胆固醇(Cholesterol),最早由动物胆石中分离出的具有
羟基的固体醇类化合物。它是
脊椎动物细胞膜的重要成分,也是
脂蛋白的成分,还可以转变为具有重要生理功能的生物活性物质。
胆固醇的
衍生物胆酸盐、
维生素D和
类固醇激素在
脂类消化和动物的生长、发育过程中都具有重要的作用。对于大多数组织来说,保证胆固醇的供给,维持其代谢平衡十分重要。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,占脑组织总质量的2%左右。肝、肾及肠等内脏以及皮肤、
脂肪组织亦含较多的胆固醇,每100g组织中含200~500mg,以肝为最多,而肌肉较少,
肾上腺、
卵巢等组织胆固醇含量可高达1%~5%,但总量很少。
胆固醇是一种略带微黄色的无色结晶,
熔点148℃,微溶于水,易溶于热
乙醇、
乙醚、
三氯甲烷等有机
溶剂中。胆固醇的
化学性质相当稳定,基本不受酸、碱、热等加工因素的影响。
定义
胆
固醇(CHO)是人体的主要固醇,是天然
类固醇中的一大类,以
环戊烷多氢菲为基本结构。
胆固醇是不溶于水的物质,血液中无单独存在的胆固醇,胆固醇必须与载脂蛋白和
磷脂结合生成各种脂蛋白后才能在血液中自由流动。肝脏是合成和贮存胆固醇的主要器官。
功能
构成细胞膜
胆固醇广泛存在动物体内,胆固醇以游离形式或是
脂肪酸化的形式存在,游离胆固醇是细胞膜的重要组成部分,占质膜
脂类的20%以上。胆固醇能阻止细胞膜双分子层的无序化,影响细胞膜对
脂溶性物质的通透性,同时保证细胞膜的流动性。
合成类固醇激素
胆固醇是合成类固醇激素的原料,还可被性腺转化为性激素包括
黄体酮、睾丸、雌激素以及
胆酸等类固醇激素。激素是机体代谢的信使,可作为辅助因子传导分子信号协调多
细胞机体中不同细胞代谢作用。胆固醇形成的
肾上腺皮质激素影响人体糖和
蛋白质的代谢,参与机体内各种物质的代谢,包括糖、蛋白质和脂肪的代谢等。
参与神经系统
胆固醇参与了
神经元膜系统及突触和髓鞘的形成,是维持神经元可塑性和传导性的重要成分。它通过与
磷脂中不
饱和脂肪酸的运动来减少突触膜的流动性,同时具有稳定突触后膜的功能,并且,膜上胆固醇富集的区域形成的脂筏为多种受体提供附着位点,例如在脑组织中的海马区神经元膜上的脂筏对于神经元
5-羟色胺受体的活化具有重要作用。
细胞信号转导
胆固醇通过脂筏为激素及
生长因子受体提供相互作用平台,从而介导细胞生存信号通路。胆固醇是组成细胞膜上脂筏结构的重要成分。脂筏是位于
细胞质膜上的特殊结构,一些
神经元细胞膜上具有特化的内陷型脂筏结构称为细胞窖。脂筏/细胞窖结构是多种细胞信号转导通路中生长因子、
激素受体的富集区域,因此,其完整性的维持对于生存信号通路的活化十分重要。
来源
人体内胆固醇主要有两个来源,一个是来自食物胆固醇的吸收,一个是体内合成。
胆固醇的吸收
人体及动物
小肠可以吸收胆固醇,胆固醇的吸收伴随脂肪的吸收进行,是不饱和脂酸的载体。部分胆固醇在吸收时与脂酸结合成
胆固醇酯。自由胆固醇同胆固醇酯同样可被吸收。胆汁酸盐和脂肪可促进胆固醇的吸收,被吸收的胆固醇与脂肪同一途径进入
乳糜管,再到血循环。
胆固醇的合成
合成部位
成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,每天可合成1~1.5g。肝脏是合成胆固醇最主要的场所,肝脏合成的胆固醇占总合成量的70%~80%;其次是
小肠,占总合成量的10%。胆固醇的合成主要在
细胞质及
内质网中进行。
合成原料
乙酰辅酶A是胆固醇合成的主要原料,还需
atp供能和NADPH供氢。乙酷CoA和ATP主要来自糖的有氧氧化,NADPH主要来自
戊糖磷酸途径。每合成1分子胆固醇需要18分子乙CoA、36分子ATP及16分子NADPH。
合成过程
胆固醇过程比较复杂,有近30步
酶促反应,大致可分为3个阶段:
代谢
胆固醇
环戊烷多氢菲的结构特点使其不能彻底氧化成CO2和H2O,但其侧链在体内可氧化断裂,转变成某些重要的生理活性物质。胆固醇在体内除构成膜的组分外,主要有4条代谢去路:
转变为胆汁酸
转变为胆汁酸是胆固醇在体内主要的代谢去路,也是肝脏清除体内胆固醇的主要方式。正常人每天合成的胆固醇约有40%在肝脏中转变为胆汁酸,随胆汁排入肠道。胆汁酸是
两性化合物,有利于脂质的乳化、消化和吸收。
转变为维生素D3
胆固醇可被氧化为7-脱胆固醇而储存在皮下,后者经
紫外线照射转变成
维生素D。
维生素D经肝脏和肾脏的连续化反应活化为1,25-(OH)2-D3活性维生素D3。活性维生素D3具有调节磷代谢的作用。
转变为类固醇激素
胆固醇是
肾上腺皮质、
睾丸及
卵巢等
内分泌腺合成类固醇激素的原料。
胆固醇的排泄
体内大部分胆
固醇经代谢转变成生理活性物质,少部分胆固醇可经胆道随胆汁排入肠道,其中一部分经肠道细菌作用还原生成粪固醇随粪便排出体外。因此,肠道阻塞患者血中胆固醇的量会升高。
临床意义
高胆固醇
生理因素
病理因素
低胆固醇
生理因素
病理因素
胆固醇在制剂中的应用
脂质体膜材
胆固醇可调节
磷脂双分子层膜的流动性,使膜通透性降低,减少药物
渗漏,同时可使脂膜维持一定柔韧性增强脂质体
囊泡抗击外部条件变化的能力,并对磷脂的氧化有一定保护作用。制备普通载药脂质体,胆固醇是必需的添加物。
乳化剂
胆固醇作为乳化剂可用于化妆品和局部用药制剂中,常用浓度为0.3%~5.0%(w/w),用以增加软的吸水能力。胆固醇还具有润肤功能。
其他应用
胆固醇可作软膏基质。
历史
胆固醇的发现
胆固醇化学结构的研究
胆固醇合成的研究
研究甾体化合物方面获诺贝尔奖的科学家
化学信息
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