Il colesterolo è una molecola appartenente alla famiglia dei grassi denominati steroli, dalle funzioni essenziali per la vita. Il colesterolo e i suoi metaboliti giocano un ruolo essenziale nel nostro organismo, partecipando ad un gran numero di processi di importanza fondamentale per il nostro benessere. Eppure il colesterolo è conosciuto soltanto per il ruolo deleterio che può avere in condizioni particolari, come uno dei responsabili di quei processi aterosclerotici che sono una delle principali cause di morte nel mondo occidentale.
Oggi, la misurazione del colesterolo avviene attraverso la valutazione standard eseguita tramite analisi del sangue, ma si esamina il colesterolo plasmatico, ovvero quello circolante che si lega alle lipoproteine (HDL e LDL). La valutazione completa del colesterolo anche “dentro” la membrana è necessaria, ma non è ancora disponibile.
Struttura e Funzioni del Colesterolo
Il colesterolo appartiene alla classe dei lipidi, ha formula C27H46O e una struttura caratterizzata da quattro anelli legati (condensati) tra loro, un gruppo alcolico sull’anello A e una catena ramificata sull’anello D: si tratta della struttura tipica degli steroli.
Il colesterolo, inserito nel doppio strato fosfolipidico (membrana cellulare), è indispensabile per creare un distanziamento tra i fosfolipidi in grado di dare la stabilizzazione sia nella fase fluida che nella fase gel. Queste due fasi contraddistinguono la membrana cellulare, perché essa colloca canali e recettori che lavorano o nella fase gel o nella fase fluida.
Il colesterolo, essendo una molecola lipofila, ha la capacità di interfacciarsi con le catene degli acidi grassi e così contribuisce a regolare l’organizzazione, la dinamica e l’oligomerizzazione di recettori fondamentali, come ad esempio GPCR (G-protein coupled receptor). Queste comunicazioni avvengono attraverso proteine che sono disperse nel doppio strato lipidico, organizzate in complessi che permettono di trasmettere precisi segnali che regolano i processi cellulari.
Il Ruolo del Colesterolo nella Fluidità della Membrana
La membrana cellulare ha un grande contenuto di proteine, tipicamente circa il 50% del volume della membrana. Il colesterolo si trova normalmente disperso in varia misura nelle membrane cellulari, negli spazi irregolari tra le code idrofobiche dei lipidi di membrana, dove conferisce un effetto irrigidente e rinforzante sulla membrana. Inoltre, la quantità di colesterolo nelle membrane biologiche varia a seconda degli organismi, dei tipi di cellule e persino delle singole cellule.
Il colesterolo, uno dei componenti principali delle membrane plasmatiche, regola la fluidità dell'intera membrana, il che significa che il colesterolo controlla la quantità di movimento dei vari componenti della membrana cellulare in base alle sue concentrazioni. Alle alte temperature, il colesterolo inibisce il movimento delle catene di acidi grassi fosfolipidici, causando una ridotta permeabilità alle piccole molecole e una ridotta fluidità della membrana. È vero il contrario per il ruolo del colesterolo nelle temperature più fredde.
La produzione di colesterolo, e quindi la sua concentrazione, viene sovraregolata (aumentata) in risposta alla temperatura fredda. A temperature fredde, il colesterolo interferisce con le interazioni della catena degli acidi grassi. Agendo come antigelo, il colesterolo mantiene la fluidità della membrana. Il colesterolo è più abbondante negli animali che vivono in climi freddi rispetto a quelli che vivono in climi caldi.
Colesterolo e Acidi Grassi: Un Equilibrio Fondamentale
La rigidità è in una certa misura data dalla presenza di acidi grassi nei fosfolipidi che costituiscono la membrana: i grassi saturi hanno infatti una struttura lineare e permettono uno stretto impacchettamento dei componenti della membrana. Tuttavia i fosfolipidi necessitano anche della presenza di acidi grassi insaturi che con la loro struttura ripiegata non rendono possibile raggiungere la rigidità necessaria. È necessario che sia presente una molecola differente che permetta di organizzare al meglio la membrana.
Si è anche notata la correlazione della composizione in acidi grassi del globulo rosso maturo al conseguente livello di colesterolo nell’individuo. In particolare l’aumento del colesterolo, in dipendenza anche del fenotipo dei pazienti, si verifica sia nel caso di eccesso di grassi saturi, sia nel caso di un eccesso di grassi polinsaturi (omega-6 come nell’infiammazione ed omega-3 in caso di eccessiva assunzione di questi grassi) con aumento sia di HDL che LDL. Il globulo rosso maturo può darci importanti informazioni su questi acidi grassi per spiegarci la ragione dell’assetto di membrana che si riflette nel livello di colesterolo prodotto dall’organismo.
L'Importanza dell'Equilibrio tra Omega-6 e Omega-3
La membrana biologica rappresenta il concetto chiave per comprendere i collegamenti esistenti tra l’alimentazione e l’infiammazione. E’ bene precisare che è scorretto considerare gli omega 6 come “i cattivi” e gli omega 3 come “i buoni”. Ciò che conta veramente è il loro equilibrio. In merito si stima che il rapporto ottimale tra gli omega 6 e 3 debba essere intorno al 4:1 o persino inferiore. Ebbene, la membrana delle cellule nei paesi occidentali di regola presenta un rapporto superiore a 10:1. Ciò potrebbe essere una spiegazione della notevole diffusione di patologie su base infiammatoria in queste nazioni. Diversi studi, infatti, hanno osservato che un rapporto equilibrato tra i grassi è protettivo nei confronti dello sviluppo di malattie metaboliche, epatiche (steatosi), infiammatorie croniche (es. artrite reumatoide) e neurodegenerative (es.
Lipidomica e Controllo del Colesterolo
La lipidomica è uno degli strumenti più importanti per razionalizzare l’eccesso di colesterolo e renderlo anche visibile all’individuo ovvero spiegargli quali sono le abitudini alimentari che possono incidere nell’innalzamento. Nel controllo del colesterolo l’alimentazione e lo stile di vita hanno un ruolo chiave.
Un’attenzione alle abitudini quotidiane deve tenere conto che a livello intestinale, la produzione di colesterolo serve a creare le prime particelle lipidiche (chilomicroni), quindi svolge una funzione fisiologica. In presenza di ipercolesterolemia, una quota di colesterolo da ridurre può essere proprio a livello intestinale (tramite l’azione sequestrante di beta glucani e steroli vegetali). L’abitudine di consumare i cibi contenenti steroli o beta-glucani deve essere instaurata. In contemporanea una buona misura è quella dell’utilizzo di antiossidanti naturali, che servono a proteggere il colesterolo da ossidazioni, poiché il vero problema è il colesterolo ossidato.
Il Colesterolo e la Sintesi di Altre Molecole Essenziali
La struttura del colesterolo lo ha reso il precursore ideale per tutta una serie di composti dalle importanti attività biologiche. Nel fegato un complicato processo che coinvolge oltre 14 enzimi utilizza il colesterolo come base per la sintesi degli acidi biliari, composti che riversati nell’intestino, in forma di sali biliari, rendono possibile l’assorbimento dei grassi e delle vitamine liposolubili - A, D E e K - presenti nel cibo.
Il colesterolo è anche il precursore dei vari ormoni steroidei, sia quelli prodotti dal surrene, aldosterone e cortisolo, sia quelli prodotti dalle gonadi, testosterone, estradiolo, progesterone. Sintesi, azione e metabolismo di questi ormoni sono processi estremamente complessi e, nel caso del cortisolo e degli ormoni sessuali, oltre che controllare specifici processi fisiologici, possono influenzare in maniera rilevante il comportamento del soggetto e la risposta agli stimoli ambientali.
Così il 7-deidrocolesterolo, un precursore del colesterolo, a livello della pelle viene convertito in vitamina D3 - colecalciferolo - per azione della luce solare. A sua volta il colecalciferolo viene convertito nella forma attiva della vitamina D, 1,25-(OH)2D3 o calcitriolo, che grazie alla sua struttura è in grado di legarsi a un recettore del nucleo e partecipare così alla regolazione del metabolismo del calcio e a molti altri processi fisiologici.
Fattori che Influenzano i Livelli di Colesterolo
Una cattiva alimentazione, l'obesità, la sedentarietà e una predisposizione genetico familiare possono comunque indurre l'aumento anomalo del colesterolo nel sangue.
Tuttavia, compromettono questo equilibrio molti altri fattori dietetici - soprattutto l'apporto di grassi saturi, idrogenati e trans - metabolici - ad esempio, un cattivo metabolismo glucidico e la presenza di diabete mellito tipo 2 - di composizione corporea - entità della massa magra e di quella grassa - e comportamentali - sedentarietà, pratica sportiva ecc.
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