一篇文章带你秒懂胆汁酸的合成、功能及相关疾病

胆汁酸（Bile Acid，BA）主要存在于肝脏产生的胆汁中，是几十种结构类似的类固醇酸的统称。胆汁酸按其来源被分为两大类：初级胆汁酸和次级胆汁酸。初级胆汁酸是直接由肝脏合成，如胆酸和熊去氧胆酸。当初级胆汁酸进入肠道后，它们可以被肠道细菌进一步转化为次级胆汁酸，如脱氧胆酸和石胆酸。胆汁酸在消化和吸收脂类物质、维持胆固醇平衡以及参与整体代谢过程中扮演着关键的角色。胆汁酸的测定对肝胆疾病、胃肠疾病等疾病的诊断和治疗具有重要的临床意义。伯远医学建立了一种基于LC-MS/MS平台的的胆汁酸代谢谱分析方法，绝对定量检测56种胆汁酸。

1 胆汁酸的合成

胆汁酸的合成主要在肝脏中进行，胆固醇则是胆汁酸合成的前体物质。胆汁酸合成途径主要包括：经典途径（CYP7A1途径）和替代途径（CYP27A1途径）。

图1 胆汁酸合成途径（Chiang., 2017））。

Part.01 经典途径（CYP7A1途径）

经典途径由胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1）催化胆固醇生成7α-羟基化的中间体，进一步经过了羟化、侧链加氢、氧化等步骤生成游离型初级胆汁酸（鹅去氧胆酸和胆酸）。在人体中，胆汁酸合成的经典途径至少占胆汁酸总产量的75%，被认为是胆汁酸生物合成的主要途径。

Part.02 替代途径（CYP27A1途径）

替代途径发生在经典途径发生障碍，7α-羟化酶（CYP7A1）活性下降时。替代途径由固醇27-羟化酶（CYP27A1）在肝脏和其他组织催化胆固醇羟基化，并经过一系列反应生成鹅去氧胆酸，对肝外组织胆固醇代谢起重要作用。

2胆汁酸的生理功能

胆汁酸的基本生理功能包括参与脂质消化与吸收、调控胆固醇稳态、糖脂代谢、肠道屏障和菌群，并通过激活FXR等核受体，调控肝脏再生、炎症反应及能量代谢。

图2 胆汁酸的生理功能（Alessia et al., 2021）。

Part.01 促进脂质的消化与吸收

胆汁酸分子既包含亲水的羟基、羧基又包含疏水的烷基，是一种两亲性分子，这种结构赋予了它们强大的界面活性，能降低油和水两相之间的表面张力，促进脂类乳化。同时，胆汁酸扩大了脂质和脂肪酶之间的接触面，提高脂肪酶（LPS）、脂蛋白脂酶（LPL）的活性，大大促进了脂质的消化。脂质的消化产物又可与胆汁酸盐结合，并汇入磷脂等形成细小的混合微团，利于通过小肠黏膜的表面水层，促进脂质的吸收。

Part.02 维持胆固醇动态平衡

胆汁酸对于机体的胆固醇稳态至关重要，人体内约99 %的胆固醇随胆汁经肠道排出体外，其中1/3合成胆汁酸，2/3则以胆固醇形式直接排出体外。胆汁中的胆固醇难溶于水，与胆汁酸及卵磷脂协同作用，使胆固醇分散形成可溶性的微团，使之不易析出沉淀。胆固醇是否从胆汁中沉淀析出主要取决于胆汁中胆汁酸盐和卵磷脂与胆固醇之间的比例。如果肝中胆汁酸或卵磷脂过少，或者胆固醇过多等，均易发生胆固醇过饱和而析出形成胆道结石。

Part.03 保护肝胆，提高机体免疫力

胆汁酸通过激活ID1-WNT2/HGF通路促进肝再生，激活转录因子Nrf2清除过多自由基而减少对肝细胞的氧化损伤，而通过抑制IRE1α/TRAF2/NF-kB通路有效地抗炎。此外胆汁酸促进肝细胞分泌大量稀薄的胆汁，使胆道畅通，消除胆汁淤积。同时胆汁酸与重金属、药物代谢产物、毒素等脂溶性毒性物质结合，形成亲水复合物并随胆汁排出肠道。

Part.04 抑制肠道菌群

胆汁酸可直接作用于致病菌，通过改变菌体膜内外pH值、细胞膜的通透性、内外渗透压及促进肠道表皮细胞分泌抗菌肽物质等方式，减少致病菌的过度增殖，抵御肠道致病菌感染。而胆汁酸对肠道益生菌损伤则非常小，可能与乳酸杆菌、双歧杆菌可通过外排泵、转运蛋白等抵消胆汁酸的有害作用有关。

Part.05 提高免疫力

胆汁酸可通过促进特异性转录因子FoxP3和RORγt的表达促使T细胞分化，提高机体免疫力，还能够保护免疫器官，分解机体内毒素减小肝脏负荷，增强肝脏功能，提高免疫球蛋白M、免疫球蛋白A和补体C4含量，增强机体非特异性免疫应答。

Part.06 调节代谢，维持血糖和血脂平衡

胆汁酸通过激活回肠末端法尼醇X受体FXR，诱导成纤维细胞生长因子19（FGF19）分泌，经门静脉回到肝脏，抑制胆汁酸合成限速酶CYP7A1，形成负反馈回路，FGF19可增加胰岛素敏感性，促进肝糖原合成，降低餐后血糖。

3胆汁酸与疾病

Part.01 非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)

胆汁酸在NAFLD/NASH中的作用越来越得到认可。成年NAFLD患者BA代谢失衡会增加肝损伤的风险。通常情况下，NAFLD/NASH患者的血清胆汁酸浓度明显升高，主要是牛磺酸和甘氨酸结合的初级和次级BA增高，且甘氨酸偶联的初级BA与肝病的严重程度密切相关。此外，BA与NAFLD的发生发展相关，是NAFLD潜在治疗靶点，但BA分子种类的多样性使其与NAFLD之间关系非常复杂。

Part.02 2型糖尿病（T2DM）

T2DM患者体内胆汁酸代谢情况与健康人存在显著差异。T2DM患者中某些胆汁酸（如脱氧胆酸、石胆酸）水平可能升高，而部分胆汁酸（如甘氨熊脱氧胆酸、色氨酸胆酸）水平降低。这些变化可能反映肠道菌群与宿主代谢之间的失衡，提示胆汁酸代谢异常可能是2型糖尿病的早期标志之一。

Part.03 肥胖症

肥胖者常伴有脂肪代谢异常，可能导致肝脏胆固醇增多，易形成胆固醇结晶，增加胆囊息肉、胆结石等胆道疾病的发病风险，同时胆汁酸的代谢和排泄过程也可能受到影响，使血液中胆汁酸水平升高。此外，胆汁酸可通过调节能量代谢、脂质吸收和食欲等途径参与肥胖的防治。

Part.04 动脉粥样硬化

动脉粥样硬化常由胆固醇与脂质在大中动脉内膜沉积引起。胆汁酸通过调节脂质代谢、炎症反应、血小板功能和肠道菌群等多种途径参与动脉粥样硬化的发生发展。维持胆汁酸代谢平衡、调节相关受体功能及优化肠道菌群，可能是预防和治疗动脉粥样硬化的新策略。

Part.05 炎症性肠病（IBD）

在IBD患者中，胆汁酸的代谢与功能出现显著紊乱。一方面，回肠病变导致胆汁酸重吸收障碍，引发腹泻并破坏肠肝循环；另一方面，肠道菌群失调改变胆汁酸组成，某些具有细胞毒性的胆汁酸蓄积，加剧黏膜损伤，而具有保护作用的胆汁酸减少。同时，胆汁酸通过FXR、TGR5等受体调控免疫与修复的功能也发生失调。这种紊乱与肠道炎症相互促进，形成恶性循环。因此，恢复胆汁酸代谢平衡已成为IBD极具潜力的治疗新靶点。

图3 胆汁酸的功能和药理行为在疾病中的应用（Zhuang et al., 2025）。

4伯远医学胆汁酸代谢谱服务

Part.01 数据库介绍

胆汁酸代谢谱可绝对定量测定胆酸、石胆酸、猪胆酸、脱氧胆酸等56种胆汁酸及其相关代谢物。

表1 胆汁酸代谢谱数据库

Part.02 我司优势

（1）定量精准：使用内标绝对定量，标准曲线r≥0.99。

（2）灵敏度高：灵敏度可达ng/mL级。

（3）稳定性好：QC样品TIC图重叠好，且QC样本的RSD≤20%。

（4）实验周期短：2～4周交付项目结果。

Part.03 样品要求

小医叨叨

胆汁酸是胆固醇经肝脏经典（CYP7A1）与替代（CYP27A1）途径生成的甾体分子，兼具“乳化脂肪”与“内源性激素”双重身份。进入肠道后，其通过FXR、TGR5、VDR等受体调控糖脂代谢、能量消耗、炎症及免疫应答，同时受肠道菌群7α-脱羟基化修饰，形成次级胆汁酸并反向调节宿主信号网络。临床与组学研究显示，胆汁酸代谢紊乱与NAFLD、2型糖尿病、IBD、胰腺癌及神经退行性疾病密切相关。

参考文献

1.J Y L Chiang. Bile acid metabolism and signaling in liver disease and therapy[J].Liver Research,2017, 1(1): 3-9.

2.Perino A, Demagny H, Velazquez-Villegas L, et al. Molecular Physiology of Bile Acid Signaling in Health, Disease, and Aging[J].Physiological Reviews,2021, 101(2): 683-731.

3. Zhuang T, Wang X, Wang ZL, et al. Biological functions and pharmacological behaviors of bile acids in metabolic diseases[J].Journal of Advanced Research,2025, 75: 779–792.