第九章 脂肪代謝

1、第九章第九章脂肪代謝脂肪代謝第一節(jié)第一節(jié)脂類的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)脂類的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)乳化乳化消化酶消化酶甘油三酯甘油三酯產(chǎn)產(chǎn) 物物食物中的脂類食物中的脂類2-2-甘油單酯甘油單酯 + 2 FFA+ 2 FFA磷磷 脂脂溶血磷脂溶血磷脂 + FFA+ FFA磷脂酶磷脂酶A A2 2膽固醇酯膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇酯酶膽固醇膽固醇 + FFA+ FFA 胰脂肪酶胰脂肪酶 輔脂肪酶輔脂肪酶 微團(tuán)微團(tuán)一、一、脂類的消化脂類的消化胰腺分泌的脂類水解酶胰腺分泌的脂類水解酶：極低密度脂蛋白極低密度脂蛋白二、二、脂類的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)脂類的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)定義定義：儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解為及并釋放入血以

2、供其他組織氧化利用的過程。 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶： 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 脂解激素脂解激素： 能促進(jìn)促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素，如胰高血糖胰高血糖 素素 、 腎 上 腺 素腎 上 腺 素 、 促 腎 上 腺 皮 質(zhì) 激 素（ACTH ）、促甲狀腺激素（ TSH）等。 對(duì)抗脂解激素因子對(duì)抗脂解激素因子： 抑制脂肪動(dòng)員,如胰島素胰島素、前列腺素E2、煙酸等。脂肪動(dòng)員過程脂肪動(dòng)員過程：脂解激素脂解激素-R RG蛋白ACATPcAMPcAMPPKA+HSLa(無活性)HSLb(有活性)TGTGDGDG甘油一酯甘油一酯甘甘 油油FFAFFAFFAFFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-激素敏感性甘油三

3、酯脂肪酶（蛋白激酶（蛋白激酶A）甘油經(jīng)血液輸送到肝、腎、腸后，在甘油經(jīng)血液輸送到肝、腎、腸后，在ATP存在下，由甘油存在下，由甘油激酶和甘油激酶和甘油-3-磷酸脫氫酶催化，轉(zhuǎn)變成磷酸二羥丙酮。磷酸脫氫酶催化，轉(zhuǎn)變成磷酸二羥丙酮。-與清蛋白結(jié)合，經(jīng)血液運(yùn)至全身各組織進(jìn)行 氧化氧化 供能供能( (心、肝、腎、骨骼肌為主) ) 甘油三酯分解代謝的概況甘油三酯分解代謝的概況磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮丙酮酸丙酮酸脂肪酸脂肪酸- 磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油CO2+H2O乙酰乙酰CoA酮體酮體甘油三酯甘油三酯 德國(guó)科學(xué)家德國(guó)科學(xué)家KnoopKnoop在在19041904年發(fā)現(xiàn)的。年發(fā)現(xiàn)的。 脂肪酸的脂肪酸的 -

4、 -氧化作用是指脂肪酸在氧化分氧化作用是指脂肪酸在氧化分解時(shí)，碳鏈的斷裂發(fā)生在脂肪酸的解時(shí)，碳鏈的斷裂發(fā)生在脂肪酸的 -C-C原子原子上，其產(chǎn)物是乙酰上，其產(chǎn)物是乙酰CoACoA和少一個(gè)二碳單位的和少一個(gè)二碳單位的脂酰脂酰CoACoA的過程。的過程。 脂肪酸的脂肪酸的 - -氧化在線粒體中進(jìn)行。氧化在線粒體中進(jìn)行。：除腦組織外,大多數(shù)組織均可進(jìn)行，其中最活躍。二、脂肪酸的二、脂肪酸的 -氧化氧化1.1. 脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞后，首先被活化，形成脂酰脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞后，首先被活化，形成脂酰CoACoA。在脂酰在脂酰CoACoA合成酶催化下，由合成酶催化下，由ATPATP提供能量

5、，將脂提供能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰CoACoA：脂脂 肪肪 酸酸脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶ATPATPAMP PPiAMP PPi脂脂 酰酰SCoA2.2. 脂酰脂酰CoACoA轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體 催化脂酰催化脂酰CoACoA氧化分解的酶存在于線粒體的基質(zhì)中，所以氧化分解的酶存在于線粒體的基質(zhì)中，所以脂酰脂酰CoACoA必須通過線粒體內(nèi)膜進(jìn)入基質(zhì)中才能進(jìn)行氧化分必須通過線粒體內(nèi)膜進(jìn)入基質(zhì)中才能進(jìn)行氧化分解。解。 3-3-羥基羥基-4-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸+脂脂 酰酰SCoACoASH肉堿肉堿脂酰肉堿脂酰肉堿線線粒粒體體內(nèi)內(nèi)膜膜肉堿脂酰肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶脂酰肉

6、堿脂酰肉堿 CoASH肉堿肉堿脂脂 酰酰SCoA肉堿脂酰肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰肉堿脂酰移位酶移位酶3.3. - -氧化的反應(yīng)過程氧化的反應(yīng)過程 脂酰脂酰CoACoA在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。每進(jìn)行一次每進(jìn)行一次 - -氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應(yīng)，同時(shí)釋放出再脫氫和硫解四步反應(yīng)，同時(shí)釋放出1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA。反應(yīng)產(chǎn)物是比原來的脂酰。反應(yīng)產(chǎn)物是比原來的脂酰CoACoA減減少了少了2 2個(gè)碳的新的脂酰個(gè)碳的新的脂酰CoACoA。如此反復(fù)進(jìn)行，。如此反復(fù)進(jìn)行，直至脂酰直至脂酰CoACoA全部變成乙酰全

7、部變成乙酰CoACoA。（1）脫氫）脫氫 脂酰脂酰CoACoA在脂酰在脂酰CoACoA脫氫酶的催化下，在脫氫酶的催化下，在 - -和和 - -碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成反碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成反式式2- -烯脂酰烯脂酰CoACoA，氫受體是，氫受體是FADFAD。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脫氫酶（2）水化）水化 在烯脂酰在烯脂酰CoACoA水合酶催化下，反式水合酶催化下，反式2 - -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化，生成水化，生成L-L- - -羥脂酰羥脂酰CoACoA。（3）再脫氫）再脫氫 - -羥脂酰羥脂酰CoACoA在

8、脫氫酶催化下，脫氫生成在脫氫酶催化下，脫氫生成 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA。反應(yīng)的氫受體為。反應(yīng)的氫受體為NADNAD+ +。此脫氫。此脫氫酶具有立體專一性，只催化酶具有立體專一性，只催化L-L- - -羥脂酰羥脂酰CoACoA的脫氫。的脫氫。（4 4）硫解）硫解 在在 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶催化下，硫解酶催化下， - -酮脂酰酮脂酰CoACoA與與CoACoA作用，作用，生成生成1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和和1 1分子比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰分子比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰CoACoA。少了兩個(gè)碳原子的脂酰。少了兩個(gè)碳原子的脂酰CoACoA，可以重復(fù)上述反應(yīng)過，可以重復(fù)

9、上述反應(yīng)過程，一直到完全分解成乙酰程，一直到完全分解成乙酰CoACoA。脂肪酸通過。脂肪酸通過 - -氧化生成氧化生成的乙酰的乙酰CoACoA，一部分用來合成新的脂肪酸和其它生物分子，一部分用來合成新的脂肪酸和其它生物分子，大部分則進(jìn)入三羧酸循環(huán)完全氧化。大部分則進(jìn)入三羧酸循環(huán)完全氧化。例：例：16碳軟脂酸的氧化碳軟脂酸的氧化活化活化：消耗消耗2 2個(gè)個(gè)高能磷酸鍵高能磷酸鍵氧氧 化化：每輪循環(huán)每輪循環(huán) 四個(gè)重復(fù)步驟四個(gè)重復(fù)步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解脫氫、水化、再脫氫、硫解 產(chǎn)產(chǎn) 物物：1 1 分子乙酰乙酰CoACoA 1 1 分子少兩個(gè)碳原子的脂酰少兩個(gè)碳原子的脂酰CoACoA 1 1 分

10、子NADH+HNADH+H+ + 、1 1 分子FADHFADH2 2 7 7 輪循環(huán)產(chǎn)物：輪循環(huán)產(chǎn)物： 8 8 分子乙酰乙酰CoACoA 7 7 分子NADH+HNADH+H+ + 、 7 7分子FADHFADH2 2 能量計(jì)算能量計(jì)算： 生成生成 128+73+ 72 = 131ATP 凈生成凈生成 4.4.脂肪酸脂肪酸 - -氧化產(chǎn)生的能量氧化產(chǎn)生的能量三、三、脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式1.單不飽和脂肪酸的氧化單不飽和脂肪酸的氧化2.奇數(shù)碳脂肪酸的奇數(shù)碳脂肪酸的氧化氧化奇數(shù)碳脂肪酸經(jīng)過反復(fù)的奇數(shù)碳脂肪酸經(jīng)過反復(fù)的氧化可以產(chǎn)生丙氧化可以產(chǎn)生丙酰酰CoA，丙酰，丙酰CoA有兩條

11、代謝途徑：有兩條代謝途徑：（1）丙酰丙酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酰轉(zhuǎn)化成琥珀酰CoA，進(jìn)入，進(jìn)入TCA。在動(dòng)物肝臟中奇數(shù)碳脂肪酸最終能夠異生為糖。（2） 丙酰丙酰CoA轉(zhuǎn)化成乙酰轉(zhuǎn)化成乙酰CoA，進(jìn)入，進(jìn)入TCA 這條途徑在植物、微生物中較普遍。3.脂肪酸的其它氧化途徑脂肪酸的其它氧化途徑（1）-氧化（氧化發(fā)生在游離脂肪酸的氧化（氧化發(fā)生在游離脂肪酸的-碳原子上）碳原子上） RCH2COOHRCOOH+CO2對(duì)于降解含甲基的支鏈脂肪酸、奇數(shù)碳脂肪酸、過對(duì)于降解含甲基的支鏈脂肪酸、奇數(shù)碳脂肪酸、過分長(zhǎng)鏈脂肪酸（如腦中分長(zhǎng)鏈脂肪酸（如腦中C22、C24）有重要作用）有重要作用（2）-氧化（氧化（端的甲基羥

12、基化，氧化成醛，再氧端的甲基羥基化，氧化成醛，再氧化成酸）化成酸） 少數(shù)長(zhǎng)鏈脂肪酸可通過少數(shù)長(zhǎng)鏈脂肪酸可通過-氧化途徑，產(chǎn)生二羧酸，氧化途徑，產(chǎn)生二羧酸，兩端同時(shí)進(jìn)行兩端同時(shí)進(jìn)行 - -氧化。氧化。四、 乙酰輔酶A的代謝結(jié)局1.進(jìn)入進(jìn)入TCA循環(huán)以及進(jìn)一步的電子傳遞系統(tǒng)，最循環(huán)以及進(jìn)一步的電子傳遞系統(tǒng)，最終完全氧化為終完全氧化為CO2和和H2O;2.作為類固醇的前體，生成膽固醇；作為類固醇的前體，生成膽固醇；3.作為脂肪酸合成的前體；作為脂肪酸合成的前體；4.轉(zhuǎn)化為酮體轉(zhuǎn)化為酮體（乙酰乙酸、（乙酰乙酸、D- -羥丁酸和丙酮）羥丁酸和丙酮）酮體酮體(ketone bodies)包括：包括：乙酰乙

13、酸乙酰乙酸 ( acetoacetate ) -羥丁酸羥丁酸 ( -hydroxybutyrate ) 丙酮丙酮 ( acetone ) 血漿水平：0.030.5mmol/L 代謝定位代謝定位： 生成：肝細(xì)胞線粒體生成：肝細(xì)胞線粒體 利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體，利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體， 肝臟和紅細(xì)胞不能利用，過多產(chǎn)生酮病和酮酸中毒肝臟和紅細(xì)胞不能利用，過多產(chǎn)生酮病和酮酸中毒第三節(jié)第三節(jié) 酮體的生成和利用酮體的生成和利用COCO2 2CoASHCoASH NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +-羥丁酸羥丁酸脫氫酶脫氫酶HMGCoA 合成酶合成酶乙

14、酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶HMGCoAHMGCoA 裂解酶裂解酶酮體的生成酮體的生成 NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2酮體的利用酮體的利用琥珀酰琥珀酰CoA轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶2乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮體的生成和利用的總示意圖：酮體的生成和利用的總示意圖：肝細(xì)胞肝細(xì)胞糖異生糖異生酮體酮體脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰-CoA酮體生成的生理意義:a、酮體是酮體是肝臟輸出能源肝臟輸出能源的一種形式，并且酮體的一種形式，并

15、且酮體溶于水，分子小溶于水，分子小，可通過血腦屏障，長(zhǎng)期饑餓，可通過血腦屏障，長(zhǎng)期饑餓，糖供應(yīng)不足時(shí)，酮體可以代替糖供應(yīng)不足時(shí)，酮體可以代替GlcGlc，成為腦組，成為腦組織及肌肉的主要能源。織及肌肉的主要能源。b、酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于維維持血糖恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。持血糖恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。酮酮 體體 生生 成成 的的 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) * 飽食及饑餓的影響飽食及饑餓的影響（主要通過激素的作用）（主要通過激素的作用）饑饑 餓餓 脂肪動(dòng)員脂肪動(dòng)員FFAFFA胰高血糖素等胰高血糖素等 脂解激素脂解激素 酮體生成酮體生成 脂酸脂酸 氧化氧化飽飽 食食 胰島素胰島素 脂解，脂肪動(dòng)員脂解，脂肪動(dòng)員 進(jìn)入肝的脂酸進(jìn)入肝的脂酸 脂酸脂酸 氧化氧化 酮體生成酮體生成正常人血液中只有少量乙酰乙酸脫羧生成正常人血液中只有少量乙酰乙酸脫羧生成丙酮，丙酮，但長(zhǎng)期饑餓和患糖尿病的人：但長(zhǎng)期饑餓和患糖尿病的人：血液中會(huì)出現(xiàn)大量的丙酮（酮病血液中會(huì)出現(xiàn)大量的丙酮（酮?。?；）；過量的過量的乙酰乙酸和乙酰乙酸和D-羥丁酸羥丁酸會(huì)降低血液會(huì)降低血液的的pH，導(dǎo)致導(dǎo)致酮酸中毒。酮酸中毒。* 糖代謝的影響糖代謝的影響糖代謝糖代謝 旺盛旺盛 FFA FFA主要生成主要生成TGTG及磷脂及磷脂 丙二酰丙二酰CoACoA競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制 肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶