《脂肪與能量代謝》課件

脂肪與能量代謝深入探討脂肪在人體中的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化和利用課程概述脂肪基礎(chǔ)知識(shí)化學(xué)結(jié)構(gòu)、分類與生理功能代謝途徑β-氧化、脂肪酸合成與調(diào)控健康關(guān)聯(lián)脂肪代謝紊亂與疾病調(diào)節(jié)策略學(xué)習(xí)目標(biāo)理解脂肪的化學(xué)本質(zhì)掌握脂質(zhì)分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)掌握代謝核心途徑β-氧化與脂肪酸合成機(jī)制分析能量平衡原理基礎(chǔ)代謝率與運(yùn)動(dòng)消耗關(guān)系評(píng)估健康影響代謝紊亂與疾病發(fā)生機(jī)制什么是脂肪？生化定義由碳?xì)溲踅M成的有機(jī)物能量密度高（9千卡/克）主要形式中性脂肪（三酰甘油）磷脂質(zhì)、固醇類存在狀態(tài)脂肪組織中儲(chǔ)存細(xì)胞內(nèi)脂滴脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)甘油骨架三羥基丙醇分子提供酯化位點(diǎn)脂肪酸碳?xì)滏湥?4-24個(gè)碳原子）羧基與甘油酯化酯鍵連接形成三酰甘油水解釋放能量脂肪的分類甘油脂三酰甘油主要能量儲(chǔ)存磷脂細(xì)胞膜主要成分雙分子層結(jié)構(gòu)固醇類膽固醇為代表膜流動(dòng)性調(diào)節(jié)蠟質(zhì)保護(hù)性涂層防水防損傷飽和脂肪酸vs不飽和脂肪酸類型特點(diǎn)來源健康影響飽和脂肪酸無雙鍵肉類、奶制品升高LDL膽固醇單不飽和一個(gè)雙鍵橄欖油、鱷梨有益心臟健康多不飽和多個(gè)雙鍵魚油、亞麻籽降低炎癥脂肪的生理功能能量存儲(chǔ)高密度能量庫保護(hù)作用器官緩沖保護(hù)體溫調(diào)節(jié)隔熱保溫層維生素載體脂溶性維生素吸收能量儲(chǔ)存9千卡/克脂肪能量密度是碳水化合物的兩倍多15%體重比例男性健康脂肪比例25%體重比例女性健康脂肪比例8萬千卡成人脂肪儲(chǔ)備總能量細(xì)胞膜組成磷脂雙層親水頭和疏水尾排列形成流動(dòng)鑲嵌模型成分可在膜面自由移動(dòng)膽固醇調(diào)節(jié)維持膜流動(dòng)性和穩(wěn)定性平衡保護(hù)器官物理緩沖減輕外力沖擊如腎周脂肪包膜器官固定維持位置穩(wěn)定減少移位風(fēng)險(xiǎn)特殊保護(hù)眼窩脂肪墊足底脂肪墊維持體溫冷環(huán)境刺激體表溫度下降隔熱作用皮下脂肪減少熱散失褐色脂肪激活產(chǎn)熱保持核心溫度體溫穩(wěn)定維持37°C左右脂溶性維生素的載體維生素A視覺、免疫功能維生素D鈣吸收、骨骼健康維生素E抗氧化保護(hù)維生素K凝血功能什么是代謝？生化轉(zhuǎn)化物質(zhì)轉(zhuǎn)換與能量變化過程動(dòng)態(tài)平衡同化與異化的協(xié)調(diào)酶催化特異性反應(yīng)的加速代謝的基本概念代謝是生命維持的核心過程包括分解合成的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通過多級(jí)酶控制調(diào)節(jié)同化作用vs異化作用同化作用小分子合成大分子需要能量輸入如脂肪酸合成儲(chǔ)存能量異化作用大分子分解為小分子釋放能量如β-氧化產(chǎn)生ATP能量代謝概述營養(yǎng)素?cái)z入碳水、脂肪、蛋白質(zhì)營養(yǎng)物分解消化系統(tǒng)初步處理代謝途徑細(xì)胞內(nèi)化學(xué)轉(zhuǎn)化4ATP產(chǎn)生生物可用能量形式ATP：細(xì)胞能量貨幣三磷酸腺苷高能磷酸鍵儲(chǔ)存能量能量轉(zhuǎn)換ATP→ADP+Pi釋放能量快速循環(huán)人體每天合成約體重等量的ATP代謝連接連接分解代謝與合成代謝脂肪酸代謝的主要途徑脂肪動(dòng)員脂肪組織釋放血液運(yùn)輸白蛋白或脂蛋白攜帶細(xì)胞攝取脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β-氧化線粒體內(nèi)分解β-氧化過程活化脂酰CoA合成酶催化消耗ATP轉(zhuǎn)運(yùn)肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)穿越線粒體膜螺旋過程每輪切除兩個(gè)碳生成乙酰CoA三羧酸循環(huán)乙酰CoA完全氧化產(chǎn)生CO?和H?Oβ-氧化的四個(gè)步驟脫氫FAD接受電子1水合加水生成L-β-羥酰CoA2再次脫氫NAD+接受電子3硫解CoA裂解為乙酰CoA4脫氫酶催化?；鵆oA脫氫酶含F(xiàn)AD輔基反應(yīng)位點(diǎn)α和β碳之間形成反式雙鍵能量傳遞FADH?將電子傳遞進(jìn)入電子傳遞鏈水合催化酶烯酰CoA水合酶立體選擇性加水反應(yīng)本質(zhì)水分子加成雙鍵斷裂產(chǎn)物L(fēng)-β-羥酰CoA含羥基的中間產(chǎn)物再次脫氫1催化酶L-β-羥酰CoA脫氫酶2輔酶NAD+接受電子3產(chǎn)物β-酮酰CoA形成硫解碳鏈裂解β-酮酰CoA斷裂CoA參與新CoA分子攻擊產(chǎn)物形成乙酰CoA和短鏈酰CoAβ-氧化能量產(chǎn)生脂肪酸合成底物來源碳水化合物過剩生成乙酰CoA檸檬酸穿梭轉(zhuǎn)運(yùn)碳鏈延長二碳單位累加脂肪酸形成主要為棕櫚酸脂肪酸合成酶復(fù)合物7功能域單一多肽鏈上不同催化活性區(qū)域2亞基組成二聚體結(jié)構(gòu)形成功能復(fù)合物16碳原子合成的主要終產(chǎn)物棕櫚酸長度脂肪酸合成的調(diào)控胰島素促進(jìn)脂肪酸合成高碳水飲食增加脂肪合成SREBP轉(zhuǎn)錄因子激活相關(guān)基因三酰甘油的合成與分解甘油-3-磷酸骨架來源酰基CoA添加三次酯化反應(yīng)脂肪酶水解分步釋放脂肪酸甘油回收返回代謝循環(huán)脂肪組織中的脂肪代謝白色脂肪組織主要儲(chǔ)能功能單個(gè)大脂滴分布廣泛褐色脂肪組織產(chǎn)熱功能多個(gè)小脂滴線粒體豐富米色脂肪組織白色脂肪"褐變"冷刺激誘導(dǎo)增加能量消耗脂肪動(dòng)員激素信號(hào)腎上腺素、胰高血糖素等cAMP激活第二信使觸發(fā)信號(hào)級(jí)聯(lián)脂肪酶活化磷酸化增強(qiáng)酶活性激素敏感性脂肪酶關(guān)鍵酶脂肪動(dòng)員限速步驟蛋白激酶A磷酸化激活催化作用三酰甘油水解逐步去除脂肪酸調(diào)控胰島素抑制活性交感神經(jīng)興奮激活脂肪酸在血液中的運(yùn)輸溶解性問題脂肪酸疏水性難溶于水游離脂肪酸與白蛋白結(jié)合運(yùn)輸三酰甘油需包裝成脂蛋白顆粒脂蛋白類型乳糜微粒、VLDL、LDL、HDL脂蛋白的作用脂蛋白類型密度主要功能來源乳糜微粒最低運(yùn)輸食物脂肪小腸VLDL很低輸出肝臟脂肪肝臟LDL低向組織供應(yīng)膽固醇VLDL轉(zhuǎn)化HDL高膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)肝臟和小腸膽固醇代謝內(nèi)源合成肝臟為主要場所外源攝入動(dòng)物性食品中含有動(dòng)態(tài)平衡合成、攝入與排泄平衡多重功能膜成分、激素前體膽固醇的合成乙酰CoA提供碳骨架HMG-CoA中間產(chǎn)物甲羥戊酸限速步驟產(chǎn)物膽固醇經(jīng)27步反應(yīng)形成膽固醇的調(diào)控醫(yī)療干預(yù)他汀類藥物抑制HMG-CoA還原酶2基因表達(dá)SREBP調(diào)控相關(guān)酶合成3飲食影響膳食膽固醇反饋抑制合成能量平衡能量攝入食物熱量碳水、脂肪、蛋白質(zhì)飲食模式能量消耗基礎(chǔ)代謝率體力活動(dòng)食物熱效應(yīng)基礎(chǔ)代謝率肝臟大腦肌肉腎臟心臟其他組織影響基礎(chǔ)代謝率的因素肌肉含量肌肉組織代謝活躍年齡年齡增長基礎(chǔ)代謝率降低性別男性通常高于女性激素水平甲狀腺激素提高代謝率熱量消耗的組成基礎(chǔ)代謝體力活動(dòng)食物熱效應(yīng)非運(yùn)動(dòng)性活動(dòng)產(chǎn)熱（NEAT）日?；顒?dòng)走路、站立、家務(wù)勞動(dòng)姿勢維持坐立不安、踮腳尖個(gè)體差異可相差高達(dá)2000千卡/天體重管理增加NEAT有助減重運(yùn)動(dòng)與脂肪燃燒脂肪動(dòng)員運(yùn)動(dòng)促進(jìn)脂肪酶活化脂肪酸運(yùn)輸血液攜帶至肌肉組織3肌細(xì)胞攝取脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)線粒體氧化β-氧化產(chǎn)生ATP有氧運(yùn)動(dòng)vs無氧運(yùn)動(dòng)有氧運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間長中低強(qiáng)度主要燃燒脂肪例如：慢跑、游泳無氧運(yùn)動(dòng)短時(shí)高強(qiáng)度無氧糖酵解主要消耗糖原例如：舉重、沖刺最大脂肪燃燒區(qū)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(%最大心率)脂肪燃燒比例(%總能耗)總能量消耗(卡/分鐘)運(yùn)動(dòng)后過量氧耗（EPOC）氧債償還補(bǔ)充ATP和肌酸磷酸乳酸清除轉(zhuǎn)化為糖原或氧化體溫下降降溫所需額外能量激素恢復(fù)兒茶酚胺水平正?；敬x與健康心血管健康血脂水平影響血管狀態(tài)1體重管理脂肪存儲(chǔ)與消耗平衡神經(jīng)功能必需脂肪酸維持腦功能免疫調(diào)節(jié)脂質(zhì)介質(zhì)參與炎癥過程4肥胖與脂肪代謝失調(diào)300%風(fēng)險(xiǎn)增加肥胖者糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)70%全球比例代謝綜合征與肥胖相關(guān)5倍風(fēng)險(xiǎn)增長肥胖者心臟病風(fēng)險(xiǎn)增加胰島素抵抗定義細(xì)胞對胰島素反應(yīng)減弱葡萄糖攝取障礙脂肪因素脂肪組織炎癥游離脂肪酸水平升高健康影響2型糖尿病前兆代謝綜合征核心特征脂肪肝脂肪累積肝細(xì)胞中三酰甘油沉積炎癥發(fā)展肝細(xì)胞損傷激活炎癥纖維化膠原沉積與瘢痕形成肝硬化組織結(jié)構(gòu)改變功能減退心血管疾病血脂異常LDL升高，HDL降低動(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)沉積血管壁斑塊形成狹窄血管腔心臟事件心肌梗死、中風(fēng)代謝綜合征調(diào)節(jié)脂肪代謝的策略藥物干預(yù)必要時(shí)醫(yī)療支持優(yōu)質(zhì)睡眠促進(jìn)代謝平衡規(guī)律運(yùn)動(dòng)增加能量消耗4均衡飲食健康脂肪攝入均衡飲食健康脂肪：橄欖油、堅(jiān)果、鱷梨限制反式脂肪和飽和脂肪增加Omega-3脂肪酸攝入規(guī)律運(yùn)動(dòng)有氧運(yùn)動(dòng)每周150分鐘中等強(qiáng)度力量訓(xùn)練每周2-3次增肌活動(dòng)高強(qiáng)度間歇提高代謝率和EPOC日?；顒?dòng)增加NEAT消耗睡眠質(zhì)量7-8小時(shí)/日最佳睡眠時(shí)長16%代謝率下降睡眠不足導(dǎo)致56%胰島素敏感性睡眠剝奪后降低