콜레스테롤

Cholesterol
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콜레스테롤
Chemical structure of cholesterol
Ball-and-stick model of cholesterol
Space-filling model of cholesterol
Sample of Cholesterol
이름들
IUPAC이름
콜레스트-5-en-3β-ol
계통 IUPAC명
(1R,3aS,3bS,9aR,9bS,11aR)-9a,11a-디메틸-1-[(2R)-6-메틸헵탄-2-일]-2,3,3a,3b,4,6,7,8,9a,9b,10,11a-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-7-올
기타이름
콜레스테린, 콜레스테릴 알코올[1]
식별자
3D 모델(JSMO)
ChEBI
쳄블
켐스파이더
ECHA 인포카드 100.000.321 Edit this at Wikidata
케그
펍켐 CID
유니아이
  • InChI=1S/C27H46O/c1-18(2)7-6-8-19(3)23-11-12-24-22-10-20-17-21(28)13-15-26(20,4)25(22)14-16-27(23,24)5/h9,18-19,21-25,28H,6-8,10-17H2,1-5H3/t19,21+,22+,23-24+,25+,26+,27-m1/s1
    키: HVYWMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N checkY
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    키: HVYWMLDIMFJA-DPAQBDIFBB
  • C[C@H](CCCCC(C)C)[C@H]1CC[C@@H]2[C@@]1(CC[C@H]3[C@H]2CC=C4[C@@]3(CC[C@@H](C4)O)C
특성.
C27H46O
어금니 질량 386.65 g/mol
외모 흰색 결정성[2] 가루
밀도 1.052g/cm3
융점 148~150°C(298~302°F, 421~423K)[2]
비등점 360°C (680°F; 633K) (분해)
0.095 mg/L (30 °C)[1]
용해도 아세톤, 벤젠, 클로로포름, 에탄올, 에테르, 헥산, 이소프로필 미리스트레이트, 메탄올에 용해됨
자기감수성(magnetic sensitivity) (χ)
 -284.2·10cm−63/mol
유해성
플래시 포인트 209.3 ± 12.4°C
별도의 언급이 없는 경우를 제외하고, 표준 상태(25 °C [77 °F], 100 kPa에서)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.
checkY 검증 (무엇이?)
음식에 들어있는 지방의 종류
구성 요소들
제조지방

콜레스테롤은 신체 조직, 특히 뇌와 척수, 그리고 동물성 지방과 [3][4]기름에 분포하는 모든 고등 동물들의 주요 스테롤입니다.

콜레스테롤은 모든 동물 세포에 의해 생합성되며 동물 세포막의 필수적인 구조적 성분입니다.척추동물에서 간세포는 일반적으로 가장 많은 양을 생산합니다.원핵생물(박테리아와 고균) 사이에는 존재하지 않지만 [5]성장을 위해 콜레스테롤이 필요한 마이코플라즈마와 같은 일부 예외가 있습니다.콜레스테롤은 또한 스테로이드 호르몬, 담즙산[6], 비타민 D의 생합성을 위한 전구물질의 역할을 합니다.

특히 저밀도 지단백(LDL, 종종 "나쁜 콜레스테롤"이라고 불리는)과 결합할 때 혈중 콜레스테롤 수치가 상승하면 심혈관 [7]질환의 위험이 높아질 수 있습니다.

프랑수아 폴레티에 드 라 살은 1769년 처음으로 담석에서 고형 형태의 콜레스테롤을 확인했습니다.1815년, 화학자 미셸 외젠 셰브룰은 이 화합물을 "콜레스테롤"[8][9]이라고 이름 지었습니다.

어원

콜레스트롤이라는 단어는 고대 그리스어의 콜레(chole-'bile'과 스테레오(stereos)인 고체에서 유래했으며, 그 뒤에 화학 접미사인 -ol이 술을 의미합니다.

생리학

콜레스테롤은 모든 동물의 생명에 필수적이며, 각각의 세포는 37단계의 복잡한 과정을 통해 그것을 합성할 수 있습니다.이것은 스타틴 약물의 표적인 메발론산 또는 HMG-CoA 환원효소 경로에서 시작되며, 이 경로는 처음 18단계를 포함합니다.그 후에 생성된 라노스테롤을 콜레스테롤로 전환하는 19단계의 추가적인 과정이 뒤따릅니다.

몸무게가 68kg인 남성은 보통 하루에 약 1g의 콜레스테롤을 합성하고, 그의 몸은 대부분 세포막 안에 포함된 약 35g을 함유하고 있습니다.미국 남성의 일반적인 하루 콜레스테롤 섭취량은 307mg입니다.[10]

대부분의 섭취된 콜레스테롤은 에스테르화되어 내장에 잘 흡수되지 않습니다.몸은 또한 콜레스테롤 합성을 [11]감소시킴으로써 섭취한 콜레스테롤의 흡수를 보상합니다.이러한 이유들로, 음식물의 콜레스테롤은, 섭취 후 7시간에서 10시간 후에, 혈중 콜레스테롤 농도에 어떠한 영향을 주어도, 거의 없습니다.콜레스테롤을 섭취한 후 처음 7시간 동안, 흡수된 지방이 세포 밖의 물에 있는 다양한 지방 단백질에 의해 세포 밖 물 안에서 몸 주위에 분포되기 때문에, 농도는 [12]증가합니다.

식물은 아주 적은 [13]양의 콜레스테롤을 만듭니다.그들은 더 많은 양의 피토스테롤을 생산하는데, 피토스테롤은 화학적으로 유사한 물질이며, 이는 장관에서 재흡수를 위해 콜레스테롤과 경쟁할 수 있고, 따라서 잠재적으로 콜레스테롤 [14]재흡수를 감소시킵니다.장 안감 세포가 콜레스테롤 대신 피토스테롤을 흡수할 때, 그들은 보통 피토스테롤 분자를 중요한 보호 메커니즘인 GI 트랙으로 다시 배설합니다.식물 스테롤과 스타놀을 포함하는 자연적으로 발생하는 피토스테롤의 섭취량은 [15]식습관에 따라 200-300mg/일 사이입니다.특별히 고안된 채식주의 실험 식단은 [16]하루에 700mg/일 이상의 양을 생산합니다.

기능.

막

콜레스테롤은 모든 동물 세포막의 약 30%를 구성합니다.막을 만들고 유지하는 것이 필요하며, 생리적 온도 범위에 걸쳐 막 유동성을 조절합니다.각각의 콜레스테롤 분자의 하이드록실기는 막의 인지질과 스핑고지질의 극성 머리와 마찬가지로 막을 둘러싸고 있는 물 분자와 상호작용하고, 부피가 큰 스테로이드와 탄화수소 사슬은 다른 지질의 비극성 지방산 사슬과 함께 막에 내장됩니다.인지질 지방산 사슬과의 상호 작용을 통해 콜레스테롤은 막 패킹을 증가시켜 막 유동성을[17] 변화시키고 막 무결성을 유지하여 동물 세포가 (식물이나 대부분의 박테리아와 같은) 세포벽을 만들 필요가 없습니다.그 막은 단단하지 않고 안정적이고 내구성이 있어 동물 세포가 모양을 바꾸고 동물들이 움직일 수 있게 해줍니다.

콜레스테롤의 사환 고리의 구조는 분자가 콜레스테롤의 곁사슬을 제외한 모든 것을 단단하고 [18]평면적으로 만드는 형질전환 상태에 있기 때문에 세포막의 유동성에 기여합니다.이러한 구조적 역할에서 콜레스테롤은 또한 중성 용질,[19] 수소 이온 및 나트륨 [20]이온에 대한 플라즈마 막의 투과성을 감소시킵니다.

기판발표

콜레스테롤은 기질 제시의 생물학적 과정과 기질 제시를 활성화의 메커니즘으로 사용하는 효소를 조절합니다.포스포리파아제 D2(PLD2)는 기질 [21]제시에 의해 활성화되는 효소의 잘 정의된 예입니다.이 효소는 팔미토일화되어 때때로 "지질 뗏목"이라고 불리는 콜레스테롤 의존성 지질 도메인으로 운반됩니다.포스포리파아제 D의 기질은 포스포티딜콜린(PC)이며, 이는 불포화이고 지질 뗏목에 풍부하지 않습니다.PC는 다불포화 지질 포스파티딜이노시톨 4,5-이중인산(PIP2)과 함께 세포의 무질서한 영역에 국소화됩니다.PLD2는 PIP2 결합 도메인을 가지고 있습니다.PIP2의 막 내 농도가 증가하면, PLD2는 콜레스테롤 의존성 도메인을 떠나 PIP2에 결합하여 기질 PC에 접근하고 기질 제시에 기초하여 촉매작용을 시작합니다.

기질 제시; PLD(파란 타원형)는 팔미토일화에 의해 콜레스테롤 의존성 지질 도메인(녹색 지질)으로 분리됩니다.PLD는 또한 포스파티딜콜린(PC)과 함께 세포의 무질서한 영역에 위치한 PIP2(적색 육각형) 도메인(회색 음영)을 결합합니다.세포에서 콜레스테롤이 감소하거나 PIP2가 증가할 때, PLD는 PIP2로 이동하여 PC를 인산(붉은 구형 지질)으로 가수분해합니다.

시그널링

주요 기사:콜레스테롤 신호전달

콜레스테롤은 또한 세포 신호 전달 과정에 관여하며, 두 번째 메신저 [22]분자의 고농도와 밀접하게 수용체 단백질을 가져오는 혈장 막에서 지질 뗏목의 형성을 돕습니다.여러 층에서 전기 절연체인 콜레스테롤과 인지질은 신경 조직을 따라 전기 자극의 전달 속도를 촉진할 수 있습니다.많은 뉴런 섬유의 경우, 슈반 세포 또는 올리고덴드로시테 막의 압축된 층에서 유래하기 때문에 콜레스테롤이 풍부한 미엘린 외피는 [23]자극의 더 효율적인 전도를 위한 절연을 제공합니다.탈수초화(미엘린의 손실)는 다발성 경화증의 기초의 일부로 여겨집니다.

콜레스테롤은 니코틴성 아세틸콜린 수용체, GABAA 수용체 및 내부 정류 칼륨 [24]채널과 같은 다수의 이온 채널에 결합하고 영향을 미칩니다.콜레스테롤은 또한 에스트로겐 관련 수용체 알파(ERRα)를 활성화시키고, [25][26]수용체의 내인성 리간드일 수 있습니다.콜레스테롤이 [26]체내 어디에나 있다는 사실은 수용체의 구성적인 활성 특성을 설명할 수 있습니다.콜레스테롤 생성 감소에 의한 ERRα 신호 전달의 억제는 스타틴과 비스포스포네이트가 뼈, 근육 및 [25][26]대식세포에 미치는 영향의 주요 매개체로 확인되었습니다.이러한 연구결과를 바탕으로 ERRα를 탈형질화하여 [25][26]콜레스테롤의 수용체로 분류해야 한다는 의견이 제시되고 있습니다.

화학적 전구체로서

세포 내에서 콜레스테롤은 또한 여러 생화학적 경로의 전구체 분자입니다.예를 들어, 그것은 칼슘 대사에서 비타민 D의 합성을 위한 전구체 분자이고 부신 호르몬인 코르티솔과 알도스테론을 포함한 모든 스테로이드 호르몬과 성 호르몬인 프로게스테론, 에스트로겐, 테스토스테론, 그리고 그들의 [6][27]유도체입니다.

표피

각질층은 [28][29]표피의 가장 바깥쪽 층입니다.그것은 "벽돌과 [28][29]모르타르"와 같은 지질 매트릭스 내에 존재하는 말단 분화 및 핵화된 각막 세포로 구성됩니다.세라마이드 및 유리 지방산과 함께 콜레스테롤은 증발 수분 손실을 방지하는 수분 불투과 장벽인 지질 모르타르를 형성합니다.경험상, 표피 지질 매트릭스는 세라마이드(≥50 중량%), 콜레스테롤(≥25 중량%) 및 유리 지방산(≥15 중량%)의 등몰 혼합물로 구성되며, 다른 지질의 양도 더 [28][29]적습니다.콜레스테롤 황산염은 표피의 과립층에서 가장 높은 농도에 도달합니다.그 다음, 스테로이드 황산술파타제는 표피의 [30]가장 바깥층인 각질층에서 농도를 감소시킵니다.표피의 상대적인 황산콜레스테롤의 풍부함은 발뒤꿈치가 가장 [29]낮은 농도로 신체 부위마다 다릅니다.

신진대사

콜레스테롤은 몸에서 재활용 됩니다.간은 담즙으로 콜레스테롤을 배설하고 담낭에 저장되며 담즙을 통해 담즙을 소화관으로 배출합니다.일반적으로 배설된 콜레스테롤의 약 50%가 소장에 의해 다시 혈류로 흡수됩니다.

생합성 및 조절

생합성

모든 동물 세포(무척추동물 내에 존재하는 예외)는 막 구조 및 기타 용도 모두를 위해 콜레스테롤을 제조하며, 상대적인 생산 속도는 세포 유형 및 장기 기능에 따라 다릅니다.하루 총 콜레스테롤 생산의 약 80%가 간과 [31]장에서 발생합니다; 더 높은 합성률을 가진 다른 부위들은 뇌, 부신, 그리고 생식 기관을 포함됩니다.

체내 합성은 아세틸 CoA의 두 분자가 응축하여 아세토아세틸-CoA를 형성하는 메발론산 경로에서 시작됩니다.이것은 아세틸 CoA와 아세토아세틸-CoA 사이의 두 번째 응축에 의해 3-하이드록시-3-메틸글루타릴 CoA(HMG-CoA)[32]를 형성합니다.

이 분자는 HMG-CoA 환원효소에 의해 메발론산으로 환원됩니다.메발론산의 생성은 콜레스테롤 합성에서 속도 제한 및 비가역 단계이며 스타틴(콜레스테롤 강하제의 한 종류)의 작용 부위입니다.

메발론산은 ATP를 필요로 하는 2개의 인산화 단계와 1개의 탈카복실화 단계를 통해 최종적으로 이소펜테닐 피로인산(IPP)으로 전환됩니다.

이소펜테닐 피로인산의 세 분자는 제라닐 전이효소의 작용을 통해 파르네실 피로인산을 형성합니다.

파르네실 피로인산의 두 분자는 소포체에서 [32]스쿠알렌 합성효소의 작용에 의해 스쿠알렌을 형성합니다.

산화스퀼렌 고리화효소는 스쿠알렌을 고리화하여 라노스테롤을 형성합니다.

마지막으로, 라노스테롤은 블로흐 경로 또는 칸두츠크-러셀 [33][34][35][36][37]경로 중 하나의 경로를 통해 콜레스테롤로 전환됩니다.콜레스테롤의 마지막 19단계는 NADPH와 탄소 제거를 위한 메틸기의 산화를 돕는 산소, 알켄기를 이동시키는 돌연변이효소, 케톤 감소를 돕는 NADH를 포함합니다.

콘라드 블로흐(Konrad Bloch)와 [38]표도르 리넨(Feodor Lynen)은 콜레스테롤과 지방산 대사의 조절 메커니즘과 방법에 관한 발견으로 1964년 노벨 생리학·의학상을 수상했습니다.

콜레스테롤 합성 조절

콜레스테롤의 생합성은 존재하는 콜레스테롤 수치에 의해 직접적으로 조절되지만, 관련된 항상성 메커니즘은 부분적으로만 이해됩니다.음식을 더 많이 섭취하면 내생성 생산이 감소하는 반면, 음식을 더 적게 섭취하면 반대의 효과가 있습니다.주요 조절 메커니즘은 단백질 SREBP(스테롤 조절 요소 결합 단백질 1 및 2)[39]에 의한 소포체 내 세포 내 콜레스테롤의 감지입니다.콜레스테롤이 존재하는 경우 SREBP는 SCAP(SREBP cleavage-activating protein)과 INSIG-1이라는 두 가지 다른 단백질에 결합되어 있으며, 콜레스테롤 수치가 떨어지면 INSIG-1은 SREBP-SCAP 복합체와 해리되어 복합체가 골지체로 이동하게 됩니다.여기서 SREBP는 콜레스테롤 수치가 낮을 때 SCAP에 의해 활성화되는 두 효소인 S1P와 S2P(site-1 protease와 site-2 protease)에 의해 분해됩니다.

절단된 SREBP는 핵으로 이동하여 많은 유전자의 전사를 자극하는 스테롤 조절 요소(SRE)에 결합하는 전사 인자로 작용합니다.이 중에는 저밀도 지질단백질(LDL) 수용체와 HMG-CoA 환원효소가 있습니다.LDL 수용체는 혈류로부터 순환하는 LDL을 제거하는 반면, HMG-CoA 환원효소는 콜레스테롤의 [40]내생적 생성을 증가시킵니다.이 신호 전달 경로의 상당 부분은 박사에 의해 명확히 되었습니다.마이클 S. 1970년대 브라운과 조셉 L. 골드스타인 박사.1985년, 그들은 그들의 업적으로 노벨 생리학·의학상을 수상했습니다.그들의 후속 연구는 SREBP 경로가 지질 형성과 대사를 조절하는 많은 유전자들의 발현을 조절하는 방법과 체연료 할당을 보여줍니다.

콜레스테롤 수치가 높으면 콜레스테롤 합성도 꺼질 수 있습니다.HMG-CoA 환원효소는 세포질 도메인(촉매 기능을 담당하는)과 막 도메인을 모두 포함합니다.막 영역은 그 열화에 대한 신호를 감지합니다.콜레스테롤(및 다른 스테롤)의 농도가 증가하면 이 도메인의 올리고머화 상태에 변화를 일으키는데, 이는 프로테아좀에 의한 파괴에 더 취약하게 만듭니다.이 효소의 활성은 AMP 활성화 단백질 키나아제에 의한 인산화에 의해서도 감소될 수 있습니다.ATP가 가수분해될 때 생성되는 AMP에 의해 이 키나아제가 활성화되기 때문에 ATP [41]수치가 낮으면 콜레스테롤 합성이 중단됩니다.

플라즈마 이송 및 흡수 조절

참고 항목:혈중 지질
지질학적 물류: 지질단백질의 형태로 생물체 내의 중성지방과 콜레스테롤의 운반, 실로미크론, VLDL, LDL, IDL, HDL.

분리된 분자로서, 콜레스테롤은 물에 최소한으로만 용해되거나 친수성입니다.이것 때문에, 그것은 매우 적은 농도로 혈액에 녹습니다.효과적으로 운반하기 위해 콜레스테롤은 대신 외부 양친매성 단백질과 지질을 가진 복잡한 원반형 입자인 지질 단백질 내에 포장됩니다. 이 입자의 외부 표면은 수용성이고 내부 표면은 지질 수용성입니다.이것은 유화작용을 통해 혈액을 통과할 수 있게 해줍니다.양친매성인 결합되지 않은 콜레스테롤은 인지질 및 단백질과 함께 지단백 입자의 단층 표면에서 운반됩니다.반면, 지방산에 결합된 콜레스테롤 에스테르는 중성지방과 [42]함께 지단백의 지방 소수성 코어 내로 운반됩니다.

혈액 속에는 여러 종류의 지단백이 있습니다.밀도를 높이기 위해, 그것들은 카이로마이크론, 매우 낮은 밀도의 지단백(VLDL), 중간 밀도의 지단백(IDL), 저밀도의 지단백(LDL), 그리고 고밀도의 지단백(HDL)입니다.단백질/지질 비율이 낮아지면 지방 단백질의 밀도가 낮아집니다.다른 지질단백질 내의 콜레스테롤은 동일하지만, 일부는 원래의 "유리" 알코올 형태(입자를 둘러싸고 있는 물과 마주하는 콜레스테롤-OH 그룹)로 운반되고, 다른 일부는 입자 [42]내에서 콜레스테롤 에스테르라고도 알려진 지방 아실 에스테르로 운반됩니다.

리포단백질 입자는 복잡한 폴리포단백질에 의해 조직되는데, 전형적으로 입자당 80-100개의 다른 단백질로 구성되며, 이는 세포막의 특정 수용체에 의해 인식되고 결합될 수 있으며, 그들의 지질 페이로드를 현재 이러한 지방 전달 입자를 섭취하고 있는 특정 세포와 조직으로 유도합니다.이러한 표면 수용체는 독특한 분자적 특징으로 작용하며,[42] 이는 몸 전체에 지방 분포 전달을 결정하는 데 도움을 줍니다.

가장 밀도가 낮은 콜레스테롤 운반 분자인 실로미크론은 껍질에 폴리포단백질 B-48, 폴리포단백질 C, 폴리포단백질 E(뇌[43] 속 주요 콜레스테롤 운반체)를 포함하고 있습니다.실로미크론은 에너지나 지방 생산을 위해 지방산을 필요로 하는 장에서 근육과 다른 조직으로 지방을 운반합니다.사용되지 않은 콜레스테롤은 콜레스테롤이 풍부한 차일로미크론 잔재물에 남아 여기서 [42]간에 의해 혈류로 흡수됩니다.

VLDL 분자는 담즙산 합성에 사용되지 않았던 트리아실글리세롤과 콜레스테롤로부터 간에 의해 생성됩니다.이 분자들은 껍질 속에 폴리포단백질 B100과 폴리포단백질 E를 포함하고 있으며, 동맥벽에서 IDL로 가는 리포단백질 리파아제에 의해 분해될 수 있습니다.이 동맥벽의 갈라짐은 트리아실글리세롤의 흡수를 허용하고 순환 콜레스테롤의 농도를 증가시킵니다.IDL 분자는 두 가지 과정에서 소비됩니다: 절반은 HTGL에 의해 대사되고 간세포 표면의 LDL 수용체에 의해 차지되는 반면, 나머지 절반은 콜레스테롤이 풍부한 LDL [42]입자가 될 때까지 혈류에서 트라이아실글리세롤을 계속해서 잃습니다.

LDL 입자는 주요 혈중 콜레스테롤 운반체입니다.각각은 약 1,500 분자의 콜레스테롤 에스테르를 함유하고 있습니다.LDL 분자 껍질은 말초 조직에서 LDL 수용체에 의해 인식되는 폴리포단백질 B100의 단 한 분자만을 포함합니다.폴리포단백질 B100이 결합하면 많은 LDL 수용체가 클라트린으로 코팅된 구덩이에 집중됩니다.LDL과 LDL 수용체 둘 다 세포내 세포증을 통해 세포내 소포를 형성합니다.이 소포들은 리소좀과 융합되어 리소좀산 리파아제 효소가 콜레스테롤 에스테르를 가수분해합니다.콜레스테롤은 세포막을 [42]방해하지 않기 위해 막 생합성에 사용되거나 세포 내에 에스테르화되어 저장될 수 있습니다.

LDL 수용체는 콜레스테롤을 흡수하는 동안 소모되고, 세포 내부에 존재함에 따라 콜레스테롤 데노보의 합성을 제어하는 동일한 단백질인 SREBP에 의해 합성이 조절됩니다.콜레스테롤이 풍부한 세포는 LDL 수용체 합성이 차단되어 LDL 분자의 새로운 콜레스테롤이 차지되는 것을 막습니다.반대로,[42] LDL 수용체 합성은 세포가 콜레스테롤이 부족할 때 진행됩니다.

이 과정이 조절되지 않을 때 수용체가 없는 LDL 분자가 혈액에서 나타나기 시작합니다.이 LDL 분자들은 산화되고 대식세포에 의해 흡수되는데, 대식세포는 에워싸여 거품 세포를 형성합니다.이러한 거품 세포는 종종 혈관 벽에 갇히게 되고 동맥경화반 형성에 기여합니다.콜레스테롤 항상성의 차이는 초기 죽상동맥경화증(카로틴-중간 두께)[44] 발생에 영향을 미칩니다.이러한 상패들은 심장마비, 뇌졸중, 그리고 다른 심각한 의학적 문제들의 주요 원인들이고, 소위 LDL 콜레스테롤 (사실은 지단백)과 "나쁜"[41] 콜레스테롤의 연관성으로 이어집니다.

HDL 입자는 배설을 위해 또는 호르몬을 합성하는 다른 조직을 위해, 역콜레스테롤 수송(RCT)[45]이라고 알려진 과정에서, 콜레스테롤을 간으로 다시 수송하는 것으로 생각됩니다.많은 수의 HDL 입자는 더 나은 건강 [46]결과와 상관관계가 있는 반면, 적은 수의 HDL 입자는 [47]동맥의 무신론적 질병 진행과 관련이 있습니다.

대사, 재활용 및 배설

콜레스테롤은 산화에 민감하고 옥시스테롤이라고 불리는 산소화된 유도체를 쉽게 형성합니다.이것들은 세 가지 다른 메커니즘을 형성할 수 있습니다: 자동 산화, 지질 과산화로의 2차 산화, 그리고 콜레스테롤 대사 효소 산화.옥시스테롤이 콜레스테롤 [48]생합성을 억제하는 작용을 한다는 것이 밝혀지면서 옥시스테롤에 대한 큰 관심이 생겼습니다.이 발견은 "옥시스테롤 가설"로 알려지게 되었습니다.인간 생리학에서 옥시스테롤에 대한 추가적인 역할은 담즙산 생합성에의 참여, 콜레스테롤의 수송 형태로서의 기능, 그리고 유전자 [49]전사의 조절을 포함합니다.

생화학 실험에서는 삼중수소 콜레스테롤과 같은 방사선 표지된 형태의 콜레스테롤이 사용됩니다.이러한 유도체는 보관 시 분해되며 사용 전에 콜레스테롤을 정화하는 것이 필수적입니다.콜레스테롤은 작은 Sephadex LH-20 [50]컬럼을 사용하여 정제할 수 있습니다.

콜레스테롤은 간에서 다양한 [51]담즙산으로 산화됩니다.이것들은 차례로 글리신, 타우린, 글루쿠론산 또는 황산염과 결합됩니다.공액 담즙산과 비공액 담즙산의 혼합물은 콜레스테롤 자체와 함께 간에서 담즙으로 배출됩니다.담즙산의 약 95%는 장에서 재흡수되고 나머지는 [52]대변에서 손실됩니다.담즙산의 배설과 재흡수는 식이지방의 소화와 흡수에 필수적인 장간순환의 기초를 형성합니다.담낭과 같이 농도가 높아지면 콜레스테롤이 결정화되어 대부분의 담석(레시틴과 빌리루빈 담석도 발생하지만 [53]빈도는 적음)의 주요 구성 성분이 됩니다.매일 최대 1g의 콜레스테롤이 대장으로 들어갑니다.이 콜레스테롤은 식이, 담즙, 탈수된 장세포에서 유래하며 대장균에 의해 대사될 수 있습니다.콜레스테롤은 주로 [citation needed]대변에서 배출되는 흡수성이 없는 스테롤인 코프로스타놀로 전환됩니다.

콜레스테롤은 일반적으로 포유류와 관련된 스테로이드이지만, 인간 병원균 결핵균은 이 분자를 완전히 분해시킬 수 있고, [54]존재에 의해 조절되는 많은 수의 유전자를 포함합니다.이러한 콜레스테롤 조절 유전자의 많은 부분은 지방산 β 산화 유전자의 상동이지만 콜레스테롤과 같은 [55][56]큰 스테로이드 기질을 결합시키는 방식으로 진화했습니다.

식원

동물성 지방은 트리글리세리드의 복잡한 혼합물이며, 모든 동물(그리고 인간) 세포막이 구성된 인지질과 콜레스테롤 분자의 양이 적습니다.모든 동물 세포가 콜레스테롤을 제조하기 때문에, 모든 동물성 식품은 다양한 [57]양의 콜레스테롤을 함유하고 있습니다.콜레스테롤의 주요한 음식 공급원은 붉은 고기, 달걀 노른자 그리고 통달걀, 간, 신장, 내장, 생선 기름 그리고 [58]버터를 포함합니다.인간 모유에도 콜레스테롤이 [59]상당량 포함되어 있습니다.

식물 세포는 피토스테롤과 스테로이달 글리코알칼로이드와 같은 다른 화합물의 전구물질로서 콜레스테롤을 합성하는데, 콜레스테롤은 단지 소량만 식물 음식에 남아 있거나 아예 없습니다.[58][60]아보카도, 아마씨 그리고 땅콩과 같은 일부 식물 음식은 피토스테롤을 함유하고 있는데, 피토스테롤은 장내 흡수를 위해 콜레스테롤과 경쟁하고, 식이 및 담즙 [61]콜레스테롤의 흡수를 감소시킵니다.일반적인 식단은 피토스테롤 0.2그램 정도를 제공하는데, 이것은 콜레스테롤 흡수를 막는 데 큰 영향을 미치기에 충분하지 않습니다.피토스테롤 섭취는 LDL-콜레스테롤 수치를 감소시킬 가능성이 있다고 인정되는 [62]피토스테롤 함유 기능성 식품 또는 식이 보충제의 사용을 통해 보충될 수 있습니다.

의료지침 및 권장사항

2015년 미국 보건복지부와 미국의 과학자문위원회. 미국인을 위한 식사 지침의 2015년 반복을 위한 농무부는 "가능한 한 적은 양의 식사를 하라"는 새로운 권고와 콜레스테롤이 낮은 식단과 감소된 위험 사이의 연관성을 인정하면서 이전에 권고된 식이 콜레스테롤 섭취 제한을 하루에 300 mg으로 낮췄습니다.심혈관 [63]질환

미국 심장 협회와 미국 심장 대학의 2013년 보고서는 임상의와 소비자들이 실행하기 어렵기 때문에 특정 콜레스테롤 제한보다는 건강한 식습관에 초점을 맞출 것을 권고했습니다.그들은 콜레스테롤이 [64]낮은 DASH와 지중해 식단을 추천합니다.미국 심장 협회의 2017년 리뷰는 심혈관 질환의 [65]위험을 줄이기 위해 포화 지방을 다불포화 지방으로 바꿀 것을 권고하고 있습니다.

일부 보충 지침에서는 하루 1.6~3.0g 범위의 피토스테롤을 권장하고 있습니다(보건 캐나다, EFSA, ATP III, FDA).최근 메타분석 결과 LDL-콜레스테롤이 하루 평균 [66]2.1그램으로 12% 감소한 것으로 나타났습니다.피토스테롤로 보충된 식단의 이점 또한 [67]의문시되고 있습니다.

임상적 의의

고콜레스테롤혈증

주요 기사:고콜레스테롤혈증 및 지질학적 가설
남성과 여성의 콜레스테롤혈증과 사망률 <50세 이상 60세 미만>

지질학적 가설에 따르면, 혈중 콜레스테롤 수치가 상승하면 동맥경화증을 초래하고, 이는 심장마비, 뇌졸중, 말초동맥 질환의 위험을 증가시킬 수 있습니다.특히 LDL 농도가 더 높고 LDL 입자 크기가 더 작은 혈액 LDL은 HDL [7]입자의 콜레스테롤 함량보다 이 과정에 더 많은 기여를 하기 때문에 LDL 입자는 종종 "나쁜 콜레스테롤"이라고 불립니다.세포와 죽상에서 콜레스테롤을 제거할 수 있는 고농도의 기능성 HDL은 보호 기능을 제공하며 흔히 "좋은 콜레스테롤"이라고 불립니다.이러한 균형은 대부분 유전적으로 결정되지만, 체성분, 약물, [68]식이요법 및 기타 요인에 의해 [69]변경될 수 있습니다.2007년의 한 연구는 혈중 총 콜레스테롤 수치가 심혈관계와 총 사망률에 기하급수적인 영향을 미치며, 젊은 피실험자들에게서 연관성이 더 뚜렷하다는 것을 보여주었습니다.심혈관계 질환은 젊은 층에서 비교적 드물기 때문에 고콜레스테롤이 건강에 미치는 영향은 노년층에서 [70]더 큽니다.

총 콜레스테롤 수치보다는 지단백 분율, LDL, IDL, VLDL의 수치가 상승한 것이 죽상동맥경화증의 [71]정도와 진행 정도와 상관관계가 있습니다.반대로, 총 콜레스테롤은 정상 한계 내에 있을 수 있지만, 주로 작은 LDL 입자와 작은 HDL 입자로 구성되어 있으며, 이는 혈청학적 성장률이 높은 조건입니다.IDEAL과 EPIC 전향적 연구의 사후 분석은 높은 수준의 HDL 콜레스테롤(폴리포단백질 A-I 및 폴리포단백질 B에 대해 조정됨)과 심혈관 질환의 위험 증가 사이의 연관성을 발견하여 "좋은 콜레스테롤"[72][73]의 심장 보호 역할에 의문을 제기했습니다.

약 250명 중 한 명은 가족성 고콜레스테롤혈증을 [74]일으키는 LDL 콜레스테롤 수용체의 유전적 변이를 가질 수 있습니다.고콜레스테롤 유전자에는 PCSK9 유전자와 폴리포단백질 [75]B 유전자의 유전자 변이도 포함될 수 있습니다.

콜레스테롤 수치의 상승은 포화지방, 트랜스지방, 그리고 높은 콜레스테롤 [76][77]음식을 줄이거나 없애는 식단에 의해 치료될 수 있고, 종종 스타틴, 섬유질, 콜레스테롤 흡수 억제제, 단일클론항체요법 (PCSK9 억제제)과 같은 다양한 저지질혈증 치료제들 중 하나에 이어집니다.니코틴산 유도체 또는 담즙산 격리제.[78]고콜레스테롤혈증의 [79]치료에 관한 몇 가지 국제적인 지침이 있습니다.

스타틴으로 알려진 HMG-CoA 환원효소 억제제를 사용한 인간 실험은 지단백 수송 패턴을 건강에 좋지 않은 패턴에서 건강한 패턴으로 바꾸는 것이 심혈관 질환 발생률을 현저히 낮추는 것을 반복적으로 확인했는데,[80] 심지어 현재 성인의 콜레스테롤 수치가 낮다고 간주되는 사람들의 경우에도 마찬가지입니다.스타틴의 사용으로 LDL 콜레스테롤 수치를 약 38.7 mg/dL 감소시키는 것이 심혈관 질환 및 뇌졸중 위험을 약 21%[81] 감소시킬 수 있다는 연구 결과가 있습니다.스타틴이 호르몬의 [82]진행을 줄여준다는 연구 결과도 나왔습니다.결과적으로 심혈관 질환의 병력이 있는 사람들은 콜레스테롤 수치와 관계없이 스타틴으로부터 이익을 얻을 수 있고(총 콜레스테롤은 5.0 mmol/L [193 mg/dL][83] 이하), 심혈관 질환이 없는 남성의 경우 비정상적으로 높은 콜레스테롤 수치("1차 예방")[84]를 낮추는 이점이 있습니다.여성의 1차 예방은 원래 [85]남성에 대한 연구에서 발견된 결과의 확장으로만 실행되었습니다. 여성의 경우 2007년 이전에 수행된 대형 스타틴 실험 중 전체 사망률 또는 심혈관 엔드포인트에서 [86]유의한 감소를 입증한 것이 없었기 때문입니다.메타분석을 [87]통해 성별에 따른 현저한 이질성 없이 모든 원인과 심혈관 사망률이 유의하게 감소하는 것으로 나타났습니다.

심장병 위험
레벨 해석
mg/dL mmol/L
< 200 < 5.2 바람직한 수준
(저위험)
200–240 5.2–6.2 경계 고위험군
> 240 > 6.2 고위험

1987년 국가 콜레스테롤 교육 프로그램, 성인 치료 패널의 보고서에 따르면 총 혈중 콜레스테롤 수치는 200 mg/dL 정상 혈중 콜레스테롤, 200–239 mg/dL 경계선 높이,[88] 240 mg/dL 높은 콜레스테롤입니다.American Heart Association은 총(금식) 혈중 콜레스테롤 수치와 심장 [76]질환의 위험에 대한 유사한 지침을 제공합니다.스타틴은 LDL 콜레스테롤 저하에 효과적이며 심혈관 질환 고위험군의 1차 예방은 물론 심혈관 [89]질환이 발생한 사람의 2차 예방에도 널리 사용됩니다.

현재 검사 방법은 LDL(나쁨)과 HDL(좋음) 콜레스테롤을 별도로 결정하므로 콜레스테롤 분석을 더 미묘하게 할 수 있습니다.바람직한 LDL 수치는 100 mg/dL(2.6 mmol/L)[90][91] 미만으로 간주됩니다.

혈액 검사의 기준 범위는 보통 뿐만 아니라 최적의 HDL, LDL, 총 콜레스테롤의 질량 및 어금니 농도 수준을 보여주며, 즉, 가장 높은 농도를 가진 혈액 구성 요소 중에서 오렌지 색상으로 나타납니다.

총콜레스테롤은 HDL, LDL, VLDL의 합으로 정의되며, 보통 총콜레스테롤, HDL, 중성지방만을 측정합니다.비용상의 이유로, VLDL은 대개 중성지방의 1/5로 추정되고 LDL은 Friedewald 공식(또는 변형)을 사용하여 추정됩니다: 추정 LDL = [총 콜레스테롤] - [총 HDL] - [추정 VLDL].중성지방이 400mg/dL를 초과할 경우 직접 LDL 측정을 사용합니다.중성지방이 400 mg/dL [92]이상일 때 추정된 VLDL과 LDL의 오차가 더 큽니다.

프레밍햄 심장 연구에서 총 콜레스테롤 수치가 10mg/dL(0.6mmol/L) 증가할 때마다 30년 전체 사망률은 5%, CVD 사망률은 9% 증가했습니다.50세 이상 대상자는 전체 사망률이 11% 증가한 반면, 총 콜레스테롤 수치가 1mg/dL(0.06mmol/L)당 심혈관 질환 사망률은 14% 증가했습니다.연구원들은 이 현상을 질병 자체가 사망 위험을 높이는 역인과(reverse cause) 때문인 것으로 보고 체중 감소와 식사 불능 등 수많은 요인들을 변화시켜 혈청 콜레스테롤을 [93]낮추게 됩니다.이 효과는 Vorarlberg 건강 모니터링 및 홍보 프로그램에서 모든 연령대의 남성과 50세 이상의 여성에게서도 나타났습니다.이 그룹들은 186 mg/dL (10.3 mmol/L) 이하의 매우 낮은 총 콜레스테롤을 가진 암, 간 질환, 그리고 정신 질환으로 사망할 가능성이 더 높았습니다.이 결과는 젊은 응답자들 사이에서도 저콜레스테롤 효과가 발생한다는 것을 나타내며,[94] 이것이 나이에 따라 발생하는 허약의 지표라는 노인 집단의 이전의 평가와 모순됩니다.

저콜레스테롤혈증

비정상적으로 낮은 수준의 콜레스테롤을 저콜레스테롤혈증이라고 합니다.이 상태의 원인에 대한 연구는 비교적 제한적이지만, 일부 연구들은 우울증, 암, 뇌출혈과의 연관성을 제시합니다.일반적으로 낮은 콜레스테롤 수치는 근본적인 [70]질병의 원인이라기 보다는 결과로 보입니다.콜레스테롤 합성의 유전적 결함은 스미스-렘리-오피츠 증후군을 유발하는데, 이것은 종종 낮은 혈장 콜레스테롤 수치와 관련이 있습니다.갑상선 기능 항진증이나 LDL 수용체의 상향 조절을 유발하는 다른 내분비 장애는 저콜레스테롤혈증을 [95]일으킬 수 있습니다.

테스트

미국 심장 협회는 20세 [96]이상의 사람들에게 4년에서 6년마다 콜레스테롤을 검사할 것을 권장합니다.2013년에 발표된 별도의 미국 심장 협회 지침에 따르면 스타틴 약물을 복용하는 사람들은 처음 복용한 후 4-12주 후에 콜레스테롤 검사를 받아야 하며 그 후 [97][98]3-12개월마다 검사를 받아야 합니다.45세에서 65세 사이의 남성과 55세에서 65세 사이의 여성은 1-2년마다 콜레스테롤 검사를 받아야 하며, 65세 이상의 노인은 매년 검사를 [97]시행해야 합니다.

12시간의 금식 후 혈액 샘플을 의료 전문가가 팔 정맥에서 채취하여 a) 총 콜레스테롤, b) HDL 콜레스테롤, c) LDL 콜레스테롤 및 d) 중성 [3][97]지방에 대한 지질 프로필을 측정합니다.결과는 총 콜레스테롤, HDL 및 중성지방의 [3]계산을 나타내는 "계산"으로 표현될 수 있습니다.

콜레스테롤은 사람이 총 콜레스테롤이 5.2 mmol/L 이하(200 mg/dL), HDL 값이 1 mmol/L 이상(40 mg/dL, "높을수록 좋다"), LDL 값이 2.6 mmol/L 미만(100 mg/dL), 중성지방 수치가 1.7 mmol/L 미만(150 mg/dL)[97][3]인 경우 "정상" 또는 "바람직한" 수준을 확인하기 위해 검사됩니다.당뇨병, 고혈압, 관상동맥질환 가족력, 협심증과 같은 생활습관, 노화 또는 심혈관계 위험인자를 가진 사람의 혈중 콜레스테롤은 다양한 [97]수준에서 평가됩니다.

상호작용경로지도

아래의 유전자, 단백질 및 대사 물질을 클릭하여 각 기사로 연결합니다. [§ 1]

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Statin 경로 편집
  1. ^ 대화형 경로 맵은 WikiPathways에서 편집할 수 있습니다."Statin_Pathway_WP430".

콜레스테릭 액정

일부 콜레스테롤 유도체(다른 단순 콜레스테롤 지질 중에서도)는 액체 결정성 "콜레스테롤 상"을 생성하는 것으로 알려져 있습니다.콜레스테릭 상은 사실 카이랄 네마틱 상이고, 온도가 변하면 색이 변합니다.따라서 콜레스테롤 유도체는 액정 디스플레이 온도계와 온도에 민감한 [citation needed]페인트에서 온도를 표시하는 데 유용합니다.

입체이성질체

천연 콜레스테롤(위) 및 엔트콜레스테롤(아래)

콜레스테롤은 8개의 입체 중심에서 발생하는 256개의 입체 이성질체를 가지고 있지만, 입체 이성질체 중 오직 2개만이 생화학적인 중요성을 가지고 있고 (자연 이성질체와 에난티 이성질체에 대해서는 각각 [99][100]낫콜레스테롤과 엔콜레스테롤), 단 하나만이 자연적으로 발생합니다 (낫콜레스테롤).

추가영상

참고 항목

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