膽固醇是高等動物生物膜的重要成分，占質膜脂類的20％以上，占細胞器膜的5％。其分子形狀與其他膜脂不同，極性頭是3位羥基，疏水尾是4個環和3個側鏈。這種特殊的結構使生物膜能在較大的溫度範圍內保持相對穩定的液晶狀態，具有合適的流動性。具體見《膽固醇是人體必不可少的成分》。

膽固醇還是一些活性物質的前體，類固醇激素、維生素D3、膽汁酸等都是膽固醇的衍生物。

植物固醇主要有豆固醇、麥固醇等，是植物細胞的重要成分，不能被動物吸收利用。酵母固醇存在於酵母菌、真菌中，以麥角固醇最多，經日光照射可轉化為維生素D2。

固醇衍生物主要有膽汁酸、類固醇激素和維生素D等。膽汁酸由肝臟合成，側鏈被氧化斷裂成戊酸。因為分子中含有羧基和多個羥基，且均分布在環的一側，所以膽汁酸具有親水面和疏水面，是一種高效乳化劑，能促進油脂分散，使之易於消化吸收。人的膽汁中有三種膽汁酸：膽酸、脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸，能與甘氨酸或牛磺酸結合，它們是膽苦的主要原因。膽汁酸還具有抑制膽固醇在膽汁中沉澱形成結石，調節代謝和免疫等功能。

類固醇激素主要包括性激素和腎上腺皮質激素兩大類。性激素可以促進性器官發育，維持第二性徵。其側鏈均縮短為乙醯基或羥基、羰基。雌性激素包括雌激素（雌二醇）和孕激素（孕酮等），後者具有安胎和避孕作用。雌性激素固醇核心的A環均為苯環，催化A環芳構化的芳香化酶是雌激素合成的限速酶。雄性激素包括睾酮和雄酮等，還具有促進蛋白質同化和肌肉生長的作用，曾經被某些運動員用來提高比賽成績，但因副作用強而被禁用。

皮質激素分為糖皮質激素和鹽皮質激素。前者包括皮質醇、可的松和皮質酮，主要功能是升高血糖，大劑量時還有減輕炎症和過敏反應的作用。後者的功能是保鈉排鉀，調節水鹽代謝，以醛固酮的效應最強。

維生素D可由膽固醇的前體（7-脫氫膽固醇）經紫外線照射生成，其固醇核心的B環被打開。維生素D3經過肝臟和腎臟兩次羥化，生成1,25-二羥基維生素D3。它是腎皮質分泌的一種激素，可以調節血液中鈣和磷酸鹽的濃度，促進骨骼生長，促進小腸對鈣磷的吸收。具體見《維生素D與骨骼鈣化》。

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