Cholesterolio homeostazė yra bet koks mechanizmas, padedantis palaikyti subalansuotą vidinę cholesterolio būklę gyvame organizme. Cholesterolis, esminė biologinė molekulė žmogaus organizmo sistemoje, atlieka įvairias fiziologines funkcijas, pavyzdžiui, yra tulžies rūgščių, vitamino D ir steroidinių hormonų gamybos pirmtakas. Jis taip pat veikia kaip svarbus struktūrinis elementas kiekvienos organizmo ląstelės ląstelės membranoje. Nepaisant naudingų ir būtinų cholesterolio funkcijų, cholesterolio homeostazės sutrikimas gali padidinti širdies ligų riziką, taip pat sutrikdyti kitas homeostatines grįžtamojo ryšio sistemas, susijusias su cholesterolio metabolizmu. Vienas iš pagrindinių sisteminių cholesterolio disbalanso sutrikimų gali būti pastebėtas ląstelės membranoje, nes polinis lipidų ir cholesterolio santykis veikia baltymų mobilumą ir pačios membranos pralaidumą.
Kaip ir visi žmogaus organizme esantys lipidai, cholesterolis netirpsta skystojoje kraujo dalyje arba kraujo plazmoje, todėl jį turi pernešti baltymų nešikliai. Kalbant apie cholesterolį, baltymai, žinomi kaip lipoproteinai, „apima“ cholesterolio daleles transportavimui. Du labiausiai žinomi nešiotojai yra mažo tankio lipoproteinai (MTL) ir didelio tankio lipoproteinai (DTL), nes tai yra skaičiai, nurodyti vardais laboratorijose, kuriose atliekami cholesterolio homeostazės tyrimai. Bendras cholesterolio balansas taip pat gali būti priskirtas trims papildomiems baltymams: chilomikronams, labai mažo tankio lipoproteinams (VLDL) ir vidutinio tankio lipoproteinams (IDL). Viena iš pagrindinių pirminio homeostatinio disbalanso, galinčio sukelti ligas, priežasčių yra šių baltymų būklė, tampanti neproporcinga.
Ryškiausias organas, kontroliuojantis cholesterolio homeostazę, yra kepenys, nes jos ne tik biosintetina į kraujotakos sistemą patekusį cholesterolį, bet ir skaido galimai žalingą, laisvai plūduriuojantį iš kraujotakos cholesterolį. DTL yra naudingi palaikant cholesterolio homeostazę, nes jie surenka ir pristato potencialiai pavojingą cholesterolį tiesiai atgal į kepenis, kur jis sintetinamas į nekenksmingas tulžies rūgštis, naudojamas virškinimo sistemoje. MTL veikia mažiau, nes jie linkę kaupti cholesterolį kūno ląstelėse ir ant arterijų sienelių. Įrodyta, kad per didelis MTL kiekis padidina širdies ir kraujagyslių ligų riziką.
Sveiko suaugusio žmogaus cholesterolio homeostazę griežtai reguliuoja sudėtingos grįžtamojo ryšio linijos. Tokiu atveju, jei sveikas pacientas valgo daug su maistu gaunamo cholesterolio, biosintezė kepenyse labai sumažėja, kad išlaikytų pusiausvyrą. Suaugusio žmogaus, kurio pradinis MTL lygis yra aukštas dėl ilgų netinkamų mitybos įpročių ar kitų genetinių ar medicininių būklių, grįžtamasis ryšys ir sisteminis įveikimo mechanizmas gali būti užblokuoti dėl to paties gausaus vartojimo ir sukelti pavojingą homeostatinį disbalansą. Tokiais atvejais vaistų, kaip ir statinų, naudojimas gali padėti organizmui atkurti sveiką cholesterolio pusiausvyrą.