正常成人体内含胆固醇约140g，广泛分布于全身各组织中，其中约25%分布在脑及神经组织，胆固醇约占脑组织重量的2%。肝、肾、肠等内脏及皮肤和脂肪组织亦含有较多的胆固醇，为组织重量的0．2%～0．5%，其中以肝最多。在肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的内分泌腺中，胆固醇含量较高，可达1%～5%。肌组织胆固醇含量较低，占0．15%～0．2%。
（一）胆固醇的化学
胆固醇是最早从动物胆石中分离出的固醇类物质，故称为胆固醇（cholesterol）。所有的固醇（包括胆固醇）都具有环戊烷多氢菲的基本结构，区别是碳原子数及取代基不同，其生理功能亦不同。胆固醇是27碳构成的烃核及侧链的固醇化合物。胆固醇3位碳上有自由羟基，能与脂肪酸结合形成胆固醇酯，故人体内的胆固醇以游离胆固醇及胆固醇酯的形式存在，它们的结构如下：
胆固醇在组织中一般以非酯化的游离状态存在于细胞膜中，但在肾上腺、血浆及肝中，大多数与脂肪酸结合成胆固醇酯，以胆固醇油酸酯为最多，也有少量亚油酸酯及花生四烯酸酯。
（二）胆固醇合成代谢
人体所需的胆固醇主要由自身合成，每天可合成1．0～1．5g，仅从食物摄取少量。正常人每天膳食中含胆固醇0．3～0．5g，来自于动物性食物，如动物肝、脑以及肉类、蛋黄、奶油等。植物性食品不含胆固醇，而含有谷固醇、麦角固醇等植物固醇，植物固醇不易被吸收，摄入过多可抑制胆固醇的吸收。
1．合成场所及原料 成年人除脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成胆固醇。肝脏合成胆固醇的能力最强，其合成量占合成总量的70%～80%，其次是小肠，占合成总量的10%。胆固醇的合成是在细胞液和内质网膜上进行的，合成的原料是乙酰辅酶A，同时需要ATP供能，NADPH＋H＋供氢。
2．合成过程 胆固醇的合成过程较为复杂（图8-10），现概括为三个阶段简述如下。
图8-10 胆固醇合成的过程
（1）甲基二羟戊酸的生成：首先，2分子乙酰辅酶A缩合成乙酰乙酰辅酶A，然后再与1分子乙酰辅酶A缩合，生成HMG CoA，此过程与肝内酮体生成的前几步反应相同。HMG CoA在HMG CoA还原酶催化下，生成甲基二羟戊酸（MVA）。HMG CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。
（2）鲨烯的生成：MVA经磷酸化、脱羧基、脱羟基等反应转变成活性很强的5碳焦磷酸化合物。后者再经多次缩合生成30碳多烯烃化合物——鲨烯。
（3）胆固醇的合成：鲨烯在多种酶的催化下，经过环化、氧化、脱羧及还原等一系列反应，脱去3分子CO2，生成胆固醇。
（三）胆固醇合成的调节
HMG CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶，各种因素对胆固醇合成的调节，主要是通过对HMG CoA还原酶的活性及合成量的影响来实现的。
1．饥饿与饱食 饥饿与禁食使HMG CoA还原酶合成减少，活性降低，饥饿时乙酰辅酶A、ATP、NADPH＋H＋也相对不足，故可抑制胆固醇的合成。反之，若摄入高糖、高饱和脂肪酸膳食后，此酶活性则增高，胆固醇合成增加。
2．胆固醇 食物胆固醇可反馈阻遏HMG CoA还原酶的合成，食物胆固醇量增多时，对此酶的反馈阻遏作用增强，肝内胆固醇的合成下降，反之，减少食物胆固醇的量，则可解除胆固醇对此酶的阻遏作用，使胆固醇合成增加，但食物胆固醇不能阻遏小肠黏膜细胞合成胆固醇。
3．激素 胰岛素能诱导肝细胞HMG CoA还原酶的合成，使胆固醇合成增加，胰高血糖素、皮质醇则抑制此酶活性，使胆固醇合成减少。
（四）胆固醇酯的生成
细胞内和血浆中的游离胆固醇都可被酯化而生成胆固醇酯，但不同的部位其反应过程不同。
1．细胞内胆固醇酯的生成 在组织细胞内，游离胆固醇在脂酰辅酶A胆固醇脂酰转移酶（acyl-CoA cholesterol acyl transferase，ACAT）的催化下，接受脂酰辅酶A提供的脂酰基生成胆固醇酯。
2．血浆内胆固醇酯的生成 血浆中的胆固醇在卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（lecithin cholesterol acyl transferase，LCAT）催化下，接受卵磷脂第2位碳上的脂酰基生成胆固醇酯。
LCAT是由肝细胞合成并分泌入血的，它在维持血浆胆固醇与胆固醇酯的比例中起重要作用，肝细胞病变或受损时，可使LCAT的合成减少，从而引起血浆胆固醇与胆固醇酯比例下降。
（五）胆固醇在体内的转变与排泄
在机体内胆固醇虽以乙酰辅酶A为原料而合成，但却不是能源物质，不能彻底氧化供能，其主要代谢去路是通过氧化、还原等反应转变生成其他多种重要的类固醇物质。
1．转变为胆汁酸 胆固醇在肝脏中转变为胆汁酸，是胆固醇在体内的主要代谢去路。正常人每天合成的胆固醇，约2／5在肝脏中转变为胆汁酸，随胆汁排入肠道。
2．转变为维生素D3 胆固醇在肝、小肠黏膜及皮肤等处，可氧化为7-脱氢胆固醇，后者可在皮肤经紫外线照射转变为维生素D3。
3．转变为类固醇激素 在肾上腺皮质胆固醇可转变成醛固酮、皮质醇、皮质酮及少量性激素；在睾丸、卵巢内可转变为雄性激素、雌激素或孕激素。
4．胆固醇的排泄 胆固醇在肝脏内除转变为胆汁酸，以胆汁酸盐的形式随胆汁排出外，还有一部分可直接随胆汁排泄入肠，进入肠道的胆固醇，少量被重吸收，大部分以原型或被肠菌还原为粪固醇随粪便排出。
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