Cholesterin und Dyslipidämien
Fachgesellschaft für Ernährungstherapie und Prävention
(FET) e.V.
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Cholesterin und Dyslipidämien - Inhaltsverzeichnis
Cholesterin ... 4
Chemie und Eigenschaften ... 4
Synthese ... 4
Absorption und Stoffwechsel ... 6
Funktionen und Aufgaben ... 8
Vorkommen und Gehalte in Nahrungsmitteln ... 10
Lipoproteine ... 11
Chemie und Eigenschaften ... 11
Stoffwechsel ... 12
Klassifizierung ... 13
Apolipoproteine ... 17
Definition und Häufigkeit ... 20
Definition ... 20
Häufigkeit ... 20
Ursachen und Risikofaktoren ... 20
Ursachen primärer Fettstoffwechselstörungen: ... 20
Ursachen sekundärer Fettstoffwechselstörungen: ... 20
Lebensstilfaktoren, die die Ausprägung von Fettstoffwechselstörungen begünstigen: ... 21
Formen und Klassifizierung ... 21
Einteilung nach Fredrickson ... 21
Klassische Einteilung ... 22
Klinisch-praktische Klassifizierung ... 23
Hypercholesterinämie... 24
Hypertriglyzeridämie... 25
Symptomatik ... 26
Xanthome ... 26
Xanthelasmen ... 27
Komplikationen und Folgeerkrankungen ... 27
Diagnostik ... 27
Ernährungstherapie ... 28
Cholesterin ... 28
Fette ... 28
Transfettsäuren ... 29
Kohlenhydrate ... 30
Ballaststoffe ... 30
Fruktose ... 30
Phytosterine ... 30
Alkohol ... 31
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Medikamentöse Therapie ... 31
Übersicht ... 31
Assoziierte Erkrankungen... 44
Anorexia nervosa ... 44
Cholestase ... 44
Cushing-Syndrom ... 45
Diabetes mellitus ... 45
Metabolisches Syndrom ... 46
Nierenerkrankungen ... 46
Hypothyreose ... 47
Literatur... 48
Impressum ... 49
4
Cholesterin
Chemie und Eigenschaften
Cholesterin - oder auch Cholesterol genannt - ist ein Fettbegleitstoff und gehört chemisch zur Gruppe der
Steroide. Der Name leitet sich von chole (griech. "Galle") und steréos (griech. "fest") ab. Es zählt zu den
Zoosterinen, da es ausschließlich in tierischen Organismen vorkommt (zum Vergleich finden sich
Phytosterine in Pflanzen und Mykosterine in Pilzen).
Cholesterin ist amphipolar, d.h. es besitzt sowohl wasserlösliche wie auch fettlösliche Molekülteile. Hierdurch
erklärt sich dessen Eigenschaft, sich im Wasser auszurichten. Dies ist entscheidend für den Einbau von
Cholesterin in Lipoproteine oder in die Zellmembran. Im Körper liegt Cholesterin entweder frei oder mit
Fettsäuren verestert vor.
Synthese
Die Synthese von Cholesterin findet in fast allen Körpergeweben statt. Die höchsten Syntheseraten finden
sich in der Leber, in der Darmschleimhaut und in der Haut. Cholesterin wird hierbei in einem
hochkomplexen, energieverbrauchenden Prozess im glatten Endoplasmatischen Retikulum der Zelle
gebildet.
Die Cholesterinsynthese aus aktivierter Essigsäure - dem Azetyl-CoA - läuft in vier Stufen ab. Azetyl-CoA
fällt regulär beim Abbau von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen im Körper an. Der erste Schritt der
Cholesterinneubildung wird von dem Enzym HMG-CoA-Reduktase katalysiert, welches ein Schlüsselenzym
bei der Synthese darstellt. An dieser Stelle wird die Bildung des Cholesterins reguliert. So vermindert
beispielsweise eine cholesterinreiche Mahlzeit die körpereigene Synthese durch Hemmung dieses Enzyms.
Auch einige Medikamente wie Statine beeinträchtigen an diesem Punkt die Cholesterinsynthese.
Cholesterin
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Wird gefördert durch:
x
erhöhten Bedarf der Zelle an Cholesterin
x
Insulin
und
Schilddrüsenhormone
x
Diese hemmen einen zellulären Signalweg, der normalerweise zur Inaktivierung der HMG-
CoA-Reduktase führen würde. Bei Diabetes mellitus und Schilddrüsenunterfunktion
(Hyperthyreose) ist die Cholesterinsynthese somit vermindert. Bei Schilddrüsenüberfunktion
(Hyperthyreose) wird hingegen mehr Cholesterin gebildet.
Wird gehemmt durch
x
erhöhte Cholesterinspiegel in der Zelle durch Nahrungscholesterin und erhöhte Aufnahme aus dem
Blut über den LDL-Rezeptor
x
Cholesterin bindet an eine Reihe von Eiweißen (z.B. MBTPS1) in der Zelle, die über weitere
Eiweiße (z.B. SREBP) die Aktivität verschiedener Gene regulieren (z.B. die Synthese von
HMG-CoA-Reduktase, HMG-CoA-Synthase, Prenyltransferase und LDL-Rezeptoren)
x
Glukagon
x
Dieses
wirkt
antagonistisch
zu Insulin und fördert den zellulären Signalweg, welcher zur
Inaktivierung der HMG-CoA-Reduktase führt.
x
Statine
x
Diese hemmen die HMG-CoA-Reduktase und somit die Cholesterinsynthese. Durch den
resultierenden intrazellulären Cholesterinmangel beginnt die Zelle vermehrt LDL-Rezeptoren
zu bilden und LDL-Cholesterin aus dem Blut aufzunehmen wodurch der LDL-
Cholesteringehalt im Blut sinkt. Die Statine werden daher bevorzugt bei der Therapie
erhöhter Blutcholesterin- und Blutfettwerte eingesetzt
Cholesterinsynthese
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Cholesterin
3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA
Mevalonat
5-Phosphomevalonat
Farnesyldiphosphat
Squalen
Isopentenyldiphosphat
Geranyldiphosphat
Azetyl-CoA
Fettsäuren
en
Aminosäuren
uren
Saccharide
HMG-CoA-Reduktase
Azetoazetyl-CoA
nat
hat
t
Nahrungscholesterin
+
Gewebecholesterin
3-Hyd
HMG-CoA-Synthase
Prenyltransferase
ha
ha
at
at
Prrenyltransferase
Insulin
Schilddrüsenhormon
Glukagon
Statine
duktase
,,Feedback"
-
Hemmung
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Pool
Der Cholesterinpool im Körper setzt sich aus exogenem Nahrungscholesterin und endogenem, vom Körper
selbst synthetisiertem Cholesterin zusammen. Der gesamte Körperbestand fasst etwa 150 g. Im Blut
zirkulieren etwa 10 g Cholesterin, wobei lediglich die Hälfte in Lipoproteinen gebunden vorkommt. Die
andere Hälfte entfällt auf Blutzellen. Die Leber umfasst einen Pool aus etwa 5 g schnell austauschbaren
Cholesterins.
Cholesterinbestand des erwachsenen Menschen
Organ
Gesamtmenge in g
g/ 100 g Frischgewebe
Gehirn 30
2,3
Skelettmuskel 30
0,12
Haut 15
0,3
Blut 10
0,3
Leber
5
0,3
Nebennieren 0,5
5,0
übrige Gewebe 40-60
-
Absorption und Stoffwechsel
Absorption
Die Aufnahme von Nahrungscholesterin ist begrenzt und liegt bei rund 300 bis 500 mg pro Tag. Hierbei kann
nur freies Cholesterin und kein verestertes aufgenommen werden. Schwanken die Cholesterinmengen in der
Nahrung in einem bestimmten Bereich, gleicht der Körper die erhöhte Absorption durch eine verminderte
Eigensynthese aus. Bei sehr hohen Mengen an Nahrungscholesterin, wird überschüssiges Cholesterin nicht
aufgenommen, sondern direkt im Darm umgewandelt und ausgeschieden. Der Körper hält somit die
Cholesterinaufnahme und die körpereigene Neusynthese im Gleichgewicht. Die Aufnahme von Cholesterin
im Darm ist allerdings von anderen Nahrungssubstanzen abhängig. Hinzu kommt, dass nur ein geringer Teil
des im Darm absorbierten Cholesterins aus der Nahrung stammt. Ein großer Teil ist über die Galle
ausgeschiedenes Cholesterin, welches erneut aufgenommen wird.
Stoffwechsel
Transport
Im Körper gebildetes oder mit der Nahrung aufgenommenes Cholesterin wird im Blut in Lipoproteinen
gebunden transportiert. In diesen liegt das Cholesterin entweder frei in der Außenhülle der kugeligen
Transportvesikel oder nach Veresterung im Inneren vor.
Verteilung und Speicherung
Die Verteilung des Cholesterins im Körper erfolgt analog zum Stoffwechsel der Lipoproteine. Die Leber
fungiert dabei als eine Art Verteiler. Gleichzeitig stellt diese auch den größten Cholesterinspeicher des
Körpers dar.
Um Cholesterin speichern zu können, muss dieses verestert werden. Hierzu verfügen die Zellen über das
Enzym ACAT (Azyl-CoA-Cholesterin-Azyltransferase), die Cholesterin mit Fettsäuren, besonders Linol-, Öl-
und Palmitinsäure, verestert. Analog hierzu kommt im Blut das Enzym LCAT (Lezithin-Cholesterin-
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Azyltransferase) vor, welches Cholesterin besonders in HDL mit Lezithin verestert, wodurch dieses besser
im Inneren von HDL transportiert werden kann.
Abbau und Ausscheidung
Der Hauptausscheidungsweg des Cholesterins erfolgt über den Darm. Einen Großteil wandelt die Leber zu
Gallensäuren um, der Rest wird direkt über die Galle abgegeben. Zudem geht ein Teil des
Körpercholesterins auch durch abgeschilferte Darmzellen verloren. Im Dünndarm werden rund 90 % der
Gallensäuren und ein Teil des ausgeschiedenen Cholesterins rückresorbiert, so dass diese über den
enterohepatischen Kreislauf der Leber wieder zugeführt werden. Nichtresorbiertes Cholesterin wird,
zusammen mit dem nichtabsorbierten Nahrungscholesterin, entweder direkt oder nach bakterieller
Umwandlung zu Koprosterin mit dem Stuhl ausgeschieden.
Geringe Mengen Cholesterin (etwa jeweils 100 mg) werden über Schweiß oder abgeschilferte Hautzellen
bzw. in Form von Abbauprodukten der Steroidhormone über den Urin ausgeschieden.
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Nahrungscholesterin
Gallensäuren
G
a
lle
Chylo.
fChol, CholE, GS
Koprosterin
Gallen-
säuren
Gallen-
säuren
Cholesterin
Fett
Fett
KH
Eiweiß
Azetyl-CoA
HMG-CoA
Mevalonsäure
Cholesterin-
Ester
VLDL
IDL
Zellen: Membrancholesterin
Keimzellen: Sexualhormone
Nebennieren: Kortikoide
Haut: Vitamin D
Gewebe
Darmzelle
Biosynthese
Leber
Darm
fChol
fChol
CholE
fChol: freies
Cholsterin
CholE: Cholesterinester
GS: Gallensäuren
Chylo: Chylomikronen
VLDL: very low density lipoprotein
IDL:
intermediate density lipoprotein
LDL:
low density lipoprotein
HDL:
high density lipoprotein
KH: Kohlenhydrate
LDL-Rezeptor
HDL-Rezeptor
Chylo.
Cholesterin
Körper-
bestand
~150 g
LDL
HDL
Verlust
1,1 g
y
er
Gesamt-
synthese
0,5 - 1 g
Resorption
0,3 - 0,5 g
Aufnahme
0,7 - 1 g
Stoffwechsel des Cholesterins
8
Funktionen und Aufgaben
Aufbau von Zellmembranen
Cholesterin ist ein wichtiger Bestandteil der Zellmembran und damit unerlässlich für die Stabilität der Zellen.
Zwischen den Phospholipiden der Lipiddoppelschicht sind einzelne Cholesterinmoleküle eingelagert, welche
die Viskosität und damit die Fluidität der Membran bei Körpertemperatur im Gleichgewicht halten.
Da alle Zellen von einer Zellmembran umgeben sind, ist Cholesterin unerlässlich für die Integrität und somit
die Funktion jeder Körperzelle. Besonders Zellen mit einer hohen Teilungsrate wie Immunzellen sind auf den
Baustein angewiesen. Niedrige Cholesterinspiegel können so beispielsweise das Immunsystem schwächen
und Infektionskrankheiten sowie Krebserkrankungen fördern. Etwa 10% des Trockengewichts des Gehirns
bestehen aus Cholesterin, wo es Bestandteil der lipidreichen Myelinscheide der Axone ist. Eine Hemmung
der Cholesterinsynthese könnte somit zu unerwünschten Effekten im ZNS (Zentrales Nervensystem) führen.
Zudem reguliert Cholesterin die Durchlässigkeit der Zellmembranen und den Stoffaustausch. Es schützt den
Zellkern vor dem unerwünschten Eindringen von Toxinen, Bakterien und Viren. Ein niedriger
Cholesteringehalt in der Zellmembran erhöht die Durchlässigkeit und führt im schlimmsten Fall zur
Zerstörung der Zellstruktur.
Synthese von Hormonen
Cholesterin ist die Ausgangssubstanz für die Synthese einer Reihe von Steroidhormonen. In der Leber
werden aus Cholesterin Vorstufen gebildet, aus denen in der Haut Vitamin D gebildet wird. In den
Geschlechtsdrüsen ist es die Grundsubstanz der Sexualhormone Progesteron, Östrogen und Testosteron,
während in den Nebennierenrinden aus Cholesterin die Kortikoide Aldosteron und Kortisol entstehen.
Membranaufbau
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Cholesterin
Fettsäuren
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endogen
Haut
Bildung von Vitamin D3 in der Haut
Vitamin D3 wird zu einem Großteil vom Körper aus Cholesterin selbst gebildet. Die Leber und die
Darmschleimhaut produzieren aus Cholesterin die Vorstufe Provitamin D3 (7-Dehydrocholesterin, 7-DHC).
Dieses gelangt, gebunden an DBP, in die Haut. Hier erfolgt eine Spaltung des aromatischen B-Rings unter
Einwirkung von UVB-Licht der Wellenlänge 290 bis 320 nm, wodurch die Zwischenstufe Provitamin D3
entsteht. Dieses ist thermodynamisch instabil und formt sich durch die Körperwärme spontan zu Vitamin D3
(Cholecalciferol) um.
Syntheseleistung
Ein Ganzkörper-Sonnenbad noch unter der Dosis, die zu Hautschäden führt, kann 250 µg Vitamin D
hervorbringen, was auf eine hohe Kapazität schließen lässt. Diese Verbindungen können bei entleerten
Vitamin D-Speichern unter UV-Bestrahlung wieder zur Provitaminform umgewandelt werden.
Bereits 1 cm² Haut kann unter Sonnenlichtexposition in einer Stunde 0,25 µg Vitamin D bilden. Damit könnte
eine Sonnenexposition von 20 cm² Haut über eine Stunde den Tagesbedarf eines gesunden Erwachsenen
decken.
Cholesterin als Ausgangssubstanz für Steroidhormone
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Cholesterin
Testosteron
Östradiol
Kortisol
Vitamin D
Aldosteron
Keimzellen
Haut/ Leber
Nebennierenrinde
Cholesterin
Testosteron
Östradio
l
l
l
Kortisol
Vitamin D
Al
A
A
dosteron
Keimzellen
Haut/ Leber
Nebennierenrinde
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Provitamin D
3
(7-Dehydrocholesterin)
Vitamin D
3
Prävitamin D
3
UV-Licht
Wärme
Vitamin D-Synthese in der Haut
10
Regulation der Synthese
Die photochemische Synthese in der Haut wird beeinflusst durch:
x
Alter (abnehmende Kapazität),
x
Sonnencremes (vollständige Hemmung ab Lichtschutzfaktor 8),
x
Saison (Synthese ist in Sommermonaten höher als in Wintermonaten),
x
Breitengrad (jenseits des 40. Breitengrades ist Synthese geringer),
x
Tageszeit (optimale Synthese findet zwischen 10 und 14 Uhr statt),
x
Witterung,
x
Kleidung,
x
Hautpigmentierung und
x
getönte
Scheiben.
Bei einer längeren UV-Exposition werden die biologisch inaktiven Verbindungen Lumisterol und Tachysterol
gebildet.
Synthese von Gallensäuren
Die Leber synthetisiert aus Cholesterin Gallensäuren, welche während der Verdauung mit der
Gallenflüssigkeit in den Darm gelangen. Diese spielen eine entscheidende Rolle bei der Verdauung und
Resorption von Fetten, Cholesterin sowie fettlöslichen Vitaminen.
Zu Beginn bildet die Leber aus Cholesterin primäre Gallensäuren (Cholsäure bzw. Chenodesoxycholsäure).
Durch Einführung von Aminosäuren (Taurin bzw. Glycin) werden diese zu den so genannten Gallensalzen
(Taurochol- und Glykocholsäure). Erst durch bakterielle Umwandlung im Darm entstehen die
funktionstüchtigen sekundären Gallensäuren (Desoxy- bzw. Lithocholsäure).
Gallensäuren
x
Cholsäure
(Trihydroxycholansäure)
x
Desoxycholsäure
(Dihydroxycholansäure)
x
Lithocholsäure
(Monohydroxycholansäure)
Glykosidsynthese
Nach neueren Untersuchungen ist Cholesterin an der Synthese herzaktiver Glykoside beteiligt.
Vorkommen und Gehalte in Nahrungsmitteln
Da Cholesterin Membranbestandteil tierischer Zellen ist kommt es folglich in allen tierischen Lebensmitteln
wie Fleisch, Fisch, Eier und Milch vor. Besonders Eigelb und Innereien enthalten hohe Mengen. Pflanzen
und Pilze enthalten hingegen kein Cholesterin, jedoch strukturell ähnliche Stoffe (Phyto- und Mykosterine).
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