Холестерин. Его физиологические свойства и методы определения

Введение.

Холестерин — это жироподобное вещество, которое образуется в печени, а также поступает в организм с продуктами питания животного  происхождения. Но, раз наш организм сам вырабатывает холестерин, то значит, он ему нужен. И действительно  холестерин организму просто необходим, так как он входит в состав мембран  клеток тела, используется для синтеза  многих гормонов, желчных кислот, необходимых  для пищеварения. Помимо прочего, холестерин занимает одно из первых мест в списке мощнейших антиоксидантов. Он защищает внутриклеточные структуры от разрушительного действия свободных радикалов (причины болезней и старения).А жиры, содержащие холестерин, отвечают за усвояемость таких важных витаминов, как А, Е, D, К, без которых ни один организм не может полноценно функционировать.

О холестерине  написаны тонны научной литературы. Загадочности поубавилось, но проблемы, связанные с холестерином, остались. Они представляют опасность не только для малоподвижных обывателей, но и для людей, ведущих активный образ жизни, особенно спортсменов. Именно поэтому данная тема представляется нам актуальной и требующей детального рассмотрения.

 

 

 

 

 

 

Методы определения содержания холестерина сыворотки крови

 Методы определения общего холестерина подразделяются на: 
 
1) колориметрические. Насчитывается около 150 колориметрических методов, основывающихся на реакциях образования цветных комплексов; 
 
2) нефелометрические методы, основанные на сравнении степени мутности стандартного и исследуемого раствора; 
 
3) титрометрические методы; 
 
4) флюориметрические методы, позволяющие определять холестерин в микрообъемах сыворотки крови (например, в 0,01 мл ее); 
 
5) газохроматографические и хроматографические методы; 
 
6) гравиметрические методы. 
 
Метод определения общего холестерина в сыворотке крови, основанный на реакции Либермана—Бурхарда (метод Илька) 
 
Принцип метода 
В сильнокислой безводной среде ХС взаимодействует со смесью серной, уксусной кислот и уксусного ангидрида. В ходе реакции ХС последовательно окисляется. При этом каждая стадия реакции сопровождается образованием молекулы ХС, которая имеет на одну двойную связь больше, чем соединение, из которого она образовалась. В результате конечного окисления иона 3,5-холестодиена получается окрашенное соединение, растворенное в серной кислоте и дающее максимум абсорбции при 410 и 610 нм. Из-за неустойчивости окраски соединения время фотометрирования должно быть точно выдержано. 
 
Реакционная смесь со стандартным раствором ХС имеет изумрудный цвет. Однако пробы сыворотки могут давать зеленый, голубой, бурый цвета. Это связано с тем, что в результате образования эндогенного тепла в реакцию вступают многие компоненты сыворотки крови. Кроме того, в реакции Либермана—Бурхарда свободный ХС и его эфиры образуют цветные комплексы с разным коэффициентом молекулярного поглощения. В случае высокого содержания эфиров ХС оптическая плотность оказывается более высокой. Поскольку на прямое определение ХС влияют многие факторы, реакцию ХС со смесью Либермана—Бурхарда нельзя считать специфичной. 
 
Прямой метод определения ХС относительно прост в исполнении и недорог. Однако токсичность и способность вызывать коррозию системы в современных анализаторах ограничивают применение метода. В крупных лабораториях предпочтение отдают ферментативным методам определения ХС. 
 
Референтные величины: холестерин 4,65—6,46 ммоль/л (180—250 мг/дл). 
 
При концентрации холестерина в пробе выше 16 ммоль/л сыворотку разводят физиологическим раствором в соотношении 1 : 1 (результат). 
 
Реакция чувствительна на изменение температуры, поэтому необходимо особенно соблюдать охлаждение реакционной смеси после добавки серной кислоты. 
 
Билирубин в концентрации выше 50 мкмоль/л влияет на результат анализа. Интерференцию билирубина можно исправить расчетом. Содержание 17 мкмоль/л билирубина приводит к завышению содержания холестерина в сыворотке примерно на 0,1 моль/л. 
 
Сыворотка должна быть негемолизированной. 
 
Необходимые реактивы 
 
1. Ледяная уксусная кислота. 
 
2. Концентрированная серная кислота. 
 
3. Уксусный ангидрид. 
 
4. Абсолютный этиловый спирт. 
 
5. Кислотная смесь: в сухую колбу наливают 10 мл ледяной уксусной кислоты и 50 мл уксусного ангидрида, затем при постоянном перемешивании и охлаждении добавляют 10 мл концентрированной серной кислоты. Смесь должна быть бесцветной или слегка желтоватой. Хранить в холодильнике в темной склянке с притертой пробкой. 
 
6. Калибровочный раствор: 232 мг холестерина растворяют в 2—3 мл хлороформа и доводят до объема 100 мл абсолютным этиловым спиртом. Приготовленный раствор содержит холестерин в концентрации 6 ммоль/л. 
 
Ход определения 
К 2,1 мл кислотной смеси медленно по стенке пробирки добавляют 0,1 мл плазмы или сыворотки без признаков гемолиза, перемешивают встряхиванием и ставят на 20 мин в термостат или водяную баню при температуре 37 °С, затем фотометрируют в кювете с длиной оптического пути 0,5 см против реактива при длине волны 625 нм. 
 
Построение калибровочной кривой и расчет. К 0,05—0,2 мл калибровочного раствора добавляют такое количество кислотной смеси, чтобы общий объем был 2,2 мл, перемешивают и выдерживают 20 мин при температуре 37 °С, так же как и опытные пробы, а затем фотометрируют. Окраска калибровочной пробы, в которую взято 0,05 мл калибровочного раствора, соответствует содержанию холестерина в плазме 3 ммоль/л, пробы, в которую взято 0,1 мл, — содержанию 6 ммоль/л и т.д. 
 
Примечания 
 
1. Попадание воды приводит к помутнению раствора. 
 
2. Следы гемолиза или желтушность исследуемой плазмы или сыворотки служат причиной завышенных результатов. 
 
3. Можно использовать для фотометрии и кюветы с длиной оптического пути 1 см, тогда количество кислотной смеси удваивают, а количество исследуемого материала остается прежним. 
 
Метод определения содержания холестерина в сыворотке крови, основанный на холестеролоксидазной реакции 
 
Принцип метода 
Холестерин и его эфиры выделяются из липопротеинов детергентами. Холестеринэстераза гидролизует эфиры. В результате последующего ферментативного окисления холестерина холестериноксидазой образуется Н2О2. 
 
Эфир холестерина + Н2О2 ↔ холестерин + жирные кислоты; 
 
Холестерин + О2 ↔ холестен-3-ОН + Н2О2; 
 
Н2О2 + n-хлорфенол + 4-аминоантипирин ↔ хинониминовый краситель + Н2О2. 
 
Уровни нормы ХС, выявленные при обследовании “в целом здорового населения”, относительно высоки. С точки зрения риска развития ишемической болезни сердца уровни ХС желательны: 
 
1) рекомендуемый — менее 5,18 ммоль/л; 
 
2) умеренный риск — 5,18—6,19 ммоль/л; 
 
3) высокий риск — более 6,22 ммоль/л. 
 
Клинико-диагностическое значение 
Увеличение концентрации ХС наблюдается при полигенной гиперлипопротеидемии типа II А и II Б, III, гиперлипопротеидемии I, IV, V типов, вторичной, приобретенной гиперлипопротеидемии, отмечается также при заболеваниях печени, внутри- и внепеченочном холестазе, гломерулонефрите, нефротическом синдроме, ХПН, злокачественных опухолях поджелудочной железы, простаты, гипотиреозе, подагре, ИБС, беременности, диабете, алкоголизме, анальбуминемии, дисглобулинемии, острой перемежающейся порфирии. 
 
Снижение концентрации холестерина обнаружено при дефиците α-липопротеида (болезнь Танжера), гипо- и а-β-липопротеидемии, некрозе печеночных клеток, злокачественных опухолях печени, гипертиреозе, нарушении всасывания, нарушении питания, мегалобластной анемии, сидеробластной анемии, талассемии, острых тяжелых заболеваниях, обширных ожогах, хронических обструктивных заболеваниях легких, умственной отсталости, ревматоидном артрите, лимфангиоэктазии кишечника. 
 
Отмечены сезонные колебания уровня ХС, более высокие осенью и зимой, более низкие весной и летом. Повторное определение ХС после инфаркта миокарда необходимо проводить через три месяца. 
 
Метод определения содержания липопротеинов высокой плотности в сыворотке крови 
 
Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) и низкой плотности (ЛПНП) в противоположность липопротеинам высокой плотности (ЛПВП) образуют нерастворимые комплексы с гепарином в присутствии ионов марганца. В надосадочной жидкости, оставшейся после осаждения ЛПНП и ЛПОНП, остается α-холестерин или ЛПВП. 
 
Нормальное содержание ХС ЛПВП в сыворотке крови составляет 0,9—1,9 ммоль/л. 
 
Рекомендуются следующие показатели оценки вероятности развития атеросклероза (табл. 8). 
 
Принцип метода 
 
Хиломикроны, ЛПОНП (липопротеины очень низкой плотности) и ЛПНП (липопротеины низкой плотности) осаждаются добавлением фосфорно-вольфрамовой кислоты и хлорида магния. 
 
После центрифугирования супернатант содержит ЛПВП (липопротеины высокой плотности) — фракцию, содержание холестерина в которой определяется ферментативно. 
 
Полученные значения достоверны, если: 
 
1) в пробе нет хиломикронов; 
 
2) концентрация триацилглицеридов не превышает 400 мг/100 мл; 
 
3) в пробах не обнаруживается следов III типа дислипопротеинемии. 
 
При измерении на Hg 546 нм происходит завышение количества ЛПВП холестерина спектром поглощения гемоглобина, которое можно игнорировать при значениях до 200 мг Нb/100 мл. 
 
Полученный при центрифугировании супернатант должен быть прозрачен. Если проба содержит большое количество триглицеридов (более 1000 мг/100 мл), осаждение липопротеинов может быть неполным (мутный супернатант) или часть осадка может плавать на поверхности. В этих случаях развести образец 1 : 1 0,9%-ным раствором NaCl и повторить осаждение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Атеросклероз  и холестерин.

   Особое внимание к холестерину было привлечено тогда, когда обнаружилось, что большая часть населения планеты в той или иной степени больна атеросклерозом (поражением сосудов в результате отложения в них холестерина).

   Как ни странно, толчком к изучению атеросклероза и, соответственно, холестерина послужила война между США и Кореей. Все погибшие солдаты США подвергались тщательному патолого-анатомическому исследованию. Каково же было изумление исследователей, когда они обнаружили выраженный атеросклероз артерий сердца у половины солдат в возрасте 20-21 года, причем у некоторых из них сосуды сердца были сужены более чем на 50%.

     После опубликования этих материалов в Америке начался "холестериновый бум". Американцы рассудили так: уж если у молодежи атеросклероз развит до такой степени, то что же говорить о людях зрелого возраста? Сразу же обратили внимание на то, что большинство смертей в США связано с этим заболеванием. Была создана и щедро финансировалась "Общенациональная программа США по борьбе с атеросклерозом". Она включала в себя исследования по биохимии холестерина, создание "рациональной американской диеты" с исключением из пищи жиров, сахара, соли и холестерина. Началась кампания против курения и употребления алкоголя. Пропаганда высокой физической активности чуть не затмила все остальные виды рекламы. Было разработано множество диетических продуктов без холестерина и лекарств, снижающих его содержание в организме. В результате смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, вызванных атеросклерозом, резко поползла вниз. Впоследствии в ряде развитых стран были созданы аналогичные программы.

Однако исследования холестерина  и его роли в развитии атеросклероза  не были новостью. Еще в начале XX века русские профессора Аничков  и Хелатов, проводя исследования на голубях, показали роль холестерина в развитии этого заболевания. Экспериментальный атеросклероз вызывался у голубей с помощью кормления их жирной пищей, богатой холестерином. На основе этих исследований уже тогда были разработаны рекомендации употреблять меньше жирной, содержащей холестерин, пищи. A в идеале - лучше вообще исключить ее из рациона.

 

Для чего нужен холестерин?

Если холестерин вызывает развитие в организме такого тяжелого возрастного заболевания, как атеросклероз, то зачем он вообще нужен? Не для  того же, в самом деле, чтобы человек  мог со временем заболеть и умереть? Ответ очень прост: холестерин необходим  организму. Все липопротеиды (а также  хиломикроны) крови содержат в общей сложности не более 10% холестерина, а остальные 90% находятся в тканях.

Холестерин - это основа клеточных  мембран. Именно на "холестериновом каркасе" держатся все остальные  их компоненты. Он совершенно необходим  для деления клеток в качестве строительного материала. Особенно важен холестерин для растущего  детского организма, когда идет интенсивное  деление клеток. Синтез холестерина  обусловлен генетически, без него организм не мог бы существовать, расти и  развиваться. Однако после того, как рост закончен и клетки уже не делятся так интенсивно, холестерин продолжает синтезироваться печенью в прежних размерах. Избыток его начинает накапливаться в клеточных мембранах и в сосудистой стенке. Это накопление холестерина в организме называется "холестеринозом".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Откуда  берется в организме холестерин?

Он поступает в организм с пищей через желудочно-кишечный тракт. Считается, что в среднем человек потребляет с различными продуктами 0,5 г холестерина в день.Холестерин синтезируется в самом организме. Все клетки, кроме эритроцитов, обладают способностью синтезировать холестерин, однако, основная его масса (80%) поступает из печени. В день организм среднего человека синтезирует 1 г холестерина. Как видим, самая большая доля холестерина (800 мг) синтезируется в печени, меньшая часть (500 мг) поступает с пищей и еще меньшая (200 мг) синтезируется клетками организма.

 Большая часть холестерина производится в печени человека, а не попадает в организм с продуктами питания. В упрощенном виде ситуация с холестерином выглядит следующим образом: в крови холестерин содержится и в чистом виде, а также «упакованным» в специальную протеиновую оболочку, в которой вместе с холестерином находятся и другие компоненты. Такая «упаковочка» называется липопротеином.

 

Липопротеины бывают двух видов: высокой плотности (ЛПВП), их образно называют «хорошими» или  «полезными», а также низкой плотности (ЛПНП), их называют «плохими», так как  считается, что именно они являются причиной появления отложений на стенках кровеносных сосудов. Кстати, организму нужны и те, и другие, важно только, чтобы их количество было в норме. При развёрнутых  анализах крови обычно определяется общее содержание холестерина, по норме  оно должно быть до 200 мг%, ЛПНП должно быть до 130 мг%, а ЛПВП не ниже 35 мг%. Стоит  учесть, что чрезмерное понижение  ЛПВП, как и повышение ЛПНП, для  организма вредно.

 

 

 

 

 

Куда  расходуется в организме холестерин?

Часть холестеринового фонда  в организме постоянно окисляется, преобразуясь в различного рода стероидные соединения. Основной путь окисления холестерина - образование желчных кислот. На эти цели уходит от 60 до 80% ежедневно образующегося в организме холестерина.

 

Второй путь - образование  стероидных гормонов (половые гормоны, гормоны коры надпочечников и  др.). На эти цели уходит, всего 2-4% холестерина, образующегося в организме.

 

Третий путь - образование  в коже витамина ДЗ под действием, ультрафиолетовых лучей.

 

Еще одним производным  холестерина является холестанол. Его роль в организме пока еще не выяснена. Известно лишь, что он активно накапливается в надпочечниках и составляет 16% от всех находящихся там стероидов. С мочой у человека выделяется около 1 мг холестерина в сутки, а со слущивающимся эпителием кожи теряется до 100 мг/сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

Диетические рекомендации (холестерин пищи)

Поскольку "средний" человек  получает в день с пищей 0,5 г холестерина, то неплохо было бы это количество уменьшить, а в идеале - свести к  нулю. У животных, в частности  у собак, поступление холестерина  с пищей извне полностью блокирует  процесс синтеза собственного холестерина  в печени. У человека этот механизм, к сожалению, не срабатывает и "съедаемый" им холестерин является вполне весомой  добавкой к вновь синтезируемому.

Доказано, что полное исключение холестерина из диеты приводит к  снижению его содержания в плазме крови на 24%. Очевидно, в первую очередь  необходимо исключить из диеты те продукты, которые содержат максимальное количество холестерина. Холестерин - привилегия животных продуктов. Наибольшим количеством холестерина отличаются икра и мозги (до 2 г холестерина  на 100 г веса продукта). За ними идут яйца (холестерин содержится только в  желтке - до 1,4 г на 100 г). Следом сыр  голландский (0,52 г на 100 г), скумбрия тихоокеанская (0,36 г на 100 г), почки  говяжьи (0,37 г), печень говяжья (0,27 г  на 100 г), масло сливочное (до 240 мг, в  зависимости от сорта), жир свиной (до 90 мг).

Низким содержанием холестерина  отличаются все виды мяса: курица (в  среднем 80 мг на 100 г; по-разному в  разных частях), свинина (до 70 мг), говядина (70 мг), баранина (70 мг), телятин (60 мг), творог жирный (60 мг), творог нежирный (40 мг), кефир (10 мг), молоко (10 мг).

Содержание холестерина  в пищевых продуктах (мг на 100г  продукта)Продукт Содержание холестерина

Мясо и мясные продукты

Телятина постная (жаркое) 60

Телятина (жаркое, фарш) 72

Телятина (грудинка) 73

Гуляш говяжий постный 60

Говяжий фарш 70

Ростбиф постный 60

Свиная грудинка 64

Корейка 64

Свиные ноги 64

Свиное филе 65

Свиной гуляш (постный) 65

Свиной фарш 70

Свиные отбивные 64

Свиной шницель 65

Птица и яйца

Курица жареная (кострец) 74

Курица суповая (мясо без  кожи) 0

Утка 80

Индейка (грудка) 60

Индейка (кострец) 75

Яичный желток 1480

Колбасные изделия

Колбаса вареная 67

Колбаса кровяная 53

Колбаса деревенская 125

Сардельки отварные 65

Сардельки жареные 111

Сардельки копченые 125

Сервелат 101

Сосиски говяжьи 69

Паштет из гусиной печени 530

Печеночный паштет 137

Сосиски из рубленой свинины 112

Охотничья колбаса 82

Краковская колбаса 97

Колбаса копченая нежирная 50

Говяжья колбаса 63

Салями 117

Ветчина 77

Окорок сырокопченый 80

Колбаса чайная 86

Колбаса языковая 89

Колбаски венские 55

Субпродукты

Мозги 2000

Сердце 150

Почки 375

Язык 100

Жиры

Сало 80

Сливочное масло 240

Топленое масло 285

Полужирный маргарин 0

Маргарин 10

Кокосовое масло 0

Растительные масла (подсолнечное и др.) 0

Майонез 77

Свиной смальц 90

Гусиный жир топленый 100

 

Большинство видов рыбы содержит от 40 до 16 мг холестерина на 100 г продукта. Однако почти весь жир рыб представлен  ненасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами. Эти кислоты сходны по своему составу с растительными маслами. Попадая в организм, они образуют эфиры холестерина и удаляют его из атероматозных бляшек. Следовательно, наиболее "безопасными" в отношении холестерина являются рыбные продукты. Играют также свою роль и антиатерогенные микроэлементы, присутствующие в рыбе, в первую очередь марганец, магний и йод.

Совершенно уникальным продуктом  являются соевые бобы. Они содержат большое количество белка и совершенно не содержат холестерина. Промышленность выпускает три вида белковых продуктов  из сои: обезжиренную муку (50% белка), соевые концентраты (70-75% белка) и изоляты сои (90-99% белка). Если соевые продукты необезжирены, то они, помимо высокого количества белка, содержат много полиненасыщенных жирных кислот и лецитина (фосфолипиды). Полиненасыщенные жирные кислоты вместе с лецитином связывают холестерин и переносят его в печень, где из него образуется желчь.

Сало, масло сливочное  и т.д. содержат холестерина немного, во всяком случае не больше, чем другие продукты животного происхождения. Однако их употребление приводит к тому, что синтез холестерина в печени резко активизируется. Под действием животных жиров активизируется также всасывание пищевого холестерина в кишечнике.

Каждый лишний килограмм  массы тела увеличивает количество вновь синтезированного холестерина  на 20 мг. Увеличение его синтеза при  ожирении вызвано тем, что жирные кислоты, поступая в кровь из подкожно-жировых  депо, в процессе спонтанного липолиза подвергаются свободнорадикальному окислению.

Животные жиры могут даже вообще не содержать холестерина, но в любом случае они усиливают  синтез собственного холестерина организмом и способствуют проникновению его  в атеросклеротическую бляшку.Полное исключение животных жиров из пищи не приносит абсолютно никакого вреда организму. Человек все равно получает минимальное количество насыщенных жирных кислот из любых животных и растительных продуктов.