Colesterolo Svelato: Scopri il Nome Chimico e la Struttura Segreta!

Il colesterolo (dal greco χολή, "bile", e στερεός, "solido") deve il suo nome all'essere stato identificato per la prima volta nei calcoli biliari. È una sostanza di fondamentale importanza biologica in quanto possiede funzioni energetiche, è un costituente di membrane e guaine, è precursore di numerose sostanze organiche. Il colesterolo è il substrato indispensabile nella produzione degli ormoni steroidei (cortisolo e altri ormoni del surrene, ormoni delle gonadi maschili e femminili) ed è componente strutturale indispensabile per l'integrità e la funzione delle membrane cellulari di tutte le cellule dell'organismo.

Storia e Nomenclatura

Il colesterolo, isolato nella seconda metà del Settecento dal chimico francese Poulletier de la Salle (De Fourcroy 1789) dall'estratto alcolico di calcoli biliari umani, dei quali è il principale costituente, ricevette inizialmente il nome di colesterina da M.-E. Chevreul (1816). Solo all'inizio del 20° secolo venne chiamato colesterolo, a indicare la natura chimica di alcol (la primitiva denominazione è peraltro tuttora in uso in molti paesi, soprattutto di lingua non inglese).

Struttura Chimica del Colesterolo

Chimicamente, si tratta di un composto aliciclico, la cui struttura comprende il nucleo del ciclopentanoperidrofenantrene con i suoi quattro anelli, un ossidrile in posizione C₃, un doppio legame tra C₅ e C₆, una catena idrocarburica ramificata a 8 atomi di carbonio nella posizione C₁₇, e due gruppi metilici nelle posizioni C₁₀ e C₁₃. La struttura generale è la stessa degli acidi biliari, degli ormoni steroidei gonadici e surrenali, e della vitamina D, tutte sostanze che hanno nel colesterolo il loro precursore.

Caratteristiche Chimico-Fisiche

Il colesterolo ha una struttura molecolare piuttosto dissimile a quella della maggior parte dei lipidi ma viene annoverato in questo gruppo per la sua insolubilità in acqua. La sua solubilità in acqua è molto bassa, e ancora minore è quella dei prodotti della sua esterificazione in posizione C₃, con un acido grasso a catena lunga, che ne aumenta infatti il carattere idrofobico. In circolo, il colesterolo si trova per circa il 30% come tale (colesterolo libero), e per il restante 70% in forma esterificata.

Fanno parte della famiglia dei lipidi molte sostanze a base di colesterolo: gli steridi (esteri del colesterolo con un acido grasso), gli acidi biliari, gli ormoni sessuali e altri composti steroidei.

Funzioni Biologiche del Colesterolo

Pur non avendo il colesterolo funzioni energetiche, la sua importanza biologica è grandissima, in quanto è un costituente di tutte le membrane cellulari degli organismi animali, di gran parte di quelle intracellulari, nonché delle guaine mieliniche dei neuroni centrali e periferici. Il colesterolo è un componente delle membrane cellulari (ad eccezione delle cellule batteriche): il 25% del peso secco della membrana cellulare del globulo rosso è colesterolo ed esso costituisce il componente principale della guaina mielinica (la membrana lipidica che avvolge le fibre nervose ad alta conducibilità per velocizzare l'impulso nervoso). Inoltre, il colesterolo è, come già detto, il diretto precursore degli acidi biliari e di numerosi composti steroidei di natura ormonale o vitaminica. Gli ormoni steroidei vengono prodotti, a partire dal colesterolo non esterificato, a livello delle gonadi e della corteccia surrenale.

Metabolismo del Colesterolo

Il colesterolo presente nel plasma ha origini diverse:

Dietetica, vale a dire dal colesterolo contenuto negli alimenti.
Biliare, cioè dal colesterolo eliminato come tale nella bile o recuperato attraverso il circolo enteroepatico.
Dalle cellule intestinali desquamate, nelle quali è stato sintetizzato (si tratta di quantità trascurabili).
Endogena, per biosintesi ex novo a partire dall'acetato. Viene perciò sintetizzato in quasi tutte le cellule a partire da un composto intermedio della via metabolica del glucosio (acetil-CoA).

Il colesterolo può essere di origine esogena se assunto attraverso l'alimentazione (carne e in particolare cervello, latticini, tuorlo d'uovo) o di origine endogena se sintetizzato dal fegato a partire da acidi grassi insaturi, in quantità inversamente proporzionale alla quantità introdotta con la dieta. Nel caso nell'organismo scarseggino gli insaturi, il fegato utilizza per la suddetta sintesi acidi grassi saturi; tuttavia in tal caso si formano composti scarsamente solubili che si depositano nelle arterie, favorendo la formazione delle placche ateromatose. Al colesterolo prodotto si aggiunge quello introdotto con l'alimentazione (valutabile in circa 300 mg/giorno): l'equilibrio della concentrazione di colesterolo nell'organismo viene mantenuto dal fegato con l'eliminazione attraverso la bile nelle feci di 1200 mg/giorno.

Il colesterolo apportato con gli alimenti o recuperato dalla bile attraverso il circolo enteroepatico ammonta a circa 0,5-2 g al giorno, e per quasi il 90% si trova in forma libera; il restante 10% esterificato viene idrolizzato da un'esterasi specifica pancreatica. Il colesterolo libero (provvisto di una certa polarità) entra nella composizione delle micelle miste e diffonde liberamente nell'enterocita a livello del digiuno; all'interno della cellula intestinale esso viene in parte riesterificato e, insieme alla quota sintetizzata in situ, incorporato nei chilomicroni (v. lipoproteine). L'entità dell'assorbimento dipende dalla quantità di colesterolo presente nel lume intestinale (al di sopra di certi valori non ne viene più assorbito); anche la presenza di steroli vegetali, che competono con il colesterolo, e il particolare fenotipo dell'apolipoproteina E sono in grado di condizionare l'assorbimento.

La biosintesi endogena a partire dall'acetato comporta una sequenza di eventi, il cui punto-chiave è rappresentato dalla trasformazione dell'idrossimetilglutaril-coenzima A (HMG-CoA, Hydroxymethyl-glutaryl coenzyme A) in acido mevalonico, catalizzata dall'HMG-CoA reduttasi. L'entità della colesterolosintesi dipende dalle esigenze funzionali delle cellule, soprattutto epatiche: se la quantità di colesterolo introdotta con la dieta è insufficiente, la sintesi aumenta per soddisfare il fabbisogno di tessuti e organi; se, al contrario, è sufficiente per venire incontro alle richieste organiche, il colesterolo stesso provoca una retroinibizione della propria sintesi, agendo a livello dell'enzima chiave HMG-CoA reduttasi.

Per quanto riguarda il destino del colesterolo, poiché la maggior parte del suo metabolismo (circa il 70%) ha luogo a livello del fegato, preminente è la sua eliminazione attraverso la bile, come tale in forma libera o previa trasformazione negli acidi biliari primari colico e chenodesossicolico. Nell'organismo vi sono circa 60 g di colesterolo, i 2/3 dei quali si trovano in un pool relativamente stabile costituito da cute, tessuto adiposo e tessuto muscolare; il restante terzo costituisce un pool relativamente più mobile, che circola attraverso il fegato. Il meccanismo primario per l'allontanamento del colesterolo dal fegato è la sua trasformazione in acidi biliari a opera della 7α-colesterolo idrossilasi: il consumo di colesterolo in questo processo è ulteriormente esaltato dalla formazione preferenziale di acido chenodesossicolico anziché di acido colico, e dalla coniugazione con taurina anziché con glicina. Infatti, sia l'acido chenodesossicolico sia i tauroconiugati solubilizzano una maggior quantità di colesterolo libero, che può pertanto essere secreto come tale nella bile. Una volta penetrati nell'intestino, gli acidi biliari e il colesterolo libero vengono riassorbiti nel circolo enteroepatico, i primi per il 95% e il secondo per il 50%. Il blocco del circolo enteroepatico porta all'eliminazione all'esterno di una maggior quantità di tali composti, con la conseguenza di una riduzione dei rispettivi pool mobili.

Per rifornire il pool carente degli acidi biliari viene attivata la 7α-colesterolo idrossilasi, e ciò provoca a monte una riduzione del contenuto in colesterolo dell'epatocita, alla quale contribuisce anche la mancata ricircolazione del colesterolo secreto direttamente nella bile.

Colesterolo LDL e HDL

In effetti, il colesterolo viene spesso suddiviso in due categorie: “colesterolo buono” e “colesterolo cattivo”. Questa distinzione dipende dalle proteine che lo trasportano nel sistema sanguigno. Infatti, i grassi non possono viaggiare liberamente nel sangue, costituito prevalentemente da acqua: come l’olio nell’acqua, non resta in sospensione. Quindi, il colesterolo è trasportato da delle proteine (lipoproteine).

LDL (lipoproteine a bassa densità) trasportano il colesterolo sintetizzato dal fegato (definito colesterolo LDL) al resto del corpo.
HDL (lipoproteine ad alta densità) rimuovono il colesterolo in eccesso dai diversi tessuti e lo trasportano nuovamente al fegato, che lo eliminerà.

Il colesterolo alimentare giunge al fegato, da dove viene riversato nel sangue sotto forma di lipoproteine con elevato contenuto di lipidi (VLDL, very low density lipoproteins). Le LDL, come tali o dopo essere state alterate per processi ossidativi, possono depositarsi nella parete dei vasi sanguigni ed essere inglobate dai macrofagi (cellule che fanno parte della difesa immunitaria) che vi si trovano se la parete del vaso è danneggiata.

Infine troviamo le HDL, prodotte dal fegato e dall’intestino tenue, le quali sono lipoproteine ad alta densità, costituite per la maggior parte da materiale proteico, più denso rispetto ai lipidi.

Ipercolesterolemia e Rischi Cardiovascolari

L'ipercolesterolemia può essere oggi considerata il più importante fattore di rischio coronarico (e di altre complicanze d'organo dell'aterosclerosi) modificabile (v. arteriosclerosi; rischio). I dati epidemiologici al riguardo sono pressoché univoci. I livelli medi di colesterolemia sono significativamente correlati con l'incidenza di coronaropatie, e ciò sia nel confronto tra popolazioni diverse sia all'interno di una medesima popolazione. L'andamento del rischio legato a questa variabile è inizialmente lineare e tende poi a divenire esponenziale. Una correlazione simile a quella che si osserva tra colesterolemia e incidenza di cardiopatia coronarica è rilevabile anche tra consumo di grassi saturi (che è uno dei maggiori determinanti della colesterolemia) e la stessa incidenza. Correlazioni significative tra dieta e colesterolemia non si sono peraltro mai riscontrate a livello individuale, ma ciò può essere facilmente spiegato sulla base dei concetti statistici di variabilità intra- e interindividuale.

Anche gli studi sulle popolazioni migranti (per es. sui giapponesi viventi in patria o stabilitisi, nella loro migrazione verso oriente, alle isole Hawaii o in California) confermano l'importanza dei fattori ambientali (probabilmente di natura dietetica), oltre che di quelli genetici. Tutti questi dati, a supporto di numerose evidenze cliniche e sperimentali, relative quest'ultime alla possibilità di indurre lesioni aterosclerotiche in numerosi animali di laboratorio per mezzo di diete ricche di colesterolo o di acidi grassi saturi, hanno portato alla formulazione della cosiddetta ipotesi lipidica della cardiopatia coronarica; questa teoria, certamente troppo semplicistica, in quanto il problema eziopatogenetico delle coronaropatie (e, più in generale, delle complicanze d'organo dell'aterosclerosi) non può essere ridotto a questa unica dimensione, contiene peraltro una buona parte di verità.

L’aterosclerosi è la prima responsabile di due delle tre principali cause di morte nei paesi industrializzati: l’infarto al miocardio e l’infarto cerebrale (ictus), la cui causa può essere la produzione non controllata di colesterolo nell’organismo. Ciò che scatena l’aterosclerosi è una disfunzione endoteliale ovvero una disfunzione del tessuto interno che riveste il lume del vaso. Alcune proteine di adesione richiamano monociti e linfociti che penetrano nella placca. Il colesterolo trasportato dalle LDL si accumula nelle zone in cui avviene il danno endoteliale, e, sequestrato dall’azione antiossidante degli elementi circolanti nel sangue, si ossida. Il persistere dell’infiammazione genera la formazione di una capsula fibrosa che circonderà i macrofagi ed i lipidi fagocitati, isolando l’area danneggiata dell’endotelio; le cellule muscolari migrano nella tonaca intima dell’arteria, verso il lume del vaso: si moltiplicano e rilasciano collagene, elastina e matrice extracellulare, contribuendo ad accrescere la placca fibrosa, mentre i lipidi ossidati e le cellule morte saranno confinate al centro della placca fibrosa. La placca può continuare a crescere fino a provocare l’occlusione del vaso. Le lesioni aterosclerotiche si sviluppano in ordine di frequenza: nell’aorta addominale, nelle arterie coronarie, nelle arterie della gamba, nel tratto discendente dell’aorta toracica, nell’arteria carotide interna e nel circolo di Willis.

Prevenzione e Trattamento dell'Ipercolesterolemia

In seguito alle indicazioni fornite dagli studi epidemiologici longitudinali di tipo osservazionale, sin dalla fine degli anni Cinquanta ebbero inizio i tentativi di verificare la validità dell'ipotesi della reversibilità del rischio, mediante esperimenti di prevenzione della cardiopatia coronarica attraverso la riduzione della colesterolemia con vari mezzi, sia dietetici sia farmacologici.

Sulla base delle numerose evidenze di ordine sperimentale, clinico ed epidemiologico ormai esistenti riguardo ai rapporti tra aumentati livelli di colesterolo e cardiopatia coronarica, la comunità scientifica statunitense, con la Consensus conference di Bethesda del dicembre 1984 (Consensus development conference 1985) affermava il valore causale della colesterolemia elevata e l'efficacia della sua riduzione a fini preventivi, chiudendo un'epoca di dubbi e di polemiche e dando così l'avvio all'era delle realizzazioni pratiche. Analoghi pronunciamenti si ebbero in seguito in numerosissimi paesi, tra cui l'Italia (Consiglio nazionale delle ricerche 1986).

Negli Stati Uniti, l'importanza e la dimensione del problema portarono presto all'elaborazione di un programma nazionale di educazione sul colesterolo (National heart, lung, and blood institute 1988), che forniva le linee-guida per il trattamento della colesterolemia negli adulti dai 20 anni in su, e i cui punti principali erano i seguenti:

Il livello del colesterolo totale (determinato in almeno due occasioni per confermarne i valori, prima di intraprendere qualsiasi azione) deve essere adottato per l'identificazione occasionale e per la classificazione iniziale dei soggetti, nonché per il monitoraggio del trattamento dietetico.
Il colesterolo-LDL (la frazione di colesterolo circolante legata alle lipoproteine a bassa densità; v. lipoproteine) viene invece considerato quale indice-chiave per assumere qualsiasi decisione in merito a un eventuale trattamento farmacologico.
I tagli che definiscono le varie classi di rischio, come pure gli obiettivi del trattamento dietetico e farmacologico, non sono specifici per età o per sesso.
La presenza di cardiopatia coronarica in atto o di altri fattori di rischio coronarico influenza il piano terapeutico.
I tagli per la terapia farmacologica creano una barriera di protezione nei confronti di un uso inappropriato o troppo facile dei farmaci ipocolesterolemizzanti.

Sulla base della colesterolemia sia totale sia -LDL, vengono inoltre raccomandati schemi di follow-up. Viene ribadito che in questo campo le misure dietetiche costituiscono il fondamento della terapia (come già quello della prevenzione), e che su di esse occorre concentrare ogni sforzo prima di dare inizio a un trattamento farmacologico.

Più recentemente, altre linee-guida sono state proposte anche da un comitato di studio internazionale della European society of cardiology, della European atherosclerosis society, e della European society of hypertension, che ha fornito gli indirizzi strategici per l'intervento preventivo (a livello individuale e di popolazione) e indicato i principi per il trattamento dei singoli fattori di rischio, tra i quali in primo luogo gli elevati livelli di colesterolo e di altri lipidi plasmatici. In questo documento sono anche prese in considerazione alcune situazioni particolari, quali quelle della donna, dell'anziano e del soggetto in età evolutiva, e sottolineata l'importanza della prevenzione secondaria.

Riguardo a quest'ultima, vi è da dire che mentre un rapporto costo/beneficio favorevole non è stato dimostrato per l'uso di farmaci ipolipidemizzanti nella prevenzione primaria della cardiopatia coronarica (salvo che in caso di alti livelli sierici di colesterolo, o di coesistenza di più fattori di rischio, o di impiego di composti poco costosi e/o altamente efficaci), chiaro appare invece il vantaggio, anche in termini economici, del trattamento dei pazienti con cardiopatia ischemica in atto.

La tendenza all'impiego dei farmaci ipolipidemizzanti, prevalentemente in ambito di prevenzione secondaria, si sta sempre più affermando, ed è già stata accettata dalle autorità sanitarie di numerosi paesi.

Linee Guida per la Colesterolemia

La classificazione attuale si basa su specifici limiti relativi al c. totale e alle quote che circolano legate a lipoproteine dalla densità variabile (HDL e LDL). Nello specifico, si considerano ‘desiderabili’ valori di c. totale inferiori a 200 mg/dl ed elevati quelli superiori a 240 mg/dl. In relazione al rischio cardiovascolare, particolare attenzione è concentrata sul c. LDL, considerato come il principale responsabile del rischio aterogeno; per tale frazione della colesterolemia i valori ‘ottimali’ sono scesi al di sotto di 100 mg/dl, considerando già ‘moderatamente elevato’ il vecchio limite di 130 mg/dl.

Valori desiderabili:

Colesterolo totale: inferiore a 200 mg/dl (sotto i 17 anni, fino a 170 mg/dl)
Colesterolo LDL: inferiore a 100 mg/dl
Colesterolo HDL: almeno 50 mg/dl

Alimentazione e Stile di Vita

La prevenzione è la strategia principale per mantenere la colesterolemia entro i livelli consigliati.

Controllo del peso corporeo. In particolare, è utile tenere d’occhio il girovita. In media, sono ideali valori inferiori a 80 cm per la donna e a 94 cm per gli uomini.
Evitare il fumo.
Evitare gli alcolici.

Un’alimentazione sana può ridurre il colesterolo nel sangue (colesterolemia) fra il 10 e il 15%. La principale fonte alimentare di colesterolo sono gli acidi grassi saturi, il cui nome deriva dalla loro particolare struttura chimica.

Cibi da preferire

Acidi grassi insaturi, presenti soprattutto negli oli vegetali.
Aumentare l’apporto di vegetali, mangiando molta frutta, verdura e legumi.
Legumi e frutta a guscio.
Verdura e frutta. Ogni giorno sono consigliate 2-3 porzioni di verdure e 2 di frutta, che forniscono fibra, riempiono e contribuiscono, con le vitamine e gli antiossidanti, a ridurre la presenza di radicali liberi che, oltre a danneggiare direttamente i cellule e tessuti, formano l‘LDL ossidato.
Il giusto condimento. Sono da preferire oli vegetali polinsaturi o monoinsaturi, primo fra tutti l’olio extravergine di oliva, ma anche quelli di semi (soia, girasole, mais, arachidi).
Pesce. La ricchezza di omega 3 rende il pesce un alimento consigliato per chi ha problemi di colesterolo.
Carne bianca. Le carni bianche (pollo, coniglio, tacchino) sono da preferirsi perché più magre.

Cibi da evitare o limitare

Alimenti ricchi di grassi saturi, in particolare condimenti derivanti da grassi animali (come condimenti come burro, lardo, strutto, panna), carni rosse (soprattutto se processate) e formaggi (pecorino, formaggio spalmabile e parmigiano).
Frattaglie (fegato, cervello, reni) e insaccati ad elevato tenore in grassi saturi.
Bevande alcoliche, soprattutto nei casi di ipercolesterolemia associata a ipertrigliceridemia.
Zuccheri semplici come glucosio, saccarosio e fruttosio, soprattutto da bevande zuccherate.
Sale.

Un classe di farmaci che agiscono inibendo l’attività dell’enzima 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA-reduttasi, che catalizza la prima reazione limitante nella biosintesi del c., sembra particolarmente efficace nella terapia dell’ipercolesterolemia familiare.