胆固醇影响骨代谢的机制综述-病理学论文-基础医学论文-医学论文
胆固醇代谢途径研究与相关疾病的关联分析

胆固醇代谢途径研究与相关疾病的关联分析胆固醇是一种重要的生物分子,它参与了多种生物体内的代谢过程。
胆固醇代谢途径研究的开展,有利于我们更好地了解胆固醇的生物学功能,并揭示与其相关的多种疾病的产生机理。
本文将从胆固醇生物学特性、胆固醇代谢途径、胆固醇与相关疾病的关联等角度进行阐述。
一、胆固醇生物学特性胆固醇是一种脂质类物质,它的化学结构具有典型的脂肪酸性质,即存在高度的亲疏水性。
另外,胆固醇分子中还存在一些特殊的化学基团,例如醇基、烯双键、羟基等,这些基团赋予了胆固醇一些独特的生物学功能。
从胆固醇的来源来看,人体内的胆固醇分为两种:一种是由肝脏合成的内源性胆固醇,另一种是摄入食物中的外源性胆固醇。
人体内的胆固醇主要以复合物的形式存在于血液循环中,而其释放和吸收由肝脏和肠道中一系列酶的协同作用所调控。
二、胆固醇代谢途径胆固醇代谢途径主要包括胆固醇合成、胆固醇转运、胆固醇内质网转运、胆汁酸合成和外泌体、脂蛋白代谢等方面。
1. 胆固醇合成胆固醇的合成主要在肝脏中进行。
其合成过程需要多种酶催化,包括HMG-CoA 还原酶、甾醇酰辅酶A去羧酶等,最终生成胆固醇酯并储存于肝脏内。
2. 胆固醇转运胆固醇的转运一般以脂蛋白为载体,包括低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)等。
其中,LDL主要将胆固醇运到组织细胞中,而HDL则将胆固醇从组织细胞中收集并运回肝脏,促进其代谢和内泌。
3. 胆固醇内质网转运胆固醇的内质网转运主要受到Scap和SREBP的调控。
Scap是一种胆固醇结合蛋白,其结合胆固醇和Insig共同参与了SREBP 的转位和激活。
4. 胆汁酸合成和外泌体胆汁酸是肝细胞代谢胆固醇生成的重要产物,经由胆道排出体外。
在肝脏中,胆固醇转化成胆汁酸的过程包括谷氨酸胆汁酸循环、胆汁酸的生成、合成和代谢等复杂过程。
外泌体是一种小型囊泡,其内含有部分磷脂、蛋白质以及其他细胞内物质,是肿瘤等疾病快速进展的重要因素之一,而胆固醇代谢与外泌体的分泌也存在密切联系。
胆固醇合成和代谢的生物化学机制

胆固醇合成和代谢的生物化学机制胆固醇是人体内最为重要的脂类物质之一,是细胞膜的一种重要成分,也是许多激素合成的原料。
但是,胆固醇水平过高会导致心血管疾病等健康问题。
因此,身体必须控制其胆固醇水平,这需要多种机制共同发挥作用,包括胆固醇生合成、胆固醇运输、胆固醇代谢和胆固醇的降解等。
胆固醇的生合成胆固醇是从乙酰辅酶A途径合成的,这个途径也被称为胆固醇生合成途径。
胆固醇生合成始于醋酸的羧化,然后通过一系列中间代谢产物,最终形成胆固醇。
其中参与合成途径的酶包括乙酰辅酶A羧化酶、乙酰辅酶A酯化酶、酮酸还原酶等,这些酶还需要多种辅助因子来协同作用。
与胆固醇生合成途径有关的基因共有20多种,它们分布在不同的染色体和不同的细胞类型中。
这些基因编码着酶和辅助因子,与胆固醇生成相关的基因的表达水平和活性受到多个因素的影响,包括营养状态、激素水平、代谢产物的浓度等。
近年来,关于胆固醇生合成途径的研究在调控机制和基因表达方面取得了许多进展,这些研究不仅深入解释了人体中胆固醇的生成和代谢机制,还在疾病的预防和治疗方面有着重要的应用价值。
胆固醇的代谢在胆固醇合成途径之外,人体还有一些重要的代谢途径可以调节胆固醇水平,这些途径主要包括胆汁酸代谢、胆固醇酯化和胆固醇与甘油三酯代谢等。
胆汁酸是由胆固醇代谢过程中形成的一种产物,大部分胆汁酸从肝脏排泄到肠道,被转化为胆酸和胆酸的盐酸,分别参与脂肪吸收和代谢。
然而,在肠道中,胆汁酸也有可能重新被吸收进入身体内部,再次循环代谢,这个过程被称为肠道内胆汁酸回收。
胆固醇酯化是一种调节胆固醇水平的重要途径,酯化后的胆固醇在代谢中较难参与细胞内脂类代谢,并且可以贮存在脂肪组织中。
胆固醇酯化是由一种称为胆固醇酯转移酶的酶催化的,该酶将胆固醇与一种称为脂类酰辅酶A的代谢产物结合,形成胆固醇酯。
胆固醇和甘油三酯有密切的关系,甘油三酯是一种与胆固醇代谢相近的物质,它们同属于脂类代谢产物,都需要多种酶和代谢途径的共同实现和调节,并且它们之间也有着相应的相互干扰和调节作用。
胆固醇代谢途径在脂质代谢调节中的作用及其机制

胆固醇代谢途径在脂质代谢调节中的作用及其机制脂质是人体中不可或缺的重要生化物质之一,它们在维持人体正常生理功能中扮演着重要角色。
然而,当脂质代谢紊乱时,会引发多种疾病,包括高脂血症、动脉粥样硬化和冠心病等,这些疾病对患者的健康造成了严重威胁。
因此,对脂质代谢调控的研究变得至关重要。
胆固醇是一种重要的脂类化合物,在人体中有着多种生理功能,然而其含量过高也会影响健康。
因此,研究胆固醇代谢途径在脂质代谢调节中的作用及其机制,有重要的临床意义。
胆固醇代谢途径包括胆固醇合成途径、胆固醇摄取途径和胆固醇转运途径。
这些代谢途径紧密相连,共同影响着胆固醇在人体中的生物学作用。
胆固醇合成途径主要发生在肝脏和肠道,其中最为重要的酶是 HMG-CoA 还原酶。
在体内,多数胆固醇以形式结合到载脂蛋白中进行转运,其中最重要的载脂蛋白是 LDL 和 HDL。
通过这些载脂蛋白,胆固醇可以被转运到不同的组织细胞中,发挥其生物学作用。
胆固醇代谢途径在脂质代谢调节中的作用机制主要体现在两个方面:一是通过谷固醇代谢途径的调节,二是通过基因表达和信号传导的调节。
首先,谷固醇代谢途径是人体内调节血液胆固醇水平的重要途径之一。
这一代谢途径不仅可以抑制 HMG-CoA 还原酶转录和翻译,也能够通过降低 LXR 活性,抑制由HMG-CoA 还原酶产生的胆固醇合成。
同样,谷固醇在人体内也能够作为胆汁酸的前体物,进一步调节胆固醇的代谢过程。
其次,胆固醇代谢途径通过基因表达和信号传导调节脂质代谢。
研究表明,多种激素和核受体可以通过调节胆固醇合成途径和胆固醇转运途径来影响脂质代谢。
例如,LXR 可以促进 ABCG1、ABCA1等基因的表达,从而促进胆固醇转运。
而HMG-CoA 还原酶的表达与 Insig-1 和 Insig-2 的相互作用、LXR 的拮抗剂等多种因素有关,这些因素通过多重信号传递途径调节 HMG-CoA 还原酶表达与活性,从而影响血液中胆固醇的含量。
胆固醇代谢的新机制研究

胆固醇代谢的新机制研究胆固醇是一种生物体内必需的脂质物质,它在人体内参与许多重要的生理过程,例如作为细胞膜的组成成分、合成性激素和胆汁酸等。
然而,胆固醇过多会在人体内积累,导致多种心血管疾病,例如高血压和动脉粥样硬化等。
因此,控制胆固醇水平对于保持身体健康至关重要。
最近,一些新的研究揭示了关于胆固醇代谢的全新机制,本文将介绍这些新机制的研究进展。
1. 胆固醇吸收和转运的新角色以前认为肠道是胆固醇吸收和转运的主要场所,但现在研究表明,肝脏在胆固醇吸收和代谢中扮演重要角色。
一项最新的研究表明,肝脏介导胆固醇在人体内的循环,并作为其在体内的“中转站”来调节其水平。
这项研究发现,肝脏中一种名为“肝外胆固醇运输蛋白”(NPC1L1)的蛋白质,在胆固醇吸收和转运中拥有新的功能。
这种蛋白质在肠道中主要负责胆固醇吸收,但在肝脏中它能够将胆固醇转运至肝脏,并由肝脏将其分解和利用。
这项研究结果提供了新的机制来控制体内胆固醇水平,为研发新的药物提供了新的思路。
2. 肝细胞新型信号通路的发现肝脏是我们身体内的胆固醇“生产工厂”,其细胞中含有胆固醇合成途径所需的各种酶和基因调控的因子。
虽然我们已经知道了这些机制,但我们还不完全清楚这些过程的调控机制。
最近,科学家们发现了一个新的信号通路,它可以通过改变胆固醇合成酶的稳定性来影响胆固醇合成。
这个新的信号通路一般与糖原合成酶(GSK-3)的活性调节有关。
这项研究显示,GSK-3能够通过对另一种名为“谷胱甘肽代谢途径”中的化学反应进行调节,在肝细胞内促进胆固醇合成。
这个发现有助于更深入地了解胆固醇合成过程,并有望为开发新的药物提供新的靶点。
3. 胆固醇可逆转运机制的发现胆固醇的过多积累是许多疾病的根源,因此将多余的胆固醇从细胞内运出体外是一个重要的过程。
以前认为,这个过程是通过一种名为“容受体介导胆固醇转运蛋白”(ABCA1)的蛋白质介导的。
然而,现在研究表明,另外一种名为“sTLS(抑制性tiptibody 对于酯化的体性Lipase)的蛋白质也有胆固醇转运的能力。
胆固醇生物合成及其代谢通路的研究

胆固醇生物合成及其代谢通路的研究一、什么是胆固醇?胆固醇是一种类固醇化合物,是人体内重要的生物分子之一。
它是一种脂质,常常被大家认为是“坏”的脂肪,但实际上它在体内还是有很重要的作用的。
胆固醇分为来自食物的胆固醇和体内合成的胆固醇。
前者对人体的影响相对较小,而后者是体内生物合成和代谢的分子基础之一,对人体生命活动、细胞结构、性激素的合成等方面都有着非常重要的作用。
二、胆固醇生物合成通路胆固醇的生物合成是一条复杂的代谢通路,包括多种酶催化反应和多个亚细胞器参与的过程。
在细胞质内,酶通过一系列的化学反应,从醋酸开始,不断产生新的化合物,最后合成胆固醇。
简而言之,胆固醇生物合成通路可概括为以下几个步骤:1.乙醇酸合成途径。
乙酰辅酶A通过一系列酶催化反应生成乙醇酸,是胆固醇生物合成的起点。
2.戊二酸合成途径。
乙醇酸通过一系列催化反应途径,转化为戊二酸。
3.HMG-CoA还原途径。
每一步产物都被用来继续形成下一个化合物,直到其在内质网上经过HMG-CoA还原酶催化反应,形成前体物——胆固醇。
4.胆固醇合成。
在HMG-CoA还原酶催化下,两个HMG-CoA分子结合成为“二聚体”,生成脱钙胆酸酶和甘油三酯的前体物胆固醇。
三、胆固醇代谢通路体内胆固醇代谢与其生物合成同等重要,它是维持胆固醇稳态水平的关键。
胆固醇代谢通路分为三个主要步骤:1.胆汁酸合成。
体内的胆固醇与辅酶A结合,生成脱钙胆酸酶。
随后一系列反应将其转化为三种不同的胆汁酸,最后排泄出体外。
2.甘油三酯合成。
体内大部分胆固醇都被转化为胆汁酸,只有少部分成为胆固醇酯储存起来。
在储存过程中,大部分是以甘油三酯的形式储存,通过一系列酶催化反应形成。
3.胆固醇排泄。
体内多余的胆固醇则被肝脏转化为胆汁酸或胆酸盐,然后通过肠道排泄出体外。
四、胆固醇代谢异常与疾病胆固醇在人体内的稳定水平是极其重要的,胆固醇代谢异常会对人体带来危害。
代谢异常的情况包括胆固醇生成过多、胆固醇代谢过程不良。
胆固醇代谢和相关代谢疾病的研究

胆固醇代谢和相关代谢疾病的研究胆固醇是一类体内含量较为丰富的脂质物质,它是人体制造各种激素和细胞膜的主要前体物质之一。
然而,高胆固醇水平却会导致一系列与代谢相关的疾病,而了解胆固醇代谢过程以及相关研究进展有助于我们更好地预防和治疗这些疾病。
胆固醇的代谢过程胆固醇是从肝脏合成,然后通过肠道摄入的食物吸收获取。
它被转运到各种组织细胞中,用于合成细胞膜和激素等生命必需物质。
同时,胆固醇也能在肝脏内代谢成胆酸,帮助体内消化脂肪。
胆固醇的合成和代谢是通过多个代谢途径进行的,其中包括胆固醇酯酶途径、醇固醇途径和养分途径等。
在这些途径中,一些基因和蛋白质参与了胆固醇的调控和转运,控制着胆固醇水平在生理范围内波动。
然而,在一些情况下,这些途径出现问题,导致胆固醇水平升高,从而增加了身体罹患相关代谢疾病的风险。
胆固醇相关代谢疾病高胆固醇水平与许多代谢疾病有关,最为常见的有以下几种:1.动脉粥样硬化高胆固醇水平时,胆固醇会在血管壁上沉积,形成动脉粥样硬化斑块。
斑块堆积越多,越容易破裂,从而引发血栓,导致心肌梗死和中风等严重并发症。
2.代谢综合征和糖尿病高胆固醇水平与代谢综合征和糖尿病的发病风险明显增加,这是因为高胆固醇水平可能影响胰岛素分泌和细胞对胰岛素的敏感度。
3.肝脏疾病高胆固醇水平可以导致肝脏损伤和脂肪肝等疾病的发生,这是由于过多的胆固醇在肝脏中沉积,对肝细胞造成损伤。
4.肾脏疾病高胆固醇水平也可能导致肾脏疾病的发生,这是因为血液中的过多胆固醇会在肾脏小球内沉积,从而引起肾小球硬化。
研究进展和临床展望随着医学技术和研究手段的不断发展,我们对胆固醇代谢和相关疾病的认知不断深入。
目前,研究人员正在进行以下研究和试验:1.基因研究一些研究表明,某些基因和胆固醇代谢紊乱有关。
研究人员正在研究基因和胆固醇代谢之间的关系,以便更好地了解机体对胆固醇的反应和代谢。
2.生物制品研究一些制药公司正在开发新的药物来治疗高胆固醇水平和相关代谢疾病。
胆固醇的生理作用和代谢途径

胆固醇的生理作用和代谢途径胆固醇是一种有机化合物,是人体内重要的基础物质之一,广泛存在于细胞膜、激素、维生素D等生物分子中。
在人们的膳食中,胆固醇的多寡是一个备受关注的问题。
一、胆固醇的生理意义胆固醇在人体内具有非常重要的生理作用。
它是细胞膜的重要组成部分之一,能够维持细胞膜的稳定性和透过性,对细胞的生长、代谢和信号传递起着至关重要的作用。
此外,胆固醇还是合成性激素、胆汁酸和维生素D等物质的前体,是维持正常生理功能的必需物质。
二、胆固醇的代谢途径胆固醇主要是由肝脏和肠道合成。
在肝脏中,胆固醇主要是通过血液中的脂蛋白转运到各个组织细胞中,并参与到细胞膜的合成和代谢中。
同时,肝脏也是胆固醇代谢和排泄的重要器官之一。
在肠道中,胆固醇主要是由膳食中的胆固醇和肝脏合成的胆汁酸组成,通过肝胆循环参与到脂质代谢中。
在肠道中,一部分胆固醇会被肠道内的细菌代谢,而另一部分则会被小肠黏膜上皮细胞摄取。
摄取的胆固醇随后会与脂蛋白一起转运到肝脏,然后进入胆汁中再次进入肠道参与到脂质代谢中。
三、胆固醇相关的代谢紊乱胆固醇在人体内的代谢存在一系列的调控机制,能够维持正常的代谢平衡。
然而,在人们长期高脂、高热量饮食、缺乏运动、肥胖等不良生活方式的影响下,胆固醇的代谢平衡可能会被打破,出现一系列代谢紊乱。
其中最常见的就是高胆固醇血症,即血液中胆固醇浓度过高的一种病理状态。
高胆固醇血症是导致冠心病、中风等心血管疾病的主要危险因素之一。
此外,胆固醇还存在着多种脂质代谢紊乱病症,如脂蛋白代谢紊乱等。
四、降低胆固醇的方法减少膳食中的胆固醇摄入、保持适量的运动、控制体重,是降低胆固醇的关键措施之一。
此外,膳食纤维、植物固醇等营养素也可以对降低胆固醇有一定的帮助。
至此,我们可以看出胆固醇在人类的健康中扮演了非常重要的角色,同时也需要注意,不良的生活方式可能会导致胆固醇的代谢紊乱,出现相关的健康问题。
胆固醇代谢和调节机制研究

综合来看,胆固醇代谢和调节机制的研究取得了巨大的进展,但仍有许多领域有待深入探究。未来的研究方向将是胆固醇在心血管、肝脏等疾病中的具体作用、机制及其调控、对肠道微生物以及对于多个因素的协调作用。这样的研究不仅能够为营养保健和医学领域提供参考,也能够为基础生物学的发展提供强有力的支持和帮助。
胆固醇代谢主要包括胆固醇的合成、吸收、转运和代谢四个方面。胆固醇的合成主要发生在肝脏中,通过1-2个碳原子的增加生物合成胆固醇。而肠道吸收的胆固醇来自食物的来源,通过ATP-binding cassette转运蛋白3(G5)和ABCG8在肠道粘膜上形成胆固醇运输体,转运到肝脏进行代谢。另外,胆固醇的主要代谢物是胆汁酸和神经甾类激素。胆汁酸是胆固醇通过肝脏合成后的代谢产物,不仅能够帮助人体吸收脂溶性维生素和脂质物质,还能够通过调节基础代谢率、脂肪代谢和胆汁的分泌等方式参与多个生理过程。
胆固醇调节机制的研究是针对胆固醇过多的病变机制的探讨。现代研究已发现调节胆固醇水平的多种因素,包括基因、环境、饮食等。最流行和有影响的因素是脂类浓度和APOE位点。APOE位点是胆固醇代谢系统中最重要的基因表达位点之一,研究显示APOE位点变异与心血管疾病之间存在关系。此外,食物的摄入也会关乎到胆固醇因素。例如低脂饮食和多饱和脂肪酸饮食都能够对胆固醇的调节产生影响。
胆固醇代谢和调节机制研究
胆固醇是一种重要的生物学分子,常常被人们所关注。人们对于胆固醇的研究不止于了解胆固醇的作用,还包括了胆固醇代谢和调节机制方面的研究。这些研究的成果不仅为临床治疗提供了新思路和新方法,而且还拓展了人类对身体机制的认识。
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胆固醇影响骨代谢的机制综述-病理学论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:正常骨代谢是动态调节的周期过程,破骨细胞负责的骨吸收与成骨细胞负责的骨形成相互偶联维持动态平衡。
当骨形成和骨吸收的动态平衡被破坏时,就会引起骨量丢失及相关骨病。
流行病学证据表明,胆固醇会抑制或促进骨代谢,这取决于胆固醇的种类。
胆固醇及其代谢产物通过调节成骨细胞和破骨细胞的分化及活化来影响骨代谢的动态平衡。
本文就胆固醇对骨代谢影响的研究进展作一综述。
关键词: 胆固醇;骨代谢;成骨细胞;破骨细胞;Abstract:The normal bone metabolism is a dynamic periodic process,bone resorption and bone formation are performed by osteoclasts and osteoblasts respectively to maintain the dynamic balance.Bone loss and related bone disease occurs when the proper balance of bone formation and bone resorption isdisrupted.Epidemiological studies suggests that cholesterol can inhibits or promotes bone metabolism,depending on the type of cholesterol.Cholesterol and its metabolites affect the dynamic balance of bone metabolism by regulating the differentiation and activation of osteoblasts and osteoclasts.This paper reviews the research progress of cholesterol on osteogenesis and osteoclastogenesis in bone metabolism.Keyword:cholesterol; bone metabolism; osteoblast; osteoclast;随着人类社会的发展、生活方式的转变,人们普遍出现脂肪摄入增加、体力劳动减少、运动量下降,导致许多健康问题。
血脂异常、高胆固醇血症和胰岛素抵抗综合征等代谢性疾病的患病率逐年攀升。
高胆固醇血症会损害骨骼健康[1],胆固醇及其代谢产物通过调节成骨细胞和破骨细胞的分化和活化来影响骨代谢的动态平衡。
本文将主要通过介绍骨代谢及胆固醇生理病理、胆固醇对骨代谢成骨及破骨的影响和目前降胆固醇药物对骨代谢的作用等几个方面展开综述。
1、骨代谢概述骨代谢是骨形成和骨吸收连续循环的动态平衡过程,主要通过成骨细胞、破骨细胞、成熟骨细胞三种细胞类型维持[2,3,4]。
在机体的生命活动中,骨不断地进行重塑,在这个过程中,旧骨被破骨细胞吸收移除,破骨细胞释放H+离子溶解骨水泥,分泌多种蛋白水解酶溶解骨基质,接着由成骨细胞合成分泌类骨质和非胶原蛋白进行重建,成骨细胞被合并到新形成的类骨质中,最终成为嵌入钙化骨中的成熟骨细胞[5,6,7]。
成骨细胞由骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)分化而来,主要通过BMP/Smads、Wnt/-catenin等信号通路促进成骨细胞的成骨作用,Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx 2)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、Osterix等是成骨分化的特异性转录因子[8,9]。
破骨细胞来源于骨髓多核巨噬细胞(bone marrow macrophages,BMMs),骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、核因子B受体活化因子(receptor activator of nuclear factor-kappa B,RANK)和核因子B受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand,RANKL)共同调节破骨细胞功能。
RANKL与其受体RANK结合可以促进破骨细胞的生成和分化,而由成骨细胞分泌的OPG作为一种旁分泌抑制剂,可与RANKL竞争性结合RANK抑制破骨活动。
通过OPG/RANK/RANKL调节轴激活下游NF-B、MAPK、m TOR 等主要信号通路,破骨分化的特异性转录因子包括抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRACP)、组织蛋白酶K (cathepsin K)、降钙素受体等[10,11,12]。
甲状旁腺素(PTH)、钙三醇、降钙素、雌激素等激素及其他细胞因子共同调节骨代谢平衡[12,13]。
当骨形成和骨吸收的动态平衡被破坏时,就会引起骨代谢紊乱,进而引起一系列骨代谢相关疾病,如骨形成大于骨吸收引起骨硬化疾病,骨吸收大于骨形成引起骨量丢失导致骨质疏松症、关节病、骨软骨化等疾病[14]。
2、胆固醇与相关代谢性疾病的联系胆固醇是构成细胞膜的重要成分,有助于胆汁酸和类固醇激素的合成。
胆固醇主要通过脂蛋白在循环中运输,正常水平的胆固醇浓度是人体所必须的,但当胆固醇循环浓度过高时就会成为潜在的危险因素[15]。
胆固醇与糖尿病、心血管疾病之间关系密切。
Tajima等[16]的Meta分析表明,高胆固醇摄入(273~501.2 mg/d)与低胆固醇摄入(124.9~185 mg/d)相比,其患2型糖尿病的风险升高。
胆固醇代谢紊乱进一步可使胰岛细胞功能受损导致糖尿病[17]。
目前研究已经证实胆固醇是心血管疾病的危险因素。
杨菊容[18]通过冠心病患者与健康对照人群的血脂检测对比发现,冠心病患者高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HLD-C)水平显着低于对照组,而脂蛋白A1、脂蛋白B和低密度质蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平均显着高于对照组。
Duran等[19]在对27 552名参与者进行12年的队列研究发现,LDL-C是心脑血管疾病发生发展的危险因素,并且与健康对照人群相比,高水平的残余胆固醇使心脑血管疾病发生的风险增加2倍,同时使冠心病心肌梗死发生的风险增加3倍,使外周动脉疾病发生的风险增加2.5倍。
值得注意的是,大量流行病学研究[20,21]表明心血管疾病与骨质疏松症之间的风险呈正相关关系。
荟萃分析[22]也显示,与没有患糖尿病的人群相比,糖尿病患者的骨转换减少。
这提示胆固醇与骨代谢呈直接或间接相关,胆固醇对骨代谢的影响也成为研究人员感兴趣的领域之一。
研究[23,24]表明高血清总胆固醇(total cholesterol,TC)和高血清LDL-C与低骨密度之间存在正相关关系。
以往认为HDL-C是有益胆固醇,因为它与降低心血管疾病的风险有关[25]。
在骨代谢活动中,De Pergola等[26]的研究发现血清HDL-C水平与成骨标志物OCN呈正相关关系,提示血清HDL-C可能也对骨代谢有益。
然而,Li等[27]对790名中国绝经后女性调查后发现,血清HDL-C水平1.55 mmol/L比HDL-C水平1.54 mmol/L的人群发生骨质疏松症的风险更大。
Jiang等[28]通过对来自中国5个医疗中心的14 147名参与者进一步调查分析发现,男性及绝经后女性的HDL-C水平越高,骨量越小,患骨质疏松症的风险也越高,同样也表明HDL-C与低骨密度呈正相关关系,是骨质疏松症及骨量减少的危险因素。
胆固醇特别是胆固醇及其载脂蛋白种类与骨代谢之间的关系并未完全揭示。
3 、胆固醇对骨形成的作用胆固醇和骨形成(成骨细胞分化和活化)之间的关系复杂,目前主要是通过细胞、动物模型来评估血清胆固醇、细胞胆固醇及胆固醇脂蛋白对成骨细胞增殖和分化的影响。
Parhami等[29]的研究发现内源性胆固醇促进成骨细胞分化,胆固醇通过靶向抑制3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A (HMG-CoA,胆固醇生物合成的限速酶)还原酶生物合成途径,在不改变Runx 2、Col1a 1和Bgalp表达的情况下,降低成骨基因碱性磷酸酶(ALP)的活性和表达,减少骨矿化。
Li等[30]也发现BMSCs 经胆固醇干预后其成骨标志物增加,并且有更多的矿化结节形成。
Sheng等[31]进一步发现胆固醇可以通过与Wnt信号通路膜受体的蓬乱蛋白(Dvl)结合选择性地激活经典Wnt信号通路而不是非经典Wnt 信号通路促进成骨活动。
然而,You等[32]的研究结果与前述相反,他们发现实验大鼠在胆固醇饮食下成骨的TGF-/BMP2和Wnt信号通路受到抑制,胆固醇对小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1细胞)增殖和分化的抑制作用呈剂量依赖性,胆固醇干预降低了成骨基因如ALP、Col1a 1、BMP 2和Runx 2的表达。
最近的一项研究似乎对这一相反的结论提供了新见解,Li等[33]发现胆固醇对成骨分化有双重作用,外源性胆固醇抑制成骨细胞分化,生理水平的内源性胆固醇是BMSCs成骨分化的必要条件。
这些发现提示,胆固醇对成骨活动的不同作用可能取决于细胞的种类,胆固醇类型和胆固醇浓度。
Tsushima等[34]利用ScapF/F;Prx1-Cre(颅后体细胞侧板中胚层细胞特异性敲除胆固醇生物合成调节元件Scap)和ScapF/F;Col2a1-Cre(软骨细胞特异性敲除Scap)条件性基因敲除小鼠模型发现小鼠软骨发育不全,生长板紊乱,导致四肢短小;通过敲除Insig1/2(减弱胆固醇生物合成的调节元件)构建的Insig1F/F;Insig2-/-;Prx1-Cre或Insig1F/F;Insig2-/-;Col2a1-Cre小鼠虽然细胞内胆固醇升高,但生长板区域和软骨形成的缺陷,也导致四肢短小,提示胆固醇及其代谢产物是骨代谢的重要影响因子。
这些胆固醇对动物及细胞干预的结果表明胆固醇生物合成途径的产物对于BMSCs向成骨分化和形成矿化基质是必须的,但胆固醇浓度过高或过低将会抑制成骨活动,并破坏骨代谢动态平衡。
载脂蛋白A-I (apolipoprotein A-I,ApoA-I)是HDL-C的主要脂蛋白成分,Blair等[35]发现与野生型小鼠相比,在相同的分化条件下,ApoA-1基因敲除小鼠的BMSCs分化表现为成骨细胞减少,而脂肪细胞增加,这表明ApoA-1是正常骨细胞分化所必需的,至少在一定程度上平衡BMSCs成骨和成脂分化。