con núcleos condensados y sustituyentes de tipos alifáticos. De esta manera, podemos decir que el colesterol es una molécula hidrofóbica, y bastante soluble en disolventes de tipo apolar como puede ser por ejemplo, el cloroformo.

Como ya habíamos visto el colesterol se encuentra en el hígado o intestino por eso se dice, se encuentra de manera natural en nuestro organismo, ya que se necesita colesterol para poder llevar a cabo todas nuestras funciones vitales adecuadamente. También se encuentra almacenado dentro de las células en forma de esteres de colesterol. Como vimos es muy necesario el colesterol en nuestro organismo, la mayor parte del colesterol presente en nuestra dieta proviene de productos animales, tales como carnes, grasas lácteas y yema de huevo pero también nuestro cuerpo sintetiza el colesterol. Un poco más de la mitad del colesterol del cuerpo se produce por síntesis (cerca de 700 mg/día) y el resto se obtiene de la dieta promedio. El hígado y el intestino aportan cada uno casi 10% de la síntesis total en humanos. Casi todos los tejidos que contienen células nucleadas pueden sintetizar colesterol, lo cual ocurre en el retículo endoplasmico y el citosol.

La acetil-CoA es la fuente de todos los átomos de carbono en el colesterol.

La biosíntesis del colesterol, para su comprensión se puede dividir en cinco etapas: 1) la síntesis de mevalonato ocurre a partir de la actil-CoA. Las unidades de isopenoides se forman a partir de mevalonato por perdida de CO2. Seis unidades de isoprenoides se condensan para formar escualeno. El escualeno se cicla para dar lugar al esteroide madre, Ianosterol. El colesterol se forma del Ianosterol.

La síntesis del Colesterol a partir del acetato puede esquematizarse (entre paréntesis se indica el número de átomos de carbono de cada molécula:

Acetil-CoA (C2) → Mevalonato (C6)

Mevalonato (C6) → Isopentilpirofosfato (C5)

Isopentilpirofosfato (C5) → Escualeno ((C30)

Escualeno (C30) → Colesterol (C27)

1.- Acetil~CoA → Mevalonato:

La HMG-CoA (3-hidroxi-metilglutaril-CoA) se forma mediante reacciones efectuadas en las mitocondrias para sintetizar cuerpos cetonicos. No obstante puesto que la síntesis de colesterol es extramitocondrial, las dos vías son distintas. Al inicio las dos moléculas de acetil-CoA se condensan para formar acetoacetil-CoA catalizada por la tiolasa citosolica. La acetoacetil-CoA se condensa con una molécula más de acetil-CoA, a través de la HMG-CoA sintasa para formar HMG-CoA, que se reduce a mevalonato mediante NADPH catalizado por HGMO-CoA reductasa.

Resumiendo:

3-hidroxi-3-metilglutaril~CoA + 2 NADPH + 2 H+ → mevalonato + 2 NADP+ + CoA

La enzima HMG-CoA-reductasa es una proteína integral del retículo endoplasmático.

2.- Mevalonato → Isopentilpirofosfato o formación de unidades isoprenoides:

El ATP fosforila en forma sucesiva el mevalonato mediante tres cinasas y después la descarboxilación conduce a isopentilpirofosfato, una unidad de isoprenoides activa, también llamado (difosfato de isopntenilo) que es un precursor clave en la síntesis de muchas moléculas importantes.

3.- Isopentilpirofosfato → Escualeno:

Seis unidades de isoprenoides forman escualeno: el difosfato de isopentenilo o isopentenilpirofosfato se isomeriza mediante un desplazamiento de doble enlace para formar difosfao de dimetilalilo o dimetilalilpirofosfato luego se condensa con otra molécula de isopentilpirofosfato para formar el intermediario de 10 carbonos geranilpirofosfato. Una condensación más con isopentilpirofosfato forma farnesilpirofosfato.

Dos moléculas de farnesilpirofosfato se condensan en el extremo de difosfato para formar escualeno. En un principio, el pirofosfato inorgánico se elimina, con lo cual se forma difosfato de preescualeno, al que después reduce el NADPH con eliminación de una molécula más de pirofosfato inorgánico.

Esta última reacción de condensación de dos moléculas (cola con cola) de farnesilpirofosfato tiene lugar en el retículo endoplasmático, catalizada por la enzima “escualeno-sintetasa”.

4. Formación de lanosterol

El escualeno se pliega en una estructura que se asemeja bastante al núcleo de esteroide. Antes de que se cierren los anillos el escualeno se convierte en 2,3-epoxido de escualeno por medio de una oxidasa de función mixta en el retículo endoplasmico, la escualeno epoxidasa. El grupo metilo en C14 se transfiere a C13 y el de C8 a C14 cuando ocurre la ciclación

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