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2 colesterolo SNU 2011

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Università di Roma Tor Vergata- Scienze della Nutrizione Umana<br />

Biochimica<br />

Prof.ssa Luciana Avigliano<br />

<strong>2011</strong><br />

Nutrienti quali regolatori delle funzioni cellulari<br />

Colesterolo<br />

Digestione dei lipidi<br />

Fitosteroli


METABOLISMO REGOLATO DA SEGNALI<br />

INTERNI - ORMONI [nM ]<br />

AMBIENTALI - NUTRIENTI [µM ]<br />

ADATTAMENTO ALLA INTERMITTENZA DI RIFORNIMENTO DI CIBO<br />

L‘INTENSITA’ DEL SEGNALE INDOTTA DAL NUTRIENTE VARIA CON<br />

LA COMPOSIZIONE DELL’ALIMENTO<br />

LA FREQUENZA DELL’ASSUNZIONE<br />

Cibo stimolo molto complesso con centinaia di nutrienti e composti<br />

bioattivi


AZIONE REGOLATORIA<br />

NUTRIENTI macro e micronutrienti<br />

NON NUTRIENTI sostanze vegetali<br />

METABOLITI prostaglandine, acido retinoico<br />

COMPOSTI FORMATI DURANTE LA COTTURA<br />

amine eterocicliche<br />

EFFETTI BENEFICI diminuzione lipidi plasmatici<br />

EFFETTI DANNOSI alterazione metabolismo glucosio<br />

IMPORTANTE per la prevenzione di patologie legate alla<br />

alimentazione


Controllo<br />

epigenetico<br />

donatori metile<br />

DNA Trascritto<br />

primario<br />

Controllo<br />

trascrizionale<br />

glucosio, acidi grassi,<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

mRNA<br />

Controllo<br />

processamento<br />

mRNA<br />

mRNA<br />

Controllo<br />

degradazione<br />

mRNA<br />

Controllo<br />

traduzionale<br />

Controllo<br />

post-traduzionale<br />

nucleo citoplasma<br />

mRNA inattivo<br />

ferro<br />

ferro<br />

selenio<br />

proteina inattiva<br />

vitamine<br />

minerali<br />

proteina attiva


NUTRIGENOMICA<br />

Effetto di nutrienti sulla regolazione della funzione genica<br />

(trascrizione, traduzione) e del metabolismo.<br />

interazione dieta gene<br />

NUTRIGENETICA<br />

Impatto della variazione genetica individuale sulla richiesta<br />

nutrizionale ottimale per quel singolo individuo (nutrizione<br />

personalizzata)<br />

interazione gene dieta<br />

scopo<br />

conoscere l’azione di nutrienti e composti bioattivi al fine di<br />

promuovere la salute e prevenire la malattie


IL CONTROLLO DELLA TRASCRIZIONE E’ MEDIATO DA FATTORI<br />

TRASCRIZIONALI<br />

diversi domini funzionali<br />

Dominio di legame al DNA<br />

riconosce una specifica sequenza di 8-12 basi del DNA<br />

comuni tipi di legame<br />

Zinc finger<br />

Leucine zipper<br />

Dominio di transattivazione<br />

regola attività della RNA polimerasi II<br />

Dominio di regolazione<br />

dipende da una specifica via di segnale cellulare<br />

regolazione da ligando (allosterica)<br />

modificazione covalente (fosforilazione , proteolisi)<br />

modificazione redox ( zinc-finger)<br />

interazione con altre subunità regolatorie


Dominio di regolazione<br />

con induzione di cambiamenti conformazionali<br />

regolazione da ligando (allosterica)<br />

superfamiglia dei recettori nucleari<br />

Meccanismo comune da parte di fattori lipofili e loro metaboliti<br />

recettori per gli ormoni steroidi ed ormoni tiroidei<br />

recettori per la vit D<br />

recettori per i retinoidi<br />

recettori per acidi grassi (peroxisome proliferator-activated receptors PPAR)<br />

geni enzimi lipolitici<br />

modificazione covalente<br />

fosforilazione e defosforilazione attivazione di chinasi/fosfatasi<br />

proteolisi SRE-BP (Sterol Responsive Element-Binding Protein) -<br />

geni enzimi lipogenici<br />

modificazione redox ( -SH -S-S-)<br />

vitamine antiossidanti, glutatione<br />

composti organici dello zolfo


COLESTEROLO<br />

MOLECOLA FONDAMENTALE PER IL NOSTRO ORGANISMO<br />

scoperto nel 1784 nei calcoli biliari<br />

piccola molecola più premiata: 13 Premi Nobel<br />

Chimici per la sua struttura a 4 anelli condensati<br />

Biochimici per la biosintesi (coinvolti più di 30 enzimi) a<br />

partire dall’acetato<br />

Fisiologi per le sue funzioni<br />

Medici collegata ad aterosclerosi ed infarto<br />

COLESTEROLO TOTALE 100 g<br />

≈ 5% ematico, 95% cellulare


esterificato con acido grasso<br />

es. nelle lipoproteine


COLESTEROLO<br />

DIETA presente in alimenti di origine animale<br />

nelle piante: fitosteroli<br />

dalla dieta: 50 mg/die vegetariani -> 400 mg/die<br />

INRAN, Linee guida USA 2005 ≤ 300 mg/die (adulti)<br />

BIOSINTESI 700-900 mg/die<br />

in tutti i tessuti (fegato, intestino, pelle)<br />

LE DUE VIE SI INFLUENZANO RECIPROCAMENTE<br />

PER MANTENERE COSTANTI I LIVELLI CELLULARI<br />

TURNOVER GIORNALIERO 800 mg/die


FUNZIONI<br />

strutturale<br />

modulatore della fluidità delle membrane (“lipid rafts”)<br />

precursore<br />

- acidi biliari (400 mg/die) VIA CATABOLICA<br />

- ormoni steroidei (cortisolo, aldosterone, ormoni sessuali)<br />

- vitamina D<br />

EFFETTI DANNOSI<br />

molecola apolare, assolutamente insolubile in acqua<br />

- se precipita, non più rimovibile con conseguente danno<br />

cellulare<br />

- se si accumula in modo errato nelle arterie non può più essere<br />

rimosso; i livelli ematici devono rimanere bassi


FEGATO: ORGANO PRIMARIO NELLA OMEOSTASI DEL COLESTEROLO<br />

omeostasi epatica studiata da 30 anni<br />

Michael Brown e Joseph Goldstein<br />

1985- vincitori del premio Nobel - basi molecolari della ipercolesterolema familiare<br />

2003 - Albany Medical Center Prize - controllo trascrizionale della biosintesi<br />

BIOSINTESI<br />

enzima chiave HMGCoA REDUTTASI<br />

captazione dal circolo VIE COORDINATE<br />

recettori per le lipoproteine dai livelli di <strong>colesterolo</strong><br />

catabolismo<br />

enzima chiave COLESTEROLO 7α IDROSSILASI<br />

ENTEROCITA studiata negli ultimi anni<br />

CAPTAZIONE ed EFFLUSSO DAL LUME INTESTINALE<br />

Biosintesi<br />

Formazione dei chilomicroni


acetato<br />

CH 3<br />

I<br />

3 HC–C=CH–CH 3<br />

terpene<br />

isoprene<br />

polimerizzazione


monoterpene C10<br />

limonene citronella mentolo<br />

triterpene C30<br />

squalene lanosterolo<br />

diterpene c20<br />

trans retinale<br />

tetraterpene C40<br />

fitolo<br />

nella clorofilla<br />

Licopene (pigmento rosso del pomodoro)


acetilCoA<br />

ATP, NADPH<br />

isoprene<br />

(5 atomi di carbonio)<br />

polimerizzazione<br />

squalene<br />

(30 atomi di carbonio)<br />

O 2<br />

lanosterolo<br />

Prodotto di ciclizzazione<br />

(30 atomi di carbonio)<br />

O 2<br />

NADPH<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

(27 atomi di carbonio)<br />

C<br />

I<br />

C-C=C-C<br />

HO<br />

STRATEGIA della VIA BIOSINTETICA<br />

CH 3<br />

H<br />

CH 3 CH 3<br />

HO<br />

CH 3<br />

3 HC<br />

3 HC<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

RETICOLO ENDOPLASMATICO<br />

CH 2<br />

CH 2


BIOSINTESI<br />

Acetil CoA mitocondriale<br />

- piruvato (da glucosio)<br />

- β-ossidazione acidi grassi<br />

esportato dal mitocondrio sotto forma di citrato<br />

citrato + ATP + CoASH + ATP-citrato liasi ossalacetato + acetil CoA + ADP +Pi<br />

NADPH + H +<br />

- via dei pentosi fosfati (glucosio)<br />

- enzima malico<br />

malato + NADP + + H 2 O + enzima malico pIruvato+ HCO 3 - + NADPH + H +<br />

ATP fosforilazione ossidativa


1. Conversione di un frammento C2 (acetil CoA) in un<br />

composto C6 (mevolonato)<br />

CO-S-CoA + CH 3<br />

* *<br />

CH 3 C=O<br />

CH 2<br />

CO -S-CoA<br />

HMG~CoA reduttasi<br />

CoA-SH<br />

HMG~CoA<br />

sintasi<br />

COO –<br />

CH 2<br />

HO-C-CH 3<br />

CH 2<br />

CO -S-CoA<br />

2NADPH + H<br />

CoA-SH<br />

+ 2NADP +<br />

HMG ~CoA<br />

reduttasi<br />

COO –<br />

legata al reticolo endoplasmatico tramite la porzione N-terminale<br />

che contiene un dominio sensibile agli steroli importante per la<br />

stabilità<br />

porzione C-terminale citosolica che contiene il dominio catalitico<br />

PUNTO DI CONTROLLO DELL’INTERO PROCESSO BIOSINTETICO<br />

CH 2<br />

HO-C-CH 3<br />

CH 2<br />

CH 2 O H<br />

acetil CoA acetoacetil CoA idrossimetil glutaril ~ CoA<br />

(HMG~CoA)<br />

mevalonato


2. Conversione del composto C6 a C5 (isoprene attivato)<br />

Tre tappe di fosforilazione ad opera di chinasi con il consumo di 3 ATP<br />

COO –<br />

CH 2<br />

HO-C-CH 3<br />

CH 2<br />

CH 2 O H<br />

mevalonato 5 fosfomevalonato 5 pirofosfomevalonato<br />

ATP ADP + Pi CO2<br />

fosfomevalonico<br />

decarbossilasi<br />

ATP ADP<br />

mevalonico<br />

chinasi<br />

CH 2<br />

II<br />

C - CH 3<br />

CH 2<br />

CH2-O-P ~P<br />

COO –<br />

CH 2<br />

HO- C-CH 3<br />

CH 2<br />

CH 2 -O-PO 3 H –<br />

ATP ADP<br />

fosfomevalonico<br />

chinasi<br />

isopentenilpirofosfato<br />

isomerasi<br />

COO –<br />

CH 2<br />

HO- C-CH 3<br />

CH 2<br />

CH 2 -O-P~P<br />

CH 3<br />

I<br />

C - CH 3<br />

CH2-O-P ~P<br />

3 isopentenilpirofosfato dimetilallilpirofosfato<br />

isoprene attivato<br />

CH


3. Polimerizzazione della molecola isoprenica<br />

+<br />

dimetilallilpirofosfato Isopentenil pirofosfato<br />

prenil<br />

transferasi<br />

C5 C5 C10<br />

PPi<br />

2 X<br />

C15<br />

farnesilpirofosfato<br />

PPi<br />

prenil<br />

transferasi<br />

NADPH + H + NADP +<br />

+ 2PPi<br />

squalene sintasi<br />

geranilpirofosfato<br />

C30<br />

squalene


4. Ciclizzazione dello squalene a lanosterolo e<br />

conversione a <strong>colesterolo</strong><br />

squalene<br />

O 2<br />

NADPH + H + NADP +<br />

Squalene<br />

epossidasi<br />

Squalene<br />

epossido<br />

ciclasi<br />

H 2 O<br />

<br />

<br />

lanosterolo<br />

rimozione 3 metili (due in C4 ed uno in C14) come CO 2<br />

saturazione doppio legame (catena laterale)<br />

spostamento doppio legame (8,9 5,6)<br />

H +<br />

squalene epossido<br />

19 reazioni<br />

(NADPH e O 2 )


trasduzione<br />

del segnale<br />

Proteine<br />

isoprenilate (Ras)<br />

Eme a<br />

citocromo c ossidasi<br />

CoQ10 o ubichinone<br />

Trasporto<br />

elettroni<br />

mitocondriale<br />

↓ farmaci<br />

antitumorali<br />

+ Tyr<br />

Antiossidante<br />

lipofilo<br />

ALTRE BIOSINTESI<br />

Colesterolo<br />

ormoni vitamina D<br />

acidi biliari membrane<br />

selenoproteine<br />

Sec-tRNA<br />

isopenteniladenosina<br />

Dolicolo-P<br />

18-20 unità<br />

Proteine<br />

N- glicosilate<br />

(immunoglobuline)


CoQ 10


TRASPORTO EMATICO<br />

e<br />

CAPTAZIONE


- ACIDI GRASSI LEGATI ALL’ALBUMINA tessuto adiposo fegato<br />

- LIPOPROTEINE<br />

chilomicroni 2% proteine, 85% TG, fosfolipidi (FL) intestino fegato<br />

VLDL 8% proteine, 60% TG, FL fegato organi periferici .<br />

<br />

LDL 22% proteine, 6%TG, FL, 2/3 <strong>colesterolo</strong> totale<br />

HDL 50% proteine, FL, 20% <strong>colesterolo</strong> totale fegato organi<br />

periferici fegato<br />

LDL :Alti livelli associati a rischio<br />

di malattia cardiovascolare<br />

fosfolipidi<br />

TG<br />

apoB100<br />

<strong>colesterolo</strong> libero<br />

(non esterificato)<br />

esteri del <strong>colesterolo</strong>


Funzione delle apolipoproteine:<br />

Secrezione - Attivazione di enzimi - Legame a recettori<br />

apoproteina lipoproteina funzione<br />

B48 chilomicroni secrezione chilomicroni<br />

B100 VLDL 50 % secrezione VLDL<br />

LDL 100 % lega recettore LDL<br />

C(II) chilomicroni, VLDL attiva LPL<br />

A(I, II) HDL attiva LCAT<br />

E chilomicroni, VLDL, HDL lega recettori epatici<br />

LPL lipoprotein lipasi<br />

LCAT lecitina <strong>colesterolo</strong> acil transferasi


Il <strong>colesterolo</strong> importato blocca la sintesi del <strong>colesterolo</strong> e del<br />

recettore


REGOLAZIONE DELLA<br />

ATTIVITA’ DELLA<br />

HMG~CoA REDUTTASI


LIVELLI DI REGOLAZIONE DELLA HMGCoA REDUTTASI<br />

I. modulazione attività catalitica tramite inibizione da prodotto<br />

↓ mevalonato<br />

↓ farmaci (statine)<br />

II. modificazione covalente tramite fosforilazione/defosforilazione<br />

forma non fosforilata più attiva<br />

forma fosforilata meno attiva - chinasi AMP dipendente<br />

ATP/AMP ≈ 50<br />

piccole variazioni [ATP] portano grandi variazioni [AMP]<br />

Calo in [ATP] inibisce sintesi <strong>colesterolo</strong> e ac. grassi<br />

III. modulazione dei livelli proteici tramite degradazione e biosintesi<br />

via principale<br />

VARIAZIONI DI ATTIVITA’ FINO A 200 VOLTE


X<br />

CH 3<br />

O<br />

R<br />

HO<br />

O<br />

COO -<br />

OH<br />

CH 3<br />

HO<br />

STATINE<br />

COO- H3C OH R = CH3 X= H lovastatina<br />

R = CH 3 X= CH 3 simvastatina<br />

Inibitori competitivi della HMG CoA reduttasi<br />

effetti positivi<br />

↓ sintesi <strong>colesterolo</strong><br />

↑ sintesi del recettore per le LDL<br />

↓ livelli di LDL (~ 50%)<br />

effetti positivi o negativi a prescindere dal <strong>colesterolo</strong><br />

anti-infiammatori<br />

anti-aggreganti<br />

miopatia (coenzima Q?, selenoproteine?, alterato<br />

metaboslimo isoprenico?)<br />

neuropatia


REGOLAZIONE di LIVELLI di HMG~COA REDUTTASI<br />

controllo feedback da parte del <strong>colesterolo</strong><br />

DEGRADAZIONE e BIOSINTESI<br />

REGOLATE<br />

dai LIVELLI CELLULARI DI COLESTEROLO<br />

(tramite sensori dei livelli di <strong>colesterolo</strong> del R.E.)<br />

tramite<br />

PROTEOLISI CONTROLLATA


HMG~CoA reduttasi<br />

2 DOMINI<br />

dominio idrofobico N-terminale<br />

ancorato al R.E. che contiene un<br />

dominio sensibile agli steroli -<br />

importante per la stabilità<br />

I. DEGRADAZIONE (emivita 3 h)<br />

dominio idrofilico<br />

citosolico C-terminale<br />

-catalitico<br />

dominio sensibile agli steroli “sterol-sensing domain”<br />

in presenza di alti livelli di <strong>colesterolo</strong> degradata dal<br />

sistema ubiquitina- proteasoma


II: REGOLAZIONE TRASCRIZIONALE<br />

tramite<br />

fattori di trascrizione<br />

Sterol Regulatory Element - Binding Protein SRE-BP<br />

Legano sequenze SRE Sterol Regulatory Element<br />

presenti nel promotore di geni coinvolti nella biosintesi di acidi<br />

grassi e <strong>colesterolo</strong><br />

2 isoforme sintetizzate da due distinti geni<br />

SRE-BP1c più selettiva per biosintesi trigliceridi<br />

SRE-BP2 più selettiva per biosintesi <strong>colesterolo</strong>


Cellule deplete di <strong>colesterolo</strong><br />

S<br />

WD<br />

SREBP<br />

SCAP<br />

SCAP<br />

riciclaggio<br />

S1P<br />

S2P<br />

R.E. Golgi<br />

Colesterolo abbondante<br />

inS1P<br />

R.E.<br />

S<br />

SREBP<br />

WD<br />

SCAP<br />

S1P<br />

S2P<br />

Golgi<br />

WD<br />

S<br />

SCAP<br />

SREBP<br />

Nucleo<br />

S<br />

SRE<br />

Alto livello<br />

di trascrizione<br />

Nucleo<br />

SRE<br />

Livello basale<br />

di trascrizione<br />

SRE-BP proteina precursore<br />

ancorata al R.E<br />

due specifiche rotture nel<br />

Golgi parte N-terminale<br />

forma solubile attiva nucleare<br />

SCAP - SREBP- Cleavage Activating Protein<br />

SENSORE DEL COLESTEROLO<br />

contiene“sterol-sensing domain”<br />

(omologo a dominio della HMGCoA-R)<br />

Colesterolo si lega e modula la<br />

conformazione<br />

S1P = proteasi del sito 1<br />

S2P = proteasi del sito 2


REGOLAZIONE GLOBALE<br />

ALTI LIVELLI DI COLESTEROLO DEL R.E. PORTANO A<br />

1. Aumento della degradazione di HMG-CoA reduttasi<br />

2. Diminuzione della attivazione di SRE-BP<br />

SI ABBASSANO I LIVELLI<br />

BASSI LIVELLI DI COLESTEROLO DEL R.E. PORTANO A<br />

1. Più lunga emivita di HMG-CoA reduttasi<br />

2. Aumento della attivazione di SRE-BP<br />

SI INNALZANO I LIVELLI


CATABOLISMO


acido taurocolico<br />

ACIDI BILIARI.<br />

Prodotti del catabolismo<br />

Funzione nell’assorbimento dei lipidi<br />

Enzima chiave 7α-idrossilasi<br />

- 3 gruppi -OH polari in C3, C7, C12<br />

- gruppo solfato della taurina


REGOLAZIONE della DEGRADAZIONE<br />

Acido<br />

ascorbico<br />

acido<br />

deidroascorbico<br />

O 2 H2 O<br />

R.E. Colesterolo 7α -idrossi<strong>colesterolo</strong><br />

7α-idrossilasi (CYP7A1)<br />

7α-idrossilasi<br />

- indotta da <strong>colesterolo</strong> alimentare<br />

- inibita da sali biliari<br />

(–)<br />

HMG-CoA reduttasi


COLESTEROLO<br />

quantità riportate come mg per 100 g di alimento edibile<br />

cervello di animali<br />

Tuorlo d' uovo (1.350)<br />

un uovo intero contiene 400 mg di <strong>colesterolo</strong> per 100 g<br />

Burro (250)<br />

Frutti di mare (aragosta, gamberi, ostriche, cozze 150)<br />

Salumi grassi (100)<br />

Formaggi grassi (pecorino, grana, parmigiano ecc. 100)<br />

Carne e pesce magri<br />

(petto di pollo, tonno, pesce spada ecc. 70).


Normale<br />

Difetto<br />

genetico<br />

del<br />

recettore<br />

Dieta ricca in grassi<br />

Recettore saturo e<br />

down-regolato<br />

Colesterolo<br />

dalla dieta<br />

Regolazione epatica<br />

IDL intermediate-density lipoprotein<br />

SATURAZIONE RECETTORE<br />

CALORIE TOTALI<br />

TRIGLICERIDI<br />

COLESTEROLO<br />

DIETA IPOCALORICA<br />

DIGIUNO


Digestione ed<br />

assorbimento dei<br />

lipidi


STOMACO<br />

TRIGLICERIDI idrolisi di TG con acido grassi a corta-media<br />

catena (allattamento) per azione della lipasi gastrica<br />

DUODENO<br />

TRIGLICERIDI<br />

Idrolisi parziale a dovuta alla azione combinata di<br />

- sistema lipasi - colipasi pancreatica<br />

- sali biliari ( fegato)<br />

- bicarbonato<br />

2-monoacil-glicerolo + 2 molecole di acido grasso<br />

FOSFOLIPIDI: fosfolipasi A 2 (produce lisofosfatidilcolina)<br />

COLESTEROLO: assorbito come <strong>colesterolo</strong> libero<br />

colesteril-estere idrolasi idrolizza <strong>colesterolo</strong> esterificato


acido taurocolico<br />

Idrossilato in C3, C7, C12<br />

BILE 82% H2O Il restante BILEin<br />

proporzione<br />

5% <strong>colesterolo</strong> 5% <strong>colesterolo</strong><br />

15% 15% fosfolipidi fosfolipidi<br />

80% 80% sali biliari<br />

Sali biliari<br />

CIRCOLO ENTEROEPATICO<br />

sali biliari: sintetizzati 400 mg/die<br />

riciclati 20-30 g/die


Voet<br />

Sistema<br />

lipasi-colipasi<br />

Complesso 1:1<br />

Bersaglio dell’ Orlistat<br />

farmaco antiobesità<br />

Mancata digestione del<br />

30% TG


PRODOTTI DELLA DIGESTIONE<br />

monoacilgliceroli, acidi grassi, lisofosfatidilcolina,<strong>colesterolo</strong><br />

ASSORBIMENTO<br />

In genere alta efficienza 95%<br />

Formazione di piccole micelle 3-10 nm<br />

contenenti anche le vitamine A, D, E, K<br />

grazie alla azione dei sali biliari, detergenti biologici<br />

DIFFUSIONE PASSIVA: gradiente di concentrazione mantenuto dalla<br />

riesterificazione nel R.E.dell’enterocita<br />

TRASPORTO FACILITATO Mediante trasportatori<br />

Fatty Acid Transport Protein (FATP) a basse concentrazioni


RETICOLO ENDOPLASMATICO<br />

riesterificazione<br />

2-monoacilglicerolo + acil~CoA trigliceride<br />

<strong>colesterolo</strong> + acil ~ COA estere del <strong>colesterolo</strong><br />

acil-<strong>colesterolo</strong> acil transferasi ACAT<br />

ed acquisizione di apolipoproteine (B48, A, E, C)<br />

APPARATO DI GOLGI secrezione di chilomicroni<br />

acidi grassi a corta catena<br />

sangue portale<br />

legati alla albumina<br />

via linfatica<br />

Apo E<br />

Apo C<br />

Apo B48<br />

Apo A


captazione ed efflusso dal lume intestinale<br />

biosintesi<br />

ENTEROCITA<br />

formazione dei chilomicroni


ASSORBIMENTO INTESTINALE del COLESTEROLO<br />

INIBIZIONE tramite<br />

alimenti<br />

fitosteroli<br />

fibra alimentare<br />

yogurt, latti fermentati (probiotici: lactobacilli e<br />

bifidobatteri)<br />

assorbono <strong>colesterolo</strong> intestinale diminuendo l’assorbimento da<br />

parte dell’organismo<br />

producono acidi a carta catena (acido propionico che inibisce<br />

l’attività dell HMG-CoA)<br />

farmaci<br />

ezetimibe<br />

colestiramina - resine che legano acidi biliari e ne prevengono<br />

il riassorbimento


BILE<br />

5% <strong>colesterolo</strong><br />

15% fosfatidilcolina<br />

80% sali biliari<br />

CIRCOLO ENTEROEPATICO<br />

Acidi biliari: sintetizzati 400 mg/die<br />

riciclati 20-30 g/die<br />

Colesterolo nel tratto intestinale: da dieta e bile<br />

Vegetariani stretti assunzione dieta


FITOSTEROLI<br />

Animali sintetizzano dallo squalene solo il <strong>colesterolo</strong><br />

Piante sintetizzano dallo squalene vari steroli tipici per<br />

ciascun vegetale<br />

- parte ciclica simile a quella del <strong>colesterolo</strong>,<br />

- piccole variazioni nella catena laterale.


2 classi:<br />

steroli o Δ 5 -steroli<br />

con un doppio legame in posizione 5<br />

stanoli senza il doppio legame.


dalla dieta 200-400 mg/die (onnivoro vs vegetariano)<br />

Quantità apprezzabili in tutti gli alimenti vegetali<br />

oli vegetali, noci, grano integrale, legumi,frutta, verdura<br />

Alimento mg/ 100 gr prodotto edibile<br />

Oli di grano 950<br />

Olio di girasole 720<br />

Olio di soia 220<br />

Olio di oliva 160<br />

Mandorle 140<br />

Fagioli 75<br />

Banana 16<br />

Mela 12<br />

Pomodoro 7<br />

- poco captati dall’enterocita: max 5% vs 50% <strong>colesterolo</strong><br />

- concentrazione ematica: ≈ 0,1- 0,14% quella del <strong>colesterolo</strong>


SUPPLEMENTAZIONE di 2 grammi/die porta a<br />

- Riduzione di assorbimento del <strong>colesterolo</strong> del 30-50%<br />

- Riduzione livelli LDL del 9-14%<br />

senza influenzare i livelli di HDL e TG<br />

(effetti dopo un paio di settimane di trattamento)<br />

Meccanismo ipotizzato<br />

definiti “CARDIOPROTETTIVI<br />

- nel lume intestinale competono e spiazzano il <strong>colesterolo</strong> dalle<br />

micelle fosfolipidi/sali biliari, così da diminuire l’assorbimento<br />

Interazioni con farmaci (statine): possono contribuire per un ulteriore<br />

10% al calo di LDL


FDA 2000-approved health claims supporting their<br />

role in lowering both total and LDL cholesterol<br />

Raccomanda l’assunzione di 800 mg/d<br />

Dieta uomo primitivo alta in fitoseroli, 1 g/die<br />

dovrebbe essere rapporto fitosterolo:<strong>colesterolo</strong> = 5:1<br />

negli USA dal 1999 inclusi in alimenti fortificati<br />

- margarine, burro, oli<br />

in forma di esteri di acidi grassi a lunga catena (più liposolubili)<br />

- succo d’arancia, snack da bar, yogurt<br />

emulsionati con lecitina per integrarli in alimenti non lipidici


FDA (USA) - non superare i 3 g/die<br />

CONTROINDICAZIONI per dosi terapeutiche<br />

generiche per donne in gravidanza, anziani, bambini ( anche se<br />

non ci sono controindicazioni specifiche)<br />

occasionalmente nausea, diarrea, costipazione<br />

calo nell’assorbimento di vitamine liposolubili, in particolare βcarotene;<br />

necessaria assunzione addizionale di verdure e frutta<br />

ad alto contenuto in carotenoidi<br />

fattore di rischio per malattia cardiovascolare in seguito ad<br />

iperassorbimento di fitosteroli in alcuni individui con particolare<br />

patrimonio genetico (sitosterolemia o fitosterolemia)


Captazione ed efflusso<br />

intestinale:<br />

processo selettivo


1.TRASPORTATORI - superficie apicale<br />

Niemann-Pick C1-like protein 1 (NPC1L1)<br />

Importo <strong>colesterolo</strong> > fitosteroli<br />

ATP-binding cassette (ABC)<br />

isoforme intestinali ABCG5 e ABCG8<br />

Pompa attiva per l’efflusso di <strong>colesterolo</strong><br />

dall’enterocita nel lume intestinale<br />

CHILOMICRONI<br />

acil~CoA:<strong>colesterolo</strong> aciltransferasi<br />

(ACAT) 70-80% viene esterificato<br />

microsomal triglyceride transfer protein<br />

(MTP)<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

ABCG5<br />

ABCG8<br />

trigliceridi<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

<strong>colesterolo</strong> <strong>colesterolo</strong><br />

Ezetimibe<br />

NPC1L1<br />

Acidi grassi<br />

ACAT2<br />

ENTEROCITA<br />

COLESTEROLO 50% assorbito ( ma grande variabilità individuale 20-80%)<br />

FITOSTEROLI uptake max 5% e non riconosciuti da ACAT<br />

FITOSTEROLEMIA mutazione di ABC G5 / ABC G8 (1 : 5 milioni)<br />

iperassorbimento e diminuita escrezione<br />

aumenta anche <strong>colesterolo</strong><br />

Porta a malattia cardiovascolare<br />

fitosteroli<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

MTP<br />

Apo<br />

B-48<br />

estere del<br />

<strong>colesterolo</strong><br />

LINFA


EZETIMIBE<br />

inibitore selettivo dell’assorbimento del <strong>colesterolo</strong><br />

Molecola sintetizzata nel 1998<br />

- appartenente a classe di composti progettati come inibitori della ACAT<br />

- efficaci in vivo senza azione inibente sulla ACAT in vitro<br />

Anello β-lattamico<br />

Bersaglio identificato nel trasportore NPC1L1 (2004)<br />

contiene un sito sterolo-sensibile, analogamentealla HMGCoAR e SCAP<br />

aumenta sintesi endogena per cui vanno accoppiate le statine


Punti di controllo nell’omeostasi<br />

biosintesi epatica HMG~CoA reduttasi<br />

captazione intestinale NPC1L1<br />

diventano bersagli farmacologici<br />

CONTROLLO DEI LIVELLI DI COLESTEROLO<br />

ENDOGENO ED ESOGENO


Controllo non farmacologico della colesterolemia<br />

Nutrition, Metab & Cardiovascular Disease, vol. 18, 2008: consensus document<br />

A PARITA’ DI INTROITO CALORICO<br />

Acidi grassi saturi e trans insaturi (


Le malattie cardiovascolari sono la causa più<br />

importante di mortalità, morbosità e invalidità<br />

nella popolazione italiana.<br />

Limitare il consumo di grassi in generale<br />

Sostituire i grassi saturi (carne, insaccati, formaggio, burro)<br />

con acidi grassi polinsaturi e monoinsaturi (pesce, oli vegetali)<br />

Aumentare il consumo di frutta, verdura, legumi<br />

Limitare il consumo di dolci<br />

Limitare il sale<br />

Limitare il consumo di alcol<br />

Dimagrire se si è in sovrappeso<br />

Svolgere attività fisica<br />

Abolire il fumo

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