《生物化學(xué)課件》8：脂代謝

《生物化學(xué)課件》8：脂代謝CATALOGUE目錄脂類(lèi)概述與分類(lèi)脂類(lèi)消化吸收與運(yùn)輸脂肪酸氧化與能量產(chǎn)生甘油磷脂代謝途徑和調(diào)控固醇類(lèi)物質(zhì)代謝及調(diào)控脂代謝調(diào)控機(jī)制探討01脂類(lèi)概述與分類(lèi)脂類(lèi)是一大類(lèi)不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的化合物，包括脂肪和類(lèi)脂。脂類(lèi)定義脂類(lèi)是生物體的重要組成成分，具有供給能量、保護(hù)內(nèi)臟、維持體溫、構(gòu)成生物膜等生理功能。生理功能脂類(lèi)定義及生理功能由甘油和脂肪酸組成的甘油三酯，是體內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。脂肪包括磷脂、糖脂和固醇等，具有構(gòu)成生物膜、調(diào)節(jié)生理功能等作用。類(lèi)脂常見(jiàn)脂類(lèi)化合物介紹由碳、氫、氧三種元素組成，一端為羧基，另一端為甲基，碳?xì)滏湷示€(xiàn)性或帶有分支。丙三醇，具有三個(gè)羥基，可與脂肪酸結(jié)合形成甘油三酯。脂肪酸與甘油結(jié)構(gòu)特點(diǎn)甘油脂肪酸體內(nèi)脂肪主要儲(chǔ)存在脂肪組織中，如皮下脂肪、內(nèi)臟脂肪等。脂肪組織生物膜血漿脂蛋白磷脂是構(gòu)成生物膜的主要成分，對(duì)維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能具有重要作用。血漿中的脂類(lèi)主要以脂蛋白的形式存在，參與脂類(lèi)在體內(nèi)的運(yùn)輸和代謝。030201脂類(lèi)在生物體內(nèi)分布02脂類(lèi)消化吸收與運(yùn)輸口腔對(duì)脂類(lèi)的消化作用有限，主要通過(guò)咀嚼和唾液中的酶進(jìn)行初步分解?？谇幌竷?nèi)酸性環(huán)境及胃蠕動(dòng)有助于脂類(lèi)的進(jìn)一步分解，但胃對(duì)脂類(lèi)的消化能力較弱。胃消化小腸是脂類(lèi)消化的主要場(chǎng)所，胰液和膽汁中的酶將脂類(lèi)分解為甘油和脂肪酸等小分子物質(zhì)。小腸消化消化道內(nèi)脂類(lèi)消化過(guò)程吸收機(jī)制脂類(lèi)在小腸內(nèi)被分解為小分子后，通過(guò)小腸絨毛上皮細(xì)胞的吸收作用進(jìn)入血液和淋巴循環(huán)。影響因素飲食成分、腸道微生物、疾病狀態(tài)等均可影響脂類(lèi)的吸收效率和程度。脂類(lèi)吸收機(jī)制及影響因素血液中脂蛋白種類(lèi)和功能由小腸黏膜細(xì)胞合成，主要功能是運(yùn)輸外源性甘油三酯和膽固醇。由肝細(xì)胞合成，主要功能是運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯和膽固醇。由極低密度脂蛋白轉(zhuǎn)化而來(lái)，主要功能是將膽固醇運(yùn)輸?shù)酵庵芙M織。由肝和小腸黏膜細(xì)胞合成，主要功能是將膽固醇從外周組織運(yùn)輸?shù)礁闻K進(jìn)行代謝。乳糜微粒極低密度脂蛋白低密度脂蛋白高密度脂蛋白高脂血癥脂肪肝肥胖癥糖尿病脂蛋白代謝異常與疾病關(guān)系01020304血液中脂蛋白含量異常升高，與動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病等心血管疾病密切相關(guān)。肝細(xì)胞內(nèi)脂肪堆積過(guò)多，與長(zhǎng)期飲酒、營(yíng)養(yǎng)不良等因素有關(guān)。體內(nèi)脂肪堆積過(guò)多，與遺傳、飲食、運(yùn)動(dòng)等多種因素有關(guān)，可增加多種疾病的風(fēng)險(xiǎn)。胰島素分泌不足或作用障礙導(dǎo)致脂代謝異常，與高血糖、高血脂等代謝紊亂有關(guān)。03脂肪酸氧化與能量產(chǎn)生活化過(guò)程脂肪酸在胞質(zhì)中首先被活化，與CoA結(jié)合生成脂酰CoA，此過(guò)程需要消耗ATP。關(guān)鍵酶脂肪酸活化的關(guān)鍵酶是脂酰CoA合成酶，它催化脂肪酸活化形成脂酰CoA，是脂肪酸氧化的限速步驟。脂肪酸活化過(guò)程及關(guān)鍵酶β-氧化途徑脂酰CoA進(jìn)入線(xiàn)粒體后，經(jīng)過(guò)脫氫、加水、再脫氫、硫解四步反應(yīng)，生成一分子乙酰CoA和一分子少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。后者再次進(jìn)入β-氧化循環(huán)，直至完全降解。產(chǎn)物脂肪酸β-氧化的主要產(chǎn)物是乙酰CoA，它是進(jìn)入三羧酸循環(huán)的重要中間物，可進(jìn)一步徹底氧化生成CO?和H?O，并釋放大量能量。脂肪酸β-氧化途徑和產(chǎn)物酮體生成和利用途徑生成途徑在肝細(xì)胞線(xiàn)粒體中，兩分子乙酰CoA經(jīng)縮合、羥化和裂解反應(yīng)，生成乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮三種酮體。利用途徑酮體是肝向肝外組織輸出能量的重要形式。心、腎和腦等組織主要依賴(lài)酮體作為能源物質(zhì)。在饑餓或糖尿病時(shí)，酮體生成增加，可導(dǎo)致酮血癥和酮尿癥。脂肪酸氧化釋放的能量遠(yuǎn)大于糖氧化釋放的能量。以軟脂酸為例，其徹底氧化可凈生成129分子ATP，是糖類(lèi)的2.5倍。能量計(jì)算脂肪酸是體內(nèi)重要的能源物質(zhì)，尤其是在長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，脂肪酸氧化供能占主導(dǎo)地位。此外，脂肪酸還是生物膜的重要組成成分，對(duì)維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能具有重要作用。意義能量計(jì)算及意義04甘油磷脂代謝途徑和調(diào)控VS甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和含氮堿基或醇類(lèi)構(gòu)成，是生物膜的主要成分。功能甘油磷脂在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、能量轉(zhuǎn)換等方面發(fā)揮重要作用?；窘Y(jié)構(gòu)甘油磷脂基本結(jié)構(gòu)和功能

甘油磷脂合成途徑及關(guān)鍵酶磷脂酸途徑甘油與活化的脂肪酸在磷脂酸合成酶的催化下生成磷脂酸，再經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)合成甘油磷脂。CDP-甘油二酯途徑CDP-甘油二酯與肌醇或絲氨酸等反應(yīng)，生成相應(yīng)的磷脂酰肌醇或磷脂酰絲氨酸等。關(guān)鍵酶磷脂酸合成酶、CDP-甘油二酯合成酶等是甘油磷脂合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶。甘油磷脂在磷脂酶的作用下可水解為甘油、脂肪酸、磷酸和含氮堿基或醇類(lèi)等。甘油可進(jìn)入糖酵解或糖異生途徑；脂肪酸可氧化供能或合成其他生物分子；磷酸和含氮堿基或醇類(lèi)可參與其他代謝過(guò)程。分解產(chǎn)物去路甘油磷脂分解產(chǎn)物和去路磷脂代謝異常動(dòng)脈粥樣硬化脂肪肝其他疾病甘油磷脂代謝異常相關(guān)疾病磷脂合成或分解過(guò)程中的關(guān)鍵酶缺陷可導(dǎo)致磷脂代謝異常，引發(fā)相應(yīng)的疾病。肝細(xì)胞內(nèi)甘油磷脂代謝異?？蓪?dǎo)致脂肪肝等肝臟疾病的發(fā)生。血漿中甘油磷脂水平異常與動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)。甘油磷脂代謝異常還與糖尿病、肥胖癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等多種疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。05固醇類(lèi)物質(zhì)代謝及調(diào)控膽固醇合成原料和關(guān)鍵酶乙酰CoA是膽固醇合成的直接原料，主要來(lái)源于葡萄糖、脂肪酸和某些氨基酸的分解代謝。原料HMG-CoA還原酶是膽固醇合成的關(guān)鍵酶，催化HMG-CoA轉(zhuǎn)化為甲羥戊酸，該反應(yīng)是膽固醇合成的限速步驟。關(guān)鍵酶轉(zhuǎn)化途徑膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為膽汁酸、類(lèi)固醇激素、維生素D等生理活性物質(zhì)。要點(diǎn)一要點(diǎn)二產(chǎn)物膽汁酸是膽固醇的主要轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，參與脂類(lèi)物質(zhì)的消化吸收；類(lèi)固醇激素包括性激素、腎上腺皮質(zhì)激素等，具有廣泛的生理作用；維生素D可促進(jìn)鈣磷吸收和骨骼發(fā)育。膽固醇轉(zhuǎn)化途徑及產(chǎn)物排泄機(jī)制膽固醇主要通過(guò)膽汁排出體外，少量經(jīng)腸道細(xì)菌作用轉(zhuǎn)化為糞固醇隨糞便排出。影響因素飲食、遺傳、疾病等因素均可影響膽固醇的排泄。高膽固醇飲食可增加膽固醇的吸收和合成；部分遺傳性疾病可導(dǎo)致膽固醇代謝異常；肝膽疾病可影響膽汁的分泌和排泄，從而影響膽固醇的代謝。膽固醇排泄機(jī)制和影響因素生理功能固醇類(lèi)物質(zhì)在體內(nèi)具有廣泛的生理功能，包括構(gòu)成細(xì)胞膜、合成膽汁酸、維生素D和類(lèi)固醇激素等。異常表現(xiàn)固醇類(lèi)物質(zhì)代謝異?？蓪?dǎo)致多種疾病，如高膽固醇血癥、動(dòng)脈粥樣硬化、脂肪肝等。高膽固醇血癥是動(dòng)脈粥樣硬化的重要危險(xiǎn)因素之一；脂肪肝患者肝細(xì)胞內(nèi)脂肪堆積過(guò)多，與膽固醇代謝異常密切相關(guān)。固醇類(lèi)物質(zhì)生理功能及異常表現(xiàn)06脂代謝調(diào)控機(jī)制探討促進(jìn)脂肪合成，抑制脂肪分解，減少游離脂肪酸的釋放。胰島素促進(jìn)脂肪分解，增加游離脂肪酸的釋放，提供能量來(lái)源。胰高血糖素促進(jìn)脂肪分解，增加能量消耗。腎上腺素和去甲腎上腺素促進(jìn)脂肪分解，同時(shí)促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，影響身體組成。生長(zhǎng)激素激素對(duì)脂代謝影響導(dǎo)致脂肪合成增加，脂肪細(xì)胞體積增大，引起肥胖。能量攝入過(guò)剩脂肪攝入過(guò)多碳水化合物攝入不足蛋白質(zhì)攝入不足或過(guò)多飽和脂肪和反式脂肪攝入過(guò)多，增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)致脂肪分解增加，提供能量，但長(zhǎng)期不足可能影響健康。影響脂肪代謝酶的活性，進(jìn)而影響脂肪代謝。營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)脂代謝影響基因組學(xué)研究基因變異與脂肪代謝表型的關(guān)系，為個(gè)性化治療提供依據(jù)?；蛲蛔儗?dǎo)致脂肪代謝相關(guān)酶活性改變，影響脂肪合成和分解。家族遺傳性疾病如家族性高膽固醇血癥等，具有明顯的遺傳傾向和脂代謝異常。遺傳因素對(duì)脂代謝影響高脂、高糖、高熱量飲食，缺乏膳