À quoi sert le cholestérol

Le cholestérol est une molécule apparentée aux graisses dont les cellules humaines ont besoin pour leurs membranes et que l’organisme transforme en hormones stéroïdes, en acides biliaires et en vitamine D 12.

Synthèse : la voie du mévalonate

Les cellules fabriquent le cholestérol à partir de l’acétyl-CoA, une unité à deux atomes de carbone, en plus de 30 réactions enzymatiques 12.

Voie du mévalonateCytosol et réticulum endoplasmique
  1. Acétyl-CoA
  2. Acétyl-CoA acétyltransférase 2 (ACAT2)Condensation de deux acétyl-CoA avec libération de CoA
  3. Acétoacétyl-CoA
  4. HMG-CoA synthase 1 (HMGCS1)Acétyl-CoA, H2OAjout d'une troisième unité acétyle avec libération de CoA
  5. HMG-CoA
  6. HMG-CoA réductase (HMGCR)2 NADPHStatinesÉtape limitante ; enzyme de la membrane du RE ; libération de CoA
  7. Mévalonate
  8. Mévalonate kinase (MVK)ATP
  9. Mévalonate-5-phosphate
  10. Phosphomévalonate kinase (PMVK)ATP
  11. Mévalonate-5-diphosphate
  12. Diphosphomévalonate décarboxylase (MVD)ATPLibération de CO2 et de phosphate ; le produit est l'unité isoprénoïde en C5
  13. Isopentényl diphosphate
  14. Isopentényl-diphosphate isomérase 1 (IDI1)
  15. Diméthylallyl diphosphate
  16. Farnésyl diphosphate synthase (FDPS)Isopentényl diphosphateAjout d'une unité en C5 avec libération de diphosphate
  17. Géranyl diphosphate
  18. Farnésyl diphosphate synthase (FDPS)Isopentényl diphosphateEmbranchement vers ubiquinone, dolichol, hème A et protéines prénylées
  19. Farnésyl diphosphate
  20. Squalène synthase (FDFT1)NADPHCouplage de deux farnésyl diphosphates via le présqualène diphosphate
  21. Squalène
  22. Squalène monooxygénase (SQLE)O2, NADPH via la cytochrome P450 oxydoréductase (POR), FADÉtape également considérée comme limitante pour la synthèse des stérols
  23. (S)-2,3-Époxysqualène
  24. Lanostérol synthase (LSS)Cyclisation aboutissant au premier stérol
  25. Lanostérol
  26. plusieurs étapesVoie de Bloch ou de Kandutsch-Russell modifiée ; de CYP51A1 à DHCR24 ou DHCR7
  27. Cholestérol

L’HMG-CoA réductase, enzyme de la membrane du réticulum endoplasmique (RE), catalyse l’étape limitante de la voie 34. Les statines inhibent cette réaction 3.

Détection des stérols : SREBP-2, SCAP et INSIG

Les cellules activent ou désactivent les gènes de la synthèse et du captage du cholestérol selon la quantité qu’en contient une membrane interne, celle du RE 54.

Lorsque la teneur en cholestérol du RE est faible, SCAP transporte le facteur de transcription SREBP-2 vers l’appareil de Golgi 4. Deux protéases y libèrent un domaine de SREBP-2 qui active les gènes du récepteur des LDL et des enzymes de biosynthèse du cholestérol 41. Lorsque la teneur en cholestérol du RE augmente, SCAP se lie au cholestérol et à INSIG, et le complexe ainsi formé est retenu dans le RE 4. Dans des cellules d’ovaire de hamster chinois, la maturation de SREBP-2 chutait brutalement dès que le cholestérol du RE dépassait environ 5 mol% des lipides de cette membrane 5. Selon un modèle fondé sur des expériences chez le hamster et la souris, les statines réduisent le cholestérol du RE hépatique, activent SREBP-2, augmentent le nombre de récepteurs des LDL et abaissent la concentration plasmatique des LDL 1.

Captage : le récepteur des LDL

Dans le sang, le cholestérol est transporté principalement au sein de particules de lipoprotéines de basse densité (LDL), que les cellules captent grâce à un récepteur de surface 13.

Les récepteurs hépatiques éliminent la majeure partie des LDL circulantes 1. Les personnes atteintes d’hypercholestérolémie familiale hétérozygote possèdent deux fois moins de récepteurs fonctionnels que la normale, et leur concentration de LDL est environ deux fois plus élevée 1.

PCSK9

PCSK9, une protéine sécrétée par le foie, diminue le nombre de récepteurs des LDL à la surface des cellules hépatiques et élève ainsi la concentration sanguine des LDL 16.

PCSK9 se lie au récepteur des LDL, qui est alors dégradé au lieu d’être recyclé vers la surface de la cellule 613. Chez des Afro-Américains hétérozygotes pour la mutation non-sens Y142X ou C679X, la concentration de LDL était inférieure de 28 % et le nombre d’infarctus du myocarde réduit de 88 % 1.

Absorption : NPC1L1

Les cellules qui tapissent l’intestin grêle absorbent une partie du cholestérol présent dans le tube digestif grâce à une protéine membranaire, NPC1L1 43.

Élimination : acides biliaires et transport inverse du cholestérol

La plupart des tissus sont incapables de dégrader le cholestérol 7. Lors du transport inverse du cholestérol, celui-ci est ramené au foie par les lipoprotéines de haute densité (HDL) 7. Le foie le sécrète dans la bile, tel quel ou transformé en acides biliaires 7.

La conversion en acides biliaires représente environ 90 % de la dégradation du cholestérol 8. La cholestérol 7α-hydroxylase (CYP7A1) catalyse la première étape, également limitante, de la voie classique de synthèse des acides biliaires 83. Les résines qui fixent les acides biliaires augmentent l’excrétion fécale de ces acides et abaissent le cholestérol plasmatique 8 ; voir chélateurs des acides biliaires.