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载脂蛋白——血液里的微型潜水艇
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就像它的名字所提示，载脂蛋白就是运载脂肪穿行在血液中的交通工具。载脂蛋白从大到小，可以粗略分为直径上百纳米的乳糜微粒（chylomicron），直径30～80纳米的极低密度脂蛋白（very-low-density lipoproteins, VLDL）、直径25～50纳米的中间密度脂蛋白（intermediate-density lipoproteins, IDL）、直径18～28纳米的低密度脂蛋白（low-density lipoproteins, LDL）和直径5～15纳米的高密度脂蛋白（high-density lipoproteins, HDL）。为什么直径越大密度越低？原因也很简单：直径越大的脂蛋白能装载的脂肪分子越多，而脂肪分子的密度是要小于水的。在这几类脂蛋白里，极低密度脂蛋白主要是用来装载三酰甘油的，它帮助把肝脏合成的三酰甘油运输到脂肪组织存储起来。而低密度脂蛋白与高密度脂蛋白的主要乘客则是另一种脂肪分子胆固醇。值得注意的是，几类脂蛋白之间可以快速地相互转换。比如极低密度脂蛋白在三酰甘油乘客离开之后，就会变成低密度脂蛋白重新回到肝脏，接送新的乘客。而高密度脂蛋白可以在血管里“检漏”从低密度脂蛋白那里掉队的胆固醇乘客。顺便说一句，当我们在讲血液里的脂肪的时候，我们大多数时候说的其实是所有被载脂蛋白所装载的脂肪分子。
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载脂蛋白潜水艇的乘客，主要是两种脂肪分子：三酰甘油和胆固醇。在上一章肥胖症的故事里我们已经讲到过三酰甘油，这种长相有点像三叉戟的脂肪分子是人体最重要的能量储备。正常情况下，每位成年人身体里都会储存几千克乃至十几千克的三酰甘油。因此三酰甘油的运输是顺理成章的事情：这种能量分子时而需要被运送到脂肪细胞里存储起来，时而需要离开脂肪细胞、为身体各个器官提供能量。
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而这个胆固醇又是干什么的呢？它为什么也要一刻不停地穿行在血管里呢？
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载脂蛋白图
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这个话题说起来，带着点历史的奇妙转折。
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在今天的生活里，胆固醇这个词甚至天然的就带有某种贬义色彩。说到胆固醇，人们普遍关心的话题主要是胆固醇为什么太高、胆固醇高了怎么办、吃什么可以降低胆固醇，换句话说，胆固醇似乎是一种人们希望避免的坏东西。（图3-3）
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图3-3 胆固醇的化学结构式：既是生命所必需，又是健康的杀手
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然而有趣的是，在百年前的欧洲大陆，人们的主流认知居然正好相反。
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那个时候，人们已经知道胆固醇是我们身体的重要组成部分，是人体维持良好功能的关键要素之一。于是科学家和医生们建议，保持一定量的胆固醇摄取对身体健康非常重要。如果你是一个素食主义者（注意：植物中胆固醇含量很低），你的家庭医生和亲朋好友可能还会好心地建议你定期服用胆固醇药丸以保证身体健康！
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好坏“潜水艇” 李可/绘
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在人体里，脂肪分子的运输是通过一种叫做“载脂蛋白”（lipoprotein）的交通工具实现的。载脂蛋白就像是血液中运载脂肪的潜水艇。潜水艇的外观是直径几十纳米的小圆球，潜水艇的外壳是蛋白质分子和磷脂分子聚合而成的，而每艘潜水艇的内部可以装载大约几千个脂肪分子。借用这种微型交通工具，脂肪分子可以方便快捷地穿行在身体的各个器官之间。
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血液中的胆固醇分子大多装载在尺寸不同的载脂蛋白“潜水艇”里，而不同尺寸的载脂蛋白又有着不同的生物学功能。有两种载脂蛋白和我们的故事密切相关：尺寸较大的低密度脂蛋白和尺寸较小的高密度脂蛋白。低密度脂蛋白经常被叫作“坏”胆固醇。在正常情况下，低密度脂蛋白负责将维系细胞生命的胆固醇分子运送到身体各个角落。但是低密度脂蛋白会时不时在血管中泄漏出一些胆固醇，这些胆固醇就容易积累在血管壁上形成斑块，甚至引发动脉粥样硬化。相反高密度脂蛋白也被称为“好”胆固醇，它们可以在血管里重新吸收和清理那些胆固醇分子。在临床实践中，低密度脂蛋白的水平与心脑血管疾病的发病呈正相关，而高密度脂蛋白的水平则与这些疾病呈现负相关。
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事实上，“胆固醇”（cholesterol）这个名字的来历就从某种程度上反映了这种认知。18世纪中叶，一名法国医生从患者的胆结石中提取和发现了胆固醇这种物质。很快人们意识到胆固醇分子正是胆汁合成的重要原材料——换句话说，胆固醇对消化系统的功能非常重要。而胆固醇这个名词本身就描述了一种对于“胆”（chole-）非常重要的“固醇”（-sterol）类化学物质。后来人们又陆续发现，胆固醇还是各种激素合成的重要原材料——这里面包括几种大名鼎鼎的性激素（孕酮、雌激素和睾酮）。
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当生物学研究进入微观时代之后，人们更是发现了胆固醇另一个更为本质的生物学功能。
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借助显微镜这一伟大发明，人们从19世纪开始逐渐在微观尺度上了解生命的本质。德国植物学家施莱登（Matthias Schleiden）和动物学家施旺（Theodor Schwann）（图3-4）先后提出，不管是多么复杂的生物体，都是由无数个尺度在微米级别的所谓“细胞”构成的。单个的细胞虽然微小，却具备相对独立的结构和生理功能。革命家恩格斯将细胞学说、能量守恒定律和进化论并称为19世纪自然科学的三个伟大发现。正是因为细胞学说的建立在哲学意义上把复杂难解的生命现象还原到了微米尺度的物理单元——细胞的水平上。
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图3-4 德国植物学家施莱登（左）和动物学家施旺（右），细胞学说的集大成者。他们建立的细胞学说真正将神秘的生命还原到了简单的物理现象
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从某种程度上说，每个细胞都有着自己独立的生命。致密的细胞核里隐藏着细胞完整的遗传信息，线粒体为细胞的生存提供能量，数不清的蛋白质分子在细胞液里忠实地执行着复杂多样的生理功能，每个细胞都由一层薄薄的膜包裹起来，维持着细胞的独立存在和完整形态。
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说来有趣，尽管科学界早在19世纪就接受了生物体由细胞组成的理论，而这个理论的一个显然推理就是细胞之间一定存在某种结构防止细胞间物质自由的流动，但是这个被称为细胞膜的结构要到近百年后的20世纪中叶才在电子显微镜下第一次被清晰地看到。原因很简单，细胞膜实在是太薄了！一般而言细胞膜的厚度不到10纳米——还不到一根头发丝直径的万分之一，不到一个细胞直径的千分之一。而要到1972年，第一个被广泛接受的细胞膜结构模型——流动镶嵌模型——才呱呱坠地。在这个模型的图景里，单层细胞膜由两层磷脂分子致密排列而成，在细胞膜上镶嵌的各种蛋白质分子严密地控制着每一个微小细胞的大小、形状以及它们与外界的交流。（图3-5）
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