Il colesterolo è una molecola di fondamentale importanza biologica, in quanto è un costituente di membrane e guaine ed è precursore di numerose sostanze organiche. Spesso si parla di colesterolo in modo negativo, ma è essenziale per il funzionamento di alcuni importanti processi biologici del nostro corpo. Tuttavia, se presente in eccesso, può mettere a rischio la nostra salute. A volte sembra il “nemico pubblico n. 1″.
Struttura Molecolare del Colesterolo
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. Chimicamente, è costituito da quattro anelli di atomi di carbonio e da una coda alifatica. La sua struttura comprende quindi il nucleo del ciclopentanoperidrofenantrene con i suoi quattro anelli, un ossidrile in posizione C-3, un doppio legame tra C-5 e C-6, una catena idrocarburica ramificata a 8 atomi di carbonio nella posizione C-17, e due gruppi metilici nelle posizioni C-10 e C-13. 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.
Sterolo presente solo negli organismi eucariotici, in cui si trova allo stato libero o combinato con acidi grassi sotto forma di estere. La sua molecola è costituita da 4 anelli condensati indicati con le lettere A, B, C e D. Agli atomi di carbonio C-10 e C-13 sono attaccati gruppi metilici, mentre al C-17 una catena alifatica. Tra il C-5 e il C-6 è presente un doppio legame e al C-3 è legato un gruppo ossidrilico.
Funzioni Biologiche del Colesterolo
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). Il colesterolo è 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 inoltre 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
La colesteroloesterasi è l’enzima presente nel sangue, nel fegato, nella milza, nella bile e nel succo pancreatico, che catalizza la scissione e la formazione degli esteri del colesterolo, sostanze facilmente assimilabili che permettono il rapido passaggio del colesterolo dall’intestino alle vie linfatiche e quindi al circolo sanguigno. Il colesterolo, per la maggior parte associato a lipoproteine, si trova in tutti i tessuti ed è particolarmente abbondante nel cervello e nelle ghiandole surrenali.
La sequenza delle reazioni di sintesi ha inizio con la condensazione di 3 molecole di acetilcoenzima A per formare 3-idrossi-3-metil-glutaril-CoA; attraverso la sintesi di acido mevalonico si giunge alla formazione di isopentenilpirofosfato e dimetilallilpirofosfato che, per successive condensazioni, sono trasformati in farnesilpirofosfato (un composto a 15 atomi di carbonio). Da due molecole di quest’ultimo è prodotto lo squalene, triterpene a 30 atomi di carbonio. Il processo di sintesi del colesterolo si svolge particolarmente a livello del fegato, ma è stato anche dimostrato in numerosi altri organi (polmone, surrene, testicolo, ovaio, arterie ecc.).
La cessione del colesterolo dal fegato avviene in due direzioni: nel sangue e nella bile. Data la sua scarsa idrosolubilità, il colesterolo deve essere legato in questo caso a un vettore o a un agente solubilizzante, come le apolipoproteine specifiche. Infatti il colesterolo è ceduto al sangue con le VLDL (very low-density lipoprotein) e le HDL (high-density lipoprotein) formate nel fegato; in seguito, le VLDL vengono trasformate nelle LDL (low-density lipoprotein) particolarmente ricche di colesterolo, durante la successiva circolazione nella corrente sanguigna. L’eliminazione del colesterolo con la bile avviene in seguito alla sua trasformazione in acidi biliari e successivamente in sali biliari. Il colesterolo viene degradato in acido colico attraverso una sequenza di reazioni di ossidrilazione, ossidazione, oltre che di isomerizzazione e riduzione del doppio legame tra il C-5 e il C-6 del colesterolo.
Colesterolo: Esogeno ed Endogeno
Il colesterolo può essere di origine esogena se assunto attraverso l'alimentazione (carne e in particolare cervello, burro, salumi, formaggi, tuorlo dell’uovo, fegato) o di origine endogena se sintetizzato dal fegato a partire da acidi grassi insaturi, in quantità inversamente proporzionale alla quantità introdotta con la dieta. Sia quello assorbito con gli alimenti (noto con il nome di colesterolo esogeno), sia quello prodotto dal fegato (conosciuto come colesterolo endogeno), giungono all’intestino. Qui, il lipide viene assorbito dalla mucosa intestinale e poi mediante i vasi sanguigni trasportato in tutto il corpo. Quando è in circolo dal fegato ai tessuti, il colesterolo è legato alle LDL, che hanno il compito di rifornire le cellule del nostro organismo di questo lipide.
Nel caso in cui l'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.
Colesterolemia e Rischio Cardiovascolare
La concentrazione di colesterolo nel sangue (colesterolemia) è uno dei principali parametri che deve essere valutato per calcolare il rischio cardiovascolare (probabilità di insorgenza di eventi quali infarto del miocardio, ictus cerebri ecc. ➔ ipercolesterolemia). La classificazione attuale si basa su specifici limiti relativi al colesterolo totale e alle quote che circolano legate a lipoproteine dalla densità variabile (HDL e LDL). Nello specifico, si considerano ‘desiderabili’ valori di colesterolo totale inferiori a 200 mg/dl ed elevati quelli superiori a 240 mg/dl. In relazione al rischio cardiovascolare, particolare attenzione è concentrata sul colesterolo 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.
Una presenza superiore di colesterolo (totale (LDL più HDL) è troppo alto) nelle arterie, può portare a indurimento progressivo e problemi cardiaci fin da giovani. Le placche aterosclerotiche ostacolano il flusso sanguigno, o addirittura lo bloccano del tutto, e possono indurre un improvviso arresto del flusso sanguigno. L’ipercolesterolemia può essere oggi considerata il più importante fattore di rischio coronarico e di altre complicanze d’organo dell’arteriosclerosi. 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.
È stata ampiamente dimostrata la correlazione tra i valori alti di colesterolo e le malattie cardiovascolari croniche (malattie cardiache, ictus, aterosclerosi, insufficienza venosa, arteriopatia periferica ecc).
Fattori che Influenzano la Colesterolemia
Il valore della colesterolemia dipende da molti fattori: l’apporto alimentare, i processi biochimici deputati al mantenimento dell’equilibrio tra l’assorbimento intestinale, la sintesi endogena epatica, l’eliminazione biliare e l’escrezione intestinale. 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.
Una cattiva alimentazione, l'obesità, la sedentarietà e una predisposizione genetico familiare possono comunque indurre l'aumento anomalo del colesterolo nel sangue.
Ipercolesterolemia: Cause e Condizioni Associate
Per ipercolesterolemia (colesterolo alto ) si intende la dislipidemia (lo squilibrio) data da valori alti e molto alti del colesterolo totale e della frazione LDL: misurati a digiuno di almeno 8H, i valori limite che indicano ipercolesterolemia sono: valore uguale o maggiore di 240mg/dL per il colesterolo totale e valore uguale o maggiore di 100-130mg/dL per la frazione LDL.
L’ipercolesterolemia (il colesterolo alto) di vari gradi si ritrova in numerose condizioni fisiopatologiche:
- dislipidemie (ipercolesterolemie) familiari, dettate da fattori genetici /ereditari
- sindromi metaboliche
- obesità e sovrappeso
- diabete
- malattie cardio-cerebro-vascolari
- ipotiroidismo
- malattie epatiche e biliari
L’ipercolesterolemia è legata anche da fattori inerenti:
- stile di vita ed alimentazione (un regime alimentare ricco in grassi saturi, la sedentarietà)
- farmaci in terapia (antivirali, cortisonici e ormono-sostitutivi, antipertensivi, antiepilettici, inibitori della risposta immunitaria ecc)
Diagnosi e Trattamento dell'Ipercolesterolemia Familiare
La diagnosi precoce dell'ipercolesterolemia familiare è essenziale per prevenire le conseguenze cardiovascolari a lungo termine. La diagnosi si basa sull'esame del sangue e deve essere tenuta costantemente sotto controllo. I fattori individuali e ambientali, oltre ad altre malattie, influenzano la colesterolemia. In alcuni casi, è necessario un intervento farmacologico per mantenere la colesterolemia entro i livelli consigliati.
Una 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 colesterolo, sembra particolarmente efficace nella terapia dell’ipercolesterolemia familiare. Questi farmaci devono quindi essere prescritti sotto stretto controllo medico.
La colesterolemia rappresenta la concentrazione totale del colesterolo circolante (dato quindi da tutte le frazioni lipidiche) misurato a digiuno di almeno 8H. I valori normali della colesterolemia negli adulti sono considerati:
- 140 - 200mg/dL per le persone in stato di salute
- sotto 190mg/dL per le persone ad alto rischio delle malattie cardio-cerebro-vascolari e/o affette da diabete o sindrome metabolica
Dieta e Colesterolo
Il colesterolo è un grasso di derivazione esclusivamente animale. Non è quindi presente in frutta e verdura o altri elementi di origine vegetale.
La sua solubilità in acqua è molto bassa, e ancora minore è quella dei prodotti della sua esterificazione con un acido grasso a catena lunga, che ne aumenta infatti il carattere idrofobico. In circolo, il colesterolo si trova per ca. il 30% come tale (colesterolo libero), e per il restante 70% in forma esterificata.
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