cholesterol
Cholesterol
Charakteristika cholesterolu
Cholesterol patří spíše mezi sloučeniny se složitější chemickou strukturou. Má tukovou povahu, takže je ve vodě prakticky nerozpustný. V těle je transportován v komplexu s tuky nebo s látkami s vlastnostmi tuků. Je obsažen v buněčné membráně každé savčí buňky. Molekula cholesterolu je součástí steroidních hormonů a je nezbytnou složkou žlučových šťáv. Z cholesterolu vznikají i žlučové kyseliny. Je typickým příkladem metabolismu živočišných buněk. Vyskytuje se proto pouze v potravě živočišného původu, jako jsou játra, mozek, maso a zvláště bohatým zdrojem je vaječný žloutek.
Tvorba cholesterolu
I když prakticky každá buňka v těle má dispozice k syntéze cholesterolu, jeho tvorba probíhá především v játrech, v kůži, v kůře nadledvinek, v testes a v aortě. Z mastných kyselin, obsažených v tucích vytváří tělo mimořádně důležitou sloučeninu, označovanou jako acetylkoenzym A. Bez této sloučeniny není možný život. Je tak důležitá, že si ji tělo dokáže vyrobit i z cukrů a aminokyselin a je výchozí látkou pro tvorbu velké části sloučenin obsažených v těle. Z acetylkoenzymu A vzniká přes mevalonát a skvalen i cholesterol. Touto cestou vzniká za běžných podmínek v těle přibližně 1000 až 1500 mg cholesterolu denně, zatímco potravou přijímáme průměrně 300 - 400 mg, při stravě bohaté na živočišné tuky až 600 mg. Část cholesterolu vylučovaného žlučovými šťávami se zpětně ve střevě resorbuje do krve. Ve střevě se tak zpětně resorbuje asi polovina cholesterolu ze žluče a téměř 95 % žlučových kyselin. Tělo tak vytváří podmínky pro zachování rovnováhy mezi potřebou cholesterolu a množstvím vyloučeným z těla ven. Za normálních podmínek se vyloučí z těla ven přibližně 400 - 600 mg přímo jako cholesterol, ve formě žlučových kyselin a neutrálních sterolů pak asi 800 až 1000 mg. Denní potřeba je tedy udávána přibližně v rozmezí 1200 až 1500 mg (3 až 4 mmol). Při hladovění a při konzumaci potravy chudé na tuky množství syntetizovaného cholesterolu klesá, snižuje se i jeho denní potřeba a výrazně klesá i jeho denní metabolický obrat.
Obsah cholesterolu v těle
U člověka je celková hladina cholesterolu v plasmě asi 180 až 200 mg ve 100 ml a vzrůstá s věkem, i když existují značné individuální rozdíly. Celkový obsah cholesterolu je v krvi nejnižší v pubertálním věku a dosahuje hodnot přibližně 4800 mg u chlapců a 4350 mg u dívek. U mužů po šedesátce dosahuje hodnot až 7200 mg, optimum je však kolem hodnoty 6200 mg. U žen se zaznamenává maximum až po sedmdesátce, přibližně 6500 mg, optimum je kolem hodnoty 5600 mg. Hodnota 200 mg ve 100 ml plasmy (tj. asi 5,2 mmol/l plasmy) by neměla být překračována. U národů východní Asie jsou uváděny hodnoty 120 až 130 mg ve 100 ml a tímto nízkým obsahem je vysvětlováno i nízké procento srdečních a cévních onemocnění u těchto lidí. S určitým zjednodušením lze říct, že se denně "vymění" přibližně 1/3 celkového obsahu cholesterolu v krvi za nový, stejné množství se pak také vyloučí z těla ven.
Údaje uvedené v grafu se vztahují k dospělé populaci a jedná se o matematicky vyjádřenou závislost ze souboru dat, který nezohledňuje zdravé a léčené jedince (data se vztahují k roku 2012). Vrchol křivky ukazuje hodnotu koncentrace celkového cholesterolu v krvi, kterou má největší podíl sledované populace. Z grafu vyplývá, že v České republice je průměrná hodnota koncentrace cholesterolu přibližně kolem hodnoty 6 mmol/l krve. V USA je to hodnota přibližně 5 mmol/l krve. V Japonsku je hodnota ještě nižší. Je třeba si však uvědomit, že není možné porovnávat středoevropana s japoncem, protože geneticky se jedná o rozdílnou populaci. Objektivnější srovnání lze provést s populací v USA. Průměr v ČR zvyšuje část populace ve věkové kategorii nad 40 let, zejména senioři. Zvýšená koncentrace cholesterolu je odrazem stravovacích návyků a skutečnosti, že česká jídla stále preferují vyšší obsah živočišných tuků.
Výsledky měření ukazují, že nárazové zvýšení obsahu cholesterolu z přijímané potravy o 100 mg způsobí průměrně vzestup hladiny cholesterolu v plasmě o 3 - 4 mg na 100 ml, přičemž platí, čím více tuku potrava obsahuje, tím je nárůst koncentrace cholesterolu v krvi vyšší. V krvi je vázán na lipoproteiny, z nichž vazba na HDL je pro hodnocení "případné škodlivosti cholesterolu" výhodná, vazba na LDL a VLDL lipoproteiny ukazuje na zvýšenou pravděpodobnost tvorby aterosklerotického plátu. Pro transport tuků k buňkám tělo využívá především vazbu cholesterolu na LDL lipoproteiny. Pokud je strava bohatá na tuky, tělo iniciuje tvorbu cholesterolu v játrech, aby mohlo přijatý tuk zformovat spolu s cholesterolem do transportních micel. Aktuální produkce cholesterolu je tedy odrazem nabídky celkových tuků nacházejících se v trávicím traktu.
V biochemii a medicíně se pracuje s molární koncentrací a obsah cholesterolu v těle se vyjadřuje jako milimolární koncentrace vztaženo na 1 litr séra. Někdy se údaje vztahují k plasmě. Rozdíl mezi plasmou a sérem tkví v tom, zda je krev odebírána s nebo bez protisrážlivého činidla. Důležité je, že není rozdíl mezi plasmou a sérem co se týče zjišťované koncentrace cholesterolu. Molekulová hmotnost cholesterolu je 386,65. To znamená, že pro dosažení 1 milimolu musí být v 1 litru séra (nebo plasmy) obsaženo 386,65 mg cholesterolu. Pokud budeme uvažovat s obsahem plasmy v těle 3,08 l a hraniční koncentrací 5,2 mmol/l, pak je v uvedeném objemu plasmy obsaženo celkem 6192 mg cholesterolu (386,65 x 5,2 x 3,08). Protože červené krvinky a ani další krevní elementy neobsahují žádný volný cholesterol, je uvedených 6192 mg obsaženo současně v celém objemu krve.
Ženy v reprodukčním věku mají vyšší hodnoty HDL a nižší obsah cholesterolu v těle. Naopak muži ve stejné věkové hranici, zvláště pak kuřáci a obézní, mají nízké hodnoty HDL a vyšší obsah cholesterolu v těle. Blíže je tato problematika popsána v kapitole mastné kyseliny.
Vztah cholesterolu a aterosklerózy
Zvýšená hladina cholesterolu v krvi je v současné době považována za primární příčinu vzniku aterosklerózy. Studie provedené v posledních letech však spíše ukazují na to, že toto tvrzení dostává poměrně velké trhliny. Ukazuje se totiž, že za to mohou lipoproteiny, což jsou složité molekuly obsahující kromě tuků i bílkovinnou složku, která je za transport tuků v těle odpovědná. Tyto lipoproteiny vytváří společně s cholesterolem a dalšími podobnými látkami zvláštní micely (malé kapénky), přičemž nepolární část tuků tvořená mastnými kyselinami a cholesterolem směřuje dovnitř kapičky, povrch kapky je pokrytý bílkovinou, která umožňuje smáčivost a tím i její emulgaci ve vodném prostředí krve.
Tyto lipoproteiny mohou být podle hustoty rozděleny do 4 skupin. Chylomikrony a VLDL slouží primárně jako přenašeče triacylglycerolů ze střeva k periferním tkáním, kdežto LDL a HDL působí jako přenašeče cholesterolu do jater a z jater ven. Podle získaných poznatků lze konstatovat, že LDL transportují cholesterol ve formě esterů s mastnými kyselinami do periferních tkání, zatímco HDL odstraňují cholesterol jako stearát z buněk (včetně odumírajících) a transportují ho zpět do jater. Pokud LDL dodávají do periferních tkání více cholesterolu než je potřeba, musí tento nadbytečný cholesterol převzít HDL lipoproteiny a vrátit ho do jater. Jestliže je HDL lipoproteinů málo, pak nadbytečný cholesterol nedokážou vázat do micel a tento zůstává v krvi buď na micely navázaný jen velmi slabě nebo jako volný cholesterol. V krvi se vytváří určitý přetlak celkového cholesterolu a vznikají podmínky pro jeho usazování na stěnách cév. Usazování podporuje snížený průtok krve cévami (nizká rychlost proudění krve), při vyšších rychlostech krve v cévách nedovolují aktuální fyzikální podmínky usazení cholesterolu a to ani v případě, kdy již k uvolnění cholesterolu z micely dojde. Proto se spíše cholesterol usazuje v žilách dolních končetin, kde na rozdíl od tepen je rychlost proudění krve výrazně nižší. Proto je tak důležitá zvýšená fyzická aktivita, protože tato průtok krve v cévách zvyšuje a laicky řečeno, umožňuje i určité "proplachování trubek" od vytvářejících se usazenin. Čím vyšší je obsah HDL v krvi, tím je riziko vzniku aterosklerózy nižší.
Vylučování cholesterolu
Cholesterol se vylučuje z těla dvěma hlavními cestami. Jednak přeměnou na žlučové kyseliny a dále přeměnou na neutrální steroly. V obou případech dochází k vylučování stolicí. Malé množství cholesterolu je přeměněno na steroidní hormony, které jsou po splnění své úlohy přeměňovány a vylučovány močí.
Žluč produkovaná játry obsahuje vedle žlučových kyselin i volný cholesterol. Značná část tohoto cholesterolu je podobně jako žlučové kyseliny ve střevě zpět resorbována do portálního oběhu, vychytávána játry a opět vylučována žlučí. Některé výsledky ukazují, že takto může cholesterol projít játry až 4x za den, aniž by došlo k jeho přeměně. Tomuto mechanismu se říká enterohepatální oběh. Část cholesterolu vyloučeného žlučí je střevními baktériemi přeměněna na neutrální steroly, z nichž nejvýznamnější je koprostanol. Jeho schopnost přestupovat přes střevní stěnu je poměrně malá a je vylučován stolicí z těla ven.
Udržování hladiny cholesterolu
Rovnováha mezi cholesterolem obsaženým v potravě a v plasmě se ustavuje během několika dní, s cholesterolem v tkáních během několika týdnů. Obrat cholesterolu v játrech je poměrně rychlý ve srovnání s dobou přeměny a vylučováním cholesterolu v celém těle. Pro člověka stravujícího se střídmě to znamená, že když některý den “zhřeší”, nemusí mít obavy, že zvýšený přísun cholesterolu napáchá významnější škodu.
Obsah cholesterolu v těle je poměrně stálý a případná změna jeho koncentrace v krvi se projeví při omezení jeho příjmu v potravě až za hodně dlouhou dobu. Efekt nízkocholesterolové diety lze zaznamenat až po několika týdnech, hodnotit by se měl až po 3 měsících, kdy se dosahuje maximálního efektu.
Protikladem je případ diagnostikované zvýšené hladiny cholesterolu v těle. Takový člověk nemůže počítat s tím, že po omezení příjmu cholesterolu v potravě ihned nastane zlepšení jeho zdravotního stavu. Takový proces trvá týdny a měsíce a vyžaduje nejenom vysokou stravovací kázeň, ale mnohdy je nutná i výrazná změna životního stylu. Z faktorů snižujících hladinu cholesterolu v krvi bylo nejvíce prostudováno nahrazení nasycených mastných kyselin v potravě některými kyselinami nenasycenými s větším počtem dvojných vazeb. Další skupinou látek, která významně ovlivňuje metabolický obrat cholesterolu v těle, jsou fosfolipidy (lecithiny). Ty jsou dokonce považovány za rozhodující složku potravy ve vztahu k ukládání cholesterolu v tepnách. Udržují totiž cholesterol v "rozpustném" stavu a brání vytváření cholesterolových plátů na stěnách cév. Samozřejmě, nejúčinnější jsou léčiva, která blokují metabolickou dráhu vedoucí k syntéze cholesterolu. Tělo pak vyrábí menší množství cholesterolu, jeho koncentrace v plasmě klesne a tím se urychlí i jeho obrat ve tkáních. Výsledkem je poměrně výrazné snížení krevních hodnot cholesterolu během několika týdnů.
Snižování hladiny cholesterolu
Některé oleje, jako například bavlníkový, kukuřičný, sójový a podzemnicový snižují hladinu cholesterolu v plasmě, zatímco máslo a kokosový olej jeho hladinu zvyšují. Příčina, proč nenasycené mastné kyseliny vykazují efekt snižování hladiny cholesterolu v krvi není doposud zcela jednoznačně vysvětlena a existuje několik teorií. Některé se snaží vysvětlit tento efekt stimulací vylučování cholesterolu žlučí a stimulací jeho přeměny na žlučové kyseliny. Naproti tomu existují důkazy, že se zrychluje přenos cholesterolu z plasmy do tkání. Další teorie se opírají o zjištění, že nasycené mastné kyseliny umožňují vznik menších částic VLDL, které navíc obsahují více cholesterolu. Takovéto částice jsou potom ostatními tkáněmi pomaleji přeměňovány.
Snížení koncentrace cholesterolu v krvi je možné dosáhnout jedině snížením zpětné resorbce cholesterolu a žlučových kyselin ve střevě. Toho lze dosáhnout zavedením nízkotučné a nízkocholesterolové diety, významným zvýšením obsahu vlákniny v přijímané potravě, obohacením jídelníčku o potraviny s vysokým obsahem rostlinných sterolů (fytosteroly) a samozřejmě medikamentózně.
Fytosteroly se vyskytují v rozdílných koncentracích v rostlinných olejích. Je známo více než 40 různých fytosterolů, dominantní je β-sitosterol (přes 50% celkového obsahu všech fytosterolů). Obvyklou smíšenou stravou se do těla přivádí zhruba 200 až 400 mg fytosterolů denně. Hlavními zdroji jsou slunečnicový, sójový a řepkový olej a olej z kukuřičných klíčků. Zajímavé je, že hodně propagovaný olivový olej je z pohledu fytosterolů spíše problémový. Obsahuje totiž vysoký obsah skvalenu (až 700 mg/100 g) a skvalen je u živočichů výchozí látkou pro syntézu cholesterolu. Olivový olej tedy podporuje endogenní tvorbu cholesterolu v játrech živočichů. Naproti tomu rostliny ze skvalenu vytváří fytosteroly, které naopak inhibují vstřebávání cholesterolu ze střeva do krve a tím snižují jeho koncentraci v krvi. Předpokládá se, že brání zabudovávání cholesterolu do micel a také vytváří nerozpustné komplexy s cholesterolem, čímž znemožňují jeho přestup do střevní sliznice. U člověka se vstřebává ve střevě přibližně 80 % přijatého skvalenu. Lidé upřednostňující konzumaci olivového oleje by proto měli brát v úvahu i zvýšený přívod skvalenu. Pro srovnání, slunečnicový olej obsahuje přibližně 150 až 200 mg skvalenu/100 g. U člověka se ve střevě vstřebá jen asi 5 % přijatých fytosterolů, zbytek odchází stolicí z těla ven. Studie prokázaly, že pravidelný příjem cca 2 g fytosterolů denně sníží koncentraci LDL v séru přibližně o 10 %, zvýšený příjem cca 5 až 6 g vyvolá snížení LDL téměř o 20 %. Nejlepší výsledky jsou dosahovány při současně zvýšeném příjmu kyseliny linolové. Zajistit příjem 2 g fytosterolů denně obvyklou stravou je prakticky vyloučené, proto připadají v úvahu pouze speciální potravinové doplňky nebo léčívé přípravky. Nežádoucí účinky nevznikají, pouze u osob se vzácným onemocněním sitosterolémie je vstřebatelnost fytosterolů významně zvýšena a může dojít k vyvolání aterosklerózy. Těchto lidí je velice málo a je téměř vyloučené, že by takový člověk nebyl diagnostikován a léčen (těch, kterých se to týká o své nemoci v 99 % případů ví).
Dalšími faktory snižujícími hladinu cholesterolu v krvi je lecithin a trojmocný chróm. Zatímco lecithin se spíše uplatňuje v enterohepatálním oběhu a zejména usnadňuje vylučování cholesterolu z jater a žlučníku, trojmocný chróm by se podle posledních výzkumů mohl zapojovat do mechanismů vedoucích k přeměně cholesterolu ve tkáních. Předmětem výzkumu je objasnění účinků různých sloučenin Cr3+ v souvislosti s tvorbou steroidních hormonů, zejména pak pohlavních, které právě z cholesterolu vznikají. Zdá se, že určité formy Cr3+ ovlivňují některou základní reakci, od níž se pak odvíjí několik různých cest přeměny cholesterolu vyúsťujících v různé produkty. Problémem je, že záleží na použité formě kationtu chrómu. Některé formy trojmocného chrómu jsou zcela neúčinné, jiné naopak vykazují až překvapivý efekt. Zdá se, že není ani tak rozhodující koncentrace kationtu chrómu, jako spíše v jaké formě se určité reakce chróm účastní. Při jedné prováděné studii sledující vliv laktátaminokyselinového komplexu chrómu na určité reakce spojené s aktivací inzulínu na povrchu membrán byla také úplně náhodou zaznamenána změna v poměru mezi HDL a LDL formou cholesterolu ve prospěch HDL. Tato skutečnost ale zatím nebyla prověřena opakovaným měřením. Naznačuje ale, že by mohl existovat nějaký mechanismus ovlivňující transport tuků k tkáním. Pokud by se tento poznatek potvrdil, jeho význam ve vztahu k ateroskleróze by mohl být poměrně významný. Přestože je tento výzkum teprve v počátcích, efekt vhodné formy Cr3+ na snižování hladiny krevního cukru je prokázán a ukazuje se, že za určitých podmínek ovlivňuje i metabolismus tuků a s tím spojený metabolismus cholesterolu.
V případě lecithinu se v poslední době vedou odborné diskuze o tom, zda může lecithin přijímaný ve formě doplňků stravy uvedený efekt vyvolat. Při konzumaci vaječného žloutku byl prokázán mírně zvýšený obsah fosfolipidů v krvi a také zvýšený obrat cholesterolu. Po konzumaci čokolády se sojovým lecithinem byl zaznamenán podobný výsledek (avšak nižší hodnoty), ale v případě sojového lecithinu podaného jako doplněk stravy (nalačno) podobný efekt potvrzen nebyl.
Graf znázorňuje závislost úmrtnosti na ischemickou chorobu srdeční na 1000 obyvatel na koncentraci cholesterolu v séru. Z grafu je patrné, že do koncentrace asi 5,0 až 5,2 mmol/l krve je nárůst úmrtnosti pozvolný, nad koncentraci 6 mmol/l se strmost křivky zvyšuje a od koncentrace asi 7 mmol/l se pravděpodobnost úmrtí zvyšuje na téměř 3 násobek, při koncentraci 8 mmol/l na 4 násobek a při koncentraci 9 mmol/l více než na 5 násobek (ve srovnání s koncentrací 4 mmol/l). Pro určení průběhu křivky byly použity výsledky analýz od více než 350000 obyvatel USA.
Některé mýty o cholesterolu
Strašení cholesterolem se stalo módní záležitostí. Cholesterol je však mimořádně důležitou látkou a proto si ho tělo denně vyrábí poměrně velké množství. Dokonce několikrát více, než příjme potravou. Jeho produkci přizpůsobuje množství konzumovaných tuků, přičemž při zvýšené konzumaci nasycených mastných kyselin je jeho produkce mírně vyšší, než v případě, kdy strava obsahuje vyšší podíl nenasycených mastných kyselin. Je to celkem logické, protože tělo pro transport nasycených mastných kyselin krví k tkáním potřebuje o trošku více cholesterolu, než pro transport nenasycených mastných kyselin.
Představa, že cholesterol je jen veskrze špatnou látkou, je zcela mylná. Cholesterol je přítomen v každém savčím organismu, dokonce v každé jeho buňce. Je totiž základním stavebním kamenem její buněčné membrány a je obsažen ve všech membránách buněčných organel. Bez jeho přítomnosti by nemohla buňka fungovat, nemohla by tedy žít. Vedle této strukturní funkce je cholesterol součástí molekul steroidních hormonů nadledvinek a je základem žlučových kyselin. Posledně zmíněná forma je hlavním vylučovacím kanálem, pomocí kterého se tělo nadbytečného cholesterolu zbavuje. Špatnou vlastností cholesterolu je jeho schopnost vytvářet aterosklerotický plát, který zužuje cévy. Zajímavé na tom je, že tato jeho nežádoucí vlastnost je popsána zatím jen u člověka, u jiných, volně žijících savců doposud exaktně prokázána nebyla (pokud nemělo zvíře současně jiný zdravotní problém).
Dalším ze strašáků ve vztahu k cholesterolu je vaječný žloutek, o kterém bylo v této souvislosti napsáno mnoho účelových nesmyslů. Vaječný žloutek je dáván za vzor potraviny, o kterou by člověk neměl ani pohledem zavadit, protože je to ".cholesterolová bomba" a je to "infarktový vrah". Tolik k formulacím, které se v některých časopisech nebo na internetu s oblibou používají. Jaká je pravda? Žloutek slepičího vejce obsahuje přibližně 220 mg cholesterolu a po jeho konzumaci se v plasmě zvýší obsah asi o 90 až 120 mg. Zbytek cholesterolu přemění střevní bakterie na neutrální steroly, v této podobě je cholesterol prakticky nevstřebatelný a odchází stolicí z těla ven. V plasmě je normálně obsaženo přibližně 6000 mg cholesterolu, tedy asi 60 x více. Otázkou je, zda navýšení množství cholesterolu v plasmě o uvedených asi 100 mg může vyvolat takovou změnu, která by významně zvýšila pravděpodobnost tvorby aterosklerotického plátu. Odpověď zní - prakticky NE. Koncentrace celkového cholesterolu se v případě muže (3,08 l plasmy) zvýší přibližně o 0,08 mmol/l a v případě ženy (2,8 l plasmy) asi o 0,09 mmol/l plasmy. To je vzhledem k normální hodnotě 5,6 mmol/l prakticky zanedbatelné množství.
Mnohem důležitější je však skutečnost, že žloutek obsahuje mimo zmiňovaný cholesterol také značné množství fosfolipidů (lecithinu), které brání vysrážení cholesterolu a tím i jeho případnému uložení v aterosklerotickém plátu. Obsah fosfolipidů je ve žloutku tak vysoký, že dokáže udržet v rozpustném stavu více jak čtyřnásobné množství cholesterolu, než je ve žloutku obsaženo. Příroda si dokázala velice dobře ošetřit, aby vysoký obsah cholesterolu ve žloutku nemohl vyvíjecímu se zárodku škodit. Jen tak mimochodem, vysoký obsah cholesterolu ve žloutku je zároveň důkazem toho, jak důležitá je to látka pro život. Konzumace vaječného žloutku je naopak pro tělo výhodná právě v okamžiku, kdy tělo přijímá cholesterol i z jiného zdroje (např. máslo). Lecithin z vaječného žloutku pak spolehlivě udrží i tento jiný cholesterol na uzdě a brání mu, aby se mohl negativně v těle projevit. Pro objektivnost informace je třeba dodat, že informace uvedené v tomto odstavci se vztahují ke zdravému člověku. V případě člověka, který má narušený metabolický obrat cholesterolu v těle (má např. jaterní nadprodukci) platí, že je nutné dodržovat dietu s nízkým obsahem tuků. Ale i tento člověk, pokud dodrží nízkotučnou dietu, může během dne 1 tepelně upravený vaječný žloutek zkonzumovat. Podmínkou je, aby v rozmezí cca 1 až 2 hodin před a po konzumaci žloutku nekonzumoval jídlo obsahující nasycené mastné kyseliny.
Související články
Struktura a funkce lipoproteinů - odborný článek
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.