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药理学基础学习精要
1.5.6.4.3 (三)胆固醇的代谢
(三)胆固醇的代谢

胆固醇是人体主要的固醇,它既是细胞膜及血浆脂蛋白的主要成分,又是类固醇激素、胆汁酸及维生素D的前体。胆固醇及其衍生物在性质上类似脂肪,不溶于水而溶于有机溶剂中,是人体主要的脂类之一。

人体约含胆固醇140 g,广泛分布于全身各组织中,大约1/4分布在脑及神经组织中,约占脑组织的2%。肝、肾、肠等内脏及皮肤、脂肪组织亦含较多的胆固醇,每100 g组织含200~500 mg,其中以肝最多。肌肉组织含量较低,每100 g肌肉约含100~200 mg胆固醇。肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的内分泌腺胆固醇含量较高,达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,但在肾上腺(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。亦有少量亚油酸酯及花生四烯酸酯。

人体胆固醇主要由机体自身合成,每天可合成1.0~1.5 g,从食物中仅摄取少量。正常人每天膳食中含胆固醇300~500 mg,主要来自内脏、蛋黄、奶油及肉等动物性食品。植物性食品不含胆固醇。植物固醇不仅不易为人体所利用,过多摄入还可抑制胆固醇的吸收。

1.胆固醇的消化吸收 食物中多为游离胆固醇,10%~15%为胆固醇酯。胆固醇酯经胆汁酸盐乳化后,在小肠中被胰胆固醇酯酶水解生成游离胆固醇。游离胆固醇与胆汁酸盐、磷脂及脂肪的水解产物甘油一酯、脂肪酸等结合成混合微团,为小肠黏膜吸收。吸收的游离胆固醇80%~90%在肠黏膜细胞内,又与长链脂肪酸(主要是油酸)结合成胆固醇酯,后者大部分参入乳糜微粒,小量参与组成极低密度脂蛋白,经淋巴进入血循环。未被吸收的胆固醇在小肠下段及结肠被细菌还原转化为粪固醇随粪便排出。

2.胆固醇的合成 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。肝是合成胆固醇的主要场所。体内胆固醇70%~80%由肝合成,10%由小肠合成。

胆固醇合成酶系存在于胞液及光面内质网膜上,因此胆固醇的合成主要在胞液及内质网中进行。

葡萄糖、氨基酸及脂肪酸在线粒体内的分解产物乙酰辅酶A是合成胆固醇的原料,通过近30步酶促反应生成27C的胆固醇。

每合成1分子胆固醇需18分子乙酰辅酶A和36分子ATP。乙酰辅酶A及ATP大多来自线粒体中糖的有氧氧化。

3.胆固醇在肝中转化成胆汁酸 胆固醇在肝中转化成胆汁酸,是胆固醇在体内代谢的主要去路。正常人每天合成1.0~1.5 g胆固醇,其中约2/5(0.4~0.6 g)在肝中转变成为胆汁酸,胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,称为胆汁酸盐。胆汁酸盐为强乳化剂,随胆汁排入肠内,对脂类的消化吸收起着重要作用。

初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸。人胆汁酸均为胆烷酸的衍生物,含量最多的是胆酸及鹅脱氧胆酸。

初级胆汁酸的羧基常与甘氨酸或牛黄酸(NH2CH2CH2SO3H)结合形成甘氨胆酸、牛黄胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸或牛黄鹅脱氧胆酸等结合型初级胆汁酸;以胆固醇为原料在肝实质细胞合成,仅肝实质细胞才具有合成胆汁酸的酶系。

4.在肠道转变为次级胆汁酸 结合型的初级胆汁酸随胆汁分泌入肠道后,在小肠下段及大肠中受细菌的作用,发生水解,先生成游离型的胆汁酸,后者继续在肠道细菌的作用下,使7α-羟基脱氧,胆酸转变为7-脱氧胆酸,鹅脱氧胆酸转变为石胆酸。在肠道细菌作用下生成的7-脱氧胆酸及石胆酸为次级胆汁酸。

5.胆汁酸的肝肠循环 肝合成胆汁酸的能力(0.4~0.6 g/d)不能满足机体生理需要。消化脂类食物每天需12~32 g胆汁酸。机体主要通过肝肠循环将排入肠道的胆汁酸吸收入肝再加以利用。每天进行6~12次肝肠循环,从肠道重吸收入肝的胆汁酸总量可达12~32 g。

胆汁酸排入肠腔后,大部分未经细菌作用的结合型胆汁酸(如甘氨胆酸及牛磺胆酸)在小肠内,主要是回肠,通过主动吸收经门静脉又回到肝。经肠道细菌作用后的游离型次级胆汁酸则在大肠通过被动扩散进入门静脉,然后进入肝。肝细胞将所摄取的游离型胆汁酸重新转变为结合型胆汁酸,将游离型次级胆汁酸转变为结合型初级胆汁酸,与新合成的结合型胆汁酸一起,再分泌入毛细胆管,经胆管又排入肠腔。每次由肝排入肠腔的胆汁酸95%以上均被重吸收再利用,仅小部分随粪便排泄,每天0.2~0.6 g,相当于肝每天新合成胆汁酸的量。胆酸的生成受胆酸本身的调节,肠道中重吸收的胆酸能抑制肝中胆酸的合成。如降血脂药(消胆胺),可在肠道与胆酸结合,形成不被肠道吸收的结合物,随粪便排出,从而抑制了胆酸在肠道的重吸收,使胆酸的生成量大大增加,结果使肝中胆固醇含量降低,血浆中胆固醇含量也相应降低。

胆固醇是肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺合成类固醇激素的原料。

肾上腺皮质细胞中储存大量胆固醇酯,含量高达2%~5%,90%来自血液,10%自身合成。

正常成年人每天可合成15~30 mg皮质醇,2~4 mg皮质酮,300~400 μg醛固酮及15~30 mg脱氢异雄酮。

6.胆固醇转变成维生素D3

胆固醇在肝、小肠黏膜和皮肤等处,可脱氢生成7-脱氢胆固醇,后者经血液运至皮下贮存,经日光(紫外线)照射可转变成维生素D3。维生素D3能促进钙、磷的吸收,有利于骨骼的生成。

7.胆固醇的排泄

胆固醇在肝转变为胆汁酸。随胆汁排出是排泄的主要途径。另外,胆固醇也可直接随胆汁排入肠道,其中一部分被重吸收进入血液,一部分在肠道被细菌作用还原为粪固醇,随粪便排出体外。