Colesterol

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Colesterol
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Información general
Nombre,símbolo,número:Colesterol, C27H46O
Serie química:Esterol
Densidad:1.052 kg/m3, 1.052 g/cm3
Apariencia:Polvo cristalino blanco
Propiedades físicas
Punto de fusión:421,15 K (148 °C)
Punto de ebullición:633,15 K (360 °C)
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 kole (bilis) y 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.

Contenido

Características generales

Todas las células de los vertebrados en una u otra etapa del desarrollo producen colesterol. En el adulto, sin embargo, los principales sitios de síntesis son el intestino, el hígado y la piel. El tejido nervioso es en particular rico en colesterol. Es un componente de la mielina, una lipoproteína compleja que sirve como envoltura de los axones y se comporta como un aislante. El colesterol en los tejidos y fluidos del cuerpo se encuentra siempre en combinación con proteínas (lipoproteínas).

En los humanos y otros omnívoros, y en los carnívoros, existe un consumo continuo de colesterol a través de los alimentos, aunque el esteral es absorbido de manera ineficiente. El colesterol de la dieta complementa el producido por la biosíntesis. Los esteróles de plantas no son absorbidos por estas especies y están ausentes en los esteróles de los tejidos. Los herbívoros absorben el colesterol y están relativamente indefensos contra su acumulación en los tejidos como resultado de un exceso en la alimentación.

El colesterol es un constituyente de algunos cálculos biliares y también existe en las placas arteriales características de la arteriesclerosis. Muchas autoridades consideran los niveles elevados de colesterol en el plasma como un factor que ocasiona la arteriosclerosis, aunque otras piensan que su infiltración es una consecuencia del daño primario a las paredes arteriales. Todos concuerdan en que los dos factores: un alto nivel de colesterol en el plasma y una lesión en la pared arterial, se hallan íntimamente asociados en la formación de las placas arteriales. La arteriosclerosis es una causa importante de muerte en los humahumanos; por ello controlar el nivel de colesterol es fundamental.

Eliminación

Existen dos rutas principales para la eliminación del colesterol del cuerpo. La primera es por su excreción en la bilis y en grado mucho menor a través de las paredes del intestino delgado. El colesterol biliar se mezcla en el intestino con el colesterol de la dieta; una porción es reabsorbida por la vía de la circulación enterohepática y manejado indistintamente del colesterol de la dieta. La porción no absorbida es metabolizada por las bacterias del tracto gastrointestinal y forman una variedad de productos, el principal de los cuales es el coprostanol. Este último no se reabsorbe, sino que es eliminado.

La segunda ruta conduce a la producción de ácidos biliares, los cuales difieren con la especie; estos ácidos son conjugados con compuestos tales como glicina y taurina y son excretados en la bilis. Sirven como detergentes para promover la emulsificación de grasa en el intestino y son a su vez parcialmente reabsorbidos en la circulación enterohepática, junto con los productos de la digestión de grasas, y reutilizados.

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 carbociclos condensados o fundidos, denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones:

  • Dos radicales metilo en las posiciones C-10 y C-13.
  • Una cadena alifática ramificada de 8 carbonos en la posición C-17.
  • Un grupo hidroxilo en la posición C-3.
  • 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).

Regulación

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).
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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:

Avances reconocidos

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

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

  • 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.
  • Precursor de la vitamina D: esencial en el metabolismo del calcio.
  • Precursor de las hormonas sexuales: progesterona, estrógenos y testosterona.
  • Precursor de las hormonas corticoesteroidales: cortisol y aldosterona.
  • Precursor de las sales biliares: esenciales en la absorción de algunos nutrientes lipídicos y vía principal para la excreción de colesterol corporal.
  • Precursor de las balsas de lípidos.

Transporte del colesterol e hipercolesterolemia

Trastornos del metabolismo del colesterol en los humanos.
Trastornos del metabolismo del colesterol en los humanos.

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.

Papel causal

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.
Colesterol 2.jpg

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.

Definición clínica

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.

Fuentes