结构生物化学/脂类/胆固醇
胆固醇是一种脂类，具有独特的结构，由四个连接的碳氢化合物环组成，形成庞大的类固醇结构。一个碳氢化合物尾部连接到类固醇的一端，一个羟基连接到另一端。羟基能够与磷脂和鞘脂头部基团附近羰基氧形成氢键。胆固醇被称为“甾醇”，因为它是由醇和类固醇组成的。胆固醇存在于大多数动物膜中，含量不同，但在原核生物和细胞内膜中不存在。
胆固醇也是动物体内膜流动性的关键调节剂。它能够垂直于膜平面插入双层中。羟基与磷脂头部基团的羰基氧形成氢键，而碳氢化合物尾部则定位在双层的非极性核心。由于胆固醇的结构与磷脂不同，它会破坏脂肪酸链之间正常的反应。胆固醇也能够在与某些磷脂形成特定复合物时形成脂筏，这会导致膜流动性降低，且不易发生相变。这也增加了细胞膜对氢离子和钠离子的通透性。
胆固醇通常是在动物体内合成的，而少量胆固醇可以在植物体内产生。它们是细胞膜和类固醇激素组成的重要成分。
人体肝脏产生我们身体所需的 100% 胆固醇。不需要吃其他动物来获得任何胆固醇。正如美国国家科学院的医学研究所所说，“所有组织都能够合成足够的胆固醇来满足它们的代谢和结构需求。因此，没有证据表明膳食胆固醇有生物学需求。”（膳食 DRI 参考摄入量。营养需求的必备指南。美国国家科学院的医学研究所。国家科学院出版社，华盛顿特区。）
该声明强调，人体可以食用全食物植物性饮食 (WFPB)，并且仍然可以产生其所有细胞结构完整性所需的 100% 胆固醇。
胆固醇在我们身体的每个细胞中都发挥着重要作用，尤其是在细胞膜上含量丰富，作为与我们身体中其他细胞沟通的介质。少量胆固醇也可以在细胞内一些细胞器的膜上找到，例如线粒体和内质网。
胆固醇被称为两性分子，它包含亲水性和疏水性部分。胆固醇中的羟基 (-OH) 与细胞膜上磷脂的磷酸头部对齐，而胆固醇的其余部分则与膜的脂肪酸一起。胆固醇存在于所有细胞膜上非常重要，因为它的特性使细胞保持坚固，避免过度流动。
胆固醇对我们身体的另一个影响是它促进我们的学习能力和记忆力。它在我们神经系统中发挥着重要作用。良好的睡眠可以增强学习能力和记忆力形成，同时，一项研究表明，胆固醇合成在睡眠期间增加。胆固醇不仅在细胞膜上含量丰富，而且在神经系统的大脑组织中也含量丰富。髓鞘是一种重要的神经细胞，覆盖神经轴突，帮助传导使运动、感觉、思考、学习和记忆成为可能的电脉冲。研究表明，胆固醇被发现是突触形成中最重要的因素，这极大地影响着我们的记忆和学习能力。
胆固醇在人体内发挥着多种功能。这包括
- 类固醇或皮质醇样激素的合成，包括维生素 D 和性激素睾酮、雌激素和皮质醇。这反过来又控制着无数的生理功能。
- 帮助肝脏合成胆汁酸，这对消化和吸收脂溶性维生素（如维生素 A、D、E 和 K）至关重要。
- 形成髓鞘，髓鞘是一种由含脂肪细胞组成的神经元，可以使轴突与电活动隔绝。这通过帮助电脉冲的传递来确保大脑的正常功能。缺乏胆固醇可能会导致记忆力减退和难以集中注意力。
- 作为细胞连接“脂类分子”的来源，这些分子是稳定我们的细胞膜所必需的。
- 作为能量来源
- 维持我们的体温
- 保护内脏
- 调节细胞膜的流动性
胆固醇和甘油三酯不能溶解在血液中。它们必须通过称为脂蛋白的载体在细胞内运输。低密度脂蛋白 (LDL) 和极低密度脂蛋白 (VLDL) 被称为“坏”胆固醇，而高密度脂蛋白 (HDL) 被称为“好”胆固醇。
胆固醇代谢 1. LDL 与特定受体结合，即 LDL 受体（整合膜蛋白） 2. 含有 LDL-LDL 受体复合物的质膜片段然后内陷并从膜上萌芽形成一个内部囊泡。 3. LDL 与受体分离，并在另一个囊泡中被回收回膜。含有 LDL 的囊泡与溶酶体融合，导致 LDL 降解并释放胆固醇。该过程可能是有益的，因为激素和抗体可以转运蛋白质使用这种方法。然而，另一方面，该途径也可用作病毒和毒素进入细胞的一种方式。
在循环过程中，VLDL 在血液中转化为 LDL。
高胆固醇血症是一种体内胆固醇水平极高的状况。通常这意味着 LDL 浓度高，而 HDL 浓度低。当过多的 LDL 在血液细胞中循环时，它会在供应心脏和大脑的动脉内壁上堆积，因此会导致动脉阻塞。健康意义是它们容易患心血管疾病。如果血栓形成并阻塞狭窄的动脉，就会导致一系列心血管疾病，如高血压、心肌梗死、动脉粥样硬化、心绞痛、心脏病或中风。高胆固醇水平也与糖尿病密切相关。
HDL 被称为“好”胆固醇，因为它可以清除动脉中的多余胆固醇，并将胆固醇运回肝脏进行排泄或重新利用，从而防止动脉阻塞。
低胆固醇血症是一种体内胆固醇水平极低的状况。这种情况通常很少见，但如果确实发生，可能是由于其他疾病导致身体产生少量或不产生胆固醇。
可以使用基于 Friedewald 方程的快速测试计算 LDL 胆固醇，其中
总胆固醇 = LDL 胆固醇 + HDL 胆固醇 + VLDL 胆固醇
其中 VLDL 胆固醇 = 甘油三酯 / 5
可以通过酶法测量重要的脂类——总胆固醇、HDL 胆固醇和甘油三酯来快速轻松地进行脂类谱分析。将甘油三酯除以五可以得到相对不重要但难以测量的 VLDL 胆固醇，进而可以用来计算重要的 LDL 胆固醇。
应该注意的是，该方程确实有一些局限性，在以下情况下不应使用
•当乳糜微粒存在时。
•当甘油三酯水平超过 250 时。
•在患有异常脂蛋白血症（III 型高脂蛋白血症）的患者中。
•在餐后约 12 小时内，因为甘油三酯水平可能会上升 20-30%
•在饮酒后 24 小时内
需要了解的重要数字
| 理想水平 | |||
|---|---|---|---|
| 总胆固醇 | 低于 200 mg/dL | ||
| LDL，坏胆固醇 | 低于 100 mg/dL | ||
| HDL，好胆固醇 | 高于 40 mg/dL | ||
| 甘油三酯 | 低于 150 mg/dL | ||
动脉粥样硬化——胆固醇的贡献因素导致的结果
动脉粥样硬化是指脂肪沉积物阻塞动脉。健康的动脉内壁光滑，血液可以轻松地流过。然而，如果动脉感染，可能会导致内壁变粗糙并引起炎症。白细胞会跑到受损的动脉中，并开始吸收脂类，包括胆固醇。脂肪酸开始在受影响的区域生长。这会导致动脉变硬并阻塞血流。如果未被识别和治疗，动脉粥样硬化会导致心脏病发作，因为心脏肌肉组织死亡。称为他汀类药物的药物可以降低低密度脂蛋白（LDL，"坏胆固醇"），可用于治疗动脉粥样硬化。阿司匹林也被证明有助于预防心脏病发作的复发。
高血脂可能由多种因素引起。例如，
- 遗传因素
- 年龄
通常男性超过 45 岁，女性超过 55 岁
- 性别
在更年期之前，女性的总胆固醇水平往往低于同年龄段的男性。更年期后，女性的低密度脂蛋白（LDL，"坏"）胆固醇水平往往会升高。
- 缺乏体育锻炼
- 某些药物，例如某些利尿剂、免疫抑制剂和皮质类固醇
- 糖尿病、甲状腺功能减退等疾病
- 吸烟
- 高胆固醇饮食摄入
- 肥胖
美国心脏协会建议每天胆固醇摄入量不超过 300 毫克。此外，低密度脂蛋白（LDL，"坏"）胆固醇水平高或正在服用降胆固醇药物的人应将每天的胆固醇摄入量限制在 200 毫克以下。
食物来源及其相应的胆固醇含量可以在 USDA 国家营养数据库中找到。排名前 20 的食物来源如下：
| 胆固醇食物来源 | 每 100 克食物中胆固醇含量（毫克） | ||
|---|---|---|---|
| 鸡蛋黄，生，新鲜 | 1234.9 | ||
| 鸡肝，所有级别，煮熟，煨 | 561.2 | ||
| 全蛋，煮熟，煎 | 456.5 | ||
| 鸡杂，肉鸡或肉鸡，煮熟，煨 | 442.1 | ||
| 全蛋，煮熟，煮硬 | 424.0 | ||
| 全蛋，生，新鲜 | 424.0 | ||
| 牛肉肝，煮熟，平底锅煎 | 381.2 | ||
| 全蛋，煮熟，炒 | 352.5 | ||
| 火鸡杂，所有级别，煮熟，煨，含部分鸡杂脂肪 | 289.0 | ||
| 虾，混合种类，罐装 | 251.6 | ||
| 布朗施魏格香肠（一种肝香肠），猪肉 | 179.9 | ||
| 虾，混合种类，煮熟，面包屑和油炸 | 177.8 | ||
| 玉米面包 | 173.1 | ||
| 英式松饼，配鸡蛋、奶酪和加拿大培根 | 170.8 | ||
| 海绵蛋糕，按配方制作 | 169.8 | ||
| 饼干，配鸡蛋和香肠 | 167.8 | ||
| 牛角面包，配鸡蛋、奶酪和培根 | 166.7 | ||
| 蟹饼，蓝色 | 150.0 | ||
| 小牛肉，腿（上圆），可分离的瘦肉和肥肉，煮熟，炖 | 134.1 | ||
| 泡芙，奶油馅配巧克力釉，按配方制作 | 127.0 | ||
这包括各种药物，如洛伐他汀、阿托伐他汀、辛伐他汀和西立伐他汀等。这类药物通过抑制 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶 A 还原酶 (HMG-CoA 还原酶) 的作用来发挥作用，该酶催化 HMG-CoA 转化为甲羟戊酸，这是胆固醇生物合成的早期和限速步骤。
这是一类选择性抑制肠道对胆固醇和相关植物甾醇吸收的降脂化合物。
通过减少胰腺和胃肠脂肪酶的量来阻止胆固醇的吸收。
这包括非诺贝特和氯贝特。它们刺激脂蛋白脂肪酶，降低低密度脂蛋白的分泌，并通过与过氧化物酶体增殖物激活受体 α 结合来增加低密度脂蛋白受体的表达。
烟酸是一种水溶性 B 族维生素，也是一种降脂药。它阻止脂肪的分解，导致血液中游离的脂肪酸减少，从而降低肝脏对极低密度脂蛋白和胆固醇的分泌。它还通过降低极低密度脂蛋白水平来提高高密度脂蛋白水平。
安奈替比是一种实验性药物，可以显着提高好胆固醇，同时将坏胆固醇降低近一半。它是一种胆固醇酯转移蛋白 (CETP) 抑制剂，正在开发用于治疗高胆固醇血症（胆固醇水平升高）并预防心血管疾病。安奈替比是一种全新的预防心脏病发作和中风的方法，主要是因为它不仅降低了低密度脂蛋白（坏胆固醇），而且还提高了高密度脂蛋白（好胆固醇），在任何人群中都没有相应的血压升高。低密度脂蛋白升高和高密度脂蛋白水平低都是心血管疾病的危险因素。他汀类药物可以降低低密度脂蛋白并降低心血管风险。尽管使用了他汀类药物治疗，但许多患者仍然存在很高的患心血管疾病的风险。高水平的自然高密度脂蛋白与较低的心血管风险相关，这就是为什么研究人员对这种新药的作用感到兴奋的原因，它有助于将脂肪颗粒附着在高密度脂蛋白上，高密度脂蛋白将脂肪颗粒带到血液中的肝脏中进行处理。然而，这种药物不会很快上市。它还需要更多测试。
哈佛健康通讯。2004 年 11 月。
USDA 国家标准参考营养数据库，第 18 版（2005 年）。
http://www.cholesterol-and-health.com/Cholesterol-Cell-Membrane.html