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Lipides : stéroïdes et stérols
Cholestérol : sources

Sommaire
bien

Le cholestérol provient essentiellement de deux sources, une source alimentaire et une source endogène.

L'homme a besoin de 1,2 à 1,5 g/jour de cholestérol et le taux idéal de cholestérol total sanguin est de 1,8 à 2,0 g/l, i.e. le taux est considéré comme élevé s’il dépasse 2,4 g/l).

Dans le langage courant :

Remarque : les analyses portent aussi sur les triglycérides (TG) dont la taux, i.e. 1,5 g/l ne doit pas être supérieur à 2 g/l. Dans ce cas, on parle d'hypertriglycéridémie.

Cholestérol alimentaire

Le cholestérol peut être apporté par l'alimentation, mais cette origine exogène ne couvre pas les besoins de l'organisme (Conséquences métaboliques des malabsorptions lipidiques : apports de l’étude des hypocholestérolémies familiales 2012).

Coprostanol
Coprostanol
(Figure : vetopsy.fr)

1. Le cholestérol d'origine exogène (300 à 500 mg/jour) est surtout apporté par les aliments animaux : oeufs, cervelle, rognon... (The effects of foods on LDL cholesterol levels: A systematic review of the accumulated evidence from systematic reviews and meta-analyses of randomized controlled trials 2021).

Toutefois, il y a des pertes.

Aliments qui modifient le cholestérol LDL
Aliments qui modifient le cholestérol LDL
(Figure : vetopsy.fr d'après Schoeneck et Iggman)

2. La plupart des phytostérols, stérols végétaux, ne sont pas résorbés au niveau intestinal, comme le sitostérol, médicament utilisé chez l'homme pour réduit le taux de cholestérol dans le sang et traiter l'hyperplasie bénigne de la prostate.

bien

La digestion, l'absorption du cholestérol et son devenir sont étudiés dans des chapitres spéciaux.

Cholestérol endogène

Cholestérol d'origine intestinale

1. Le cholestérol d'origine intestinale, en plus de l'origine alimentaire, peut aussi avoir une origine endogène.

Ce cholestérol représente 50% de la quantité totale.

2. Le cholestérol d'origine intestinale provient surtout :

bien

L’absorption intestinale du cholestérol est sous la dépendance de la synthèse des chylomicrons par les entérocytes.

Synthèse de novo du cholestérol

Le cholestérol plasmatique est à 50 % d’origine endogène par synthèse cellulaire principalement par le foie, mais aussi par les glandes surrénales, les intestins et les gonades :

livre

Vous pouvez suivre la synthèse complète du cholestérol dans Wikipedia et dans plusieurs articles dont : Targeting the Mevalonate Pathway in Cancer (2020).

Voie du mévalonate
Voie du mévalonate
(Figure : vetopsy.fr)

Voie du mévalonate

La synthèse commence par la voie dite du mévalonate (de l'acide mévalonique, voie isoprenoïde ou de l'HMG-CoA réductase (HMG-CoA) qui aboutit au farnésyl pyrophosphate (FPP).

1. La voie débute à partir du citrate et de l'acétyl-Coa du cycle de Krebs, produit dans les mitochondries, qui peut provenir :

2. La formation de HMG-CoA s'effectue ici dans le cytoplasme.

Remarque : les premières étapes jusqu'à l'HMG-CoA est identique à celle de la cétogenèse, à la différence que cette dernière se passe dans les mitochondries.

L'HMG-CoA est aussi un intermédiaire métabolique dans le métabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée, i.e. leucine, isoleucine et valine.

Régulation de la HMG-CoA réductase (HMGCR)
Régulation de la HMG-CoA réductase (HMGCR)
(Figure : vetopsy.fr)

3. La suite des étapes reste s'effectue dans la fraction microsomale du réticulum endoplasmique (RE), sous l'nfluence de la HMGCR (3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA réductase)- enzyme localisée dans la membrane du RE et qui peut fonctionner avec NADPH ou NADH.

bien

Cette étape aboutit au mévalonate (ou acide mévalonique) qui est l'étape cruciale pour la production du cholestérol et des autres isoprénoïdes, i.e. la réaction catalysée par HMGCR est l'étape limitant la vitesse de synthèse du cholestérol.

Étapes et enzymes de la voie du mévalonate
Citrate ACLY ATP citrate lyase EC 2.3.3.8 Acétyl-Coa
Acétyl-Coa ACAT

Acétyl-coenzyme A thiolase
(ou acyltransférase)

EC 2.3.1.9 Acétoacétyl-CoA
Acétoacétyl-CoA HMGCS1 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA
synthase 1
EC 2.3.3.10 HMG-CoA
HMG-CoA HMGCR 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA
réductase
EC 1.1.1.88
(NADPH)
Mévalonate
EC 1.1.1.34
(NADH)
Mévalonate MK Mévalonate kinase EC 2.7.1.36 Mévalonate-5-P
Mévalonate-5-P PMVK Phosphomévalonate kinase EC 2.7.4.2 Mévalonate-
pyrophosphate
Mévalonate-
pyrophosphate
MVD Mévalonate diphosphate
décarboxylase
EC 4.1.1.33 Isoprényl-
pyrophosphate
(IPP)
Isoprényl-
pyrophosphate
(IPP)
IDI1 Isopentenyl-diphosphate
isomérase 1
EC 5.3.3.2 Diméthylallyl -
pyrophosphate
(DMAPP)
IPP +
DMAPP
FDPS Farnésyl-diphosphate
farnésyltransferase
EC 2.5.1.21 Géranyl
pyrophosphate
(GPP)
GPP +
IPP
FDPS Farnésyl-diphosphate
farnésyltransferase
EC 2.5.1.21 Farnésyl
pyrophosphate
(FPP)

Suite de la voie du mévalonate

Le farnésyl pyrophosphate (FPP) peut être convertit :

1. Le squalène, triterpène, est le précurseur de la synthèse de tous les stérols, y compris le cholestérol et les stéroïdes.

Synthèse du cholestérol (suite de la voie du mévalonate)
Synthèse du cholestérol (suite de la voie du mévalonate)
(Figure : vetopsy.fr)

2. Le lanostérol ($\ce{-C30H50O}$) à 30 atomes de carbone comprend 3 groupes méthyle ($\ce{-CH3}$) en 4, 4' et 14 et deux doubles liaisons, C8 et C24 de plus que le cholestérol ($\ce{-C27H48O}$)

a. Pour arriver au cholestérol à 27 carbones et une double liaison en C5, il faut :

  • l'élimination des groupes méthyle, i.e. oxydation grâce à par par CYP51A1, NADPH et ($\ce{O}$), selon la réaction générale suivante :

$\ce{R-CH3}$ $\longrightarrow$ $\ce{R-CH2(OH)}$ $\longrightarrow$ $\ce{R-CHO}$ $\longrightarrow$ $\ce{R-COOH}$ $\longrightarrow$ $\ce{R-H + CO2}$

  • la migration de la double liaison de C8 à C7, puis à C5, grâce à des mutases pour déplacer les groupe alcène ($\ce{-C=C-}$),
  • du NADH pour réduire les grouoes cétone ($\ce{-C=O}$).
Du lanostérol au cholestérol
Du lanostérol au cholestérol
(Figure : vetopsy.fr)

b. Cette conversion se fait par deux voies à 18 étapes décrites dans : A comprehensive machine-readable view of the mammalian cholesterol biosynthesis pathway (2013) :

Étapes et enzymes de la synthèse du cholestérol (suite voie du mévalonate)
Farnésyl
pyrophosphate
(FPP)
GGPS1 Géranylgéranyl
pyrophosphate synthase
EC 2.5.1.1

Géranylgéranyl- pyrophosphate
(GGPP)

FDFT1 Farnésyl-diphosphate farnesyltransférase
(ou squalène synthase
à NADPH)
EC 2.5.1.21 Squalène
Squalène SQLE

Squaléne monooxygénase
(ou squalène époxydase
)

EC 1.14.13.132 2,3-oxydosqualène
2,3-oxydosqualène LSS Lanostérol synthase EC 2.3.3.10 Lanostérol
Lanostérol Voie de Kandutsch-Russell Lathostérol Cholestérol
Voie de Bloch Desmostérol
Deux dernières étapes de la voie de Kandutsch-Russell
Lathostérol SC5DL Stérol-C5-désaturase-like
(ou Lathostérol oxydase
à NADPH )
EC 1.14.19.20 7-Déshydrocholestérol
7-Déshydrocholestérol DHCR7 7-Déhydrocholesterol réductase à NADPH EC 1.3.1.21 Cholestérol
Deux dernières étapes de la voie de Bloch
7-Déshydrodesmostérol DHCR7 7-Déhydrocholesterol réductase à NADPH EC 1.3.1.21 Desmostérol
Desmostérol DHCR24 24-Déhydrocholesterol réductase EC 1.3.1.72 Cholestérol

Synthèse à partir des esters de cholestérol

Le cholestérol peuvent provenir des esters de cholestérol dans le foie, mais aussi des cellules qui synthétisent les hormones stéroïdiennes.

Il est produit, lors de déstockage des gouttelettes d'esters de cholestérol, i.e. stérides, du réticulum endoplasmique, grâce à l'acyl-CoA par l'acyl cholestérol acyl transférase (ACAT) ou stérol O-acyltransférase (EC 2.3.1.26).

$\ce{Acyl-CoA + cholestérol}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{CoA + cholestérol-ester}$

Stéride : palmitate de cholestéryle
Stéride : palmitate de cholestéryle
(Figure : vetopsy.fr)
bien

Le cholestérol peut être recyclé par les lipoprotéines.

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