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低密度脂蛋白（英语：low-density lipoprotein，缩写为LDL）指一类及范围的脂蛋白粒子，有着约18-25纳米直径的大小，负责在血液内运载脂肪酸分子至全身供细胞使用。它是由肝脏所产生的极低密度脂蛋白的最终阶段。它只包含有载体蛋白B-100（即一种有4536种氨基酸的蛋白质）[1]。它亦包含维他命抗氧化剂（维生素E或类胡萝卜素）。低密度脂蛋白携带的胆固醇标准与心血管疾病的发生存在紧密的正相关[2]，因此低密度脂蛋白胆固醇一度被普遍称为“坏胆固醇”或“致粥瘤脂蛋白”（atherogenic lipoprotein ）但值得留意的是，低密度脂蛋白并非胆固醇。
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一般来说，低密度脂蛋白由肝脏及小肠运送胆固醇及三酸甘油脂至有需要的细胞及组织。因为脂肪、胆固醇等脂质为疏水性物质，不会和血液结合，故此需要由小蛋白质覆盖其表面，形成亲水性脂蛋白，方能在血液中流动[3]。
由于低密度脂蛋白将胆固醇运送至动脉，过量的低密度脂蛋白会造成动脉硬化、心肌梗塞、中风及周围动脉疾病[来源请求]。所以低密度脂蛋白内的胆固醇会被称为“坏胆固醇”。当然，并非它本身必然是坏的胆固醇，而是要看它被送往什么地方，与长年累积的数量。
证据显示低密度脂蛋白的浓度及大小，相比在它之内的胆固醇浓度，才是最与动脉硬化有所关连。最健康的是有少量的大型低密度脂蛋白及没有细小粒子，但却是非常罕见。高浓度的细小低密度脂蛋白是最常见而又不健康的情况。虽然高浓度的细小低密度脂蛋白所携带的胆固醇与低浓度的大型低密度脂蛋白相当，但它与粥样斑块的快速增生、动脉硬化及过早出现严重的心血管疾病，甚至于死亡相关。
低密度脂蛋白是由极低密度脂蛋白，透过脂蛋白分解酶拆去甘油三脂而形成，从而变得细少及较高密度包含较多的胆固醇。
家族性高胆固醇血症是一种遗传的高低密度脂蛋白症状。而递增的低密度脂蛋白称为高脂蛋白血症二型。
当低密度脂蛋白侵袭内皮细胞，并令之氧化，造成内皮细胞障碍，巨噬细胞从而进入血管壁。巨噬细胞然后会把胆固醇包围起来形成泡沫细胞化，它们是含有低密度脂蛋白的泡状细胞。当泡沫细胞崩壤时其会释放胆固醇，并成为动脉壁内动脉粥样化瘤，再造成血管平滑肌增殖、纤维性硬化与钙化，血管壁因而增厚[3]:80，最终会提高心血管疾病的风险。
一个复杂的生物化学反应可以调节低密度脂蛋白的氧化，并主要是由内皮细胞内的自由基来引发。一氧化氮在精氨酸的催化下可以减低这个氧化过程。而当有高标准的非对称性二甲基精氨酸，一氧化氮的制造会被阻碍，并且低密度脂蛋白氧化会出现。
美国心脏学会、美国国立卫生研究院图像及美国国家胆固醇教育计划提供了一系列的建议来降低低密度脂蛋白胆固醇水平，也提供了浓度与心脏病风险之关系。于2003年，建议是：[4]
| 标准 | 解释 | |
|---|---|---|
| (mg/dL) | (mmol/L) | |
| <100 | <2.6 | 低密度脂蛋白胆固醇的最佳标准，患上心脏病风险很低（但不是零风险）。 |
| 100 - 129 | 2.6 - 3.3 | 低密度脂蛋白接近最佳标准。 |
| 130 - 159 | 3.3 - 4.1 | 低密度脂蛋白的高标准边缘。 |
| 160 - 189 | 4.1 - 4.9 | 低密度脂蛋白的高水平。 |
| >190 | >4.9 | 低密度脂蛋白的非常高水平，患上心脏病的最高风险。 |
这套指引是假设心血管疾病的目标死亡率每年下降2-3%，或是每十年下降20-30%所釐定。[4]另外，最佳的水平并非100mg/dL，而是低于100mg/dL，但多少却没有指明。
随着更多的临床研究，这些建议的水平亦不断下调。[5]这是由于低密度脂蛋白的下降，包括不正常的低水平，在大型双盲的随机临床测试中能最有效减低心血管疾病死亡率，远比起冠心血管成形术或搭桥手术为佳。
举例来说，对于已患有动脉硬化的病人，就2004年建议的健康水平为低于70mg/dL。有估计指低密度脂蛋白的水平要下降至50mg/dL可以将心血管疾病出现率下降至接近零。[6]而另有一项量度在低密度脂蛋白内脂肪／胆固醇浓度的纵向人口分析，于患有动脉硬化的病人从儿童至成人间的相关活动中，发现在形成脂肪斑纹前正常的低密度脂蛋白水平为35mg/dL。
现时临床量度脂肪浓度的方法是化学措施，虽然这种方法不是与个别结果有最好的关联，但它却是便宜及容易使用。可是，有证据显示一个更准确的量度是有必要的。低密度脂蛋白粒子数与动脉硬化及心血管疾病有更紧密的关联。[7]低密度脂蛋白胆固醇浓度可以是低的，但它的粒子数量却可以很高，造成高心血管发病率。相反，低密度脂蛋白胆固醇可以相同地高，而它的粒子数量低时，心血管发病率亦会降低。如果追踪低密度脂蛋白粒子浓度与发病率时，其他在统计学上与心血管疾病有关联的因素，如糖尿病、肥胖症及吸烟，都会失去了它们的附加预测性。
低密度脂蛋白粒子实际在大小及密度上都有分别，研究指出较多细小而高密度的低密度脂蛋白（称为“B模式”），相对大型而低密度的“A模式”会有较高风险造成冠心病。这是因为细小的粒子能更容易穿透内皮细胞。“I模式”即中级，是指大部分低密度脂蛋白粒子非常接近正常内皮细胞的空隙（约26纳米）。
B模式（较低密度脂蛋白粒子）与冠心病的关系更密切。用作量度这些粒子类的测试费用昂贵及不广泛使用，所以一般的脂肪测试仍然普遍。脂肪测试并不直接量度低密度脂蛋白水平，但可以透过Freidewald公式及其他胆固醇（如高密度脂蛋白）水平来估计：
其中：
- 是低密度脂蛋白胆固醇；
- 是总胆固醇；
- 是高密度脂蛋白胆固醇；及
- 是总三酸甘油脂。
这个公式可以提供对大部分人较准确的估计，假设是血液是在禁食14小时后被抽取。
较高三酸甘油脂水平亦与高水平的细小而密的低密度脂蛋白有所关联，相反低的三酸甘油脂水平则与高水平的大型而疏的低密度脂蛋白有关连。[8]
就成本的下降、更大的采用率、广泛的接受及使用其他脂蛋白子类分析方法，尤其是核磁共振频谱学，证明了人类心血管疾病与粒子数量浓度有最强的关联，比起粒子大小及胆固醇／脂肪粒子成分更强。
HMG-CoA还原酶抑制剂是一类能抑制、阻断肝脏内生成胆固醇的药物，从而降低血液中胆固醇和低密度脂蛋白的含量。该类化学物于1980年代开发，1990年代曾于欧洲与美国等地进行大规模的临床试验，结果显示使用HMG-CoA还原酶抑制剂能降低体内胆固醇，进而减少动脉硬化发生率[3]。HMG-CoA还原酶抑制剂代表药物为辛伐他汀。
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