Cholestérol
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2008-07-22T20:16:15Z
Nguyenld
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-spam
{{Chimiebox général|
nom = Cholestérol |
image = Cholesterol.svg |
tailleimage = 260 |
commentaire = Structure du cholestérol |
formule = C<SUB>27</SUB>H<SUB>46</SUB>O |
nom scientifique = 10,13-diméthyl-17-<br/>(6-méthylheptan-2-yl)-<br/>2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-<br/>dodécahydro-1H-<br/>cyclopenta[a]phénanthren-3-ol |
CAS = 57-88-5 |
ATC = |
apparence =
}}
{{Chimiebox physique}}
{{Chimiebox physique masse moléculaire| 386,65}}
{{Chimiebox physique température fusion| 146-147 °C}}
{{Chimiebox physique fin}}
{{Chimiebox fin}}
Le '''cholestérol''' est un [[lipide]] de la famille des [[stérol]]s qui joue un rôle central dans de nombreux processus [[biochimie|biochimiques]]. Le cholestérol tire son nom du grec ancien ''chole-'' ([[bile]]) et de ''stereos'' ([[état solide|solide]]), car il fut découvert sous forme solide dans les [[calcul biliaire|calculs biliaires]] en 1769 par [[François Poulletier de la Salle]]<ref>{{en}} Olson R.E., « [http://jn.nutrition.org/cgi/content/full/128/2/439S#B12 Discovery of the Lipoproteins, Their Role in Fat Transport and Their Significance as Risk Factors] »,''The Journal of Nutrition'', '''vol. 128''':439S-443S'', 1998</ref>. Mais ce n'est qu'en 1815 que le chimiste français [[Eugène Chevreul]] lui donna le nom de ''cholestérine''.
L'étude de cette molécule a souvent été récompensée par des [[Prix Nobel]] :
* en 1964, [[Konrad Bloch]] et [[Feodor Lynen]] reçurent le [[Prix Nobel de physiologie ou médecine|prix Nobel de médecine]] pour « leur découverte concernant le mécanisme de régulation des métabolismes du cholestérol et des acides gras »<ref>{{en}} nobelprize.org, « [http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1964/press.html The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1964] »</ref>;
* en 1965, [[Robert Burns Woodward]] reçut le prix Nobel de chimie pour « ses exceptionnelles réalisations dans l'art de la synthèse organique »<ref>{{en}} nobelprize.org, « [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1965/press.html The Nobel Prize in Chemistry 1965] »</ref>. Il a été le premier à réaliser la synthèse chimique du cholestérol et de la [[cortisone]] en 1951;
* en 1985, Michael S. Brown et Joseph L. Goldstein reçurent le prix Nobel de médecine pour « leur découverte portant sur la régulation du métabolisme du cholestérol »<ref>{{en}} nobelprize.org, « [http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1985/press.html The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1985] »</ref>.
Le mot « cholestérol » désigne une molécule et ne doit pas être confondu avec les termes de « bon » et « mauvais cholestérol» faisant référence aux [[Lipoprotéine de haute densité|HDL]] et [[Lipoprotéine de basse densité|LDL]], les transporteurs du cholestérol dans le sang.
== Structure ==
La [[molécule]] de cholestérol comprend quatre cycles carbonés noté A,B,C et D (noyau cyclo-pentano-phénanthrénique), 8 carbones asymétriques (les carbones 3, 8, 9, 10, 13, 14, 17 et 20), ce qui fait 2{{8}} soit 256 [[stéréoisomérie|stéréoisomères]] dont un seul existe: le 3β-ol [[lévogyre]]. Le cholestérol possède un groupe [[hydroxyle]] {{fchim|-OH}} sur le carbone 3 (C3). Ce groupe chimique est très [[hydrophobe]] avec un coefficient de [[solubilité]] de 5 micromoles. La fonction OH du cholestérol peut être [[ester|estérifiée]] par un [[acide gras]] qui rend la molécule totalement insoluble dans l'eau.
Presque tous les cycles stéroïdes prennent la forme dite « chaise », conformation la plus stable thermodynamiquement. Les charnières entre les cycles B et C, et C et D sont toujours en configuration ''trans''.
<!--CETTE PHRASE EST CONFUSE: IL EST DIT PLUS HAUT QU'IL N'Y A QU'UN SEUL ISOMERE DU CHOLESTEROL...
Il existe donc plusieurs [[isomérie|isomères]] possible selon la configuration des cycles A et B. Ceci donne lieu à des composés appelés 5α ou 5β selon que le substituant en 5 est ''trans'' ou ''cis'' du méthyle en C19, fixe : En considérant que le méthyle en C19 est au-dessus du plan, 5α veut dire que le substituant en C5 est au-dessous du plan, et 5β au-dessus du plan.-->
== Localisation ==
Le cholestérol est présent sous forme de [[stéride]]s (cholestérol estérifié) dans la plupart des tissus des [[vertébré]]s, et en particulier le [[foie]], le [[cerveau]], et la [[moelle épinière]].
== Rôle ==
C'est un composant majeur des membranes cellulaires qui contribue à leur stabilité et au maintien de leurs structures en s'intercalant entre les [[phospholipide]]s.
Le cholestérol est également un précurseur de nombreuses molécules :
*la [[vitamine D|vitamine D<SUB>3</SUB>]] qui intervient dans la calcification des os,
*les [[hormone]]s [[stéroïde]]s : [[cortisol]], [[cortisone]], et [[aldostérone]],
*les [[hormone]]s [[stéroïde]]s sexuelles : [[progestérone]], [[œstrogène]]s, et [[testostérone]],
*les acides biliaires, ...
== Métabolisme ==
[[Image:HMG-CoA reductase pathway.png|thumb|250px|right|La synthèse du cholestérol par la voie de l'hydroxymethyl-coenzyme A réductase]]
=== Synthèse ===
La synthèse du cholestérol se fait dans le [[cytoplasme]] des cellules du [[foie]] et de l'intestin principalement. La synthèse débute par la condensation de trois molécules ''d'[[acétate]]'' (=3×2 carbones) en ''hydroxy-méthyl-glutarate'' (ou HMG = 1×6 carbones). Cette synthèse est effectuée par ''l'hydroxyméthylglutaryl-Coenzyme A synthase'' (ou HMGCoA synthase), une [[enzyme]], en présence de [[coenzyme A]], un [[cofacteur]] d'enzyme. L'hydroxy-méthyl-glutarate est ensuite réduit en ''mévalonate'' (=1×6 carbones). Cette étape est régulée par les statines. Le mévalonate est ensuite décarboxylé en [[Terpène|isoprènoïdes]] à 5 carbones (''l'isopentényl pyrophosphate'' et ''le diméthylallyl pyrophosphate''). La condensation de 6 molécules d’isoprènoïdes aboutit finalement au ''[[squalène]]'' (6×5=30 carbones). Enfin, le [[squalène]] subit l’action de la squalène cyclase qui créé les cycles du cholestérol à partir des [[Alcène|insaturations]] présentes dans le squalène.
<!-- CE PARAGRAPHE EST CONFUS : on parle du cholestérol ou des acides gras?
Et les graisses saturées ou insaturées trans apportées par l'alimentation sont en effet encore plus néfastes que le cholestérol alimentaire : non seulement elles apportent indirectement les deux tiers du cholestérol de l'organisme, mais elles favorisent également la formation de caillots dans les artères ; or, elles représentent souvent la moitié des graisses de notre alimentation, alors qu'elles ne devraient pas dépasser le quart.<ref>[http://www.medisite.fr/medisite/Les-hyperlipidemies.html La santé de votre coeur]</ref>
-->
=== Régulation ===
Il existe trois niveaux de régulation du cholestérol, le but étant de diminuer le taux de cholestérol de la cellule quand il est en excès :
* Le cholestérol libre dans la cellule inhibe la production de ses propres récepteurs membranaires LDLR. Pour ce faire, il inhibe la transcription du gène qui code les LDLR. Par conséquent, le flux entrant de cholestérol dans la cellule est diminué.
* Le cholestérol libre inhibe la HMG-coA réductase, ce qui empêche la poursuite de la réaction de synthèse du cholestérol.
* Enfin, le cholestérol libre stimule l’acyl transférase (ACAT), enzyme catalysant son estérification en [[stéride]]. Ceci favorise le stockage du cholestérol libre.
La synthèse de mévalonate, deuxième étape de la synthèse du cholestérol, est très régulée par le métabolisme. L'activité de l'HMG-CoA réductase, [[enzyme]] catalysant cette synthèse, est diminuée lorsque l'apport alimentaire en cholestérol est élevé ou par des médicaments de la famille des [[statine]]s. Environ un tiers du cholestérol provient de l'alimentation (viandes, œufs, abats, produits laitiers, etc.) tandis que les deux tiers restants sont synthétisés par l'organisme (dans le cas d'une alimentation équilibrée).
=== Dégradation ===
Le cholestérol est dégradé dans le [[foie]] en acides biliaires (dont l'acide chénodésoxycholique) par la 7-α-hydroxylase. La colestyramine<ref>{{fr}} Banque de Données Automatisée sur les Médicaments : « [http://www.biam2.org/www/Sub885.html Colestyramine] », mise à jour du 13 octobre 2000</ref>, un médicament utilisé pour traiter l'[[hypercholestérolémie]], diminue l'absorption intestinale des acides biliaires, et par conséquent leur concentration dans les [[hépatocyte|cellules hépatiques]]. Ceci entraîne une activation de la 7-α-hydroxylase et favorisant la dégradation du cholestérol.
== Transport du cholestérol dans le sang: LDL, VLDL et HDL ==
Étant un composé [[hydrophobe]], le cholestérol n'est pas soluble dans le sang. Son transport est assuré par quatre types de [[lipoprotéine]]s :
* Les [[lipoprotéine de basse densité|lipoprotéines à basse densité]] (ou LDL : ''Low Density Lipoprotein'') transportent le cholestérol des lieux de sécrétion vers les cellules de l'organisme. Des taux importants de LDL conduisent généralement au dépôt de cholestérol sur les parois des artères (les récepteurs à LDL du foie et des tissus sont en effet très sensibles : au moindre changement biochimique d'une LDL, du fait d'une oxydation ou dégradation liée à la fumée de cigarette ou à d'autres facteurs, les lipoprotéines transportant le cholestérol ne sont plus reconnues, et sont donc phagocytées, puis forment un dépôt) sous forme de plaque d'[[athérome]], ce qui accroît le risque de maladies cardiovasculaires et leur vaut le nom de « mauvais » cholestérol ;
* Les [[lipoprotéine de haute densité|lipoprotéines à haute densité]] (ou HDL : ''High Density Lipoprotein'') déchargent les artères et les tissus extrahépatiques du cholestérol, et le ramènent vers le foie où il est dégradé ; on parle alors de « bon » cholestérol ;
* Les [[chylomicron]]s ; ces lipoprotéines assurent le transport des lipides (cholestérol inclus) de l'intestin vers les autres tissus
* Les [[lipoprotéine de très basse densité|lipoprotéines à très basse densité]] (ou VLDL : ''Very Low Density lipoprotein'').
== Teneur en cholestérol dans l'alimentation ==
{| class="wikitable droite"
|+ {{référence nécessaire}}
|-----
! bgcolor="khaki" | Aliment
! bgcolor="khaki" | Teneur en cholestérol <br />(mg/100 g)
! bgcolor="khaki" | Aliment
! bgcolor="khaki" | Teneur en cholestérol <br />(mg/100 g)
|-----
| align="left" | cervelle de [[veau]]
| align="right" | 1 810 || align="left" | ris de [[veau]]
| align="right" | 225
|-----
| align="left" | [[jaune d'œuf]] || align="right" | 1 560
| align="left" | [[Crème fraîche|crème]] || align="right" | 124
|-----
| align="left" | rognons de [[mouton]] ou de [[veau]]
| align="right" | 400 || align="left" | [[poulet]]
| align="right" | 90 à 100
|-----
| align="left" | rognons de [[porc]] || align="right" | 365
| align="left" | [[fromage]] || align="right" | 50 à 100
|-----
| align="left" | foie de [[porc]] || align="right" | 340
| align="left" | [[veau]] || align="right" | 84
|-----
| align="left" | foie de [[veau]] || align="right" | 314
| align="left" | [[merlan]] || align="right" | 77
|-----
| align="left" | foie de [[bœuf]] || align="right" | 265
| align="left" | [[bœuf]] || align="right" | 67
|-----
| align="left" | [[beurre]] || align="right" | 260
| align="left" | [[poisson]] || align="right" | 60 à 70
|}
Ces teneurs en cholestérol alimentaire sont à compléter et relativiser par<ref>{{fr}} www.objectif-equilibre-sante.info, « ''[http://www.objectif-equilibre-sante.info/nutrition/dietetique_preventive_cardio_vasculaire.htm#PREVENTION Diététique préventive cardio-vasculaire]'' », au 14 novembre 2006</ref> :
* les teneurs en acides gras saturés (pouvant augmenter les taux en LDL) et insaturés ''trans'' (pouvant augmenter les taux en LDL et baisser les taux en HDL)
* les teneurs en acides gras mono-insaturés et poly-insaturés.
* L'apport alimentaire d'anti-oxydants (p.ex. [[vitamine E]], [[vitamine C]], [[β-carotène]]) pouvant limiter l'accumulation des LDL dans la paroi artérielle.
{{référence nécessaire|Il faut enfin et surtout préciser que l'absorption alimentaire de cholestérol ne joue qu'à 10% (au maximum) dans la cholestérolémie d'un individu.}}
Le cholestérol présent dans les VLDL et LDL provient en effet des tissus (où il est excédentaire) qui l'ont synthétisé, et nullement des chylomicrons (structure de transport des lipides provenant de l'intestin).
Limiter les apports alimentaires de cholestérol, ou son absorption au niveau de l'intestin (au travers de l'absorption intensive de [[phytostérols]], par exemple), pour un individu ne souffrant pas d'hypercholestérolémie familiale, n'a par conséquent que peu d'effet prévention-santé.
== Pathologies ==
=== Hypercholestérolémie et athérosclérose ===
{{Article détaillé|hypercholestérolémie}}
Dès le début du {{XIXe siècle}}, les travaux d’Anitschkow et Chalatow avait permis de mettre en évidence un rôle du cholestérol dans l’[[athérosclérose]] expérimentale chez le lapin<ref>{{de}} {{en}} Anitschkow N., Chalatow S., « On experimental cholesterin steatosis and its significance in the origin of some pathological processes », ''Centralblatt fur Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie'', '''vol. 24''':1–9, 1913 (trad. dans ''Arteriosclerosis'', '''vol. 3''':178–182, 1983.</ref>. Aujourd'hui, plusieurs études ont montré que l’athérosclérose est une [[inflammation|maladie inflammatoire]]<ref>{{en}} Davies M.J., « Stability and instability : Two faces of coronary atherosclerosis », ''Circulation'', '''vol. 94''':2013-2020, 1996.</ref>{{,}}<ref>{{en}} Ross R., « Atherosclerosis-an inflammatory disease », ''N. Engl. J. Med.'', '''vol. 340''':115-126, 1999.</ref> et que l'agent agresseur est très probablement le cholestérol associé aux [[Lipoprotéine de basse densité|LDL]] après oxydation<ref>{{en}} Steinberg D., Parthasarathy S., Carew T.E., Khoo J.C., Witztum J.L., « Beyond cholesterol. Modifications of low-density lipoprotein that increase its atherogenicity », ''N. Engl. J. Med.'', '''vol. 320''':915-924, 1989</ref>. Parallèlement, plusieurs études ont mis en évidence un lien entre [[hypercholestérolémie]] et présence d’une [[inflammation|réaction inflammatoire]] dans le [[tissu vasculaire]]<ref>{{en}} Liao E., Andalibi A., Qiao J.H., Allayee H., Fogelman A.M., Lusis A.J., « Genetic evidence for a common pathway mediating oxidative stress, inflammatory gene induction, and aortic fatty streak formation in mice », ''J. Clin. Invest.'', '''vol. 94''':877-884, 1994.</ref>{{,}}<ref>{{en}} Young S.G., « Parthasarathy S.- Why are low-density lipoproteins atherogenic ? », ''West. J. Med.'', '''vol. 160''':153-164, 1994.</ref>. Aujourd'hui, l'important rôle du cholestérol et des LDL dans l'athérosclérose semble bien établi, en particulier depuis que les essais cliniques de prévention primaire et secondaire chez les sujets [[hypercholestérolémie|hypercholestérolémiques]] ont démontré qu’il était possible de réduire la fréquence des [[ischémie|cardiopathies ischémiques]] en diminuant le cholestérol associé au LDL à l’aide de [[statine]]s<ref name="steinberg, 1999">{{en}}Steinberg D., Gotto A.M. Jr., « Preventing coronary artery disease by lowering cholesterol levels : fifty years from bench to bedside », ''JAMA'', '''vol. 282''':2043-2050, 1999.</ref>.
Le rôle du cholestérol dans l'athérosclérose a également été étudié d'un point du vue diététique. Au cours des années 1950-1960, L'américain [[Ancel Keys]] développe ''l'hypothèse lipidique'' faisant un lien entre le taux de [[cholestérolémie|cholestérol sanguin]] et le risque de [[maladie cardio-vasculaire]]<ref name="keys, 1963">{{en}} Keys A., Taylor H.L., Blackburn H., Brozek J., Anderson J.T., Simonson E., « Coronary heart disease among Minnesota business and professional men followed 15 years », ''Circulation'', '''vol. 28''':381-95, 1963.</ref><ref name="keys, 1980">{{en}} Keys A., « Seven countries: a multivariate analysis of death and coronary heart disease », ''Harvard University Press'', London, 1980.</ref>. L'activité physique régulière, l'alcool à faible dose et les œstrogènes pourraient contribuer à augmenter le taux de HDL, limitant le taux de cholestérol sanguin et améliorant la protection vasculaire{{référence nécessaire}}. Inversement, le tabac, obésité et l'inactivité favorisent la diminution du taux de HDL dans le sang, augmentant le risque cardio-vasculaire{{référence nécessaire}}. Rares sont ceux qui mettent cependant en question ''l'hypothèse lipidique'' d'Ancel Keys, communément admise, selon laquelle l'excès de consommation de graisses et le cholestérol seraient le responsable principal des maladies cardio-vasculaires<ref>{{de}} {{fr}} Gebbers J.L. (trad. Legoy M.), « [http://www.westonaprice.org/moderndiseases/lecholesterol_fr.html Le cholestérol n'a rien à voir avec le développement de l'athérosclérose] », ''Ars Medici'', '''Vol. 9'''(98): S564-569</ref>. Ces avis sont à nuancer par le fait que la relation entre le taux de cholestérol sanguin et l'augmentation du [[Maladie cardio-vasculaire|risque cardiovasculaire]] semble établi solidement et de longue date par les études cliniques et épidémiologiques<ref name="keys, 1963"/>.
=== Défaut de synthèse ===
* La [[Chondrodystrophie calcifiante congénitale]] est une [[maladie génétique]] provoquant une altération du fonctionnement de la 3-β-hydroxystéroïde-δ(8), δ(7)-isomérase, une [[enzyme]] impliquée dans la synthèse du cholestérol.
* Le [[Syndrome de Smith-Lemli-Opitz]] est une [[maladie génétique]] provoquant un déficit en 7-déhydrocholestérol réductase, l'enzyme responsable de la dernière étape de la synthèse du cholestérol.
== Références ==
{{reflist}}
== Bibliographie ==
* {{fr}} Nouvelle Société Française d’Athérosclérose, « [http://www.nsfa.asso.fr/spip.php?rubrique12 Athérosclérose:physiopathologie] ».
* {{en}} Center for Disease Control and Prevention , « [http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm4830a1box.htm Ancel Keys, Ph.D.] », ''Morbidity and Mortality Weekly Report'', '''vol. 48'''(30):651, 1999.
* {{fr}} Poulletier de la salle et la découverte du cholestérol http://www3.chu-rouen.fr/NR/rdonlyres/CB9F36AD-8BC8-47ED-87F2-9A9BE1FE9E99/0/1994_feltgen2.pdf
== Voir aussi ==
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* [[Hypercholestérolémie]]
* [[Lipide]]
* [[Acide gras]]
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[[zh-yue:膽固醇]]