A cosa serve il colesterolo

Il colesterolo e i suo metaboliti giocano un ruolo essenziale nel nostro organismo, partecipando ad un gran numero di processi di importanza fondamentale per il nostro benessere. Eppure il colesterolo è conosciuto soltanto per il ruolo deleterio che può avere in condizioni particolari, come uno dei responsabili di quei processi aterosclerotici che sono una delle principali cause di morte nel mondo occidentale. Cerchiamo di correggere questa situazione per capire finalmente a cosa serve il colesterolo: ci aiuterà a valutare meglio il significato di eventuali alterazioni dei normali livelli.

Il colesterolo appartiene alla classe dei lipidi, ha formula C₂₇H₄₆O e una struttura caratterizzata da quattro anelli legati (condensati) tra loro, un gruppo alcolico sull’anello A e una catena ramificata sull’anello D: si tratta della struttura tipica degli steroli. Parlare della struttura di una molecola potrebbe sembrare un dettaglio tecnico, da addetti ai lavori, ma nel caso del colesterolo è molto importante, perché è proprio la sua peculiare struttura che rende possibile molte delle sue funzioni.

Le membrane che avvolgono le cellule non servono soltanto a separarne il contenuto dall’ambiente esterno, delle semplici palizzate costituite da lipidi, ma sono invece delle strutture attive attraverso le quali la cellula comunica con il mondo esterno.

Queste comunicazioni avvengono attraverso proteine che sono disperse nel doppio strato lipidico, organizzate in complessi che permettono di trasmettere precisi segnali che regolano i processi cellulari. La struttura della membrana cellulare deve quindi presentare una certa rigidità che permette a questi complessi di distribuirsi in determinate zone della membrana.

La rigidità è in una certa misura data dalla presenza di acidi grassi nei fosfolipidi che costituiscono la membrana: i grassi saturi hanno infatti una struttura lineare e permettono uno stretto impacchettamento dei componenti della membrana. Tuttavia i fosfolipidi necessitano anche della presenza di acidi grassi insaturi che con la loro struttura ripiegata non rendono possibile raggiungere la rigidità necessaria. È necessario che sia presente una molecola differente che permetta di organizzare al meglio la membrana. Questa molecola è il colesterolo.

La storia evolutiva del colesterolo è interessante. Precursori in forma di molecole lineari compaiono già in alcuni organismi unicellulari molto primitivi ma le cellule più complesse degli organismi eucarioti richiedevano molecole più rigide e con strutture particolari. Già nelle prime fasi dell’evoluzione dei procarioti le strutture lineari si chiusero a formare degli anelli, quattro per la precisione: una forma che dava la giusta rigidità alla molecola e le permetteva di inserirsi e legarsi alle code dei lipidi di membrana. Questi steroli sono presenti sia nella membrana delle cellule vegetali, fitosteroli, che in quella delle cellule animali, colesterolo, con strutture leggermente differenti che fanno sì che i due gruppi di molecole non risultino intercambiabili.

Il colesterolo delle cellule animali è quindi essenziale per la corretta organizzazione della membrana cellulare, ne determina la permeabilità e soprattutto permette la formazione di “zattere” lipidiche  che costituiscono l’impalcatura sulla quale si organizzano tutta una serie di proteine che hanno funzione di segnalazione e che controllano specifici processi all’interno della cellula, processi che comportano l’attivazione di particolari geni essenziali per lo sviluppo e la corretta funzionalità della cellula e dell’intero organismo. Sono note diverse sindromi malformative dovute a difetti nelle vie di sintesi del colesterolo, con manifestazioni che comportano ritardo mentale e anomalie della crescita, che nei casi più gravi possono essere letali, a testimonianza del ruolo essenziale che il colesterolo riveste nel corretto sviluppo dell’organismo. [1]

Visto il ruolo critico del colesterolo nello sviluppo della cellula non sorprende che il nostro organismo sia in grado di sintetizzare in maniera autonoma la preziosa molecola. Tutte le cellule  possono produrre colesterolo, ma la quota maggiore dei processi di sintesi è a carico del fegato e dell’intestino, seguita dal surrene e dalle gonadi.

Il processo di sintesi parte da una molecola chiave del metabolismo, l’acetil CoA, con diverse unità che sono condensate per azione di specifici enzimi, con formazione successiva di intermedi importanti come il mevalonato, lo squalene, il lanosterolo, per arrivare infine al colesterolo. La quantità prodotta ogni giorno è di circa 1-2 grammi ed è strettamente controllata a livello di alcune reazioni chiave che sono estremamente sensibili ai livelli di colesterolo presente, tanto che un’assunzione elevata di colesterolo con la dieta tende a ridurre la produzione autonoma. Sono molto complessi anche i meccanismi che regolano l’assorbimento a livello intestinale del colesterolo contenuto negli alimenti, in un gioco di equilibri che, in condizioni normali, fa sì che la quantità di colesterolo sintetizzato sommata alla quantità di quello assorbito dal cibo consumato sia pari a quella del colesterolo eliminato con la bile, circa 0,8-1,4 grammi al giorno. Un altro importante fattore che controlla la sintesi del colesterolo è lo stato energetico della cellula: se la cellula dispone di quantità limitate di ATP la produzione di colesterolo risulterà rallentata. [2, 3, 4, 5]

Il colesterolo che proviene dagli alimenti contribuisce in maniera modesta al contenuto complessivo di colesterolo dell’organismo. Fatto salvo casi particolari, escludere dall’alimentazione alimenti che ne sono ricchi, come le povere uova, non è di alcuna utilità nel controllare livelli ematici eccessivi.

La struttura del colesterolo lo ha reso il precursore ideale per tutta una serie di composti dalle importanti attività biologiche. Nel fegato un complicato processo che coinvolge oltre 14 enzimi utilizza il colesterolo come base per la sintesi degli acidi biliari, composti che riversati nell’intestino, in forma di sali biliari, rendono possibile l’assorbimento dei grassi  e delle vitamine liposolubili — A, D E e K — presenti nel cibo. Parte degli acidi biliari viene perduta durante la digestione ma una quota significativa viene riassorbita e riciclata andando così a modulare la quantità di colesterolo disponibile.

La quantità di acidi biliari sintetizzata ogni giorno è modesta, circa 400-600 milligrammi, mentre la quota di sali biliari riversata nell’intestino è decisamente più elevata, 12-18 grammi, segno evidente di un efficace processo di riassorbimento e riciclo di queste sostanze.

Gli acidi biliari svolgono anche funzione ormonale legandosi a specifici recettori nel nucleo e partecipano così alla regolazione di numerosi processi: metabolismo dei trigliceridi e del glucosio, controllo dello stress, risposta al dolore e regolazione dell’appetito.

Purtroppo possono anche precipitare formando aggregati solidi che accumulandosi nella cistifellea possono portare a colecistite acuta, una infiammazione che spesso è accompagnata da infezioni batteriche, condizione molto pericolosa che richiede un immediato intervento medico. [5, 6]

Il colesterolo è anche il precursore dei vari ormoni steroidei, sia quelli prodotti dal surrene, aldosterone e cortisolo, sia quelli prodotti dalle gonadi, testosterone, estradiolo, progesterone. Si tratta di ormoni che, grazie alla modifica della struttura della catena laterale sul quarto anello, sono in grado di entrare nel nucleo delle cellule bersaglio, legarsi a specifiche sequenze del DNA e regolare così l’espressione di geni che sono coinvolti nella risposta allo stress nel caso del cortisolo, controllano il volume dei fluidi e l’assorbimento di sali nel caso dell’aldosterone o sono essenziali per i processi riproduttivi nel caso di estradiolo, progesterone e testosterone.

Sintesi,  azione e metabolismo di questi ormoni sono processi estremamente complessi e, nel caso del cortisolo e degli ormoni sessuali, oltre che controllare specifici processi fisiologici, possono influenzare in maniera rilevante il comportamento del soggetto e la risposta agli stimoli ambientali. Non sorprende che si tratti quindi di processi finemente regolati, in cui giocano un ruolo importante un gran numero di fattori interni e d esterni, non ultima la disponibilità del colesterolo necessario per la sintesi di queste sostanze. [7, 8]

Il colesterolo è un precursore degli ormoni sessuali maschili e femminili e gioca un ruolo fondamentale non solo nello sviluppo e nella comparsa dei caratteri sessuali ma anche e soprattutto nei processi riproduttivi.

La natura odia gli sprechi e tende a fare economia su tutto. Così il 7-deidrocolesterolo, un precursore del colesterolo, a livello della pelle viene convertito in vitamina D3 — colecalciferolo — per azione della luce solare. A sua volta il colecalciferolo viene convertito nella forma attiva della vitamina D, 1,25-(OH)₂D₃ o calcitriolo, che grazie alla sua struttura è in grado di legarsi a un recettore del nucleo e partecipare così alla regolazione del metabolismo del calcio e a molti altri processi fisiologici. [9, 10]

Abbiamo visto che il colesterolo è una molecola essenziale, che in maniera diretta o indiretta partecipa a un gran numero di importanti processi metabolici. La struttura di questa molecola è il frutto di un processo evolutivo lunghissimo durato miliardi di anni, un risultato eccezionale che ha reso il colesterolo una sostanza chiave in processi critici, assolutamente necessari per la sopravvivenza e la riproduzione dell’organismo. Un processo evolutivo che ha affinato anche sistemi che garantiscono un’adeguata disponibilità della sostanza alla cellula e possono addirittura gestire brillantemente situazioni di moderato eccesso.

Le pressioni che hanno guidato questo processo evolutivo sono quelle legate alla scarsa disponibilità di cibo e alla intensa attività fisica necessaria per procurarselo. Situazioni molto diverse da quelle in cui viviamo oggi, caratterizzate da elevata disponibilità di cibo, spesso molto superiore agli effettivi bisogni, e sedentarietà diffusa. In queste condizioni il nostro organismo può avere difficoltà a mantenere una normale concentrazione di colesterolo, con un aumento dei valori ben oltre i limiti di guardia che, se protratto negli anni rappresenta un importante fattore di rischio per patologie cardiovascolari. [11, 12]

Il colesterolo non è certo il cattivo della storia, anzi è essenziale per un buon funzionamento del nostro organismo. È il nostro stile di vita a creare i problemi, ed è qui che bisogna intervenire, per restituire al nostro corpo i suoi normali ritmi e far sì che meccanismi che sono il frutto di un lunghissimo lavoro evolutivo possano funzionare al meglio.