第六章 脂類代謝

第六章脂類代謝2013-20141主要內(nèi)容概述1脂肪的分解代謝2脂肪的合成代謝3類脂的代謝42學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：血脂的概念及功能；脂肪酸的β-氧化作用；酮體的概念及生理意義；脂肪酸氧化過(guò)程中能量的計(jì)算。熟悉：脂肪和類脂的生理功能；甘油代謝途徑；甘油三酯的合成代謝；膽固醇的轉(zhuǎn)化。了解：血漿脂蛋白種類；脂肪動(dòng)員的概念；磷脂合成與分解代謝；膽固醇的合成代謝。

3第一節(jié)概述一、脂類的概念、分布和功能（一）脂類的概念脂類是脂肪和類脂的總稱。脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸組成，故又稱三脂酰甘油或甘油三酯（TG）。類脂主要包括：磷脂（PL）、糖脂（GL）、膽固醇（Ch）及膽固醇酯（CE）。（二）脂類在體內(nèi)的分布體內(nèi)的脂肪主要分布在脂肪組織，如皮下、大網(wǎng)膜、腸系膜、腎周圍。正常人體內(nèi)含量占體重的14%-19%，女子稍高。人體內(nèi)脂肪含量受營(yíng)養(yǎng)狀況、能量消耗等因素而變動(dòng)，故又稱“可變脂”。類脂含量相對(duì)恒定，不受營(yíng)養(yǎng)狀況、能量消耗等因素的影響而變動(dòng)，故有“恒定脂”或“基本脂”。4（三）脂類的生理功能1.脂肪的生理功能人體活動(dòng)所需的能量20%-30%由脂肪所提供。1g脂肪完全氧化分解可釋放能量38.9kJ熱量。脂類中亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等不飽和脂肪酸，人體自身不能合成，必須由食物供給，稱為營(yíng)養(yǎng)必需脂肪酸（EFA）。食物中脂肪在腸道內(nèi)能協(xié)助脂溶性維生素（A、D、E、K）的吸收。2.類脂的生理功能類脂（磷脂和膽固醇）是構(gòu)成所有生物膜如細(xì)胞膜、線粒體膜、核膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等的重要組分。5二、血脂與血漿脂蛋白（一）血脂血脂主要包括：甘油三酯、磷脂、膽固醇、膽固醇酯及游離的脂肪酸。血脂的來(lái)源和去路6脂蛋白的結(jié)構(gòu)7脂蛋白的結(jié)構(gòu)8（二）血漿脂蛋白血漿中的脂類與載脂蛋白結(jié)合組成的復(fù)合體，稱為血漿脂蛋白。血漿脂蛋白是脂類在血中的主要轉(zhuǎn)運(yùn)形式。1.血漿脂蛋白的分類（1）密度分離法（超速離心法）：乳糜微粒（CM）、極低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）。（2）電泳分離法：α-脂蛋白（α-LP），前-β脂蛋白(preβ-LP)、β-脂蛋白(β-LP)和乳糜微粒（CM）?

CM前92.血漿脂蛋白的組成血漿脂蛋白是由蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及膽固醇酯組成。3.載脂蛋白（apo）載脂蛋白主要功能是參與脂類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)及穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu)。10

①結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)脂類，穩(wěn)定血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)；②調(diào)節(jié)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶的活性；apoAI激活LCAT，促進(jìn)膽固醇酯化apoAII激活肝脂肪酶（HL）apoCII激活脂蛋白脂肪酶（LPL）③參與識(shí)別脂蛋白受體。載脂蛋白的功能114、血漿脂蛋白代謝（一）CM的代謝1．來(lái)源：由小腸粘膜細(xì)胞合成，經(jīng)淋巴入血。2．功能：血中外源性TG及膽固醇的運(yùn)輸形式。12

3．代謝過(guò)程：13代謝新生CM

成熟CM

CM殘粒

LPL

肝細(xì)胞攝取（apoE受體）FFA

外周組織

血液

14（二）VLDL的代謝1．來(lái)源：主要由肝細(xì)胞合成，分泌入血，少量來(lái)自小腸。2．功能：是血中內(nèi)源性TG及膽固醇的運(yùn)輸形式。15

3．代謝過(guò)程16來(lái)源+

apoB100、E代謝VLDLVLDL殘粒LDLLPLLPL、HLFFA外周組織

FFA

肝細(xì)胞合成的TG

磷脂、膽固醇及其酯VLDL的合成以肝臟為主，小腸亦可合成少量。17（三）LDL的代謝1．來(lái)源：在血漿中由VLDL轉(zhuǎn)變而來(lái)。2．功能：是血中內(nèi)源性膽固醇的運(yùn)輸形式。183、代謝過(guò)程19（四）HDL的代謝來(lái)源：主要由肝細(xì)胞合成，此外，小腸也可合成少量，還有血漿中CM、VLDL脂解過(guò)程中所釋放的磷脂、膽固醇及apo也可產(chǎn)生新生的HDL。功能：將膽固醇從肝外組織轉(zhuǎn)運(yùn)到肝進(jìn)行代謝（逆向轉(zhuǎn)運(yùn)）。代謝過(guò)程20

21第二節(jié)脂肪的分解代謝一、脂肪的降解儲(chǔ)存在脂肪組織的甘油三酯在脂肪酶催化下水解為游離脂肪酸和甘油并釋放入血，以供其他組織攝取利用的過(guò)程稱為脂肪的降解或脂肪的動(dòng)員。其中，TG脂肪酶是脂肪水解的限速酶。該酶受腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素、腎上腺皮質(zhì)激素及胰島素的調(diào)節(jié)。22二、甘油的分解代謝甘油α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮是糖酵解的中間產(chǎn)物，可沿糖酵解途徑繼續(xù)氧化分解釋放能量，也可沿糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?3三、脂肪酸的分解代謝除腦組織和成熟的紅細(xì)胞外，大多數(shù)組織均能氧化脂肪酸，但以肝及肌肉組織最活躍。脂肪酸氧化的主要部位在線粒體。脂肪酸的氧化過(guò)程分為：脂肪酸的活化、脂酰CoA進(jìn)入線粒體、β-氧化過(guò)程及乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。（一）脂肪酸的活化在細(xì)胞液中，脂肪酸在脂酰CoA合成酶的催化下與HSCoA作用生成脂酰CoA的過(guò)程，稱為脂肪酸的活化?；罨?分子的脂肪酸需消耗1分子ATP分子中2個(gè)高能磷酸鍵（相當(dāng)于消耗2分子ATP）。24（二）脂酰CoA進(jìn)入線粒體（肉毒堿攜帶脂酰CoA轉(zhuǎn)入線粒體）25

脂酰CoA進(jìn)入線粒體在肉堿（carnitine）的協(xié)助下。26（三）β-氧化作用脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，在脂肪酸β-氧化多酶復(fù)合體的催化下，由脂?；摩绿荚娱_始通過(guò)脫氫、加水、再脫氫、硫解四步連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生1分子乙酰CoA和1分子比原來(lái)少2個(gè)碳原子的脂酰CoA，此氧化過(guò)程稱為脂肪酸的β-氧化作用。27

28

脂酸-氧化的四步反應(yīng)：脫氫、加水、再脫氫、硫解第一次脫氫由FAD接受；第二次脫氫由NAD+接受。脂酸-氧化產(chǎn)物：乙酰CoA29（四）乙酰CoA的徹底氧化脂肪酸β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA，經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化生成CO2和H2O,并釋放能量。以軟脂酸(16C)為例：7×1.5+7×2.5+8×10-2=1061分子軟脂酸氧化共生成106分子ATP。30脂肪酸β-氧化本身并不生成能量。只能生成乙酰CoA和供氫體，它們必須分別進(jìn)入三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化才能生成ATP。31四酮體的生成和利用

酮體是脂酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝產(chǎn)物。是乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮三者的統(tǒng)稱。1.酮體的生成部位：肝線粒體原料：乙酰CoA，主要來(lái)自脂酸的-氧化。關(guān)鍵酶：HMGCoA合成酶3233

342.

酮體的利用肝外組織利用（肝中缺乏利用酮體的酶）35

心、腎、腦、骨骼肌細(xì)胞心、腎、腦細(xì)胞β羥丁酸-NAD+

NADH+H

HSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循環(huán)+

β-羥丁酸脫氫酶

363．酮體代謝的生理意義

酮體肝內(nèi)生成，肝外利用正常情況下是肝輸出能源的一種形式；能通過(guò)血腦屏障及肌肉毛細(xì)血管壁，是肌肉，尤其是腦組織的重要能源；在饑餓狀態(tài)或糖供應(yīng)不足時(shí)可代替葡萄糖成為腦組織的重要能源。在饑餓、高脂低糖膳食，特別糖尿病時(shí)，可導(dǎo)致酮癥酸中毒（患者口氣有爛蘋果味）。3738第三節(jié)脂肪的合成代謝肝臟和脂肪組織是合成甘油三酯的主要場(chǎng)所。甘油三酯的合成是在細(xì)胞液中進(jìn)行的，合成過(guò)程包括：脂肪酸的合成、α-磷酸甘油的合成和甘油三酯的合成。一、α-磷酸甘油的生物合成1.糖代謝此反應(yīng)存在于人體各組織，是α-磷酸甘油的主要來(lái)源。392.細(xì)胞內(nèi)甘油磷酸化肝、腎、哺乳期乳腺及小腸黏膜富含甘油激酶，而肌肉和脂肪組織細(xì)胞內(nèi)甘油激酶的活性很低，因而不能利用甘油來(lái)合成甘油三酯。40二、脂肪酸的生物合成（一）合成原料（1）合成部位肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織的胞液中。肝是主要場(chǎng)所。（2）合成原料乙酰CoA為主要原料，主要來(lái)自葡萄糖。NADPH主要來(lái)自磷酸戊糖途徑。還需ATP、CO2及Mn2+等。41檸檬酸—丙酮酸循環(huán)42（二）軟脂酸的合成過(guò)程丙二酸單酰CoA

乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。1分子乙酰CoA與7分子的丙二酸單酰CoA在脂肪酸合成酶的催化下，由NADPH+H+提供氫合成軟脂酸。43軟脂酸合成的總反應(yīng)

CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+脂肪酸合成酶系44三、脂肪的生物合成甘油三酯是以α-磷酸甘油和脂酰CoA為原料，在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由脂酰轉(zhuǎn)移酶催化合成的。反應(yīng)如下頁(yè)圖α-磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶是甘油三酯合成的限速酶。甘油三酯中C2位的脂肪酸多為多不飽和脂肪酸或必需脂肪酸。45

46第四節(jié)類脂的代謝一、磷脂的代謝化學(xué)組成不同分：甘油磷脂和鞘磷脂前者有：卵磷脂（磷脂酰膽堿）、腦磷脂（磷脂酰乙醇胺）后者分布于大腦和神經(jīng)髓鞘中。（一）甘油磷脂的合成1.合成部位各組織細(xì)胞均可合成磷脂，尤以肝、腎、小腸最為活躍。2.合成原料主要有甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺、絲氨酸、肌醇等。47（1）甘油二酯合成途經(jīng)：磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺；（2）CDP-甘油二酯合成途徑：磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、心磷脂。

3.

合成的基本過(guò)程48CDP-乙醇胺CDP-膽堿49（二）甘油磷脂的分解人體內(nèi)含有磷脂酶A1、A2、B、C和D，分別作用于甘油磷脂的不同酯鍵，使甘油磷脂逐步水解成甘油、脂肪酸、磷酸及各種含氮化合物。溶血磷脂－1溶血磷脂－2溶血磷脂可使紅細(xì)胞膜或其它細(xì)胞膜破壞引起溶血或細(xì)胞壞死。某些毒蛇含有磷脂酶A2,人被毒蛇咬傷后產(chǎn)生大量溶血磷脂，會(huì)引起溶血。50

固醇共同結(jié)構(gòu)環(huán)戊烷多氫菲二、膽固醇的代謝51動(dòng)物膽固醇(27碳)52植物(29碳)酵母(28碳)53膽固醇（cholesterol）54*膽固醇在體內(nèi)含量及分布含量：

約140克分布：廣泛分布于全身各組織中大約?分布在腦、神經(jīng)組織肝、腎、腸等內(nèi)臟、皮膚、脂肪組織中也較多肌肉組織含量較低腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高存在形式：游離膽固醇膽固醇酯55一、膽固醇的合成（一）合成部位：主要在肝的胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。每天合成量約1g。（二）合成原料：乙酰CoA：主要來(lái)自G。NADPH：主要來(lái)自磷酸戊糖途徑。ATP：主要來(lái)自G有氧氧化。56（三）膽固醇合成的基本過(guò)程膽固醇合成的基本過(guò)程可分為下列三個(gè)階段：1．乙酰CoA縮合生成甲羥戊酸（MVA）：此過(guò)程在胞液和微粒體進(jìn)行。HMG-CoA還原酶(HMG-CoAreductase)是膽固醇合成的關(guān)鍵酶。57甲羥戊酸的合成582．甲羥戊酸縮合生成鯊烯：此過(guò)程在胞液和微粒體進(jìn)行。MVA→5-焦磷酸甲羥戊酸→異戊烯焦磷酸→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鯊烯。593．鯊烯環(huán)化為膽固醇：此過(guò)程在微粒體進(jìn)行。鯊烯結(jié)合在胞液的固醇載體蛋白（sterolcarrierprotein,SCP）上，由微粒體酶進(jìn)行催化，經(jīng)一系列反應(yīng)環(huán)化為27碳膽固醇。SCP60（四）膽固醇合成的調(diào)節(jié)611．膳食因素：＊饑餓或禁食可抑制HMG-CoA還原酶的活性，使膽固醇的合成減少；＊攝取高糖、高飽和脂肪膳食后，HMG-CoA還原酶活性增加而導(dǎo)致膽固醇合成增多。

62膽固醇及其氧化產(chǎn)物，如7-羥膽固醇，25-羥膽固醇等可反饋抑制HMG-CoA還原酶的活性。2．膽固醇及其衍生物的變構(gòu)調(diào)節(jié)：63HMG-CoA還原酶可被AMP依賴的蛋白激酶（AMPK）磷酸化修飾而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)活性型。3.共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：64胰島素和甲狀腺激素可通過(guò)誘導(dǎo)HMG-CoA還原酶的合成而使酶活性增加；胰高血糖素和糖皮質(zhì)激素則可抑制HMG-CoA還原