Chemische en fysische eigenschappen

Cholesterol 057 1 Cholesterol Inleiding Cholesterol is de chemische naam voor een vetachtige stof die berucht is vanwege zijn positieve relatie met het ontstaan van hart- en vaatziekten, ziekten die in westerse landen de belangrijkste doodsoorzaak vormen. Thans wordt aan een oorzakelijke relatie tussen een verhoogd cholesterolgehalte van het bloed en een toegenomen kans op het ontstaan van de zogenaamde atherosclerotische hartziekten niet langer getwijfeld. De publiciteit rond cholesterol is onlangs weer opgelaaid in verband met een op 20 maart 1987 in Amersfoort gehouden bijeenkomst over deze stof en in verband met het bekend worden van de ontdekking van een nieuw geneesmiddel, dat een verhoogd cholesterolgehalte van het bloed zeer doeltreffend kan verlagen. Chemische en fysische eigenschappen Cholesterol is een belangrijke vertegenwoordiger van de steroïden, vetachtige stoffen die in alle levende wezens voorkomen en die zijn opgebouwd uit een min of meer verzadigd cyclopentaanfenanthreenskelet. Cholesterol is in het lichaam een belangrijke bouwsteen van membranen, flexibele omhulsels van cellen en celorganellen. Tevens is cholesterol een structuurelement van de lipoproteïnen, deeltjes die in het bloed zorgdragen voor het transport van vetten. Cholesterol is voorts een stof waaruit door het lichaam geslachtshormonen (progestagenen, androgenen, oestrogenen) en corticosteroïden worden

057 2 Cholesterol 0869-061 20, 21, etc. 12 18 17 11 19 13 16 1 9 2 10 14 8 15 3 5 7 4 6 HO cholesterol Het cyclopentaanfenanthreenskelet van steroïden (links) en de structuurformule van cholesterol (rechts) geproduceerd. Verder maakt het lichaam uit cholesterol het vitamine D en de galzuren. Deze laatste zijn van belang voor de vertering van vetten uit de voeding. Het cholesterolgehalte in gedroogde weefsels van veel dieren varieert van 0,5-5%. Menselijke hersenen bevatten zelfs 17% cholesterol. Cholesterol, verkregen uit ruggemerg en hersenen van slachtdieren wordt door de farmaceutische industrie gebruikt voor de synthese van veel verschillende steroïden. Cholesterolstofwisseling Cholesterol is geen onmisbare voedingsstof, omdat het lichaam zelf in staat is door aanmaak in het lichaam in de behoefte aan dit steroïd te voorzien. Deze aanmaak bedraagt circa 0,5-1 gram (8-12 mg/ kg) per dag, is afhankelijk van het cholesterolaanbod met de voeding en vindt hoofdzakelijk plaats in de lever. Via een groot aantal reacties, waarbij negen verschillende enzymen betrokken zijn, wordt cholesterol gevormd uit acetylcoënzym A ( actief azijnzuur ). Bij deze cholesterolsynthese is een van de reacties snelheidsbeperkend, namelijk de vorming van het tussenprodukt mevalonzuur uit HMG- CoA (β-hydroxy-β-methylglutaryl-coa) door het enzym HMG- CoA-reductase. Door cholesterolrijke voeding wordt de activiteit van dit enzym verlaagd. Ongeveer 60% van de totale hoeveelheid cholesterol in het lichaam is afkomstig van aanmaak in het lichaam zelf, de rest van de voeding.

Cholesterol 057 3 In westerse landen levert de voeding 200-800 mg cholesterol per dag. De belangrijkste bronnen zijn eieren, vlees, gevogelte, vis en zuivelprodukten. Cholesterol wordt voor ongeveer 50% in de darm geabsorbeerd. De absorptie wordt bevorderd door vet in de voeding. Het percentage cholesterol dat wordt geabsorbeerd neemt af naarmate de voeding meer cholesterol bevat. Absorptie heeft plaats als vrij cholesterol. Cholesterolesters worden in de darm eerst gesplitst in cholesterol en vetzuren. Voedingsmiddelen van zuiver plantaardige oorsprong bevatten geen cholesterol. Onder normale omstandigheden is in het lichaam sprake van een cholesterolevenwicht, dat wil zeggen dat de hoeveelheid cholesterol die per dag het lichaam binnenkomt (eigen aanmaak plus cholesterol uit de voeding) gelijk is aan de hoeveelheid cholesterol die het lichaam per dag verlaat. Cholesterol wordt namelijk met de gal in de darm uitgescheiden als cholesterol en als galzuren. Deze galzuren worden in de lever uit cholesterol gevormd. Een belangrijk deel (meer dan 95%) van deze steroïden wordt opnieuw geabsorbeerd en benut. De rest wordt uitgescheiden met de ontlasting. Lipoproteïnen Om duidelijk te kunnen maken waarom een hoog cholesterolgehalte van het bloed een risicofactor is voor het ontstaan van hart- en vaatziekten, is enige kennis nodig van de lipoproteïnen, deeltjes die betrokken zijn bij het transport van cholesterol in het lichaam. Deze deeltjes bestaan uit een buitenlaag van eiwitten, fosfolipiden en cholesterol. Binnenin bevatten ze triglyceriden en cholesterolesters. Op grond van hun verschillen in dichtheid kunnen ze met behulp van een ultracentrifuge worden gescheiden. Men onderscheidt chylomicronen, VLDL (very low density lipoproteins), LDL (low density lipoproteins) en HDL (high density lipoproteins). De lichtste lipoproteïnen zijn de chylomicronen. Zij worden gevormd in het darmslijmvlies en bevatten hoofdzakelijk triglyceriden, afkomstig van de voeding, en een geringe hoeveelheid cholesterol. VLDL worden in

057 4 Cholesterol de lever gemaakt. Zij bevatten vooral triglyceriden. De meeste VLDL worden afgebroken tot LDL en deze lipoproteïnen zijn de belangrijkste dragers van cholesterol in het bloed. De kleinste lipoproteïnen, de HDL, zijn rijk aan eiwit. Minder dan 10% van de totale hoeveelheid cholesterol in het lichaam is in het bloed aanwezig. Van deze hoeveelheid wordt gewoonlijk 65% gedragen door LDL, 20% door HDL en 15% door VLDL. Thans wordt aangenomen dat LDL vooral betrokken zijn bij het transport van cholesterol naar de lichaamscellen, terwijl HDL juist zorgdragen voor het transport van de cellen naar de lever, om vanuit dit orgaan te worden uitgescheiden in de vorm van galzuren of opnieuw in de circulatie te worden gebracht. Verhoogde concentraties LDL in het bloed gaan gepaard met een verhoogd risico voor het ontstaan van hart- en vaatziekten, terwijl hoge HDL-gehalten daarentegen juist een beschermend effect hebben. Cholesterol en atherosclerose Atherosclerose (in de volksmond: aderverkalking) wordt gekenmerkt door een plaatselijke verdikking van de binnenbekleding (intima) van de slagaderen, die wordt veroorzaakt door toeneming van het aantal cellen en van bindweefsel en door stapeling van vetten, met name van cholesterolesters. In de hartkransslagaderen (coronairarteriën), die een kleine diameter hebben (1-3 mm) kan artherosclerose een plaatselijke vernauwing veroorzaken die de bloedvoorziening beperkt. Hierdoor ontstaat bij inspanning zuurstoftekort in het betrokken deel van de hartspier. Men spreekt dan van angina pectoris. Door vaatkramp of door een bloedstolsel kan een vernauwde hartkransslagader worden afgesloten, waardoor schade aan de hartspier wordt toegebracht. In dat geval spreekt men van een hartinfarct (myocardinfarct). Thans wordt algemeen aangenomen dat het risico op coronaire artherosclerostische hartziekten toeneemt naarmate het cholesterolgehalte van het bloed hoger is. Men gaat er daarbij van uit dat een hoge concentratie LDL-deeltjes de ophoping van cholesterol en cholesterolesters in de vaatwand bevordert.

Cholesterol 057 5 Cholesterol en voeding Het serumcholesterolgehalte en met name de concentratie atherosclerosebevorderende en cholesterolrijke LDL-deeltjes kan door de samenstelling van de voeding worden beïnvloed. De belangrijkste factoren hierbij zijn de hoeveelheid en de aard van de vetten in de voeding en het cholesterolgehalte van de voeding. Een vetrijke voeding verhoogt het cholesterolgehalte, vooral als dat vet overwegend bestaat uit verzadigde vetzuren. Verzadigd vet is vooral aanwezig in harde margarines en frituurvetten, vet rundvlees en vetrijke zuivelprodukten (kaas, slagroom en boter). Oliën met een hoog gehalte aan meervoudig onverzadigde vetzuren (met name linolzuur), zoals sojaolie, maïsolie, tarwekiemolie, en zonnebloemolie, alsmede produkten die deze oliën bevatten (dieetmargarines, speciale bak- en braadvetten) kunnen het cholesterolgehalte verlagen. In haar rapport Richtlijnen Goede Voeding beveelt de Nederlandse Voedingsraad aan de vetconsumptie te matigen tot een hoeveelheid van 30-35% van de energie-inname (thans circa 38%), met daarbij een verhouding tussen meervoudig onverzadigde en verzadigde vetzuren van 1:1 tot 1:2 (thans circa 1:3). De invloed van het cholesterolgehalte van de voeding op de LDLconcentratie van het serum is geringer dan die van de hoeveelheid en aard van het vet. De Voedingsraad adviseert de inname van cholesterol te beperken tot een hoeveelheid van circa 300 mg per dag (thans gemiddeld circa 450 mg per dag). Aangenomen wordt dat naast verlaging van de LDL-concentratie, verhoging van de HDL-concentratie gepaard gaat met een geringer risico voor het krijgen van hart- en vaatziekten. De HDL-concentratie kan worden verhoogd door lichamelijke activiteit (sport). Voorts zijn er aanwijzingen dat matig gebruik van alcohol (2 tot 3 glazen alcoholische drank per dag) de HDL-concentratie gunstig beïnvloedt.

057 6 Cholesterol Eenstemmigheid over cholesterol Tijdens een consensus -bijeenkomst over cholesterol in maart 1987 is een groot aantal vooraanstaande deskundigen in Nederland op het gebied van geneeskunde, klinische chemie, epidemiologie en voeding het eens geworden over niet minder dan 17 stellingen die betrekking hebben op cholesterol als risicofactor voor hart- en vaatziekten en op de behandeling en preventie van een hoog serumcholesterolgehalte. Wij beperken ons hier tot een korte bespreking. De deskundigen zijn het er over eens dat met elke toename van het serumcholesterol de kans op coronaire atherosclerotische hartziekten toeneemt en dat er geen sprake is van een drempel, waaronder deze relatie niet bestaat. Aangenomen wordt dat personen met een serumcholesterolconcentratie van meer dan 6,5 mmol/l een extra verhoogd risico hebben. Men vindt dat de Nederlandse bevolking te hoge serumcholesterolwaarden heeft. Voor alle leeftijden liggen deze waarden zelfs 10-15% boven die in de Verenigde Staten. Tijdens de bijeenkomst is concreet aangegeven op welke wijze een hoog cholesterolgehalte moet worden voorkomen en welke personen voor behandeling in aanmerking komen. Onderzoek van de gehele bevolking op serumcholesterol wordt onnodig geacht. Dit onderzoek zou zich moeten beperken tot de risicogroepen, zoals patiënten met een hartinfarct voor het zestigste levensjaar, personen bij wie in de familie atherosclerotische hartziekten voorkomen en patiënten met hoge bloeddruk en suikerziekte. In Tabel 1 is aangegeven hoe de serumcholesterolgehalten worden geclassificeerd en welke richtlijnen voor behandeling worden aangegeven.

Cholesterol 057 7 Tabel 1. Classificatie van serumcholesterolniveaus en richtlijnen voor behandeling. serumcholesterol (mmol/l) omschrijving advies < 5,0 ideaal richtlijnen goede voeding 5,0-6,4 licht verhoogd richtlijnen goede voeding 6,5-7,9 verhoogd dieet, eventueel medicamenten 8,0 en hoger sterk verhoogd dieet, zonodig medicamenten nader onderzoek Ten aanzien van het dieet geldt dat kan worden volstaan met opvolging van de Richtlijnen Goede Voeding in uiterste vorm, dat wil zeggen niet meer dan 30 energieprocent vet in de voeding met daarin een verhouding tussen meervoudig onverzadigde en verzadigde vetzuren van 1:1 en niet meer dan 300 mg cholesterol per dag. Wat betreft de medicamenten wordt de voorkeur uitgesproken voor de zogenaamde galzuurbindende harsen. Deze stoffen binden de galzuren in de darm, verhinderen hun absorptie en verhogen daardoor de steroïduitscheiding met als gevolg een daling van het serumcholesterol. Nieuw cholesterol-verlagend medicament Onlangs heeft de Amerikaanse FDA (Food and Drug Administration) een nieuw cholesterol-verlagend medicament toegelaten. Dit middel, Iovastatine, merknaam Mevacor, veroorzaakt een sterke remming van het sleutelenzym in de cholesterolbiosynthese, het HMGCoA-reductase, en geeft volgens de fabrikant (MSD) bij sommige vormen van hypercholesterolaemie een serumcholesterolverlaging tot 39%. Deze werking is veel krachtiger dan alleen door dieet kan worden bereikt (circa 15% verlaging). Volgens MSD zijn de bijwerkingen gering en zal een soortgelijk middel binnen twee jaar op de Nederlandse markt verschijnen. In vijf academische centra in ons land zijn door specialisten klinische proeven met het nieuwe medicijn verricht. De resultaten zijn zeer bemoedigend. Het lijkt waarschijnlijk dat het middel op de eerste plaats gebruikt gaat worden bij

057 8 Cholesterol patiënten met een erfelijke afwijking in de cholesterolstofwisseling (familiare hypercholesterolaemie). Het zal dan blijvend moeten worden ingenomen, hetgeen overigens ook geldt voor de galzuurbindende harsen. Literatuur Consensus Cholesterol, het resultaat van een consensusbijeenkomst gehouden op 20 maart 1987 te Amersfoort. Centraal Begeleidingsorgaan voor de Intercollegiale Toetsing, Postbus 20064, 3502 LB Utrecht. C. M. van Gent, Atherosclerose en Lipoproteïnen. Melk in Relatie tot de Gezondheid 9 nr. 2 (1982). Enzymremmer tegen cholesterol. Chemische Weekblad 83 nr. 37 (1987). Voedingsraad, Advies Richtlijnen Goede Voeding, Den Haag, 1986. mei 1988 Dr. ir. G. Schaafsma Afdeling Voeding CIVO-Toxicologie en Voeding TNO