膽固醇(Cholesterol),最早由動物膽石中分離出的具有羥基的固體醇類化合物,化學式為C27H45OH,膽固醇是脊椎動物細胞膜和脂蛋白的重要成分,也是哺乳動物中主要的甾體類化合物,它在基本的細胞生命活動中起到重要作用,并可以轉變為具有重要生理功能的生物活性物質。
膽固醇的衍生物膽酸鹽、維生素D和類固醇激素在脂類消化和動物的生長、發育過程中都具有重要的作用。對于大多數組織來說,保證膽固醇的供給,維持其代謝平衡十分重要。膽固醇廣泛存在于全身各組織中,其中約1/4分布在腦及神經組織中,占腦組織總質量的2%左右。肝、腎及腸等內臟以及皮膚、脂肪組織亦含較多的膽固醇,每100g組織中含200~500mg,以肝為最多,而肌肉較少,腎上腺、卵巢等組織膽固醇含量可高達1%~5%,但總量很少。
膽固醇是一種略帶微黃色的無色結晶,熔點148℃,微溶于水,易溶于熱乙醇、乙醚、三氯甲烷等有機溶劑中。膽固醇的化學性質相當穩定,基本不受酸、堿、熱等加工因素的影響。
定義
膽固醇(CHO)是人體的主要固醇,是天然類固醇中的一大類,以環戊烷多氫菲為基本結構。
膽固醇是不溶于水的物質,血液中無單獨存在的膽固醇,膽固醇必須與載脂蛋白和磷脂結合生成各種脂蛋白后才能在血液中自由流動。肝臟是合成和貯存膽固醇的主要器官。
功能
構成細胞膜
膽固醇廣泛存在動物體內,膽固醇以游離形式或是脂肪酸化的形式存在,游離膽固醇是細胞膜的重要組成部分,占質膜脂類的20%以上。膽固醇能阻止細胞膜雙分子層的無序化,影響細胞膜對脂溶性物質的通透性,同時保證細胞膜的流動性。
合成類固醇激素
膽固醇是合成類固醇激素的原料,還可被性腺轉化為性激素包括黃體酮、睪丸、雌激素以及膽酸等類固醇激素。激素是機體代謝的信使,可作為輔助因子傳導分子信號協調多細胞機體中不同細胞代謝作用。膽固醇形成的腎上腺皮質激素影響人體糖和蛋白質的代謝,參與機體內各種物質的代謝,包括糖、蛋白質和脂肪的代謝等。
參與神經系統
膽固醇參與了神經元膜系統及突觸和髓鞘的形成,是維持神經元可塑性和傳導性的重要成分。它通過與磷脂中不飽和脂肪酸的運動來減少突觸膜的流動性,同時具有穩定突觸后膜的功能,并且,膜上膽固醇富集的區域形成的脂筏為多種受體提供附著位點,例如在腦組織中的海馬區神經元膜上的脂筏對于神經元5-羥色胺受體的活化具有重要作用。
細胞信號轉導
膽固醇通過脂筏為激素及生長因子受體提供相互作用平臺,從而介導細胞生存信號通路。膽固醇是組成細胞膜上脂筏結構的重要成分。脂筏是位于細胞質膜上的特殊結構,一些神經元細胞膜上具有特化的內陷型脂筏結構稱為細胞窖。脂筏/細胞窖結構是多種細胞信號轉導通路中生長因子、激素受體的富集區域,因此,其完整性的維持對于生存信號通路的活化十分重要。
來源
人體內膽固醇主要有兩個來源,一個是來自食物膽固醇的吸收,一個是體內合成。
膽固醇的吸收
人體及動物小腸可以吸收膽固醇,膽固醇的吸收伴隨脂肪的吸收進行,是不飽和脂酸的載體。部分膽固醇在吸收時與脂酸結合成膽固醇酯。自由膽固醇同膽固醇酯同樣可被吸收。膽汁酸鹽和脂肪可促進膽固醇的吸收,被吸收的膽固醇與脂肪同一途徑進入乳糜管,再到血循環。
膽固醇的合成
合成部位
成人除腦組織及成熟紅細胞外,幾乎全身各組織均可合成膽固醇,每天可合成1~1.5g。肝臟是合成膽固醇最主要的場所,肝臟合成的膽固醇占總合成量的70%~80%;其次是小腸,占總合成量的10%。膽固醇的合成主要在細胞質及內質網中進行。
合成原料
乙酰輔酶A是膽固醇合成的主要原料,還需atp供能和NADPH供氫。乙酷CoA和ATP主要來自糖的有氧氧化,NADPH主要來自戊糖磷酸途徑。每合成1分子膽固醇需要18分子乙CoA、36分子ATP及16分子NADPH。
合成過程
膽固醇過程比較復雜,有近30步酶促反應,大致可分為3個階段:
代謝
膽固醇環戊烷多氫菲的結構特點使其不能徹底氧化成CO2和H2O,但其側鏈在體內可氧化斷裂,轉變成某些重要的生理活性物質。膽固醇在體內除構成膜的組分外,主要有4條代謝去路:
轉變為膽汁酸
轉變為膽汁酸是膽固醇在體內主要的代謝去路,也是肝臟清除體內膽固醇的主要方式。正常人每天合成的膽固醇約有40%在肝臟中轉變為膽汁酸,隨膽汁排入腸道。膽汁酸是兩性化合物,有利于脂質的乳化、消化和吸收。
轉變為維生素D3
膽固醇可被氧化為7-脫膽固醇而儲存在皮下,后者經紫外線照射轉變成維生素D。維生素D經肝臟和腎臟的連續化反應活化為1,25-(OH)2-D3活性維生素D3。活性維生素D3具有調節磷代謝的作用。
轉變為類固醇激素
膽固醇是腎上腺皮質、睪丸及卵巢等內分泌腺合成類固醇激素的原料。
膽固醇的排泄
體內大部分膽固醇經代謝轉變成生理活性物質,少部分膽固醇可經膽道隨膽汁排入腸道,其中一部分經腸道細菌作用還原生成糞固醇隨糞便排出體外。因此,腸道阻塞患者血中膽固醇的量會升高。
臨床意義
高膽固醇
生理因素
病理因素
低膽固醇
生理因素
病理因素
膽固醇在制劑中的應用
脂質體膜材
膽固醇可調節磷脂雙分子層膜的流動性,使膜通透性降低,減少藥物滲漏,同時可使脂膜維持一定柔韌性增強脂質體囊泡抗擊外部條件變化的能力,并對磷脂的氧化有一定保護作用。制備普通載藥脂質體,膽固醇是必需的添加物。
乳化劑
膽固醇作為乳化劑可用于化妝品和局部用藥制劑中,常用濃度為0.3%~5.0%(w/w),用以增加軟的吸水能力。膽固醇還具有潤膚功能。
其他應用
膽固醇可作軟膏基質。
歷史
膽固醇的發現
膽固醇化學結構的研究
膽固醇合成的研究
研究甾體化合物方面獲諾貝爾獎的科學家
化學信息
相關人物
參考資料 >
帶你了解膽固醇.微信公眾號.2026-01-08