Scopri la Verità sul Colesterolo: Composizione Chimica e Funzioni Vitali nel Corpo Umano

Il colesterolo, una molecola di natura steroidea presente nel nostro organismo, è il lipide più conosciuto a causa della correlazione tra livelli elevati nel sangue e le malattie cardiovascolari. È stato identificato per la prima volta nei calcoli biliari, da cui il suo nome (dal greco χολή, "bile", e στερεός, "solido").

Definizione e Struttura Chimica del Colesterolo

Il colesterolo è una sostanza steroidea appartenente ai lipidi (grassi). Il termine deriva dal greco antico, χολή (colos = bile) e στερεός (stereos = solido, perché cristallizzabile). Nel 1815 è stato chiamato colesterina da Michel Eugène Chevreul e successivamente colesterolo nel 1894, dopo che ne era stata scoperta la natura alcolica da Marcellin Berthelot.

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.

Come sopra detto il colesterolo è una sostanza di natura steroidea. Infatti è costituito dal nucleo ciclopentanoperidrofenantrene: nucleo tetraciclico tipico degli steroidi.

Il colesterolo è una sostanza solida di struttura cristallina (forma due tipi di cristalli: aghiformi e poliedrici), quasi inodore, di colore bianco. E’ praticamente insolubile in acqua, moderatamente solubile in alcool e molto solubile nei solventi organici, in grassi e oli.

Funzioni Biologiche del Colesterolo

Importantissimo per l’organismo, svolge diverse funzioni. Il colesterolo svolge molte funzioni sia strutturali sia metaboliche. E’ un componente essenziale delle membrane di tutte le cellule animali, della guaina mielinica dei nervi, e’ un componente necessario per la crescita e la divisione cellulare, per lo sviluppo embrionale.

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. Inoltre, il colesterolo è 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.

Trasporto del Colesterolo nel Sangue: Lipoproteine

Per arrivare ai diversi distretti nei quali è utilizzato il colesterolo deve essere trasportato nel sangue. Nel sangue il colesterolo e i lipidi sono trasportati sotto forma di complessi macromolecolari di lipidi e proteine noti come lipoproteine.

Le lipoproteine possiedono un ruolo molto importante nella fisiologia dell'organismo umano: dal momento che il colesterolo e, i suoi esteri, come i trigliceridi e i fosfolipidi, sono insolubili in acqua, e quindi hanno bisogno di un trasportatore; ruolo assolto proprio dalle lipoproteine plasmatiche. Queste molecole, sono costituite da specifiche proteine trasportatrici, chiamate apolipoproteine, a cui si associano in proporzioni diverse fosfolipidi, colesterolo, esteri del colesterolo e trigliceridi.

Le lipoproteine sono formate da un nucleo centrale di lipidi idrofobici ovvero da trigliceridi o esteri del colesterolo, circondato da un involucro idrofilo formato da sostanze polari come fosfolipidi, colesterolo libero e apolipoproteine coniugate. Differiscono per composizione del nucleo lipidico, tipo di apoproteine, dimensioni e densità.

In base alla densità vengono classificate in:

Lipoproteine ad alta densità (HDL=high density lipoproteins)
Lipoproteine a bassa densità (LDL=low density lipoproteins)
Lipoproteine a densità molto bassa (VLDL=very low density lipoproteins)
Lipoproteine a densità intermedia (IDL=Intermediate Density Lipoprotein)
Chilomicroni
Frammenti di chilomicroni

HDL e LDL: Colesterolo "Buono" e "Cattivo"

La colesterolemia è la concentrazione delle lipoproteine plasmatiche che circolano nel sangue a digiuno. Viene distinta in colesterolemia totale, LDL, non-HDL (colesterolo totale - HDL, ovvero colesterolo VLDL, lDL e LDL ) e HDL.

I livelli di LDL sono correlati con il rischio cardiovascolare, infatti Il colesterolo trasportato dalle LDL viene chiamato «colesterolo cattivo». Mentre le HDL, che trasportano il 20-25% di colesterolo plasmatico, sono inversamente correlate al rischio cardiovascolare, infatti il colesterolo trasportato dalle HDL viene chiamato «colesterolo buono».

Le lipoproteine ad alta densità (da cui HDL, high density lipoprotein), hanno la funzione di rimuovere il colesterolo dai tessuti, e quindi anche dalle arterie, riportandolo al fegato. Il pericolo, quindi, si evidenzia quando abbiamo il colesterolo LDL elevato.

Formazione e Funzione delle LDL

Come si formano le lipoproteine a bassa densità (LDL) e quale funzione possiedono? Quando la dieta contiene più acidi grassi e colesterolo di quanto non sia immediatamente necessario come combustibile metabolico o come precursore di altre molecole, essi vengono tramutati da parte del fegato in trigliceridi o esteri del colesterolo e trasferiti a specifiche apolipoproteine formando le lipoproteine a densità molto bassa (VLDL).

Le VLDL sono trasportate attraverso il sangue dal fegato, al muscolo, al tessuto adiposo. Nei capillari di questi tessuti, l'attivazione della lipoproteina lipasi operata dall'apoC-II determina il rilascio di acidi grassi liberi, per assolvere alle funzioni cellulari.

Le LDL sono molto ricche di colesterolo e di esteri del colesterolo e l'apoB-100 è la loro principale apolipoproteina. Esse trasportano il colesterolo ai tessuti periferici extraepatici, come il muscolo, le ghiandole surrenali e il tessuto adiposo, che possiedono specifici recettori per le LDL che riconoscano l'apo-B100 e mediano l'assunzione del colesterolo e dei suoi esteri.

Le LDL trasportano anche il colesterolo ai macrofagi, talvolta trasformandoli in cellule schiumose. Le LDL che non sono state utilizzate dai tessuti e dalle cellule periferiche ritornano al fegato e vengono assorbite tramite i recettori delle LDL presenti sulla membrana plasmatica dell'epatocita.

Aterosclerosi e LDL

Tutte le lipoproteine contenenti apoB (soprattutto le LDL), con un diametro inferiore ai 70 nm, possono attraversare la barriera endoteliale, specialmente in presenza di una disfunzione endoteliale, dove rimangono poi intrappolate. Questa ritenzione delle lipoproteine contenenti apoB nelle pareti arteriali provoca un complesso processo che porta alla deposizione di lipidi e al principio di formazione di un ateroma.

Mediamente, le persone con elevati livelli plasmatici di lipoproteine contenenti ApoB, trattengono molte più particelle e accumulano lipidi molto più velocemente, definendo un quadro di crescita e progressione della placca aterosclerotica, molto veloce.

Il meccanismo alla base di questo fenomeno prevede che le cellule del sistema immunitario (monociti) vengano attratte dalle regioni in cui sono presenti questi accumuli di LDL e si differenziano in macrofagi, che possono internalizzare le LDL e il colesterolo che esse contengono.

In seguito all'accumulo dell'eccesso di colesterolo libero nelle cellule schiumose e nelle loro membrane, queste vanno incontro ad apoptosi. In un lungo arco di tempo, le arterie tendono progressivamente a occludersi, man mano che le placche costituite da materiale della matrice extra-cellulare, tessuto cicatriziale formatosi dalla muscolatura liscia e dalle rimanenze delle cellule schiumose diventano sempre più spesse.

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.

Fattori che Influenzano i Livelli di LDL

Abbiamo visto come alcuni fattori riguardanti lo stile di vita possano alterare i normali livelli di LDL nel plasma, tuttavia, esistono delle condizioni patologiche che si traducono sempre in elevati livelli di LDL che però non sono dovuti a scorrette abitudini di vita ma, piuttosto, a difetti genetici. L'esempio più classico di tali difetti è: l'ipercolesterolemia familiare.

È una patologia ereditaria che può colpire individui di tutte le etnie. Se non trattata, questa malattia genetica del metabolismo del colesterolo, può portare ad aterosclerosi e malattia cardiovascolare prematura e persino a morte, anche nei giovani.

L'ipercolesterolemia è associata a mutazioni di diversi geni, che porta il fegato a non riuscire a metabolizzare le LDL dalla circolazione. Le mutazioni autosomiche dominanti dei seguenti geni sono la causa dei principali casi di ipercolestrolemia familiare: LDLR (codifica per il recettore delle LDL), APOB (codifica per l'apolipoproteina B100, il ligando dei LDLR sulle LDL) e PCSK9 (codificante per la proproteina convertasi subtilisina/kexina di tipo 9, che si lega alle LDLR e ne promuove la degradazione intracellulare).

Mutazioni del recettore per le LDL (LDLR) sono le principali cause genetiche di alterati livelli di LDL nell'ipercolesterolemia familiare.

Dieta e Stile di Vita

Gli acidi grassi saturi (SFA) sono tra i principali fattori che influenzano le LDL (i livelli di LDL possono incrementare di 0,02 - 0,04 mmol/L o 0,8-1,6 mg/dL per ogni 1% addizionale di energia derivante dai grassi saturi). I carboidrati possiedono un effetto "neutrale" sulle LDL, tuttavia, un consumo eccessivo possiede un effetto sfavorevole sui trigliceridi plasmatici e sui livelli delle HDL.

Anche la perdita di peso influenza sia le LDL sia i livelli di trigliceridi, ma le proporzioni dell'effetto negli obesi è di piccola entità, infatti, un decremento delle LDL di 0,2 mmol/L (8 mg/dL) è stato osservato per ogni 10 kg di peso corporeo perso. La riduzione dei livelli delle LDL tramite l'attività fisica, ha dimostrato un addirittura un effetto più basso.

L'alimentazione e lo stile di vita possono essere importanti alleati nella lotta contro il rischio cardiovascolare e anche nella gestione di alterati livelli delle LDL.

In genere, il nostro fisico cerca di adattarsi a quello che mangiamo. Assieme a questi accorgimenti, non bisogna dimenticare l’importanza dell’attività fisica per avere un organismo sempre in forma. Un po’ di ginnastica di base può essere sufficiente ad allontanare molti fattori di rischio per la propria salute, accanto a una alimentazione sana e a uno stile di vita sano (p. es.

Interventi Farmacologici

È chiaro che in determinati casi si debba intervenire, oltre che con le indicazioni atte ad adottare uno stile di vita sano e attivo, tramite agenti farmacologici. La riduzione di colesterolo intracellulare, promuove l'incremento dell'espressione del recettore delle LDL sugli epatociti che, di fatto, aumentano l'assorbimento di LDL dal sangue, andando così a diminuire la concentrazione di LDL.

In natura esiste un prodotto, noto come riso rosso fermentato che possiede un effetto ipocolesterolemizzante che si espleta tramite un'azione statino-simile (inibisce HMG-Coa reduttasi), grazie all'azione della monacolina che rappresenta il componente bioattivo. Esistono anche altri meccanismi con cui è possibile ridurre i livelli di colesterolo, ad esempio il farmaco ezetimibe, inibisce l'assorbimento del colesterolo proveniente dalla dieta e di quello presente nella bile a livello dell'orletto a spazzola dell'enterocita; interagendo con la proteina Niemann-Pick C1-like 1, senza interferire con l'assorbimento di altri nutrienti.

La riduzione dell'assorbimento di colesterolo, innesca una maggiore espressione dei recettori per LDL, il che favorisce una riduzione del contenuto di colesterolo nel sangue.

Valori Ottimali di Colesterolo

L'organizzazione mondiale della sanità (OMS / WHO) consiglia il valore della colesterolemia totale inferiore a 200 mg/dl. Il rapporto ottimale colesterolo totale/HDL è non superiore a 5 per gli uomini e a 4,5 per le donne. L'unione dei due parametri (colesterolo LDL e rapporto colesterolo totale/HDL) consente una migliore predittività dei rischi di mortalità cardiovascolare.

Quando Consultare un Medico

Di conseguenza, chi è in presenza di un livello di colesterolo sopra la soglia dovrebbe sempre rivolgersi al proprio medico di famiglia per chiedere una diagnosi. Quest’ultima terrà ovviamente conto delle condizioni particolari del paziente (p. es.