胆固醇是具有环戊烷多氢菲烃核及一个羟基的固体醇类化合物，因最早在动物胆石中分离出，所以称为胆固醇。胆固醇27个碳原子构成的烃核及侧链，都是非极性疏水的，有3位上的羟基是亲水的。所以具有两性分子的特点和性质。结构式如下：
胆固醇在人体内分布于全身各组织中，健康成人体内含胆固醇为140g左右，其中25％分布在脑及神经组织中，胆固醇约占神经组织重量的2％。肝、肾、肠等内脏及皮肤、脂肪组织亦含有较多的胆固醇，其中肝脏含量最多；肌肉组织胆固醇较低；在肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的内分泌腺中，胆固醇的含量也较高，可达到1％～5％。
胆固醇在组织中一般以非酯化的游离状态存在于细胞膜中，但肾上腺（90％）、血浆（70％）及肝（50％）中，大多与脂肪酸结合成胆固醇酯，以胆固醇油酸酯为最多，亦有少量亚油酸酯和花生四烯酸酯。
胆固醇是细胞生物膜的重要组成部分，存在于生物膜的均为游离胆固醇，在细胞质膜中含量较高，内质网和其他细胞器较少。胆固醇为两性分子，其3为羟基极性指向膜内的亲水界面，疏水的母链及侧链，具有一定的刚性，深入膜双脂层，对控制生物膜的流动性具有重要作用，它可以阻止膜磷脂在相变温度以下时转变成结晶状态，从而保证了膜在较低温度时的流动性及正常功能。
胆固醇又是合成胆汁酸类固醇激素及维生素D等重要生理活性物质的原料。胆固醇代谢障碍可引起血浆胆固醇升高，这是形成动脉粥样硬化的一种重要的危险因素，可引起脑血管、冠状动脉和周围血管病变。
（二）胆固醇的合成
人体胆固醇主要由机体自身合成，每天可合成1～1.5 g，仅从食物摄取少量，正常人每天膳食中含胆固醇0.3～0.5 g，主要来自动物肝脏、蛋黄、奶油及肉类，植物性食品不含胆固醇，而含植物固醇如谷固醇、麦角固醇等，植物固醇不易为人体吸收，摄入过多还可抑制胆固醇的吸收。
1.胆固醇合成部位和原料 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，占总量的70％～80％，其次是小肠，合成量占总量的10％。肝合成的胆固醇除在肝脏内被利用及代谢外，还参与组成脂蛋白，进入血液被输送到肝外各组织。胆固醇合成酶系存在于胞液及滑面内质网膜上，因此胆固醇的合成主要在细胞的这两个部位进行。
乙酰CoA是合成胆固醇的原料，因此还需要ATP提供能量和NADPH供氢，实验证明每合成1分子的胆固醇需18分子的乙酰CoA，36分子ATP及16分子的NADPH。糖是产生合成胆固醇原料乙酰CoA的主要来源，NADPH则来自胞液中磷酸戊糖途径。
2.胆固醇的合成基本过程 胆固醇的合成过程有近30步的酶促反应，概括为3个阶段：
（1）甲基二羟戊酸的生成 首先2分子的乙酰CoA缩合为乙酰乙酰CoA，然后再与1分子乙酰CoA合成为β-羟β-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA），后者经HMG-CoA还原酶催化，生成甲基二羟戊酸。HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶（图17-8）。
（2）鲨烯的生成：甲基二羟戊酸先经磷酸化，再脱羧、脱羟基而成为缩合反应活性极强的5碳焦磷酸化合物二甲丙烯焦磷酸，然后3分子5碳化合物合成15碳的焦磷酸法尼酯。2分子15碳化合物再缩合，即生成含30碳的多烯烃化合物—鲨烯。
（3）胆固醇的合成：鲨烯以胆固醇载体蛋白为载体进入内质网，经加氧酶、环化酶等催化的多步反应，先环化生成羊毛胆固醇，再经过一系列氧化、脱羧和还原等步骤，脱去3分子的CO2形成27碳的胆固醇。(www.xing528.com)
3.胆固醇的酯化 细胞内和血浆中的游离胆固醇都可以被酯化成胆固醇酯，但不同的部位催化反应的酶及其过程不同。
（1）细胞内胆固醇的酯化：在组织细胞内，游离胆固醇可在脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶（ACAT）的催化下，接受脂酰CoA的脂酰基形成胆固醇酯。
（2）血浆内胆固醇的酯化：血浆中，在卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）的催化下，卵磷脂的第二位碳原子的脂酰基（一般是不饱和脂酰基），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是由肝细胞合成，而后分泌入血，在血浆中发挥催化作用的。
图17-8 胆固醇合成过程
4.胆固醇合成的调节 胆固醇合成的限速酶是HMG-CoA还原酶，各种因素对胆固醇合成的调节，主要是通过对HMG-CoA还原酶活性的影响来实现的。
（1）饥饿与饱食：饥饿可使HMG-CoA还原酶合成减少，酶活性降低，饥饿也可引起乙酰CoA、ATP、NADPH的不足，故可抑制胆固醇的合成。相反摄入高糖、高饱和脂肪酸等饮食，HMG-CoA还原酶活性增加，胆固醇合成也增加。
（2）食物胆固醇：胆固醇可反馈阻遏HMG-CoA还原酶的合成，从而使肝胆固醇的合成下降；反之，则可以解除对该酶的阻遏作用，使胆固醇的合成增加。但食物胆固醇不能阻遏小肠黏膜细胞合成胆固醇。此外，胆固醇的一些衍生物还能直接抑制HMG-CoA还原酶的活性。
（3）激素：胰岛素可诱导肝细胞合成HMG-CoA还原酶，从而使胆固醇合成增加；胰高血糖素及皮质激素则能抑制HMG-CoA还原酶的活性，使胆固醇合成减少。甲状腺素一方面能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，另一方面又可促进胆固醇在肝中转变为胆汁酸，后者作用更明显，总的结果能使血浆胆固醇水平降低。
（三）胆固醇在体内的变化与排泄
机体能将乙酰CoA合成胆固醇，却不能将胆固醇彻底氧化分解为CO2和H2O，只能经氧化、还原转变成其他含环戊烷多氢菲母核的化合物，参与体内的代谢和调节，有一半的胆固醇不经变化，直接被排出体外。
1.转变成胆汁酸 在肝中，胆固醇转化为胆汁酸是体内胆固醇的主要代谢去路。正常人每天合成的胆固醇总量约有40％在肝内转化为胆汁酸，随胆汁排入肠道。
2.转变成类固醇激素和1，25-（OH）2-D3 胆固醇是体内合成肾上腺皮质激素、性激素和1，25-（OH）2-D3的原料，这些活性物质在体内代谢中起重要作用。
3.排泄 在体内，大部分胆固醇在肝内转变为胆汁酸，以胆汁酸盐的形式随胆汁排出，这是胆固醇排泄的主要途径。还有一部分胆固醇可在胆汁酸盐的作用下形成混合微团而“溶”于胆汁内直接随胆汁排出，或可随肠黏膜细胞脱落而排入肠道。进入肠道的胆固醇可随同食物胆固醇被吸收，未被吸收的胆固醇可以原形或经肠菌还原为类固醇后随粪便排出。
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