胆固醇代谢

胆固醇是一种重要的甾醇，可调节细胞膜的流动性，是胆汁酸、类固醇激素和维生素 D 的前体。其代谢受到严格调节，以维持细胞胆固醇稳态，过量和缺乏都会产生严重后果。

胆固醇结构

胆固醇由四环环戊全氢菲环系统组成，3位有一个羟基，5和6位碳之间有一个双键，17位有一个八碳异辛基侧链。羟基使胆固醇具有两亲性，使其在膜中定向，羟基位于水界面。

胆固醇生物合成

胆固醇合成主要发生在肝脏中，从乙酰辅酶 A 开始，乙酰辅酶A 是[脂肪酸氧化和合成](/guides/fatty-acid-mination-and-synthesis.html) 的中心代谢物。该途径涉及四个阶段。首先，三分子乙酰辅酶A通过HMG-辅酶A合酶和HMG-辅酶A还原酶的作用缩合形成甲羟戊酸。 HMG-CoA还原酶催化限速步骤，是他汀类药物的靶点。其次，甲羟戊酸转化为活化的异戊二烯单元异戊烯基焦磷酸和二甲基烯丙基焦磷酸。第三，六个异戊二烯单元缩合形成角鲨烯，一种 30 个碳的线性分子。第四，角鲨烯环化形成类固醇环结构，通过几个步骤进一步修饰以产生胆固醇。

胆固醇合成的调节

胆固醇合成主要通过多种机制在 HMG-CoA 还原酶活性水平上进行调节。高胆固醇水平通过降低 SREBP 转录因子的核水平来降低 HMG-CoA 还原酶基因的转录。胆固醇还促进HMG-CoA还原酶蛋白的降解并通过磷酸化抑制其活性。胰岛素上调胆固醇合成，而胰高血糖素则抑制胆固醇合成。

胆汁酸合成

肝脏将胆固醇转化为胆汁酸，这是体内消除胆固醇的主要途径。限速酶是胆固醇 7-α-羟化酶，它会在类固醇环上添加一个羟基。胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成胆汁盐，分泌到胆汁中并储存在胆囊中。胆盐在小肠中乳化膳食脂肪，促进其消化和吸收。

类固醇激素合成

胆固醇是所有类固醇激素的前体。孕烯醇酮是通过侧链裂解形成的，是所有其他类固醇激素的母体化合物。其中包括盐皮质激素，例如调节盐和水平衡的醛固酮，糖皮质激素，例如调节新陈代谢和免疫功能的皮质醇，以及性激素，包括雄激素、雌激素和孕激素。

维生素 D 合成

7-脱氢胆固醇是胆固醇的衍生物，暴露在紫外线下会在皮肤中转化为胆钙化醇。然后胆钙化醇在肝脏中羟基化为 25-羟基胆钙化醇，并在肾脏中羟基化为活性形式 1,25-二羟基胆钙化醇，调节钙和磷酸盐代谢。