胆固醇代谢

胆固醇是一种必需的固醇，调节膜流动性并充当胆汁酸、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，因为过量或缺乏都会导致严重后果。

胆固醇结构

胆固醇由四环环戊烷多氢菲环系统组成，在3位有一个羟基，在5位和6位碳之间有一个双键，在17位有一个八碳异辛基侧链。羟基使胆固醇具有两亲性，使其在膜中定向排列，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，始于乙酰辅酶A（脂肪酸氧化与合成的中心代谢物）。该途径包括四个阶段。首先，三个乙酰辅酶A分子通过HMG-CoA合酶和HMG-CoA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碳线性分子。第四，角鲨烯环化形成类固醇环结构，再通过几个步骤进一步修饰生成胆固醇。

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减少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，而胰高血糖素抑制之。

胆汁酸合成

肝脏将胆固醇转化为胆汁酸，这是胆固醇从体内排出的主要途径。限速酶是胆固醇7α-羟化酶，它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。胆汁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。孕烯醇酮通过侧链裂解形成，是所有其他类固醇激素的母体化合物。这些包括盐皮质激素如醛固酮（调节盐水平衡）、糖皮质激素如皮质醇（调节代谢和免疫功能）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（胆固醇的衍生物）在皮肤中经紫外线照射转化为胆钙化醇（维生素D₃）。胆钙化醇随后在肝脏中羟基化为25-羟基胆钙化醇，在肾脏中转化为活性形式1,25-二羟基胆钙化醇，调节钙和磷酸盐代谢。