Cholesterol được tìm thấy ở đâu trong cơ thể?

1. Cholesterol nằm ở đâu trong cơ thể?

Cholesterol, 1 loại lipid, được tìm thấy rộng rãi trong các mô khác nhau của cơ thể. Chúng ta nhận được cholesterol thông qua chế độ ăn uống và sinh tổng hợp của cơ thể. Các nguồn động vật như lòng đỏ trứng, thịt và kem là những nguồn cung cấp cholesterol quan trọng. Còn cholesterol chủ yếu được tổng hợp ở gan và niêm mạc ruột. cholesterol là thành phần cơ bản của màng sinh chất, đồng thời nó cũng có thể tạo ra hormone steroid, vitamin D và axit mật giúp tiêu hóa chất béo. Do đó, hầu hết các mô cần duy trì nguồn cung cấp cholesterol phù hợp để giữ cân bằng trao đổi chất của cholesterol. Trong cơ thể chúng ta, cholesterol chủ yếu được sản xuất tại gan và ruột, chiếm khoảng 80% lượng cholesterol mà cơ thể cần để duy trì sức khỏe, hay nói cách khác, cholesterol chủ yếu nằm ở Gan và một ít ở ruột. 20 % lượng cholesterol còn lại trong cơ thể sẽ đến từ thức ăn mà bạn tiêu thụ hàng ngày. Ngoài gan ruột và các cơ quan khác, cholesterol còn tồn tại ở trong máu dưới dạng Lipoprotein. Đây là một khối phân tử có sự liên kết giữa Lipid bao gồm chủ yếu là Cholesterol và Triglyceride, và Protein. Bản chất của Cholesterol là Lipid hay mỡ, nên chúng không thể di chuyển trong máu một mình, việc liên kết để tạo thành Lipoprotein giúp Cholesterol có thể di chuyển trong máu để đến các cơ quan trong cơ thể, cũng như từ các cơ quan quay trở lại gan. Có 4 loại Lipoprotein chính hay 4 loại Cholesterol trong máu bao gồm Chylomicron, VLDL - Cholesterol, HDL - Cholesterol, LDL - Cholesterol. Các Lipoprotein này khác nhau chủ yếu về thành phần hóa học chứa bên trong chúng:

• Chylomicron: Đây là Lipoprotein có tỷ trọng nhẹ nhất. Chúng được tạo ra ở ruột non của người với số lượng lớn trong quá trình tiêu hóa Lipid. Chylomicron có nhiệm vụ vận chuyển Lipid từ ruột non về gan sau bữa ăn thông qua hệ thống bạch huyết.
• VLDL - Cholesterol: Loại Lipoprotein này có tỷ trọng lớn hơn và kích thước nhỏ hơn Chylomicron. VLDL - Cholesterol do gan tạo ra, có nhiệm vụ chính là vận chuyển Triglycerides từ gan đến các cơ quan khác. Enzyme Lipoprotein  lipase (được tiết ra từ các tế bào nội mô mạch máu) giúp ly giải Triglyceride trong VLDL - Cholesterol, giải phóng Acid béo cung cấp cho các mô.
• LDL - Cholesterol và HDL - Cholesterol: Đây là các Lipoprotein giàu Cholesterol nhất, vì thế nếu ai đó hỏi cholesterol nằm ở đâu trong cơ thể, thì đây chính là câu trả lời phù hợp. Hầu hết LDL - Cholesterol và HDL - Cholesterol được sản xuất trong huyết tương nhưng cũng có một lượng nhỏ sản xuất tại gan. Chức năng sinh lý của LDL - Cholesterol là vận chuyển Cholesterol đến các cơ quan, nhất là tuyến vỏ thượng thận và tuyến sinh dục, để sản xuất hormon Steroid. Chức năng của HDL - Cholesterol là thu gom Cholesterol dư thừa từ các mô ngoại biên và chuyển về gan. Khi LDL - Cholesterol gắn vào các thụ thể trên tế bào gan, nó được hấp thu và dị hóa tạo năng lượng. Do đó, các thụ thể LDL - Cholesterol rất quan trọng để loại bỏ LDL - Cholesterol khỏi huyết tương. Tăng Cholesterol trong máu có tính gia đình là một rối loạn trong gan không thể sản xuất các thụ thể này. Những người bị tăng Cholesterol trong máu gia đình thường có LDL - Cholesterol huyết tương cao, dẫn đến các bệnh lý xơ vữa động mạch. Do vậy, người ta thường gọi LDL - Cholesterol là mỡ xấu. Ngược lại HDL - Cholesterol với chức năng thu gom Cholesterol dư thừa lại hạn chế các nguy cơ kể trên, do đó, chúng được gọi là mỡ tốt.

2. Chuyển hóa Cholesterol trong cơ thể

Chuyển hóa cholesterol trong cơ thể đề cập đến một loạt các phản ứng sinh hóa xảy ra khi cholesterol được tổng hợp và phân hủy. Chuyển hóa cholesterol bình thường giữ mức cholesterol trong máu, đảm bảo sự tồn tại và hoạt động bình thường của chúng ta.

2.1. Quá trình tạo ra Cholesterol

Cholesterol trong cơ thể chủ yếu đến từ quá trình sinh tổng hợp nội sinh. Cholesterol chủ yếu được tổng hợp trong mạng lưới nội chất (gan) từ acetyl-CoA, một trong những chất chuyển hóa của glucose, axit béo và một số axit amin. Cholesterol tổng hợp nội sinh bắt đầu từ một loạt các phản ứng enzym trong đó acetyl-CoA được trung gian bởi HMG-CoA reductase (HMGCR), squalene synthase, squalene monooxygenase, lanosterol synthase và farnesyl-diphosphate synthase (FPPS). Con đường tổng hợp cholesterol là một quá trình gồm nhiều giai đoạn.

• Đầu tiên, hai phân tử acetyl-CoA được thiolase xúc tác thành một phân tử acetoacetyl-CoA.
• Acetyl-CoA và acetoacetyl-CoA tạo thành HMG-CoA dưới tác dụng của HMG-CoA synthetase.
• HMG-CoA reductase xúc tác HMG-CoA để tạo ra axit mevalonic (MVA). Quá trình này là không thể đảo ngược. HMG reductase là một enzym giới hạn tốc độ tổng hợp cholesterol.
• Sau quá trình phosphoryl hóa, decacboxyl hóa và hydroxyl hóa, axit mevalonic được ngưng tụ để tạo thành squalene.
• Squalene tạo ra lanosterol thông qua sự xúc tác của cyclase mạng lưới nội chất và oxygenase.
• Cuối cùng, lanosterol được chuyển thành cholesterol thông qua nhiều phản ứng oxi hóa khử.

Ngoài sự tổng hợp của cơ thể, cholesterol còn có thể được hấp thu từ ruột non. Các nguồn chính của cholesterol trong ruột là thức ăn, mật và các tế bào biểu mô ruột. Triglyceride và phospholipid dần dần bị phá vỡ và tiêu hóa sau khi chất béo trong thực phẩm được xử lý bởi các enzym tiêu hóa khác nhau trong ruột non, giải phóng cholesterol tự do. Ngoài ra còn có một lượng lớn cholesterol tự do trong mật, được bài tiết vào mật nhờ chất vận chuyển sterol ABCG5 hoặc ABCG8 trên màng gan. Ở người, NPC1L1 (Niemann-pick type C1 like 1), một loại protein xuyên màng, cũng được biểu hiện trên màng ống mật và chịu trách nhiệm tái hấp thu cholesterol do gan tiết vào mật.

2.2. Quá trình dị hóa Cholesterol

Quá trình dị hóa cholesterol cũng chủ yếu được thực hiện ở gan. Cholesterol trong máu không thể bị oxy hóa hoàn toàn và bị phân hủy thành CO2 và H2O trong cơ thể. Nó được biến đổi thành các hợp chất khác chứa hạt nhân gốc poly-hydro phenanthrene cyclopentane thông qua quá trình oxy hóa và khử. Và các hợp chất này tiếp tục đi vào quá trình chuyển hóa in vivo hoặc bị đào thải ra ngoài cơ thể. Cholesterol là một thành phần quan trọng của màng tế bào trong cơ thể. Bên cạnh đó, nó cũng có thể được chuyển đổi thành nhiều chất có chức năng sinh lý quan trọng. Ví dụ, cholesterol có thể được chuyển đổi thành hormone vỏ thượng thận và hormone giới tính như androgen, estrogen và progesterone. Trong da, cholesterol có thể bị oxy hóa thành cholesterol 7-dehydro hóa, thường được chuyển đổi thành vitamin D3 bằng bức xạ cực tím. Ở gan, cholesterol có thể bị oxy hóa thành axit mật. Và sau đó axit mật chảy vào tá tràng, nơi chúng thúc đẩy quá trình tiêu hóa chất béo và hấp thu các vitamin tan trong chất béo.

Ngoài quá trình chuyển đổi và sử dụng cholesterol của cơ thể, một số cholesterol dư thừa được xúc tác để tạo thành cholesterol ester nhờ men acetyl cholesterol transferase (ACAT) và sau đó được lưu trữ trong tế bào. Vận chuyển este cholesterol chủ yếu được trung gian bởi ABCA1 (phân họ băng cassette gắn ATP A) và ABCG1 (phân họ băng cassette gắn ATP thành viên G1). Một số cholesterol khác được bài tiết trực tiếp vào khoang ruột. Và một phần cholesterol được tổng hợp thành lipoprotein mật độ cao HDL - Cholesterol - Cholesterol, sau đó đi vào gan để dị hóa. Ở đoạn dưới của ruột non (hồi tràng), hầu hết axit mật được tái hấp thu vào gan thông qua tuần hoàn gan, quá trình này góp phần vào sự lưu thông gan ruột của mật. Một lượng nhỏ axit mật được bài tiết bởi vi khuẩn đường ruột. Bên cạnh đó, gan cũng có thể thải cholesterol trực tiếp xuống ruột. Cholesterol cũng có thể bị vi khuẩn đường ruột khử thành sterol. Phân sterol sau đó được vận chuyển ra khỏi cơ thể.

2.3. Bệnh tật và chuyển hóa cholesterol

Cholesterol đóng vai trò sinh lý quan trọng và đa dạng trong tế bào và là thành phần không thể thiếu trong các hoạt động sống của tế bào. Do đó, cholesterol phải được điều chỉnh nghiêm ngặt và chính xác để đảm bảo hàm lượng nội bào ổn định. Tuy nhiên, mức cholesterol trong máu bị ảnh hưởng bởi rối loạn chức năng tổng hợp cholesterol, vận chuyển bất thường và hấp thu hoặc bài tiết vô tổ chức… Tất cả những yếu tố này có thể dẫn đến các bệnh khác nhau liên quan đến chuyển hóa cholesterol bất thường. Cholesterol chủ yếu được vận chuyển trong máu dưới dạng LDL - Cholesterol. Đại thực bào tiếp nhận các hạt lipoprotein LDL - Cholesterol quá mức tích tụ trên thành mạch máu. Và sau đó HDL - Cholesterol vận chuyển cholesterol vào gan để dị hóa. Khi mức LDL - Cholesterol quá cao vượt quá khả năng vận chuyển của HDL - Cholesterol, các đại thực bào trong mạch máu sẽ thu nhận một lượng lớn lipid để tạo thành tế bào bọt. Một lượng lớn tế bào bọt tích tụ trong nội mạc động mạch tạo thành mảng xơ vữa phân bố không đều, gây xơ vữa động mạch.

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng, bệnh Huntington có liên quan đến quá trình chuyển hóa cholesterol trong não. Bằng cách tăng biểu hiện của cholesterol 24-hydroxylase trong não của chuột Huntington, tế bào thần kinh của chuột co lại, tổng hợp protein Huntington giảm và khả năng vận động của chúng được cải thiện. Nó cũng gợi ý rằng việc khôi phục chuyển hóa cholesterol bình thường trong não của bệnh nhân Huntington có thể là một phương pháp điều trị tiềm năng cho căn bệnh này. Cholesterol cao có thể gây tăng lipid máu, đau tim và đột quỵ. Nếu mức cholesterol quá thấp, nhiều chức năng sinh lý không thể được thực hiện bình thường. Vì vậy, người dân sẽ dễ mắc một số bệnh và có nguy cơ tử vong cao hơn. Rối loạn chuyển hóa cholesterol là một trong những yếu tố nguy cơ của bệnh tim mạch vành, bệnh Alzheimer, béo phì và tiểu đường… Tóm lại, cholesterol tồn tại trong cơ thể tập trung tại gan, ruột và di chuyển bên trong các mạch máu để đến các cơ quan khác hoặc để quay trở lại gan. Việc cân bằng trong quá trình hấp thụ Cholesterol từ thực phẩm, cũng như quá trình sản xuất và dị hóa Cholesterol đóng một vai trò quan trọng để duy trì một sức khỏe ổn định.