Da Cholesterin eine lebenswichtige Substanz ist, kann der menschliche Organismus nicht allein von der Nahrungsaufnahme abhängen. Vermutlich aus diesem Grund hat die Evolution den Körper veranlasst, einen wirksamen Mechanismus für die Cholesterin-Biosynthese zu entwickeln .
Bei einer täglichen Nahrungsaufnahme von ca. 300 mg (0, 3 g) synthetisiert der Körper einer erwachsenen Person täglich ca. 600-1000 mg Cholesterin. Leber, Darm und Haut sind in diesem Sinne die aktivsten Organe.
Berücksichtigt man auch, dass nicht das gesamte aufgenommene Cholesterin im Darm absorbiert wird (etwa 50% gehen in den Kot über), ist der Einfluss der Nahrung auf das Gesamtcholesterin (Konzentration des Cholesterins im Blut) gering und kann auf 15% geschätzt werden. Wichtige Änderungen der Nahrungsaufnahme von Cholesterin können jedoch zu Abweichungen von bis zu ± 30% führen. Die Nahrungsaufnahme und die endogene Synthese sind in der Tat stark durch einen Regulationsmechanismus mit der Rückkopplung verbunden, so dass die endogene Synthese verlangsamt wird, je höher das Cholesterin diätetischen Ursprungs ist und umgekehrt.
Die Produktion von Cholesterin im Körper ist das Ergebnis einer komplexen Reihe von Reaktionen. Es beginnt mit dem aus dem Stoffwechsel verschiedener Nährstoffe (Kohlenhydrate, Proteine und insbesondere Fette) gewonnenen CoA-Essig, der nach etwa dreißig Reaktionen schließlich zu Cholesterin gelangt. Unter den zahlreichen an diesem Prozess beteiligten Enzymen spielt die HMG-CoA-Reduktase eine wichtige Rolle, die in eine der ersten Stufen eingreift, die die Reduktion von HMG-CoA zu Mevalonat katalysiert. Dieses Enzym ist in der Tat durch eine durchschnittliche Lebensdauer von nur 4 Stunden gekennzeichnet, weshalb es kontinuierlich in der Leber synthetisiert werden muss. Die Geschwindigkeit, mit der es produziert wird, hängt vom zellulären Cholesterinspiegel ab. Wenn sie niedrig sind, steigt die Syntheserate und umgekehrt. Dieses Regulationssystem ist besonders in der Leber aktiv, wo der Einfluss der Nahrung maximal ist. in diesem Sinne wird die Aktivität der HMG-CoA-Reduktase durch das neu gebildete Cholesterin und das von LDL aufgenommene gehemmt.
Die Hemmung dieses Enzyms kann nicht nur durch verminderte Synthese, sondern auch durch Phosphorylierung durch Corticosteroidhormone und Glucagon erfolgen; Insulin und Schilddrüsenhormone begünstigen andererseits die Dephosphorylierung, wodurch ihre Aktivität gesteigert wird.
Biochemische Schritte im Detail
Wie in der Abbildung gezeigt, wirken einige Arzneimittel (Statine) und fermentierter roter Reis als kompetitive Inhibitoren der HMG-CoA-Reduktase und verringern so die Geschwindigkeit der Cholesterinsynthese. Infolgedessen zieht die Leber mehr aus dem im LDL enthaltenen Blutcholesterin, erhöht die Anzahl der Rezeptoren für diese Proteine und senkt die LDL-Konzentration im Plasma. Der Syntheseblock ist jedoch nicht vollständig und dies stellt sicher, dass die Zellen ausreichende Cholesterinspiegel aufweisen, um die Integrität der Plasmamembranen aufrechtzuerhalten und Steroidhormone zu synthetisieren.
