胆固醇代谢_百度百科

胆固醇代谢

生物学名词
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胆固醇代谢(cholesterol metabolism) 机体内胆固醇来源于食物及生物合成。成年人除脑组织外各种组织都能合成胆固醇,其中肝脏和肠粘膜是合成的主要场所。体内胆固醇70~80%由肝脏合成,10%由小肠合成。其他组织如肾上腺皮质脾脏、卵巢、睾丸及胎盘乃至动脉管壁,也可合成胆固醇。胆固醇的合成主要在胞浆内质网中进行。胆固醇可以在肠粘膜、肝、红细胞及肾上腺皮质等组织中酯化成胆固醇酯
中文名
胆固醇代谢
外文名
cholesterol metabolism
合成1
70~80%由肝脏合成
合成2
10%由小肠合成

原理

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固醇生物合成的原料是乙酰辅酶A,合成途径可分为5个阶段:(1)乙酰乙酰辅酶A乙酰辅酶A生成二羟甲基戊酸(6C中间代谢产物);(2)从二羟甲基戊酸脱羧形成异戊二烯单位(5C中间代谢产物);(3)6个异戊二烯单位缩合生成鲨烯(30C-中间代谢物);(4)鲨烯通过成环反应转变成羊毛脂固醇(30C中间代谢物);(5)羊毛脂固醇转变成胆固醇(27C化合物)。胆固醇除作为细胞膜及血浆脂蛋白的重要组分外,还是许多重要类固醇胆汁酸肾上腺皮质激素雌性激素雄性激素维生素D3等的前体。生物体内许多生理活性物质维生素A、E及K,胡萝卜素橡胶叶绿素植醇侧链,多种芳香油的主要成分及萜类中的碳氢化合物昆虫保幼激素蜕皮素等与胆固醇的生成相似;也是以乙酰辅酶A为原料,衍化生成异戊烯醇磷酸酯。作为合成上述生物分子结构单位前体。胆固醇的分解代谢也在肝脏内进行。胆固醇大部分可转变为胆汁酸。小部分经肠道内细菌作用转变为粪固醇随粪便排出体外。胆固醇代谢失调能给机体带来不良影响。血浆胆固醇含量增高是引起动脉粥样硬化的主要因素,动脉粥样硬化斑块中含有大量胆固醇,是胆固醇在血管壁中堆积的结果,由此可引起一系列心血管疾病

释放途径

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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、胆汁酸维生素D前体物质。因此对于大多数组织来说,保证胆固醇的供给,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。
人体固醇的来源靠体内合成及从食物摄取,正常人每天膳食中约含胆固醇300-500mg,主要来自动物内脏、蛋黄、奶油及肉类。植物性食品不含胆固醇,而含植物固醇如β谷固醇麦角固醇等,它们不易为人体吸收,摄入过多还可抑制胆固醇的吸收。

合成原料

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乙酰CoA是胆固醇合成的直接原料,它来自葡萄糖、脂肪酸及某些氨基酸代谢产物。另外,还需要ATP供能NADPH供氢。合成1分子胆固醇需消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH。

合成过程

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胆固醇合成过程比较复杂,有近30步反应,整个过程可根据为3个阶段。
1.3?3-羟-3-甲基戊二酰CoA(HMGCoA)的生成
在胞液中,3分子乙酰CoA硫解酶及HMGCoA合酶催化生成HMGCoA,此过程与酮体生成机制相同。但细胞内定位不同,此过程在胞液中进行,而酮体生成在肝细胞线粒体内进行,因此肝脏细胞中有两套同功酶分别进行上述反应。
2.甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)的生成
HMGCoA在HMG CoA还原酶(HMGCoA reductase)催化下,消耗两分子NADPH+H+生成甲羟戊酸(MVA)
?
此过程是不可逆的,HMG辅酶A还原酶是胆固醇合成的限速酶。
3.胆固醇的生成
MVA先经磷酸化脱羧、脱羟基、再缩合生成含30C的鲨烯,经内质网环化酶加氧酶催化生成羊毛脂固醇,后者再经氧化还原等多步反应最后失去了3个C,合成27C的胆固醇

合成调节

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胆固醇合成的过程中HMGCoA还原酶限速酶,因此各种因素通过对该酶的影响可以达到调节胆固醇合成的作用。

激素调节

HMGCoA还原酶在胞液中经蛋白激酶催化发生磷酸失活性,而在磷蛋白磷酸酶作用下又可以脱去磷酸恢复酶活性胰高血糖素等通过第二信使cAMP影响蛋白激酶,加速HMGCoA还原酶磷酸化失活,从而抑制此酶,减少胆固醇合成。胰岛素能促进酶的脱磷酸作用,使酶活性增加,则有利于胆固醇合成。此外,胰岛素还能诱导HMGCoA还原酶的合成,从而增加胆固醇合成。甲状腺素亦可促进该酶的合成,使胆固醇合成增多,但其同时又促进胆固醇转变胆汁酸,增加胆固醇的转化,而且此作用强于前者,故当甲状腺机能亢进时,患者血清胆固醇含量反而下降。

浓度调节

胆固醇可反馈抑制HMGCoA还原酶的活性,并减少该酶的合成,从而达到降低胆固醇合成的作用,细胞内胆固醇来自体内生物合成或胞外摄取。血中胆固醇主要由低密底脂蛋白(LDL)携带运输,借助细胞膜上的LDL受体介导内吞作用进入细胞。当胞内胆固醇过高,可抑制LDL受体的补充,从而减少由血中摄取胆固醇。
现知遗传性家族高胆固醇血症患者体内严重缺乏LDL受体,因此LDL携带的胆固醇不能被摄取,来自膳食的胆固醇不能从血液中被迅速清除,故血中胆固醇浓度过高,当体内总胆固醇过高,超过合成生物膜胆汁酸类固醇激素等的需要时,胆固醇及其酯则沉积在动脉内皮下的巨噬细胞中(这些细胞是由迁移到动脉内皮下的血单核细胞分化而成的),引起内皮下变形,进而导致血小板在动脉内壁集聚。若同时伴有动脉壁损伤或胆固醇转运障碍,则易在动脉内膜形成脂斑,继续发展可使动脉管腔变狭窄。可见动脉粥样硬化与血中高水平的胆固醇有关,特别与存在于LDL中的胆固醇水平有关。

转化

胆固醇在体内不被彻底氧化分解为CO2和H2O,而经氧化和还原转变为其它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,或排出体外。
胆固醇在体内可作为细胞膜的重要成分。此外,它还可以转变为多种具有重要生理作用的物质,在肾上腺皮质可以转变成肾上腺皮质激素;在性腺可以转变为性激素,如雄激素雌激素孕激素(progestogen);在皮肤,胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇,后者经常紫外线照射转变为维生素D3;在肝脏,胆固醇可氧化成胆汁酸,促进脂类的消化吸收。
胆固醇在肝脏氧化生成的胆汁酸,随胆汁排出,每日排出量约占胆固醇合成量的40%。在小肠下段,大部分胆汁酸又通过肝循环重吸收入肝构成胆汁的肝肠循环(见图5?2);小部分胆汁酸经肠道细菌作用后排出体外。药物如消胆胺可与胆汁酸结合,阻断胆汁酸的肠肝循环,增加胆汁酸的排泄,间接促进肝内胆固醇向胆汁酸的转变。肝脏也能将胆固醇直接排入肠内,或者通过肠粘膜脱落而排入肠腔;胆固醇还可被肠道细菌还原为粪固醇后排出体外。