胆固醇的代谢
胆固醇的代谢
胆固醇是一种含有27个碳原子并高度修饰的生物小分子。
它是脊椎动物细胞膜的重要成分，也是脂蛋白的组成成分。
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中和动物的生长、发育过程中都具有重要的作用。
生物体内的胆固醇主要来源于两个方面，一方面是自身合成；另一方面是从外界摄入。
膳食中摄入的胆固醇被小肠吸收后，通过血液循环进入肝代谢。
当外源胆固醇摄入量增高时，可抑制肝内胆固醇的合成，所以在正常情况下体内胆固醇量维持动态平衡。
各种因素引起胆固醇代谢紊乱都可使血液中胆固醇水平增高，从而引起动脉粥样硬化，因此高胆固醇血症患者应注意控制膳食中胆固醇的摄入量。
除成年动物脑组织和成熟红细胞外，其他组织和细胞均可以合成胆固醇，其中肝是合成胆固醇的主要场所，机体内70％～80的胆固醇是由肝合成，其他如小肠、皮肤、肾上腺皮质、性腺和动脉血管壁均能合成少量胆固醇。
合成胆固醇的酶系存在于细胞液和滑面内质网膜上。
采用14C和13C标记乙酸的甲基碳及羧基碳，研究结果表明，乙酸分子中的2个碳原子都参与了胆固醇的合成。
其中有15个胆固醇中的碳原子来自乙酸的甲基，12个来自于乙酸的羧基。
合成胆固醇的原料是乙酰CoA，它可以经过“柠檬酸–丙酮酸循环”从线粒体转运至细胞液中。
由于乙酰CoA也可用于脂肪酸的合成，因此它是胆固醇和脂肪酸这两种脂类物质合成途径的分支点。
鲨烯（squalene）是胆固醇生物合成的中间代谢物，它由5个异戊二烯单位行成，胆固醇的合成可以归纳四个阶段：乙酰CoA3-甲基-35-二羟基戊酸异戊烯焦磷酸酯鲨烯胆固醇27C30C5C6C2C CoA3353–甲基–35–二羟戊酸（mevalonic acid，MVA）简称甲羟戊酸（mevalonate）。
由2分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA，然后再与1分子乙酰CoA缩合成3–羟基–3–甲基戊二酸单酰CoA（HMG–CoA），该化合物是合成胆固醇和酮体的重要中间产物。
在线粒体中，HMG–CoA裂解后生成酮体；而在细胞液中，HMG–CoA则在内质网HMG–CoA还原酶催化下，由NADPH提供氢，还原形成甲羟戊酸。
胆固醇的合成与代谢途径
胆固醇的合成与代谢途径胆固醇是体内一种重要的脂质物质。
它的主要作用是构建细胞膜，制造激素和胆汁，同时还可能对心血管系统产生影响。
人体内胆固醇的合成和代谢途径复杂，下面让我们来了解一下。
一、胆固醇的合成胆固醇的合成主要发生在肝脏和小肠中，包括以下几个步骤：1、乙酰辅酶A的转化：在肝细胞中乙酰辅酶A首先转化为乙酰丙酮酸。
2、缬氨酸和丙酮酸的合成：乙酰丙酮酸接下来与缬氨酸结合，经过一系列催化反应后生成羟甲基戊二酸。
3、胆固醇的前体物质：羟甲基戊二酸接下来通过一系列催化反应分解成异戊二烯丙酰辅酶A，然后再转化为色氨酸，接着是一系列的反应后最终合成甲基戊二酸。
4、甲基戊二酸的转化：甲基戊二酸经过一系列的化学反应，最终合成出胆固醇。
这一过程主要需要受到3-羟基-3-甲基戊二酸的介导。
二、胆固醇的代谢胆固醇的代谢过程十分复杂。
从摄入膳食中的胆固醇开始，到最终经过多次转化变成胆酸和排泄，期间经历了以下几个步骤：1、膳食胆固醇的吸收：大部分的膳食胆固醇被小肠粘膜吸收，进入小肠细胞内部。
小部分的膳食胆固醇经过酯化反应后和其他脂质物质一起被吸收，形成胆固醇酯。
2、肝脏中胆固醇的代谢：膳食中的胆固醇在被吸收后，需要经过肝脏代谢后才能达到其他细胞。
肝脏将血液中的胆固醇提取出来，一部分被转化为胆汁酸，一部分是胆固醇酯储存在肝细胞里面。
3、胆汁中胆固醇的排泄：肝脏将胆汁酸和胆固醇酯合成胆汁排放进入肠道，一部分胆固醇被肠道吸收，剩下的胆固醇排泄出体外。
4、胆固醇的运输：胆固醇主要通过低密度脂蛋白和高密度脂蛋白进行运输，在血液中达到目的组织后，才能被细胞吸收利用。
总的来说，胆固醇的合成和代谢途径非常复杂，需要多种物质的参与。
人体内胆固醇合成与代谢的平衡关系对我们的健康有重要的影响，合理的饮食和生活习惯能够有效地影响胆固醇平衡关系。
05-3_胆固醇代谢-血脂_脂代谢
肾上腺
睾丸 卵巢
器官 皮质球状带 皮质束状带 皮质网状带 间质细胞 卵泡内膜细胞 黄体
合成的类固醇激素 醛固酮 皮质醇 雄激素 睾丸酮
雌二醇、孕酮
（三）胆固醇可转化为维生素D3的前体
7-脱氢胆固醇
目录
Hale Waihona Puke 第六节 血浆脂蛋白代谢Metabolism of Lipoprotein
目录
本 节 主 要 内 容：
空腹时主 要来源
肝 肝
肝 肝 肝 肝 脂肪组织
血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢
等的影响，波动范围很大。
目录
二、不同血浆脂蛋白其组成、结构均不同
血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白 (lipoprotein)形式而运输。
（一）血浆脂蛋白的分类
➢电泳法
CM 前
♁
目录
➢超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL
目录
• 饥饿与饱食 ➢ 饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。 ➢ 摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合 成增加。
• 胆固醇 ➢ 胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要 抑制HMG-CoA还原酶的合成。
目录
• 激素 ➢ 胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原 酶的合成，从而增加胆固醇的合成。 ➢ 胰高血糖素及皮质醇则能抑制HMG-CoA还 原酶的活性，因而减少胆固醇的合成。 ➢ 甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸。
目录
（二）血浆脂蛋白的组成
CM VLDL
密度
＜0.95
0.95~1.006
脂类 含TG最多， 含TG
组
80~90%
成 蛋白 最少, 1%
质
50~70% 5~10%
胆固醇代谢
.
10
.
11
胆固醇合成的第二个阶段的反应
第三阶段：6个异戊二烯单位→鲨
烯
此阶段主要包括三步反应，首先在二甲
烯丙基转移酶的催化下，一个二甲烯丙
基与一个异戊二烯焦磷酸头尾缩合成牻
牛儿焦磷酸；随后在牻牛儿转移酶催化
下，牻牛儿焦磷酸与另一个异戊二烯焦
磷酸头尾缩合成法尼焦磷酸；最后，在
法尼转移酶或鲨烯合酶催化下，两个法
26
:)
HDL
合成与肝细胞和小肠 含有卵磷脂-胆固醇脂酰基转移酶（LCAT）
的激活剂 参与胆固醇的逆向运输 （好胆固醇） 通过受体介导的内吞被肝细胞吸收
.
27
胆固醇代谢的调节
胆固醇合成的限速酶是HMG-CoA还原酶 调节的方式包括
（1）“蛋白质的可逆磷酸化” （2）酶的降解 （3）酶基因的表达调控
.
28
“蛋白质的可逆磷酸化”调节.HMG-CoA还原酶的活性
29
HMG-CoA还原酶基因表达的调节机制
.
30
胆固醇的降解
环结构不能代谢 体内胆固醇的清除是将其转变成胆汁
酸，在分泌到小肠以后，部分随粪便 排出。
.
31
主要 成分
脂肪
VLD L
IDL
0.95～1.006
1.006～ 1.019
30～80 25～35
肝
脂肪
VLDL
脂肪，
ห้องสมุดไป่ตู้
部分降解 胆固醇
主要载 脂蛋白
A,B-48, CI,II,III, E B-100, C-I,II,III, E
B-100, E
主要功能
运输食物中的脂肪和 胆固醇 运输内源的脂肪
高中生物校本课程-胆固醇代谢
细胞定位：细胞质、光面内质网
（二）合成原料
1分子胆固醇 18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+)
葡萄糖有氧氧化
磷酸戊糖途径
乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体
（三）合成基本过程
线粒体中 乙酰CoA
原料
柠檬酸-丙 酮酸循环
入胞质
HMG-CoA
2.引起AS的脂蛋白
脂蛋白残粒
CM和VLDL经LPL水解生成CM残粒与IDL， 并转变成富含胆固醇酯和ApoE的颗粒沉积于血 管壁，经清道夫受体介导摄取进入巨噬细胞引起 AS的增强作用。
变性LDL
乙酰LDL 、 氧化LDL 、 糖化LDL 经修饰的LDL，如OX-LDL会激活巨噬细胞，使 巨噬细胞摄取乙酰LDL而转变成泡沫细胞，促进 AS形成。
HDL2在CETP介导下，与VLDL、LDL进行CE交换，同时也转 运TG，以VLDL、LDL形式经肝脏摄取，最终使末梢组织的FC输
送到肝脏。HDL主要功能是参与胆固醇逆转运(RCT) (胆固醇
逆转运)
三、动脉粥样硬化（AS）
1.概述
AS是指动脉内膜的脂质、血液成分的沉积，平滑肌 细胞及胶原纤维增生，伴有坏死及钙化等不同程度病变 的一类慢性进行性病理过程。AS主要损伤动脉内壁膜。
限速酶
HMG-CoA 还原酶
胆固醇酯
胆固醇
鲨烯
甲基羟戊酸 (MVA)
胆固醇合成的调节
限速酶
饱食 胰岛素 甲状腺素
HMG-CoA还原酶
胆固醇 饥饿禁食
胰高血糖素
➢酶的活性具有昼夜节律性 (午夜最高，中午最低）
脂类的代谢和调节机制
脂类的代谢和调节机制脂类是人体内至关重要的一类有机物质，不仅是能量的重要来源，还参与了细胞结构的构建和维护、激素合成、保护器官等多种生理功能。
然而，脂类代谢紊乱可能引发多种疾病，如肥胖、高血脂、心血管疾病等。
因此，了解脂类代谢和调节机制对人体健康具有重要意义。
本文将深入探讨脂类的代谢途径和调节机制。
一、脂类的代谢途径脂类代谢主要包括脂肪的吸收、运输、储存和分解等过程。
在脂类的代谢途径中，主要涉及到脂肪酸、甘油三酯和胆固醇三种重要的脂类成分。
1. 脂肪酸代谢脂肪酸是脂类代谢的基本单元，主要分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
在脂肪酸的代谢过程中，首先通过脂肪酸的吸收，进入血液循环。
然后，脂肪酸被转运到肝脏或其他组织，进行进一步的代谢。
在细胞内，脂肪酸可以被氧化产生能量，也可以合成甘油三酯以储存。
2. 甘油三酯代谢甘油三酯是体内最常见的脂质，也是脂类代谢中主要的能量储存形式。
甘油三酯的合成主要发生在肝脏和脂肪组织中。
当机体摄入过多的能量时，多余的能量会被合成为甘油三酯并存储在脂肪细胞内。
而当机体能量需求增加时，储存在脂肪细胞内的甘油三酯会被分解为脂肪酸，提供能量。
3. 胆固醇代谢胆固醇是脂类代谢中的重要成分，它在体内主要用于细胞膜的构建、激素合成和胆汁酸的合成。
胆固醇的代谢主要包括胆固醇的合成和胆固醇的消耗。
胆固醇合成主要发生在肝脏和肠道，而胆固醇的消耗则通过胆酸的形式排出体外。
二、脂类的调节机制为了维持脂类代谢的平衡，人体内存在着一系列的调节机制。
1. 激素调节激素在脂类代谢中起着重要作用。
胰岛素是调节脂类代谢的主要激素之一，它能促进脂肪酸的合成和甘油三酯的合成，并抑制脂肪酸的分解。
而胰高血糖素则与胰岛素相反，能够促进脂肪酸的分解和胆固醇的合成。
此外，肾上腺皮质激素、甲状腺激素等也参与了脂类的调节。
2. 长链非编码RNA调控最近的研究表明，长链非编码RNA在脂类代谢中发挥了重要的调节作用。
胆固醇代谢能力
什么是胆固醇？胆固醇是体内最丰富的固醇类化合物，它既作为细胞生物膜的构成成分，又是类固醇类激素、胆汁酸及维生素D的前体物质。
因此对于大多数组织来说，保证胆固醇的供给，对维持其代谢平衡是十分重要的。
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。
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组织中约含200至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。
生物体有非常精细的机制以调控胆固醇代谢平衡，但当胆固醇代谢出现障碍时，来自膳食的胆固醇不能从血液中被迅速代谢，当体内总胆固醇过高，超过合成生物膜、胆汁酸及类固醇激素等的需要时，将造成血中胆固醇浓度过高，常会导致心血管疾病、阿尔海默氏病及胆结石等的发生。
相关疾病介绍（一）冠状动脉粥样硬化性心脏病【冠状动脉粥样硬化性心脏病概述】冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease)指冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄或阻塞，或(和)因冠状动脉功能性改变(痉挛)导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，统称冠状动脉性心脏病(coronary heart disease)，简称冠心病，亦称缺血性心脏病(ischemic heart disease)。
1979年WHO将冠心病分为以下5型：无症状性心肌缺血、心绞痛、心肌梗死、缺血性心肌病和猝死。
其中心绞痛和心肌梗死尤为重要。
【冠状动脉粥样硬化性心脏病流行病学】冠状动脉粥样硬化性心脏病是动脉粥样硬化导致器官病变的最常见类型，也是严重危害人民健康的常见病。
本病多发生在40岁以后，男性多于女性。
发达国家常见，美国约有700万人患本病，每年约50余万人死于本病，占人口死亡数的1/3～1/2，占心脏病死亡数的50%～75%。
在我国，近年来呈增长趋势。
20世纪70年代北京、上海、广州本病的人口死亡率分别为21.7/10万人口、15.7/10万人口和4.1/10万人口；90年代我国城市男性本病死亡率为49.2/10万人口，女性为32.2/10万人口。
生物化学第五节 胆固醇代谢
第五节胆固醇代谢2015-07-07 71752 0一、体内胆固醇来自食物和内源性合成胆固醇有游离胆固醇( free cholesterol，FC)，亦称非酯化胆固醇（unesterified cholesterol）和胆固醇酯( cholesterol ester)两种形式，广泛分布于各组织，约1/4分布在脑及神经组织，约占脑组织20%。
肾上腺、卵巢等类固醇激素分泌腺，胆固醇含量达1% ~5%。
肝、肾、肠等内脏及皮肤、脂肪组织，胆固醇含量约为每100g组织200~500mg，以肝最多。
肌组织含量约为每100g组织100~200mg。
（一）体内胆固醇合成的主要场所是肝除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成胆固醇，每天合成量为lg左右。
肝是主要合成器官，占自身合成胆固醇的70%~80%，其次是小肠，合成10%。
胆固醇合成酶系存在于胞质及光面内质网膜。
（二）乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成基本原料14C及13C标记乙酸甲基碳及羧基碳，与肝切片孵育证明，乙酸分子中的2个碳原子均参与构成胆固醇，是合成胆固醇唯一碳源。
乙酰CoA是葡萄糖、氨基酸及脂肪酸在线粒体的分解产物，不能通过线粒体内膜，需在线粒体内与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，通过线粒体内膜载体进入胞质，裂解成乙酰CoA，作为胆固醇合成原料。
每转运1分子乙酰CoA，由柠檬酸裂解成乙酰CoA时消耗1分子ATP。
胆固醇合成还需NADPH供氢、ATP供能。
合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、36分子AIP及16分子NADPH。
（三）胆固醇合成由以HMG-CoA还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成胆固醇合成过程复杂，有近30步酶促反应，大致可划分为三个阶段（图7_9）。
1．由乙酰CoA合成甲羟戊酸2分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶作用下，缩合成乙酰乙酰CoA;再在HMG-CoA合酶作用下，与1分子乙酰CoA缩合成HMG-CoA。
在线粒体中，HMG-CoA被裂解生成酮体；而胞质生成的HMG-CoA，则在内质网HMG-CoA还原酶(HMG-CoA reductase)作用下，由NADPH供氧，还原生成甲羟戊酸(mevalonic acid，MVA)。
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第六节胆固醇的代谢
述：胆固醇是最早从动物胆石中分离出来的具有羟基的固体醇类化合物。
它是人体重要的脂类物质之一，它既是细胞膜及血浆脂蛋白的重要成分，又是类固醇激素、胆汁酸及维生素D3等的前体。
胆固醇的外源性摄取
★机体胆固醇的来源：外源性摄取、内源性合成
★膳食中胆固醇的来源
动物性食物如脑髓和内脏，禽卵蛋黄，鱼子，奶油，肉和软体动物含胆固醇丰富
述：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，他们不易为人体吸收，摄入过多还可抑制胆固醇的吸收。
人体内约含胆固醇140g 。
一、胆固醇的合成
（一）合成部位
述：全身各组织几乎均可合成胆固醇，但脑组织和红细胞除外。
体内每天合成胆固醇总量约为1g,。
⒈合成场所：肝（最主要），其次为小肠、肾上腺皮质、卵巢、
睾丸等组织。
2．合成部位：胞液及内质网。
（二）合成原料
⒈主要原料：乙酰CoA
2．原料来源：主要来自于糖代谢，少量由脂肪及氨基酸代谢产生
⒊合成条件：需磷酸戊糖途径产生的NADPH供氢，ATP供能
述：合成1分子胆固醇需要18乙酰CoA ，16NADPH＋H＋，36ATP
（三）合成的基本过程
全过程比较复杂，可大致概括为三个阶段：
1．甲羟戊酸的合成
⑴部位：肝和其他组织细胞的胞液
⑵过程：
硫解酶及HMGCoA合酶
3分子乙酰CoA →羟甲基戊二酸单酰CoA (HMGCoA) HMGCoA还原酶，NADH+H+供氢
→甲羟戊酸（MVA）
述：这是胆固醇合成的限速步骤，HMGCoA还原酶为限速酶。
2．鲨烯的生成
ATP
MVA →→C5焦磷酸化合物×6 →C30鲨烯
3．胆固醇的生成
述：鲨烯经内质网加氧酶、环化酶等的作用，环化生成羊毛固醇，后者再经氧化、脱羧、还原等反应最后失去3个
甲基而生成含27碳的胆固醇。
二、胆固醇的酯化
（一）细胞内胆固醇的酯化
脂酰CoA－胆固醇酯酰转移酶（ACAT）
游离胆固醇→胆固醇酯＋HSCoA
（二）血浆内胆固醇酯化
卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）
胆固醇→胆固醇酯
三、胆固醇的转化与排泄
述：胆固醇在体内并不被彻底氧化分解为二氧化碳和水，而是经氧化、还原转变为其他含环戊烷多氢菲母核的化合物，其中大部分进一步参与体内代谢，或被排除体外。
（一）胆固醇的转化
1．转变为胆汁酸（肝脏）
述：胆固醇在肝中经羧化、侧链氧化断裂，转变成胆汁酸，这是胆固醇在体内代谢的主要去路。
胆汁酸盐随胆汁排入肠道，参与脂类的消化吸收。
正常人每天合成1～1.5g胆固醇，其中0.4～0.6g转变成胆汁酸。
※胆汁酸的主要生理功能：
❖促进了脂质和脂溶性维生素的的消化吸收。
乳化、混合微团。
❖胆汁酸也是机体排除胆固醇最主要的形式和途径（1/2）。
2．转化为类固醇激素（肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺）述：在肾上腺皮质内能转变成肾上腺皮质激素；在卵巢内生成孕酮和雌激素；在睾丸内生成睾酮等雄激素。
3．转变为维生素Ｄ（皮肤）
述：胆固醇经脱氢生成7脱氢胆固醇，在皮肤中后者经紫外线照射，可转变为维生素D3(又称胆钙化醇)，其在肝及肾进一步羟化转变为1,25(OH)2D3的活性形式，参与调节钙、磷代谢。
（二）胆固醇的排泄
⒈体内胆固醇的排泄形式：胆汁酸和粪固醇
⒉排泄途径：
⑴部分被肠粘膜细胞重吸收
⑵另一部分被肠道细菌作用转变成粪固醇随粪便排出体外。