第07章 脂類代謝

第八章脂類代謝

概述甘油三酯的代謝磷脂代謝膽固醇代謝血脂與血漿脂蛋白主要內(nèi)容

脂類是脂肪和類脂的總稱，不溶于水而溶于有機(jī)溶劑。脂類脂肪又稱三酯酰甘油或甘油三酯

(triglyceride,TG)類脂膽固醇(cholesterol,Ch)膽固醇酯(cholesterylester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)1、脂肪（油脂）結(jié)構(gòu)通式（甘油+脂肪酸）脂肪酸CH3-CH2-CH2-(CH2)n-CH2-CH2-COOHα，β，ωCH3-(CH2)m-CH2=CH2-(CH2)nCOOH飽和脂肪酸棕櫚酸（軟脂酸）：C16；硬脂酸：C18；花生酸：C20；不飽和脂肪酸油酸：C18：1（9）或C18：1△9；亞油酸：C18：2（9，12）或C18：2△9，12亞麻酸：C18：3（9，12，15）或C18：3△9，12，15花生四烯酸：C20：4（5，8，11，14）或C20：4△5，8，11，14第一節(jié)概述

一、脂類的主要生理功能（一）儲(chǔ)能和供能

1g脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約38kJ，而1g糖徹底氧化僅供銷能16.7kJ.脂肪組織儲(chǔ)存脂肪,約占體重10～20%.

合理飲食脂肪氧化供能占20～30%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1-3天脂肪氧化供能占85%飽食、少動(dòng)脂肪堆積，發(fā)胖（三）保護(hù)內(nèi)臟和防止體溫散失（二）維持生物膜的結(jié)構(gòu)與功能

磷脂和膽固醇是構(gòu)成所有生物膜的重要組成成分。（四）轉(zhuǎn)變成多種重要的生理活性物質(zhì)

花生四烯酸可轉(zhuǎn)變?yōu)榍傲邢偎?、白三烯及血栓素等膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?、維生素D、性激素及腎上腺皮質(zhì)激素等（五）必需脂肪酸的來源必需脂肪酸不能在體內(nèi)合成，必需從植物油中攝取。包括亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸（六）磷脂作為第二信使參與代謝調(diào)節(jié)二、脂類在體內(nèi)的分布脂肪

主要分布于腹腔、皮下及肌纖維間。成年男性的脂肪含量約占體重的10%～20%。含量受營養(yǎng)狀況和集體活動(dòng)等因素的影響，又稱可變脂。類脂生物膜的基本成分。約占體重的5%。含量不受營養(yǎng)狀況和集體活動(dòng)等因素的影響，又稱固定脂或基本脂。第二節(jié)甘油三酯的代謝一、甘油三酯的分解代謝（一）脂肪的動(dòng)員儲(chǔ)存于脂肪細(xì)胞中的脂肪，在3種脂肪酶作用下逐步水解為游離脂酸和甘油，釋放入血供其他組織利用的過程，稱脂肪的動(dòng)員。激素敏感脂肪酶(HSL):

甘油三酯脂肪酶是脂肪動(dòng)員的限速酶，其活性受多種激素調(diào)節(jié)，故稱激素敏感脂肪酶。脂解激素：促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素。腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、生長素?？怪饧に兀阂种浦緞?dòng)員的激素。胰島素、前列腺素E1。脂肪動(dòng)員的激素調(diào)節(jié)作用ATPcAMP5`-AMP磷酸二酯酶TG脂肪酶TG脂肪酶PATPADP甘油三酯甘油脂肪酸甘油一酯

脂肪酸甘油二酯脂肪酸胰高血糖素生長素腎上腺素脂解激素+胰島素抗脂解激素腺苷酸環(huán)化酶無活性蛋白激酶有活性蛋白激酶+無活性有活性++（二）脂酸的氧化脂肪酸的活化脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)橹］o酶A的過程。部位：線粒體外酶：脂酰輔酶A合成酶條件：ATP、輔酶A、Mg+存在

脂酸氧化的酶系存在線粒體基質(zhì)內(nèi)，但胞液中活化的長鏈脂酰CoA（12C以上）卻不能直接透過線粒體內(nèi)膜，必須與肉堿(L-β-羥-γ-三甲氨基丁酸)結(jié)合成脂酰肉堿才能進(jìn)入線粒體基質(zhì)內(nèi)。RCO-SCoACoA-SH肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ(CH3)3N+CH2CHCH2COOHOH肉堿(CH3)3N+CH2CHCH2COOH

RCO-O

脂酰肉堿2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體反應(yīng)由肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(CAT-Ⅰ和CAT-Ⅱ)催化脂酰輔酶A進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，經(jīng)脂酸β-氧化酶系的催化作用，在脂酰基β-碳原子上依次進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解4步連續(xù)反應(yīng)，使脂?；讦僚cβ-碳原子間斷裂，生成1分子乙酰CoA和少2個(gè)碳原子的脂酰CoA，3.脂酰CoA的β-氧化(1)脫氫RCH2CH2CH2CO～SCoA脂酰CoA(16C)脂酰CoA脫氫酶FADFADH2H2O1.5~P呼吸鏈(2)加水RCH2CC

CO～CoAHH

反

2-烯酰CoA反

2-烯酰CoA水化酶

H2O

OHRCH2CHCH2CO～SCoAL-β-羥脂酰CoAOHRCH2CHCH2CO～SCoAL-β-羥脂酰CoA(3)再脫氫NAD+NADH+H+L-β-羥脂酰CoA脫氫酶(4)硫解CH3CO～SCoA乙酰CoARCH2CO～SCoA脂酰CoA(14C)脫氫β-酮脂酰CoARCH2C～SCoAOCH2CO2.5～H2OPCoA-SHβ-酮脂酰CoA硫解酶

TCAC

1分子軟脂酸(16C)活化生成的軟脂酰CoA經(jīng)7次β-氧化?？偡磻?yīng)式如下:軟脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA～SH+7H2O8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)1分子軟脂酸徹底氧化共生成:(1.5×7)+(2.5×7)+(10×8)=108分子ATP4.脂酸氧化的能量生成

減去脂酸活化時(shí)消耗的2分子ATP，凈生成106分子ATP。（三）脂肪酸的其它氧化方式脂肪酸的α-氧化長鏈脂肪酸在一定條件下氧化成α-羥脂肪酸后，在經(jīng)氧化脫羧作用生成比原來少一個(gè)碳原子的脂肪酸。脂肪酸的ω-氧化肝組織的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，中長鏈脂肪酸（8～12C）末端（ω位）甲基在假單氧酶催化下氧化成ω-羥脂肪酸，然后再氧化成ω,α-二羧酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化。不飽和脂肪酸的氧化體內(nèi)不飽和脂酸約占脂肪酸總量的一半以上。也在線粒體中進(jìn)行β－氧化。在未遇雙鍵前，反應(yīng)過程與飽和脂酸的β－氧化完全相同。但天然脂酸的順式雙鍵需經(jīng)線粒體特異Δ3-順Δ2-反烯酰CoA異構(gòu)酶催化(如油酸=18:1,Δ9)，多不飽和脂酸如亞油酸(18:2,Δ9,12)的另雙鍵還需2,4-二烯酰CoA還原酶.（四）酮體的生成與利用概念：

脂酸在心肌、骨骼肌等組織中β-氧化生成的大量乙酰CoA，通過TAC徹底氧化成CO2和H2O。

肝臟中脂酸β－氧化生成的乙酰CoA，有一部分轉(zhuǎn)變成乙酰乙酸、β－羥丁酸及丙酮。這三種中間產(chǎn)物統(tǒng)稱為酮體(ketonebodies)。β－羥丁酸約70％，乙酰乙酸約30％，丙酮含量極微。

１．酮體的生成

肝細(xì)胞線粒體中含有活性較強(qiáng)的酮體合成的酶系。脂酸在線粒體β－氧化生成的乙酰CoA是合成酮體的原料。CH3COCH2CO～SCoA乙酰乙酰CoACH3CO～SCoA乙酰CoACH3—C—CH2CO～SCoAOHCH2COOH

β-羥β-甲基戊二酸單酰CoACH3—C—CH2COOH

OH

β-羥丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮酮體的生成途徑

CH3CO～SCoA

乙酰CoACoA～SH乙酰乙酰CoA硫解酶CoA～SHHMG-CoA合酶HMG-CoA裂解酶NADH+H+NAD+β-羥丁酸脫氫酶CO2乙酰乙酸脫羧酶2.酮體的利用

酮體在肝臟合成，但肝臟缺乏利用酮體的酶，因此不能利用酮體。酮體生成后進(jìn)入血液，輸送到肝外組織利用。特點(diǎn)：肝內(nèi)生酮肝外用

CH3COCH2COOH

乙酰乙酸CH3COCH2CO～SCoA

乙酰乙酰CoAATP+Co～SHPPi+AMP2PiCH2COOHCH2CO～CoACH2COOHCH2COOHTCAC乙酰CoACH3CO～CoA酮體的氧化途徑

β-羥丁酸CH3CH(OH)CH2COOH

β-羥丁酸脫氫酶NADH+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酰CoA-3酮酸CoA轉(zhuǎn)移酶乙酰乙酰CoA合成酶H2OHSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶心、腎、腦和骨胳肌此酶活性高(10倍)3.酮體生成的生理意義1)酮體具水溶性，能透過血腦屏障及毛細(xì)血管壁。是肝輸出脂肪能源的一種形式。2)長期饑餓時(shí)，酮體供給腦組織50～70%的能量。3)禁食、應(yīng)激及糖尿病時(shí)，心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能，節(jié)省葡萄糖以供腦和紅細(xì)胞所需。并可防止肌肉蛋白的過多消耗。長期饑餓和糖尿病時(shí)，脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多。當(dāng)肝內(nèi)產(chǎn)生酮體超過肝外組織氧化酮體的能力時(shí)，血中酮體蓄積，稱為酮血癥。尿中有酮體排出，稱酮尿癥。二者統(tǒng)稱酮癥酸中毒。(五）甘油代謝ATPADP甘油激酶（肝、腎、腸）甘油二酯磷脂CO2+H2OCH2OHCHCH2OHHO甘油CH2OHCHCH2OHO3-磷酸甘油PNAD+NADH+H+磷酸甘油脫氫酶CH2OHCCH2OO磷酸二羥丙酮P3-磷酸甘油醛CHOCHCH2O

HOP糖氧化糖糖異生

二、甘油三酯的合成代謝(一)、脂肪酸的生物合成1.合成部位

在肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等多種組織的胞液中均含有從乙酰CoA合成脂酸的酶系，稱為脂酸合成酶系。肝臟是人體合成脂酸的主要部位，其合成能力最強(qiáng)，約比脂肪組織大8～9倍。

2.合成原料

▲脂酸合成的碳源主要來自糖氧化產(chǎn)生的乙酰CoA。

▲ATP、NADPH、HCO3-(或CO2)及Mn2+等。

線粒體產(chǎn)生的乙酰CoA，需通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)運(yùn)到胞液中，才能成為脂酸合成的原料。

其中NADPH主要來自胞液中的磷酸戊糖途徑。檸檬酸檸檬酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰CoACoASH線粒體內(nèi)膜ATP、CoASHADP+Pi乙酰CoA合成脂酸NADH+H+NAD+蘋果酸NADP+NADPH+H+CO2蘋果酸酶丙酮酸載體蘋果酸NAD+NADH+H+ADP+PiATPCO2檸檬酸─丙酮酸循環(huán)胞液葡萄糖氨基酸檸檬酸裂解酶檸檬酸載體蘋果酸α-酮戊二酸載體線粒體基質(zhì)(1)丙二酸單酰CoA的合成

CH3CO~SCoA+HCO3-+ATP

乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素

HOOC-CH2CO~SCoA+ADP+Pi丙二酸單酰CoA在胞液中進(jìn)行HCO3-+ATPADP+Pi酶-生物素酶-生物素-CO2丙二酰單酰CoA乙酰CoA3.脂肪酸合成過程機(jī)理：關(guān)鍵酶(2)軟脂酸（16C）的合成

乙酰CoA＋7丙二酸單酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O軟脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA～SH

脂酸合成酶系（7次循環(huán)）4.脂肪酸碳鏈的延長

★軟脂酰CoA或軟脂酸生成后，可在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體經(jīng)脂酸碳鏈延長酶系的催化作用下，形成更長碳鏈的飽和脂酸。（二）α-磷酸甘油的來源由磷酸二羥丙酮還原而成由甘油轉(zhuǎn)變而成ATPADP甘油激酶（肝、腎、腸）CH2OHCHCH2OHHO甘油CH2OHCHCH2OHOα-磷酸甘油PCH2OHCCH2OO磷酸二羥丙酮PNAD+NADH+H+磷酸甘油脫氫酶（三）甘油三酯的合成代謝

1.合成部位以肝、脂肪組織及小腸為主。

脂肪細(xì)胞合成、儲(chǔ)存、動(dòng)員脂肪小腸脂肪

CM肌肉腎心動(dòng)員FFA

肝糖

脂肪

VLDL食物脂肪（外源）CMCMVLDLFFA合成脂肪（內(nèi)源）

α-磷酸甘油和脂酰輔酶A2.合成原料葡萄糖NADH+H+NAD+磷酸甘油脫氫酶CH2OHCCH2O-HO-PCH2OCOR1CCH2O-R2CO-O-PCH2OCOR1CCH2OH

R2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-O-CoA-SHR3CO~SC0A脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶R1CO~SCoAR2CO~SC0A脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶

2CoA-SHCH2OHC=OCH2O-P3.過程三、多不飽和脂酸的重要衍生物由廿碳多不飽和脂肪酸（主要是花生四烯酸）衍生的一類活性物質(zhì)，重要的有前列腺素(PG)、血栓素A2(TXA2)及白三烯(LTs).TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1982"fortheirdiscoveriesconcerningprostaglandinsandrelatedbiologicallyactivesubstances"PG:

是一類局部生物作用多樣性且復(fù)雜的激素樣活性物質(zhì)。對平滑肌的收縮和舒張的明顯影響，廣泛參與心血管疾病、腫瘤、炎癥及免疫等病理過程。TXA2：是最強(qiáng)的縮血管物質(zhì)和血小板聚集劑，可引起凝血和血栓形成。PG2：是體內(nèi)已知最強(qiáng)的血小板聚集抑制劑和血管擴(kuò)張劑。

正常生理?xiàng)l件下，TXA2/PG2維持動(dòng)態(tài)平衡。LT：主要與白細(xì)胞（或單核細(xì)胞）趨化（粘附）性、炎癥及變態(tài)反應(yīng)有關(guān)。第三節(jié)磷脂的代謝磷脂甘油磷脂（磷脂酰甘油）由甘油構(gòu)成的磷脂。是生物膜的主要組分。鞘氨醇磷脂（鞘磷脂）含鞘氨醇而不含甘油的磷脂。是神經(jīng)組織各種膜（如神經(jīng)髓鞘）的主要結(jié)構(gòu)脂之一。分子中含磷酸的復(fù)合脂一、磷脂的生理功能磷脂是生物膜的組成成分參與脂蛋白的組成與轉(zhuǎn)運(yùn)肝和腸是合成磷脂最活躍的器官，對轉(zhuǎn)運(yùn)外源性和內(nèi)源性甘油酸酯及膽固醇起重要作用。磷脂衍生物是激素的第二信使磷脂的代謝物甘油二酯和三磷酸肌醇是某些激素作用的第二信使。組成肺泡表面活性物質(zhì)組成血小板活化因子組成神經(jīng)鞘磷脂一、甘油磷脂的代謝CH2O—COR1R2CO—O—CHCH2O—P—O—X=OOH甘油磷脂的分子結(jié)構(gòu)：

磷脂酰膽堿(卵磷脂)(PC)

磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)(PE)磷脂酰絲氨酸(PS)X=-CH2CH2N+(CH3)3X=-CH2CH2NH3+X=-CH2CH2NH2COOHX=-肌醇磷脂酰肌醇（PI）

(一)甘油磷脂的合成1.合成部位2.合成原料甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺CTP、ATP、絲氨酸、肌醇等全身各組織，肝、腎、腸最活躍。(1)CDP-膽堿、CDP-乙醇胺的生成HOCH2CHCOOHNH2CO2HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N+(CH3)33S-腺苷蛋氨酸ATPADP乙醇胺激酶P-OCH2CH2NH2ATPADP膽堿激酶P-OCH2CH2N+(CH3)3CTPPPiCTP：磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶CDP-OCH2CH2NH2CTPPPiCTP：磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶CDP-OCH2CH2N+(CH3)3CDP-乙醇胺CDP-膽堿3.合成過程磷脂酸1,2-甘油二酯CDP-膽堿磷脂酰膽堿磷脂酰乙醇胺磷脂酰絲氨酸CMP磷酸膽堿轉(zhuǎn)移酶磷酸乙醇胺轉(zhuǎn)移酶CDP-乙醇胺H2OPi磷脂酸磷酸酶3S-腺苷蛋氨酸磷脂酰乙醇胺甲基轉(zhuǎn)移酶磷脂酰乙醇胺絲氨酸轉(zhuǎn)移酶絲氨酸乙醇胺H+CO2脫羧酶(2)磷脂酰膽堿與磷脂酰乙醇胺的生成(二)甘油磷脂的降解磷脂酶A1磷脂酶A2磷脂酶C存在于細(xì)胞溶酶體、蛇毒、蜂毒、蝎毒。產(chǎn)物為溶血磷脂2。存在于細(xì)胞膜及線粒體膜、蛇、蜂、蝎毒。產(chǎn)物為溶血磷脂1。急性胰腺炎時(shí)，組織中的溶血磷脂A2原被激活。存在于細(xì)胞膜、蛇毒及某些細(xì)菌磷脂酶D主要存在于高等植物，動(dòng)物腦組織亦有。A1CDCH2—O——C—R1=OR2—C——O—CH=OCH2—O——p——O—X=OOHA2B1B2磷脂酶B1

水解溶血磷脂1磷脂酶B2

水解溶血磷脂2

二、鞘磷脂的代謝鞘磷脂的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH

CH3(CH2)14—CHOHCHNH2CH2OH鞘氨醇二氫鞘氨醇CH3(CH2)m—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH—CO(CH2)n(CH2)3OX

鞘脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式m多為12;n多在12～22之間CH3(CH2)m—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH—CO(CH2)n(CH2)3—O—P—CH2CH2N+(CH3)3=OOH鞘氨醇鞘磷脂神經(jīng)酰胺神經(jīng)鞘磷脂鞘氨醇的合成

(2)N-脂酰鞘氨醇的合成

(3)

神經(jīng)鞘磷脂的合成1.合成部位:

全身各組織（尤其腦）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。2.合成原料:

軟脂酸CoA、絲氨酸、磷酸吡哆醛、NADPH+H+、FAD、VitB6、Mg2+。3.合成過程（一）神經(jīng)鞘磷脂的合成代謝CH3(CH2)12—CH2—CH2—C～SCoA=O3-酮二氫鞘氨醇合酶、VitB6、Mg2+CO~SH+CO2FADFADH2脫氫酶NADPH+H+NADP軟脂酰CoACH3(CH2)12—CH2—CHOHCHNH2CH2OH二氫鞘氨醇CH2—CH—COOHOHNH2絲氨酸CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH鞘氨醇CH3(CH2)12—CH2—CO=CHNH2

CH2OHβ-二氫鞘氨醇鞘氨醇的合成

(2)神經(jīng)酰胺的合成CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OHRCO~SCoACoA~SH脂酰轉(zhuǎn)移酶CHNHCORCH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCH2OH鞘氨醇神經(jīng)酰胺(3)鞘磷脂的合成CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNHCORCH2OHCH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNHCORCH2O—P—OCH2CH2N+(CH3)3=O—OH磷脂酰膽堿甘油二酯鞘磷脂合酶鞘磷脂神經(jīng)酰胺第四節(jié)膽固醇代謝TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1985"fortheirdiscoveriesconcerningtheregulationofcholesterolmetabolism"膽固醇的分布廣泛存在于全身各組織，人體約含膽固醇140g。腦、肝、腎、腸等內(nèi)臟含量較高。所有固醇均具有環(huán)