胆固醇是机体内主要的固醇物质。胆固醇（cholesterol）是具有环戊烷多氢菲烃核，及一个羟基的固醇类化合物，广泛存在于全身各组织中，因最早在动物胆石中分离出，故称为胆固醇。固醇类为一些类固醇激素的前体，如7-脱氢胆固醇，即为维生素D ₃的前体，同时也是细胞膜的结构组分。体内胆固醇可来自于食物的消化吸收（称为外源性胆固醇）或体内合成（称为内源性胆固醇）。胆固醇及其衍生物在性质上类似甘油三酯，不溶于水而溶于有机溶剂，以游离胆固醇及胆固醇酯两种形式存在。

胆固醇广泛存在于全身各组织中，其中约1/4分布在脑及神经组织中，占脑组织总重量的2%左右。在细胞内除线粒体膜及内质网膜中含量较少外，它是许多生物膜的重要组成成分。人体内胆固醇的来源有两种，即食物的消化吸收（称为外源性）和体内合成（称为内源性）。食物胆固醇来自动物性食物，如动物内脏、蛋黄、奶油及肉类等，正常成人每天食入胆固醇约0.3～0.5g，多数为游离胆固醇，少数为胆固醇酯，但人体内胆固醇主要由体内合成。

机体内的胆固醇具有多种重要生理功能，主要表现在以下四个方面：①构成细胞膜：胆固醇是构成细胞膜的重要组成成分，由于存在膜上的游离胆固醇为两性分子，其3位羟基极性端指向膜的亲水界面，疏水的母核及侧链具有一定刚性，深入膜脂双层，对维持生物膜的流动性和正常功能具有重要作用；②转变成胆汁酸盐：胆固醇可以在肝中转变成胆汁酸盐，帮助脂类物质的乳化、消化与吸收；③合成类固醇激素：胆固醇是合成皮质醇、醛固酮、睾丸酮、雌二醇以及维生素D ₃等类固醇激素的前体物质，这些激素在调节机体内各种物质代谢，维持人体正常生理功能方面具有重要的作用；④调节脂蛋白代谢：胆固醇还参与脂蛋白组成，引起血浆脂蛋白关键酶活性的改变，调节血浆脂蛋白代谢。当胆固醇代谢发生障碍，可引起血浆胆固醇增高，脑血管、冠状动脉及周围血管病变，导致动脉粥样硬化的产生。因此，探索和研究胆固醇代谢与这些疾病之间的关系，已成为当今医学研究瞩目的重要问题。

胆固醇是机体内主要的固醇物质。它既是细胞膜的重要组分，又是类固醇激素、维生素D及胆汁酸的前体。人体每公斤体重含胆固醇2g，体重70kg者总含量约140g。人们从每天膳食中可摄入约300～500mg的外源性胆固醇，主要来自肉类、肝、内脏、脑、蛋黄和奶油等。此外，人体每天还合成内源性胆固醇约1g左右，其总量远大于食物胆固醇。膳食中多为游离胆固醇，少量为胆固醇酯（10%～15%）。食物中胆固醇酯不溶于水，不易与胆汁酸形成微胶粒，不利于吸收，必须经胰液分泌的胆固醇酯酶将其水解为游离胆固醇后，方能吸收。吸收的游离胆固醇中，约80%～90%在肠黏膜细胞内与长链脂肪酸结合为胆固醇酯，后者大部分掺入乳糜微粒，少量参与组成极低密度脂蛋白，而后经淋巴系统入血液循环。未被吸收的胆固醇在小肠下段被细菌转化为粪固醇，由粪便排出。

影响胆固醇吸收的因素：①胆汁酸是促进胆固醇吸收的重要因素，胆汁酸缺乏时，明显降低胆固醇的吸收。②胆固醇在肠道中的吸收率随食物胆固醇含量增加而下降。③膳食中含饱和脂肪酸过高，可使血浆胆固醇升高，用PUFA，如亚油酸取代饱和脂肪酸，血浆胆固醇即降低，这是由于，不饱和脂肪酸能促进卵磷脂的合成和提高卵磷脂胆固醇脂肪酰转移酶（LCAT）活性，生成较多胆固醇酯，由高密度脂蛋白转运至肝，再经肠道排出体外。④植物食物中的谷固醇和膳食纤维可减少胆固醇的吸收，从而可降低血胆固醇。⑤年龄、性别的影响：随着年龄的增长，血浆胆固醇有所增加。50岁以前，男女之间差别不太明显，60岁后，女性显著升高，超过男性，在65岁左右达到高峰，此与妇女绝经有关。血浆胆固醇的变化主要取决于LDL，而脂蛋白代谢受性激素的影响。在男性和缺乏雌激素的女性中，给予雌激素则血中HDL和VLDL水平增高，而LDL浓度下降，女性绝经后雌性激素水平下降，致使血胆固醇升高。

除胆固醇外，尚有植物固醇（phytosterol），最常见的为β-谷固醇（β-sitosterol），这类固醇很难被人体吸收，而且还可以干扰人体对胆固醇的吸收，所以可以降低血浆胆固醇水平。另一类为麦角固醇（ergosterol），主要见于酵母和真菌类植物，经紫外线照射后可转变为维生素D ₂，即麦角钙化醇（ergocalciferol）。

胆固醇除来自食物外，还可由人体组织合成。成人机体每天合成胆固醇约1.0～1.5g。除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织细胞均可合成胆固醇。肝合成胆固醇的能力最强，约占70%～80%，同时还有使胆固醇转化为胆汁酸的特殊作用；小肠的合成能力次之，合成量占10%。肝合成的胆固醇除在肝内被利用及代谢外，还可参与组成脂蛋白，进入血液被输送到肝外各组织，胆固醇合成主要在胞质及内质网中进行。此外，产生类固醇激素的内分泌腺体，如肾上腺皮质、睾丸和卵巢，也能合成胆固醇。胆固醇合成的全部反应都在胞质内进行，而所需的酶大多数是定位于内质网。胆固醇合成的原料主要是乙酰CoA，此外还需要NADPH供氢，ATP供能。实验证明，每合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、36分子ATP及16分子的NADPH，乙酰CoA和ATP大多来自线粒体中糖的有氧氧化，NADPH则主要来自胞质中戊糖磷酸途径。

肝脏合成胆固醇是一个非常复杂的过程，经过许多步骤而且涉及多种酶类，且有些过程至今未完全阐明。归纳起来胆固醇的生物合成途径可分为三个阶段进行：

第一阶段是乙酰CoA转变为含六个碳原子的硫脂中间产物——3羟基-甲基戊二酰辅酶A（3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA，HMGCoA）。肝细胞内的乙酰CoA主要是糖、脂肪酸或氨基酸（如丙氨酸）等分解过程中在线粒体内生成的，与脂肪酸合成相似，也必须通过柠檬酸-丙酮酸循环，以柠檬酸等形式转运到线粒体外，再释出乙酰CoA。

第二阶段HMGCoA转变为鲨烯（含30个碳原子的非环化烃链）。这一阶段的重要中间产物，是五个碳原子的异戊二烯单位。在反应途径中，异戊二烯以两种焦磷酸化的异构体出现，即Δ ₃-异戊烯基焦磷酸和3，3-二甲基丙烯基焦磷酸。

第三阶段是鲨烯的环化及转变为27个碳原子的固醇，即为胆固醇。从鲨烯到胆固醇的一系列反应是在内质网中进行的，这一阶段中有几种中间产物，都是和一种胞质蛋白，即固醇载体蛋白，以物理方式结合的。

综合上述三个阶段，简单示意见图1-4-4。

膳食中的胆固醇本身并不抑制肠道内的胆固醇合成，但它对肝的胆固醇合成却有强烈的反馈抑制效应，是以调节HMGCoA还原酶的活性而起作用。HMGCoA还原酶是胆固醇合成途径中的限速酶，该酶缺少则使胆固醇合成减慢。从鼠肝测出HMGCoA还原酶的半寿期约为4小时，如果酶的生成减少或中断，肝细胞内的酶含量可以在几小时后便明显下降。至于胆固醇本身是否有负变构的效应，其可能性尚不能排除。用组织培养细胞和带有氧原子的固醇类化合物所做的研究指出：胆固醇的某些含氧衍生物如7-α羟胆固醇、7-β羟胆固醇、7-酮基胆固醇和25-羟胆固醇对HMGCoA还原酶的抑制作用都比胆固醇强很多，由此可推断，是否胆固醇先转变为某些含氧的代谢产物，才表现出其对HMGCoA还原酶的生成所起的负反馈调节。

某些细胞的质膜含有脂蛋白受体。已经鉴定的有两种类型的受体：即LDL受体和乳糜微粒残留物受体。在很多组织中都有LDL受体，其中包括成纤维细胞和肝细胞，而乳糜微粒残留物受体只在肝中。LDL必须进入细胞内才能抑制胆固醇的合成。第一步是低密度脂蛋白与细胞膜LDL受体结合，受体与LDL结合后，形成的复合物所在的膜区域向胞质内陷入，LDL脱出并通过胞质移动，与溶酶体融合，LDL在溶酶体降解，其所含的胆固醇酯被溶酶体的胆固醇酯酶水解。降解释放的胆固醇酯都有抑制HMGCoA还原酶的生成作用。胆固醇酯是在细胞内重合成的。因此，在数小时内细胞内合成的胆固醇就会下降。在一般情况下，正常细胞的胆固醇都处于抑制状态下，因LDL浓度较低，而LDL受体达到饱和。

肝脏是清除血浆中乳糜微粒残留物的场所，这类脂蛋白残留物含有丰富的从食物而来的胆固醇酯，这一过程是与肝细胞内的胆固醇和反馈调节相协调的。肝细胞膜含有辨认载脂蛋白E的脂蛋白受体，含有载脂蛋白E的乳糜微粒残留物与受体结合，然后被肝细胞摄入并在胞内降解而清除。进入肝细胞的胆固醇，并协调胆固醇合成的反馈抑制调节作用。

根据动物实验研究，胆固醇合成在一天之内不同时间有所不同。这种效应称为昼夜节律性效应，此种效应在肝表现最为明显。此种节律变化与进食有关，例如大白鼠夜间进食，其胆固醇合成在夜间六小时最高，而HMGCoA还原酶的活性也最高，所以，昼夜的调节还是与HMGCoA的活性有关，如将动物结果引申到人，还要考虑高胆固醇膳食通过反馈抑制作用，可能减弱食物导致的胆固醇合成升高，使合成峰值变低。

除膳食因素外，有些激素对肝合成胆固醇也有调节作用，而且也可能是通过影响HMGCoA还原酶活性而起作用，其机制可能是通过控制酶的生成量或是通过磷酸化及去磷酸化的共价修饰，通过磷酸化可使HMGCoA还原酶失活。胰岛素或三碘甲腺原氨酸可使HMGCoA还原酶活性增高，而胰高血糖素和皮质醇则降低该酶活性。

胆固醇酯化是胆固醇吸收转运的重要步骤，在细胞内和血浆中的游离胆固醇都可以被酯化成胆固醇酯，但不同部位，催化胆固醇酯化的酶及其反应过程不同。

在组织细胞内，游离胆固醇可在酰基CoA胆固醇基转移酶（acyl-CoA cholesterolacyltransferase，ACAT）的催化下，接受脂酰CoA的脂酰基形成胆固醇酯。

血浆中，在磷脂酰胆碱胆固醇脂酰转移酶（lecithin cholesterol acyltransferase，LCAT）的催化下，磷脂酰胆碱第2位碳原子上的脂酰基（一般多为不饱和脂酰基）转移至胆固醇3位羟基上，生成胆固醇酯及溶血磷脂酰胆碱。LCAT由肝实质细胞合成后分泌入血，在血浆中发挥催化作用。肝实质细胞有病变或损伤时，可使LCAT活性降低，引起血浆胆固醇酯活性下降。正常人血浆总胆固醇中，胆固醇酯约占3/4。

胆固醇在肝中转化成胆汁酸，是胆固醇在体内代谢的主要去路。人体合成的胆固醇约2/5（0.4～0.6g）在肝中转变成胆汁酸，随胆汁排入肠道。

胆固醇是肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺合成类固醇激素的原料。合成类固醇激素是胆固醇在体内代谢的重要途径。胆固醇在肾上腺上皮细胞线粒体内膜上的羟化、裂解等酶的催化下，首先合成皮质激素的重要中间产物孕酮，然后，肾上腺皮质三个区带细胞内所含的不同羟化酶将孕酮转变为皮质醇、醛固酮和脱氢异雄酮等不同的类固醇激素。睾酮和雌二醇主要由胆固醇在性腺中转变生成。

皮肤中的胆固醇被氧化成7-脱氢胆固醇，再经紫外线照射可以生成维生素D ₃。

衡量人体胆固醇水平多以血浆胆固醇浓度为依据。正常人空腹血浆胆固醇浓度范围是3.1～5.7mmol/L（1200～2200mg/L），健康的年轻成人血浆胆固醇平均值是在4.4～4.7mmol/L之间。正常人空腹的血浆胆固醇约有65%是胆固醇酯。正常空腹血浆中主要的脂蛋白是LDL和HDL两种，其中约有70%的胆固醇存在于LDL中。

人体即使进食了大量的胆固醇，仍约有60%的血浆胆固醇来自体内的生物合成，有的患者在相当长的时间内不摄入胆固醇，但血浆胆固醇浓度也只能下降10%～25%，这就说明肝脏虽有反馈抑制作用，但不能完全补偿膳食因素的影响，因此，有人认为，不受反馈调节作用的小肠细胞可能是人类胆固醇合成的主要部位。另一方面也可以说明使血浆胆固醇浓度下降，不能只用限制膳食胆固醇的办法，必须抑制胆固醇的合成。但为了防止动脉粥样硬化，对膳食胆固醇的摄入还是应有一定限制，尤其对高胆固醇血症病情较轻的人（血浆胆固醇在5.7～7.2mmol/L之间），限制胆固醇摄入有较大的意义。此外，还应限制饱和脂肪酸的摄入量，人类摄入富含饱和脂肪酸的膳食，血浆胆固醇值则升高，除饱和脂肪酸本身会影响胆固醇的代谢外，富含饱和脂肪酸的食物，多数含胆固醇也高，也是影响血浆胆固醇升高的因素之一。植物甾醇的摄入也可降低胆固醇的水平，如TC、LDL-C。