2 Funciones del colesterol

2. Funciones del colesterol

El colesterol constituye el elemento estructural básico del esqueleto de las membranas celulares. Sin su refuerzo las membranas se harían extremadamente fluidas y perderían su consistencia. El colesterol está en las membranas esterificado en su grupo hidroxilo (OH): con ácidos grasos, principalmente oleico y linoleico, o como colesterol-sulfato [1]. El grupo polar del colesterol-sulfato se dispone en una de las caras de la membrana interaccionando con otros grupos polares de esa zona, mientras que su abultada porción hidrofóbica queda embebida entre las partes apolares de los lípidos formando el esqueleto de la membrana, y cumpliendo muchas otras funciones, entre las que destacan la reducción de la permeabilidad de los protones y de los iones de sodio, y su participación en la transmisión de señales. El colesterol también es imprescindible en los procesos de fagocitosis que efectúan las células para capturar muchos nutrientes, y en general, para la función de limpieza de residuos orgánicos que hacen los macrófagos [2].

     Las membranas deben tener una estructura fluida para que las proteínas integradas en ella se puedan mover ‘en horizontal’ para interaccionar con sus ligandos y con otras proteínas. La fluidez la da la grasa insaturada (véase la sección Membranas biológicas). Con exceso de grasa saturada las membranas se hacen rígidas, pero sólo con la grasa insaturada necesaria las membranas son extremadamente fluidas, y muy sensibles a cambios de temperatura. El colesterol estabiliza la estructura de las membranas; para que tengan la estructura correcta deben tener las proporciones adecuadas de grasa saturada, insaturada y colesterol. Las membranas producidas en el laboratorio sin colesterol son inestables a cambios de temperatura modificando dramáticamente su fluidez frente a los cambios pequeños de temperatura que ocurren en el rango fisiológico.

Otras funciones metabólicas del colesterol

Además de sus funciones en las membranas celulares, el colesterol es un importante producto que el metabolismo usa como materia prima para fabricar otros compuestos:

Sales biliares

Las sales biliares son esteroides derivados del ácido cólico, que se fabrica en el hígado a partir de colesterol, y se segregan al tracto intestinal para contribuir a la digestión de las grasas.

 

Figura 2. Principales ácidos biliares: conjugados del ácido cólico con glicina y taurina.

Hormonas sexuales. Esteroides derivados del colesterol, que se fabrican en la corteza adrenal, y en las gónadas (testículos y ovarios).

Hormonas sexuales femeninas:

Estrógenos: segregadas por las células de la granulosa de los ovarios: Estradiol, y otros intermediarios y productos de su metabolismo, como Estrona y el Estriol.

Gestágenos: segregadas por el cuerpo lúteo del ovario, y por la placenta en el embarazo: la principal es la Progesterona, y también tienen cierta actividad otros intermediarios de su síntesis.

Hormonas sexuales masculinas (andrógenos). Segregadas por las células de Leydig de los testículos: La principal es la Testosterona, pero algunos intermediarios y productos de su metabolismo, como Dihidrotestosterona y la Androsterona, también tienen actividad. La testosterona es un derivado metabólico de la progesterona, y también un intermediario de la síntesis de los estrógenos, por lo que los hombres también producen progesterona, y las mujeres testosterona en pequeñas cantidades.

 

Figura 3. Principales hormonas sexuales. Femeninas: estradiol y progesterona; y masculina: testosterona

La producción de hormonas derivadas del colesterol se estimula, a su vez, por hormonas hipofisarias: las hormonas sexuales  por la hormona folículo-estimulante (FSH) y la hormona luteínica (LH), y las adrenales por la hormona adrenocórticotrópica (ACTH).

Hormonas de la corteza adrenal (corticoides)

Segregadas por la corteza de las glándulas adrenales (o suprarrenales). 

Glucocorticoides. Son hormonas hiperglucemiantes porque activan la síntesis de glucosa (gluconeogénesis) principalmente en el hígado y en el riñón, a partir de aminoácidos. Las principales son Cortisona y Cortisol aunque ciertos intermediarios de su síntesis también tienen actividad. También tienen actividad antiinflamatoria y se usan como medicamentos para ese efecto, igual que algunos derivados de ellas, como la Hidrocortisona.

Mineralocorticoides. La principal es la Aldosterona, que regula la concentración de sodio y potasio en la sangre estimulando la reabsorción de sodio y la excreción de potasio por el riñón.

 

Figura 4. Principales hormonas de la corteza de las glándulas adrenales (corticoides). Mineralocorticoide (aldosterona), y glucocorticoides (cortisona y cortisol).

‘Vitamina D’ (Calciferol)

La vitamina D (vitamina D3, o Calciferol) es el precursor metabólico de la hormona Dihidroxicalciferol, que participa, con otras (Calcitonina y Paratohormona) en la regulación del tráfico de calcio, principalmente entre los huesos´, el intestino, el riñón, y la sangre. El metabolismo humano es capaz de fabricar la vitamina D (por lo cual no es estrictamente una vitamina). El calciferol de la dieta, o producido por el metabolismo, se transforma inicialmente en el hígado y posteriormente en el riñón produciéndose la hormona activa dihidroxicalciferol. El metabolismo humano fabrica calciferol de novo a partir de uno de los intermediarios de la ruta de síntesis de colesterol. Los primeros pasos de la síntesis de calciferol ocurren en el hígado, pero el último ocurre principalmente en la piel, ya que es fuertemente dependiente de los rayos solares, y es más activo en la piel muy pigmentada. Pueden verse más detalles en la sección Vitaminas y nutrientes esenciales.

 

Figura 5. Estructura de la vitamina D (calciferol) y de su derivado dihidroxicalciferol (la hormona activa descalcificante).

Haremos notar aquí, sin embargo, que el papel de la vitamina D en la regulación del tráfico de calcio no es, como se ha dicho erróneamente, “que estimule la calcificación de los huesos”, sino todo lo contrario: el dihidroxicalciferol (hormona activa derivada de la vitamina D) produce la descalcificación del hueso. Su acción consiste en aumentar la concentración de calcio en sangre activando la absorción del calcio de la dieta en el intestino y su liberación (reabsorción) desde el hueso. Este efecto, bien conocido desde la década de 1960 [3], ha sido repetidamente confirmado y pertenece desde entonces al conocimiento general; véanse, por ejemplo dos revisiones recientes [4,5]. La confusión probablemente se debe a que el hueso necesita renovar el depósito de calcio para crecer y regenerarse, y la vitamina D contribuye a este proceso aumentando el tráfico de calcio en la sangre (incluidas la absorción intestinal y la reabsorción renal), pero es muy importante tener en cuenta que, dado el papel regulador de esta vitamina, ya que es precursora de una hormona, tomarla como suplemento alimentario debe hacerse con mucha precaución y siempre bajo vigilancia médica del estado de calcificación del hueso, ya que una dosis demasiado alta producirá una descalcificación excesiva de los huesos. El pescado graso y muchos otros alimentos contienen suficiente vitamina D para cubrir las necesidades normales; véanse las secciones Alimentación y dieta, y Osteoporosis y osteopenia.

Referencias

1. Strott, C. A., and Y. Higashi. (2003) Cholesterol sulfate in human physiology: what’s it all about? Journal of Lipid Research, 44, 1268–1278.

2. Rao, M., Peachman, K. K., Alving, C. R. & Rothwell, S. W. (2003) Depletion of cellular cholesterol interferes with intracelular trafficking of liposome-encapsulated ovalbumin. Immunology and Cell Biology, 81, 415–423.

3. Fraser, D. R. (ed) (1974) The metabolism and function of vitamin D. The Biochemical Society special publications nº. 3. The Biochemical Society, London.

4. Peacock, M. (2010) Calcium Metabolism in Health and Disease. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 5, S23-S30.

5. Thacher, T. D. & Clarke, B. L. (2011) Vitamin D Insufficiency. Mayo Clinic Proceedings, 86, 50-60. 

 

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