Cholesterinverdauung

[Snaket1995]

Hallo zusammen,

ich beschäftige mich seit einigen Wochen mit der Verdauung und dem Endokrinen System, sowie dessen Hormonen.
Dabei blieb mir unklar, wie genau das mit der Cholesterinverdauung funktioniert.
Ich schreibe hier mal rein, wie ich das verstanden habe, ich bitte euch, das falsche zu berichtigen und gegebenenfalls fehlendes hinzuzufügen.

Der Pankreassaft enthält ein Hormon namens Cholesterinesterase. Dieses Hormon verbindet das mit der Nahrung aufgenommene freie Cholesterin mit freien Fettsäuren zu Cholesterinester. Diese Cholesterinester zählen zu den apolaren Lipiden und gelangen mithilfe von Mizellen in die Darmmukosa und gelangen von dort in das Lymphsystem, mit VLDL als hydrophiler Hülle.


Viele Grüße und danke im Voraus

Snaket1995

[tini81]

Hallo Snaket,

die Cholesterinesterase SPALTET einen Cholesterinester in Cholesterin + Fettsäuren, das ist zur Resorption aus dem Darm wichtig bei Zufuhr von Nahrungscholesterin.

Freies Cholesterin ist amphiphil und dient deshlab zum Zellmembranaufbau (Hydrophobes Gerüst und hydrophile Gruppen--> gleiche Eigenschaften wie die Zellmembran an sich); die Speicherform im Zytosol ist aber der Cholesterinester, der kompeltt hydrophob ist (ansonsten würde er ja leicht emulgierend wirken--> ist bei einer Speicherform nicht so sinnvoll, wenn alles zur "Cholesterinmayo" wird ).
Zum transportieren müssen aber beide wasserlöslich gemacht werden, d.h. verpackt mit (Apo)lipoproteinen.
Bei den Transportformen (VLDL, LDL, HDL sind sowohl freies Cholesterin als auch deren Ester eingebaut!

Jetzt muss man zwischen exogenen (mit der Nahrung aufgenommenen) Chol. entscheiden und zwischen endogenen (von der Leber synthetisierten).

Exogenes Cholesterin:
wird im Dünndarm mithilfe der Gallensäure (enthält ja auch noch Cholesterin--> selber etw. emuglierend) emulgiert (Mizellenbildung) und resobiert (d.h. in den Bürstensaum transportiert, dort diffundiert es passiv- wie auch die Fettsäuren, Glycerin (welche ja vorher aus den Triglyceriden TG mittels Lipase gespalten wurden) etc aus der Mizelle raus in den Enterozyten rein).
Die freien Mizellen stehen dem weiteren Fetttransport zur Verfügung, unsere Spaltprodukte werden in den Enterozyten wieder recycelt, d.h. es werden wieder Cholesterinester und TG gebildet= intrazelluläre Lipidresynthse.
Diese "neuen" Fette werden mit Glykoproteinen verpackt und in ihre Transportform=Chylomikronen übergeführt, diese enthalten den größten TG-Anteil (über 90%) und werden über Lymphkapillaeren abgegeben, gelangen so zum Dct. thoracicus und so ins Venensystem (Blut!).
Dort werden die Chylomikronen vereinfacht gesagt nach und nach enzymatisch abgebaut, indem sie freie FS an Muskel- und Fettgewebe und Gefäße abegeben, dadurch werden sie zum VLDL ("nur" noch 60% TG-Anteil), durch weitere Abgabe zu LDL etc.
LDL kann an Leberrezeptoren andocken (-->Kreislauf geht weiter, siehe endogenes Ch., u.a. Gallensaftproduktion-->Darm-->Resorption, Synthese von Hormonen etc) oder auch an Gewebsrezeptoren.
Dort erfolgt die Aufnahme der LDL-Bestandteile, also Cholesterin, Fettsäuren, Phospolipide etc.
Überschüssiges Cholesterin kann mittels HDL wieder zur Leber zurück transportiert werden, bei Stoffwechselstörungen lagert es sich aber an/in den Zellen und v.a. Gefäßen ab--> Arterioskleroserisiko steigt!

Endogenes Ch.:
der Weg ist im Endeffket ähnlich, es wird allerdings in den hepatozyten selber Ch. synthetiseirt, dieses wird dort zusammen mit TG (diese werden aus den FS hergestellt) zu VLDL verpackt (oder eben zur Gallensaftproduktion verwendet oder zur Hormonsynthese etc).
Diese VLDL werden ins Blut abgegeben und wioeder enzymatisch gespalten, s.o

Ich hoffe, das war nicht zu verwirrend. Ich glaube auch, dass wir das als HP nicht so genau wissen müssen Ich finde es aber auch total interessant.

LG

[Snaket1995]

Vielen Dank, das hat mir sehr geholfen.

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Die Cholesterinester, die vom Dünndarm aus in die Darmlymphe und von dort in Ductus Thoracicus gelangen, bfinden sich aber als apolare Lipide im Kern und das in der Leber gebildete endogene Cholesterin in der Außenhülle des VLDLs, da es ja polar ist, oder?

[tini81]

Vielen Dank, das hat mir sehr geholfen.

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Die Cholesterinester, die vom Dünndarm aus in die Darmlymphe und von dort in Ductus Thoracicus gelangen, bfinden sich aber als apolare Lipide im Kern und das in der Leber gebildete endogene Cholesterin in der Außenhülle des VLDLs, da es ja polar ist, oder?

Genau, die Ester sind innen drinnen, genauso wie die TG und außen sind die Apolipoproteine, die polaren Köpfe von Phospholipiden und der polare Teil vom freien Cholesterin (also nicht das ganze Molekül, sondern nur der Teil mit der Hydroxygruppen, der Rest vom Molekül ragt schwanzförmig Richtung Kern)

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PS: Ich hab gerade entdeckt, wie alt du bist- Respekt, dass du dich da mit solchen Dingen beschäftigst, ganz großes Kompliment! Als ich so alt war, wusste ich glaub ich noch gar nicht, was Cholesterin eigentlich ist, geschweige denn, wie es transportiert wird

[Snaket1995]

Da ist noch eine Sache: Bei der Mizellenbildung im Dünndarm, befindet sich das Cholesterin als eine Art Tensid doch auch in der Außen hülle, oder? Bisher habe ich von Mizellen nur gelesen, dass an ihrer Bildung Gallensalze (als Tenside) und apolare Lipide beteiligt sind. Cholesterin ist zwar die Vorstufe der Gallensalze, aber es sind dennoch 2 verschiedene Stoffe, habe ich zumindest so verstranden.

[tini81]

Da ist noch eine Sache: Bei der Mizellenbildung im Dünndarm, befindet sich das Cholesterin als eine Art Tensid doch auch in der Außen hülle, oder? Bisher habe ich von Mizellen nur gelesen, dass an ihrer Bildung Gallensalze (als Tenside) und apolare Lipide beteiligt sind. Cholesterin ist zwar die Vorstufe der Gallensalze, aber es sind dennoch 2 verschiedene Stoffe, habe ich zumindest so verstranden.

Puhh, du kratzt ganz schön an meinem verrosteten Wissen
Ich kann es dir nicht 100%ig sicher sagen, aber vom logischen her müsste es folgendermaßen sein, ich muss jetzt etwas weiter ausholen:
du hast im Darm deine Gallensäuren, da gibt es verschiedene, z.B, die Cholsäure. Alle Gallensäuren entstehen aber aus dem Cholesterin durch Anlagerung von OH-Gruppen--> sie sind stärker hydrophil als Ch. und deshalb bessere Emulgatoren/Tenside. (ja, es sind verschiedene Stoffe!)
Ch. selber ist zwar auch amphiphil, weshalb die emulgierenden Eigenschaften zwar deshalb ein bißchen vorhanden sind aber ich denke, eben nicht allzu stark, d.h. die Lipophilie überwiegt.
Zudem hast du auch noch Lecithine aus der Gallenflüssigkeit, die sind ja die Bio-Emulgatoren schlechthin.

Zuerst müssen diese beiden Emulagtoren (Gallensäuren+Lecithine) die Fette emuglieren (d.h. sie setzen die Oberflächenspannung herab, indem sie mit ihren hydrophilen Gruppen durch v.a. H-Brückenbindung mit dem hydrophilen Lösungsmittel=Darmflüssigkeit wechselwirken und mit ihrem hydrophoben Teil durch verschiedenen Kräfte mit den hydrophoben Fettteilen wechselwirken--> dadurch kommt es zur Fettröpfchenbildung im wässrigen Darmflüssigkeits-Medium=Emulsion; mom. sind dies noch keine Mizellen)
damit die Lipase sie spalten kann, dadurch erhältst du TG und freie Fettsäuren (FS);
die Choesterinesterasen und die Phospholipasen spalten ebenso die Ester bzw. Phospholipide, du erhältst freies Cholesterin und freie FS.

Nun erst komm es zur eigentlichen Mizellbildung, diese ist ja eine Eigenschaft von amphiphilen Molekülen, findet aber erst sponatn ab Überschreitung der kritischen Mizellbildungskonzentration statt (d.h. es mussen ausreichend Gallensäuren vorhanden sein).
Die Gallensäuren als stärkstes amphibiles Molekül wechselwirken mit ihrem hydrophoben Teil mit unseren "apolaren Lipiden" (=FS, das apolare Gerüst des Cholesterins,..siehe vorhin schon bei unserer Emulsionsbildung) und mit ihren hydrophilen Gruppen wechselwirken sie einerseits mit dem "Lösungsmittel"(Darmflüssigkeit) und bilden aber auch Verbindungen zu der hydrophilen Gruppe unseres Cholesterins, d.h. in der Außenhülle der Mizelle befindet sich somit der hydrophile Teil des Cholesterins und die hydrophilen Teile unserer Gallensäure, im Kern sind dann die lipohilen Gerüste vom Cholesterin+Gallensäure+ FS und zudem eingeschlossenen fettlösliche Vitamine.

Schau mal hier das Bild an, da kannst dus dir besser vorstellen.
Das ist zwar ein Lipoprotein, aber denk dir einfach die Apoproteine weg und statt Phospholipid setzt du "Gallensäure" ein, so sieht dann deine Mizelle aus.

[Snaket1995]

Danke, danke, jetzt erscheint mir das alles schon klarer und ich glaube, ich verstehe das jetzt. Aber wenn ich mich recht entsinne, hast du bei der ersten Antwort geschrieben, dass die Chylomikronen durch die Lipoproteinlipase im Kappillarendothel enzymatisch abgebaut werden. Ich habe gestern noch etwas in der Hinsicht gelesen und ich habe es so verstanden, dass die Chylomikronen, nachdem das Fett aus dem Kern teilweise abgebaut wurde, zu einer Art Chylomikronenrest werden, der zur Leber gelangt, wo dann die Cholesterinester aus dem Kern durch saure Lipasen zu Cholesterin und FS gespalten werden und sich das Cholesterin zu dem Cholesterin, dessen hydrophile Gruppen in der Schale waren, gesellt. Von da aus kann das Cholesterin zur Aktivierung von prä HDL genutzt werden (gelangt in prä HDL Scheiben, dann wirkt ein Enzym namens LCAT auf das Cholesterin und verestert es, sodass es komplett in den Kern kommt und dem HDL seine runde Form gibt. Die Cholesterinester aus dem HDL werden dann an VLDL Reste, die durch die enzymatische Fettabbauung des VLDLs entstehen, abgegeben, sodass LDL entsteht, dass das Cholesterin schlussendlich zu den Verbraucherzellen transportiert (z.B. Nebennierenrinde für Steroidproduktion).

Ich hoffe, ich nerve dich nicht, wenn ja, tut es mir Leid...


Viele Grüße

[tini81]

Ja, du hast recht, ich habe das gestern etwas vereinfacht dargestellt.
Aus den Chylomikronen werden TG mittles LPL zu freien FS gespalten, diese werden an Muskeln, Fettgewebe und Gefäße abgebene, dadurch entstehen erstmal die sog. Chylomiklronen-remnants (mit hohen Gehalt an Chol.-Estern und etwas freien Ch.).

Diese docken dann erst an Rezeptoren an den Leberzellen an und werden dort zu VLDLs umgebaut (mit TG, Apoproteinen, Phospholipden) und wieder in den Kreislauf eingeschleust (s. auch endogene Synthese)
(Ein Teil des aus den Ch.-remnants aufgenommenen Chol.-Estern werden wie du sagt durch Esterasen gespalten und dann z.B für Gallensäurebildung verwendet).
Dieses VLDL wird durch die LPL immer weiter gespalten (vereinfacht gesagt, auch hierbei entstehen wieder remnants, dieses Mal eben VLDL-remnants), erst zu IDL, wobei ein Teil des IDL über LDL-Rezptoren wieder in die Leber aufgenommen wird, der Großteil wird aber durch ein anderes ENzym (eine Lipase, hab grad den Namen vergessen) zu LDL und die dabei freiwerdenden FS (bzw. im Falle der IDL-Spaltung sind es auch TG) werden wie auch bei der Chylomikronenspaltung an genau dieselben Orte abgegeben.

Jetzt hast du endlich das LDL und das ist sozusagen der Knackpunkt, denn dieses wird über LDL-Rezeptoren sowohl in Leber- als auch in andere Zellen aufgenommen und dient dort dann der Zellmembransynthese nachdem es intrazellulär enzymatisch gespalten wurde. (zuviel Ch. wird aber aus den Zellen wieder ins Blut abgegeben--> siehe Transport mittles HDL)
Bei Aufnahme in Leberzellen hat es nach der enzymtsichen Spaltung natürlcih auch wieder die Aufgabe zur Hormon- und Gallensäuresynthse, und hier gehts dann ja wieder weiter mit dem Kreislauf durch ausscheiden mit der Gallenflüssigkeit in den Darm, später weider Resoprtion etc.
So, in der Leber gibts jetzt aber zum Glück noch die Besonderheit eines negativen feedback, damit wir nicht total verfetten
das freiwerdende Cholesterolhemmt ein Enzym, das in der Cholesterolbiosynthse zur Herstellung vom Ch. wichtig ist (Hydroxymethyl-glutaryl-Coenzym A-Reduktase=HMG-CoA), somit wird weniger endogenes Ch. prodziert (übrigens hemmen auch die chemischen Cholesterinsenker Statine dieses Enzym).
Außerdem hemmt es auch die Synthese von LDL-Rezeptoren (weniger Rez--> es wird weniger aufgenommen--> die intrezell. Konzentration an Ch. sinkt, wobei dann natürlich mehr im Blut ist!) und es aktiviert ein anderes Enzym, die ACAT, welches freies Ch. in der Leber verestert).
--> Schutz vor zu viel Ch. in den Zellen.

Um auch nicht zuviel Ch. im Blut zu haben, benötigt man das HDL.
Diese können aus den Chylomikronen-remnants hergestellt werden (Leber) oder als nascent-HDL (das meinst du wahrscheinlich mit prä_HDL) in leber oder Darmepithel.
Dieses nascent-HDL besteht v.a. aud Apoproteinen (Synthese in Leber und teilwe. auch im Darm, je nach Gruppe) und Lecithin (aus unserer Gallensäure). Nun nehmen sie Cholesterol und Phospholipide aus dem Blut auf, dieses Ch. wird durch deine LCAT verestert (im Plasma, genauer gesagt innerhalb der HDLs) und man hat das "reife" HDL, welches noch verschiedenen Fette der VLDL aufnehmen kann.
Zum Rücktransport des HDL in die Leber gibt es 2 Wege:
entweder das HDL dockt an einen speziellen Leberrezptor an und wird einfach so aufgenommen oder
das Ch. aus dem HDL wird durch ein Enzym auf ein LDL-Molekül übertragn (das ist etwas komplizierter, im Endeffekt ist es ein Austausch, dass das eigentliche HDL einige TG vom LDL erhält und das LDL nun unser Ch. hat) und dieses gelengt über den LDL-Rezeptor in die Leber--> Kreislauf geht weiter.

Alle Klarheiten beseitigt??
Das ganze ist schon etwas komplizierter und gar nicht so einfach zum beschreiben.

[Snaket1995]

Nein, nein, die Klarheiten sind noch vorhanden. Genauso habe ich das gelesen und auch interpretiert. Der Nachteil ist nur, das ich ein etwas älteres Phisiologiebuch verwende, das andere Begriffe als die heutzutage Üblichen verwendet.

[Vanessa P.]

Da kommen alte Studienerinnerungen hoch- danke für die schöne Zusammenfassung, echt super