Le Cholestérol

Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le cholestérol tire son nom du grec ancien chole- (bile) et de stereos (solide), car il fut découvert sous forme solide dans les calculs biliaires en 1769 par François Poulletier de la Salle[3]. Mais ce n'est qu'en 1815 que le chimiste français Eugène Chevreul lui donna le nom de cholestérine.

Le mot « cholestérol » désigne une molécule et ne doit pas être confondu avec les termes de « bon » et « mauvais cholestérol» faisant référence aux HDL et LDL, les transporteurs du cholestérol dans le sang. Voir en particulier #Teneur en cholestérol dans l'alimentation

La molécule de cholestérol comprend quatre cycles carbonés noté A,B,C et D (noyau cyclo-pentano-phénanthrénique), 8 carbones asymétriques (les carbones 3, 8, 9, 10, 13, 14, 17 et 20), ce qui fait 28 soit 256 stéréoisomères dont un seul existe: le 3β-ol lévogyre. Le cholestérol possède un groupe hydroxyle -OH sur le carbone 3 (C3). Ce groupe chimique constitue la tête polaire. Ce groupement R-OH constitue donc la partie hydrophile du cholesterol. La fonction OH du cholestérol peut être estérifiée par un acide gras qui rend la molécule totalement insoluble dans l'eau.

Une partie du cholestérol peut ne pas être absorbée lors de la digestion ; On a découvert une bactérie intestinale présente chez l'homme qui transforme le cholestérol en coprostanol, stable et non absorbable et donc éliminée dans les selles[4].

Concernant le cholestérol absorbé ou produit par l'organisme, il existe trois niveaux de régulation du cholestérol, le but étant de diminuer le taux de cholestérol de la cellule quand il est en excès :

    * Le cholestérol libre dans la cellule inhibe la production de ses propres récepteurs membranaires LDLR. Pour ce faire, il inhibe la transcription du gène qui code les LDLR. Par conséquent, le flux entrant de cholestérol dans la cellule est diminué.
    * Le cholestérol libre inhibe la HMG-coA réductase, ce qui empêche la poursuite de la réaction de synthèse du cholestérol.
    * Enfin, le cholestérol libre stimule l'acyl transférase (ACAT), enzyme catalysant son estérification en stéride. Ceci favorise le stockage du cholestérol libre.

La synthèse de mévalonate, deuxième étape de la synthèse du cholestérol, est très régulée par le métabolisme. L'activité de l'HMG-CoA réductase, enzyme catalysant cette synthèse, est diminuée lorsque l'apport alimentaire en cholestérol est élevé ou par des médicaments de la famille des statines. Environ un tiers du cholestérol provient de l'alimentation (viandes, œufs, abats, produits laitiers, etc.) tandis que les deux tiers restants sont synthétisés par l'organisme (dans le cas d'une alimentation équilibrée).

Le cholestérol est dégradé dans le foie en acides biliaires (dont l'acide chénodésoxycholique) par la 7-α-hydroxylase. La colestyramine[5], un médicament utilisé pour traiter l'hypercholestérolémie, diminue l'absorption intestinale des acides biliaires, et par conséquent leur concentration dans les cellules hépatiques. Ceci entraîne une activation de la 7-α-hydroxylase et favorisant la dégradation du cholestérol.

Étant un composé hydrophobe, le cholestérol n'est pas soluble dans le sang. Son transport est assuré par quatre types de lipoprotéines :

    * Les lipoprotéines à basse densité (ou LDL : Low Density Lipoprotein) transportent le cholestérol des lieux de sécrétion vers les cellules de l'organisme. Des taux importants de LDL conduisent généralement au dépôt de cholestérol sur les parois des artères (les récepteurs à LDL du foie et des tissus sont en effet très sensibles : au moindre changement biochimique d'une LDL, du fait d'une oxydation ou dégradation liée à la fumée de cigarette ou à d'autres facteurs, les lipoprotéines transportant le cholestérol ne sont plus reconnues, et sont donc phagocytées, puis forment un dépôt) sous forme de plaque d'athérome, ce qui accroît le risque de maladies cardiovasculaires et leur vaut le nom de « mauvais » cholestérol ;

    * Les lipoprotéines à haute densité (ou HDL : High Density Lipoprotein) déchargent les artères et les tissus extrahépatiques du cholestérol, et le ramènent vers le foie où il est dégradé ; on parle alors de « bon » cholestérol ;

    * Les chylomicrons, ces lipoprotéines assurent le transport des lipides (cholestérol inclus) de l'intestin vers les autres tissus ;

    * Les lipoprotéines à très basse densité (ou VLDL : Very Low Density lipoprotein).

Ces teneurs en cholestérol alimentaire sont à compléter et relativiser par[6] :

    * les teneurs en acides gras saturés (pouvant augmenter les taux en LDL) et insaturés trans (pouvant augmenter les taux en LDL et baisser les taux en HDL)
    * les teneurs en acides gras mono-insaturés et poly-insaturés.
    * L'apport alimentaire d'anti-oxydants (p.ex. vitamine E, vitamine C, β-carotène) pouvant limiter l'accumulation des LDL dans la paroi artérielle.

Le cholestérol présent dans les VLDL et LDL provient en effet des tissus (où il est excédentaire) qui l'ont synthétisé, et nullement des chylomicrons (structure de transport des lipides provenant de l'intestin). Limiter les apports alimentaires de cholestérol, ou son absorption au niveau de l'intestin (au travers de l'absorption intensive de phytostérols, par exemple), pour un individu ne souffrant pas d'hypercholestérolémie familiale, n'a par conséquent que peu d'effet prévention-santé.

Le dosage du cholestérol sanguin se fait de manière traditionnelle chez un patient à jeun mais son taux global ainsi que sa fraction HDL ne sont pas modifiés de manière importante par le jeûne[7].

Dès le début du XIXe siècle, les travaux d'Anitschkow et Chalatow avaient permis de mettre en évidence un rôle du cholestérol dans l'athérosclérose expérimentale chez le lapin[8]. Aujourd'hui, plusieurs études ont montré que l'athérosclérose est une maladie inflammatoire[9],[10] et que l'agent agresseur est très probablement le cholestérol associé aux LDL après oxydation[11]. Parallèlement, plusieurs études ont mis en évidence un lien entre hypercholestérolémie et présence d'une réaction inflammatoire dans le tissu vasculaire[12],[13]. Aujourd'hui, l'important rôle du cholestérol et des LDL dans l'athérosclérose semble bien établi, en particulier depuis que les essais cliniques de prévention primaire et secondaire chez les sujets hypercholestérolémiques ont démontré qu'il était possible de réduire la fréquence des cardiopathies ischémiques en diminuant le cholestérol associé au LDL à l'aide de statines[14].

Le rôle du cholestérol dans l'athérosclérose a également été étudié d'un point du vue diététique. Au cours des années 1950-1960, L'américain Ancel Keys développe l'hypothèse lipidique faisant un lien entre le taux de cholestérol sanguin et le risque de maladie cardio-vasculaire[15][16]. L'activité physique régulière, l'alcool à faible dose et les œstrogènes pourraient contribuer à augmenter le taux de HDL, limitant le taux de cholestérol sanguin et améliorant la protection vasculaire[réf. nécessaire]. Inversement, le tabac, obésité et l'inactivité favorisent la diminution du taux de HDL dans le sang, augmentant le risque cardio-vasculaire[réf. nécessaire]. Rares sont ceux qui mettent cependant en question l'hypothèse lipidique d'Ancel Keys, communément admise, selon laquelle l'excès de consommation de graisses et le cholestérol seraient les principaux responsables des maladies cardio-vasculaires[17]. Ces avis sont à nuancer par le fait que la relation entre le taux de cholestérol sanguin et l'augmentation du risque cardiovasculaire semble établi solidement et de longue date par les études cliniques et épidémiologiques[15].

    * La Chondrodystrophie calcifiante congénitale est une maladie génétique provoquant une altération du fonctionnement de la 3-β-hydroxystéroïde-δ(8), δ(7)-isomérase, une enzyme impliquée dans la synthèse du cholestérol.
    * Le Syndrome de Smith-Lemli-Opitz est une maladie génétique provoquant un déficit en 7-déhydrocholestérol réductase, l'enzyme responsable de la dernière étape de la synthèse du cholestérol.

L'étude de cette molécule a souvent été récompensée par des prix Nobel :

    * en 1964, Konrad Bloch et Feodor Lynen reçurent le prix Nobel de médecine pour « leur découverte concernant le mécanisme de régulation des métabolismes du cholestérol et des acides gras »[18];
    * en 1965, Robert Burns Woodward reçut le prix Nobel de chimie pour « ses exceptionnelles réalisations dans l'art de la synthèse organique »[19]. Il a été le premier à réaliser la synthèse chimique du cholestérol et de la cortisone en 1951;
    * en 1985, Michael S. Brown et Joseph L. Goldstein reçurent le prix Nobel de médecine pour « leur découverte portant sur la régulation du métabolisme du cholestérol »[20].