Rol biológico y distribución
El colesterol cumple tres funciones principales en el organismo:
- Estructural: forma parte de las membranas celulares, regulando la fluidez de la capa hidrófoba.
- De transporte: junto con los fosfolípidos, forma la capa superficial de las lipoproteínas.
- Metabólica: sirve como precursor para la síntesis de ácidos biliares, hormonas esteroideas y vitamina D₃.
El organismo contiene unos 140 g de colesterol, de los cuales la gran mayoría (93%) se encuentra dentro de las células. Este fondo se re constantemente mediante la síntesis endógena (alrededor de 1 g por día) y el aporte exógeno a través de la dieta (0,3–0,5 g). El colesterol se consume principalmente en la formación de ácidos biliares (0,5–0,7 g/día) y también se excreta con las heces y el sebo.
Digestión y transporte
Con la dieta se ingieren principalmente ésteres de colesterol. En el intestino, la colesterol esterasa pancreática los descompone en colesterol libre y ácidos grasos.
Los productos de la digestión se absorben en forma de micelas mixtas. Dentro de las células de la mucosa intestinal (enterocitos) se produce la resíntesis: la enzima ACAT (acil-coenzima A: colesterol aciltransferase) transfiere un residuo acilo desde el acil-CoA al grupo hidroxilo del colesterol, formando nuevos ésteres. A continuación, estos ésteres se empaquetan en quilomicrones para su transporte hacia el sistema linfático y luego a la sangre. Los quilomicrones remanentes son captados por el hígado mediante receptores de apoE.
Biosíntesis de novo
La síntesis de colesterol tiene lugar en el citosol y en el retículo endoplásmico de la mayoría de las células, aunque principalmente en el hígado. El proceso es más activo en el periodo postprandial (periodo absortivo).
La fuente de los 27 átomos de carbono es el acetil-CoA, y la fuente de hidrógeno es el NADPH. La ruta comprende unas 30 reacciones. Las etapas clave son:
- Formación de mevalonato: a partir de moléculas de acetil-CoA se sintetiza HMG-CoA. Luego, bajo la acción de la HMG-CoA reductasa (con consumo de NADPH), se reduce a mevalonato. Esta es la reacción limitante de toda la ruta.
- Formación de escualeno: las moléculas de mevalonato se fosforilan (con gasto de ATP) y se condensan para formar escualeno, un compuesto lineal de 30 carbonos.
Regulación de la síntesis
El principal punto de control es la enzima HMG-CoA reductasa. Su actividad se regula de varias formas:
- Modificación covalente: La insulina promueve la desfosforilación de la enzima, convirtiéndola en su forma activa. El glucagón, por el contrario, estimula la fosforilación (mediante una cinasa), inactivando la enzima. De este modo, en estado de saciedad la síntesis prosigue, mientras que en ayuno se inhibe.
- Cambio en la cantidad de enzima: El colesterol y los ácidos biliares suprimen la transcripción del gen de la enzima y aceleran su proteólisis. Los estrógenos, por el contrario, estimulan la expresión del gen.
- Regulación alostérica: el exceso de los productos finales también influye en la actividad enzimática.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuáles son las principales etapas de la biosíntesis del colesterol?
Las etapas principales de la biosíntesis del colesterol son la formación de mevalonato, la síntesis de escualeno y su conversión en colesterol.
- Fase I — Formación de mevalonato a partir de moléculas de acetil-CoA en el citosol. Es la etapa reguladora, catalizada por la HMG-CoA reductasa.
- Fase II — Formación de escualeno. Ocurre la condensación de derivados isoprenoides fosforilados para formar un compuesto lineal de 30 carbonos.
- Fase III — Conversión de escualeno en colesterol. Incluye la ciclación con formación del intermediario lanosterol y modificaciones posteriores con pérdida de tres átomos de carbono.
¿Qué lipoproteínas se encargan del transporte inverso del colesterol desde los tejidos periféricos hasta el hígado?
Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) son las responsables del transporte inverso del colesterol desde los tejidos periféricos y la sangre hacia el hígado.
Estas lipoproteínas realizan una función «antiaterogénica». Capturan el colesterol libre de las membranas de las células periféricas, lo esterifican dentro de su partícula (mediante la enzima LCAT) y lo transportan al hígado. En el hígado, el colesterol es captado para su posterior reutilización, conversión en ácidos biliares o excreción, lo que reduce su acumulación en la pared vascular.
¿En la síntesis de qué ácidos biliares específicos se consume el colesterol en el hígado?
En el hígado, el colesterol se consume en la síntesis de ácidos biliares primarios.
Estos incluyen:
- Ácido cólico — ácido 3α,7α,12α-trihidroxicolanónico.
- Ácido quenodesoxicólico — ácido 3α,7α-dihidroxicolanónico.
Tras su síntesis en el hígado, los ácidos biliares primarios se conjugan con glicina o taurina y se secretan en la bilis.
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué enzima limita la velocidad de la síntesis de colesterol?
La enzima reguladora clave es la HMG-CoA reductasa, que convierte el HMG-CoA en mevalonato.
¿En qué estado se encuentra activa la HMG-CoA reductasa?
En estado desfosforilado. El proceso de desfosforilación es estimulado por la insulina.
¿De dónde provienen los átomos de carbono para la síntesis de colesterol?
Los 27 átomos de carbono del colesterol provienen del acetil-CoA.
Qué más repasar sobre el tema
- Etapas de conversión del escualeno en colesterol
- Metabolismo de las lipoproteínas (quilomicrones, VLDL, LDL, HDL)
- Síntesis de ácidos biliares a partir de colesterol
- Síntesis de hormonas esteroideas
- Formación de vitamina D₃
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