第07章脂類代謝

第7章脂質(zhì)代謝MetabolismofLipid脂肪和類脂總稱為脂類(lipids)。三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG)，也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)膽固醇(cholesterol,CHOL)膽固醇酯(cholesterolester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)鞘脂(sphingolipid)定義:分類:脂類概述類脂(lipids)脂肪(fat)甘油三脂X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

甘油磷脂甘油脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成脂類的生理功能

最佳的能量儲存方式脂肪還可以提供必需脂肪酸，如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等?？梢詤f(xié)助脂溶性維生素A、D、E、K和胡蘿卜素等的吸收。生物膜的骨架：細(xì)胞膜的液態(tài)鑲嵌模型：磷脂雙酯層，膽固醇，蛋白質(zhì)。電與熱的絕緣體信號傳遞：固醇類激素。

脂肪酸(fattyacids)簡稱脂酸,包括飽和脂酸(saturatedfattyacid)和不飽和脂酸(unsaturatedfattyacid)。后者中多不飽和脂酸，機體自身不能合成，必須由食物提供，是動物不可缺少的營養(yǎng)素，故稱為營養(yǎng)必需脂酸(essentialfattyacid)，包括亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。它們是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物質(zhì)的前體。游離脂肪酸（脂酸）的來源自身合成

以脂肪形式儲存，需要時從脂肪動員產(chǎn)生，多為飽和脂酸和單不飽和脂酸。

食物供給

包括各種脂酸，其中一些不飽和脂酸，動物不能自身合成，需從植物中攝取。

脂類的分類、含量、分布及生理功能脂類的消化與吸收DigestionandAbsorptionofLipid第一節(jié)條件①

乳化劑（膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位主要在小腸上段一、脂類的消化發(fā)生在脂-水界面，且需膽汁酸鹽參與乳化消化酶甘油三酯食物中的脂類2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇+FFA

胰脂肪酶

微團(micelles)消化脂類的酶輔脂酶輔脂酶是胰脂酶對脂肪消化不可缺少的蛋白質(zhì)輔助因子，分子量約10,000。輔脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，隨胰液分泌入十二指腸。進入腸腔后，輔脂酶原被胰蛋白酶從其N端切下一個五肽而被激活。輔脂酶本身不具脂肪酶的活性，但它具有與脂肪及胰脂酶結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。它與胰脂酶結(jié)合是通過氫鍵進行的；它與脂肪通過疏水鍵進行結(jié)合。輔脂酶脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸(6C～10C)及短鏈脂酸(2C～4C)構(gòu)成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(mixedmicelles)，被腸粘膜細(xì)胞吸收。消化的產(chǎn)物膽鹽在脂肪消化中的乳化作用脂肪脂肪酸＋甘油二酯＋甘油一酯50-57％小腸淋巴系統(tǒng)血液系統(tǒng)甘油三酯腸粘膜后脂肪酸＋甘油40％乳化成脂肪微滴小部分脂肪吸收十二指腸下段及空腸上段。中鏈及短鏈脂酸構(gòu)成的TG

乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA

門靜脈血循環(huán)腸粘膜細(xì)胞二、飲食脂肪在小腸被吸收吸收部位吸收方式長鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細(xì)胞（酯化成TG）膽固醇及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞（酯化成CE）淋巴管

血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+載脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞（酯化成PL）甘油一酯途徑CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油三酯的代謝MetabolismofTriglyceride第二節(jié)甘油三酯是甘油的脂酸酯

甘油三酯的分解代謝

脂肪動員甘油進入糖代謝脂酸的β氧化脂酸的其他氧化方式酮體的生成和利用脂酸的合成代謝甘油三酯的合成代謝多不飽和脂酸的重要衍生物本節(jié)主要內(nèi)容：甘油三酯(triacylglycerol)是非極性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本結(jié)構(gòu)為甘油的三個羥基分別被相同或不同的脂酸酯化。含有同一種脂酸的甘油三酯稱為簡單甘油三酯；(simpletriacylglycerol);

含有兩種或三種脂酸的甘油三酯稱為混合甘油三酯(mixedtriacylglycerol)

。一、甘油三酯是甘油的脂酸酯脂酸組成的種類決定甘油三酯的熔點，隨飽和脂酸的鏈長和數(shù)目的增加而升高。消化吸收和內(nèi)源性合成的脂酸，以游離的形式存在較少，大多數(shù)以酯化的形式存在于甘油三酯之中而存在于體內(nèi)。（二）甘油三酯的主要作用是為機體提供能量（一）甘油三酯是脂酸的主要儲存形式1.甘油三酯是機體重要的能量來源2.甘油三酯是機體的主要能量儲存形式男性：21%，女性：26％1gTG=38kJ

定義

脂肪動員(fatmobilization)是指儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。二、甘油三酯的分解代謝主要是脂酸的氧化（一）脂肪動員是甘油三酯分解的起始步驟（二）甘油經(jīng)糖代謝途徑代謝肝、腎、腸等組織脂肪組織、骨骼肌中甘油激酶活性低，無法利用甘油組織：除腦組織外,大多數(shù)組織均可進行，其中肝、肌肉最活躍。亞細(xì)胞：胞液、線粒體部位（三）脂酸經(jīng)β-氧化分解供能1.脂酸的活化形式為脂酰CoA（胞液）脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上。+CoA-SH主要過程（活化、轉(zhuǎn)移、β-氧化）2.脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運進入線粒體，是脂酸β-氧化的主要限速步驟

肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ（carnitineacyltransferaseⅠ）是脂酸β-氧化的限速酶。丙二酰CoA抑制酶Ⅰ胰島素抑制酶Ⅱ3.脂酸的β-氧化的最終產(chǎn)物主要是乙酰CoA（線粒體）脫氫加水再脫氫硫解脂酰CoAL(+)-β羥脂酰CoAβ酮脂酰CoA少兩個碳的脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脫氫酶反⊿2-烯脂酰CoAL(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH5

NADH+H+

FADH2

H2O呼吸鏈

2ATPH2O呼吸鏈

3ATP乙酰CoA徹底氧化

三羧酸循環(huán)

生成酮體

肝外組織氧化利用

脂酰CoA脫氫酶L(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉堿轉(zhuǎn)運載體ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸鏈2ATPH2O呼吸鏈3ATP線粒體膜TAC活化轉(zhuǎn)移β-氧化活化：消耗2個高能磷酸鍵β-氧化：

每輪循環(huán)

四個重復(fù)步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解產(chǎn)物：1分子乙酰CoA1分子少兩個碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH24.脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來源——

以18碳硬脂酸的氧化為例8輪循環(huán)產(chǎn)物：9分子乙酰CoA8分子NADH+H+8分子FADH2能量計算：

生成ATP

9×12+8×3+8×2=148

凈生成ATP

148–2=146硬脂酸與葡萄糖在體內(nèi)氧化產(chǎn)生ATP的比較1.不飽和脂酸的氧化不飽和脂酸β氧化順⊿3-烯酰CoA順⊿2-烯酰CoA反⊿2-烯酰CoA⊿3順-⊿2反烯酰CoA

異構(gòu)酶β氧化L(+)-β羥脂酰CoAD(-)-β羥脂酰CoAD(-)-β羥脂酰CoA

表構(gòu)酶H2O（四）脂酸的其他氧化方式水合酶脫氫酶亞油酰CoA（⊿9順，⊿12順）3次β氧化十二碳二烯脂酰CoA（⊿3順，⊿6順）十二碳二烯脂酰CoA（⊿2反，⊿6順）⊿3順,⊿2反-烯脂酰

CoA異構(gòu)酶2次β氧化八碳烯脂酰CoA（⊿2順）D(+)-β-羥八碳脂酰CoAL(-)-β-羥八碳脂酰CoA4乙酰CoA4次β氧化β-羥脂酰CoA

表構(gòu)酶烯脂酰CoA

水化酶12CH3cOHOSCoA32.奇數(shù)碳原子脂酸的氧化——丙酰CoA

奇數(shù)碳脂酸膽固醇側(cè)鏈CH3CH2CO~CoA

羧化酶（ATP、生物素）CO2D-甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰CoA異構(gòu)酶變位酶琥珀酰CoATAC（丙酰CoA）

-氧化在動物體中，C10或C11脂肪酸的碳鏈末端碳原子（

-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸任意一端活化后進入線粒體內(nèi)后，可以從分子的任何一端進行

-氧化，最后生成的琥珀酰CoA可直接進入三羧酸循環(huán)。

-氧化（肝、腦組織）脂肪酸的

-碳被氧化成羥基，生成

-羥基脂酸。

-羥基脂酸可進一步脫羧、氧化轉(zhuǎn)變成少一個碳原子的脂肪酸。上述反應(yīng)由單氧化酶催化，需要有O2、Fe2+和抗壞血酸等參加。乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者總稱為酮體(ketonebodies)。血漿水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)代謝定位：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（五）酮體的生成和利用CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶1.酮體在肝細(xì)胞中生成NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮體在肝外組織利用琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（心、腎及骨骼肌的線粒體）乙酰乙酰CoA硫激酶（腎、心和腦的線粒體）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）2乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酸HMGCoAD(-)-β-羥丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA酮體的生成和利用的總示意圖3.酮體生成的生理意義酮體是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過血腦屏障，是肌肉尤其是腦組織的重要能源。酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。4.酮體生成的調(diào)節(jié)（1）飽食及饑餓的影響（主要通過激素的作用）抑制脂解，脂肪動員飽食

胰島素

進入肝的脂酸

脂酸β氧化

酮體生成饑餓

脂肪動員FFA胰高血糖素等脂解激素

酮體生成

脂酸β氧化（2）肝細(xì)胞糖原含量及代謝的影響糖代謝旺盛FFA主要生成TG及磷脂

乙酰CoA

+乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA

反之，糖代謝減弱，脂酸β-氧化及酮體生成均加強（肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I抑制劑）丙二酰CoA競爭性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶，抑制脂酰CoA進入線粒體，脂酸β氧化減弱，酮體生產(chǎn)減少。（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA進入線粒體二、脂肪的合成代謝脂肪的合成有兩種途徑：一種是利用食物中的脂肪轉(zhuǎn)化成為人體的脂肪，較少；另一種是將糖類等轉(zhuǎn)化成脂肪，這是體內(nèi)脂肪的主要來源。脂肪組織和肝是體內(nèi)合成脂肪的主要部位，其他許多組織如腎、腦、肺、乳腺等組織也都能合成脂肪。合成脂肪的原料是α-磷酸甘油、脂肪酸脂肪酸的合成代謝是在細(xì)胞漿中進行的。（一）α-磷酸甘油的合成

α-磷酸甘油由糖酵解中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原而成。也可在肝由甘油磷酸化生成：(二)、脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成組織：肝（主要）、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細(xì)胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：碳鏈延長1.合成部位

軟脂酸的合成NADPH的來源:

磷酸戊糖途徑（主要來源）

胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要來源:乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體。乙酰CoA氨基酸

Glc（主要）脂肪酸酮體線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoANADPH+H+

NADP+

蘋果酸酶CoA乙酰CoA

ATPAMPPPiATP檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO2檸檬酸-丙酮酸循環(huán)（1）丙二酸單酰CoA的合成酶-生物素-CO2

+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酸單酰CoA總反應(yīng)式:

丙二酸單酰CoA

+ADP+PiATP+HCO3-

+乙酰CoA3.脂酸合成酶系及反應(yīng)過程酶-生物素+HCO3ˉ

酶-生物素-CO2ADP+PiATP乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。其活性受別構(gòu)調(diào)節(jié)和磷酸化、去磷酸化修飾調(diào)節(jié)。（2）軟脂酸合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長鏈脂酸，是一個重復(fù)加成過程，每次延長2個碳原子。各種生物合成脂酸的過程基本相似。其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基載體?！漉；d體蛋白(ACP)底物進入乙酰CoAACP-S-乙?；釂熙oAACP-S-丙二酸單?；浿岷铣擅?/p>

乙酰基（第一個）丙二酸單?；浿岬暮铣蛇^程酰基載體蛋白

(ACP)縮合CO2還原NADPH+H+NADP+脫水H2O再還原NADPH+H+NADP+經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個丙二酸單?；?，增加兩個碳原子，最終釋出軟酯酸。軟脂酸合成的總反應(yīng):CH3COSCoA

+7HOOCCH2COSCoA

+

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

+6H2O+8HSCoA+14NADP+

以丙二酸單酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫經(jīng)縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應(yīng)增加2個碳原子，合成過程類似軟脂酸合成，但脂?；B在CoASH上進行反應(yīng)，腦組織可延長至24碳，以18碳硬脂酸為最多。1.脂酸碳鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的延長（二）脂酸碳鏈的延長軟脂酸經(jīng)線粒體脂肪酸延長酶體系作用，與乙酰CoA逐步縮合延長碳鏈，由NADPH+H+供氫，過程與β-氧化的逆反應(yīng)基本相似，需α-β烯酰還原酶，一輪反應(yīng)增加2個碳原子，可延長至24碳或26碳，以硬脂酸最多。2.脂酸碳鏈在線粒體中的延長1.代謝物的調(diào)節(jié)作用乙酰CoA羧化酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)物抑制劑：軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA激活劑：檸檬酸、異檸檬酸進食糖類而糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，異檸檬酸及檸檬酸堆積，有利于脂酸的合成。大量進食糖類也能增強各種合成脂肪有關(guān)的酶活性從而使脂肪合成增加。（四）脂酸合成的調(diào)節(jié)2.激素調(diào)節(jié)

胰高血糖素腎上腺素生長素脂酸合成

﹣﹣TG合成胰高血糖素：使乙酰CoA羧化酶磷酸化而失活胰島素：通過磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而復(fù)活+

脂酸合成

胰島素

乙酰CoA羧化酶、脂酸合成酶、ATP-檸檬酸裂解酶、脂蛋白脂酶+

TG合成