第九章-脂类代谢PPT课件.ppt

第九章脂类代谢 LipidMetabolism 授课教师 周枫 1 脂类概述P165 包括脂肪和类脂 是一类不溶于水而易溶于有机溶剂 并能为机体利用的有机化合物 分类 定义 2 3 常见的脂肪酸 必需脂肪酸 机体必需但自身又不能合成或合成量不足 必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸 包括亚油酸 亚麻酸和花生四烯酸 4 脂类的分布和生理功能P165 一 脂类的分布1 脂肪 分布在皮下 大网膜 肠系膜和内脏周围 脂库 储存脂 含量 占体重10 20 受营养 运动等因素影响而改变 称 可变脂 2 类脂 构成生物膜的基本成分含量 占体重5 含量较稳定 不受营养和运动状况的影响 称 固定脂 5 1g脂肪 38kJ 9kcal 1g葡萄糖 16 9kJ 4kcal 1 供能贮能 脂肪的主要功能 2 构成生物膜 类脂的主要功能 类脂 胆固醇 磷脂 3 转变成生物活性物质前列腺素 VD3 性激素 4 提供给机体一定量的必需脂肪酸5 保护内脏与维持体温 二 脂类的生理功能 6 第一节脂类的消化和吸收 DigestionandAbsorptionofLipids 7 第一节脂类的消化 吸收和转运 一 消化 1 脂肪在胃内经机械搅动 形成油水乳状物质 食物糜 胃脂肪酶 2 小肠腔内 胆汁酸盐的乳化作用使脂肪分散成细小微滴 3 脂肪酶 胰腺 进行脂解作用 胆汁酸盐作用 甘氨胆酸 牛磺胆酸 1 乳化脂肪 2 激活脂肪酶 3 促进脂类转运吸收 8 脂类的消化 条件 乳化剂 胆汁酸盐 甘油一酯 甘油二酯等 的乳化作用 酶的催化作用酶 胰脂酶 磷脂酶A2 胆固醇酯酶及辅脂酶 部位 主要在小肠上段 产物 甘油一酯 脂酸 胆固醇及溶血磷脂等 与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团 9 消化过程及相应的酶 甘油三酯 产物 食物中的脂类 2 甘油一酯 2FFA 磷脂 溶血磷脂 FFA 胆固醇酯 胆固醇 FFA 微团 micelles 10 脂类的吸收 部位十二指肠下段及空肠上段 方式 11 长链脂酸及2 甘油一酯 肠粘膜细胞 酯化成TG 胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞 酯化成CE 溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞 酯化成PL 磷脂胆固醇酯甘油三酯 消化产物 重新酯化 12 三 转运 脂类物质与载脂蛋白结合成血浆脂蛋白通过血液循环转运至肌肉 脂肪组织等 在靶组织细胞外经脂蛋白脂酶水解后利用 四 储存 动物储存脂肪的组织主要为皮下组织 腹腔大网膜 肠系膜 结缔组织等 主要是油酸 软脂酸 硬脂酸组成的三酰甘油 植物特别是油料作物多含中性脂 磷脂 13 血脂的来源与含量 血浆所含脂类统称血脂 包括 甘油三酯 磷脂 胆固醇及其酯以及游离脂酸 外源性 从食物中摄取内源性 肝 脂肪细胞及其他组织合成后释放入血 定义 来源 14 第二节甘油三酯 脂肪 的代谢 MetabolismofTriglycerides 15 甘油三酯结构 16 Triglyceride TG ortriacylglycerol TAG Glycerol 17 甘油三酯代谢概况 18 甘油三酯的中间代谢甘油三酯甘油 脂肪酸进一步代谢 19 一 甘油三酯的分解代谢 一 脂肪动员 二 脂肪酸的 氧化 三 脂肪酸的其他氧化方式 四 酮体的生成和利用 20 一 脂肪动员P168 储存在脂肪细胞中的脂肪 被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油 并释放入血以供其它组织细胞氧化利用 该过程称为脂肪动员 在脂肪动员中 脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是限速酶 它受多种激素的调控 因此称为激素敏感性脂肪酶 HSL 21 第二节脂肪的分解代谢 一 脂肪动员 HSL主要受共价修饰调节 促脂解激素 能促进脂肪动员的激素 如胰高血糖素 去甲肾上腺素 生长激素 甲状腺激素等 抗脂解激素 抑制脂肪动员 如胰岛素 前列腺素E2 烟酸等 过程 22 23 脂肪动员 脂肪酸 肝 肾 肠 心 肝 骨骼肌 血液 清蛋白 甘油 23 脂肪动员产物的去向 甘油直接运至肝 肾 肠等组织 经甘油激酶的作用转变为3 磷酸甘油进入糖代谢 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低 故不能很好利用甘油 24 脂肪酸在血中由清蛋白运输 主要由心 肝 骨骼肌等摄取利用 25 二 脂酸的 氧化 过程 脂酸的活化 脂酰CoA的生成脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA的 氧化 26 脂酸的活化P169 脂酰CoA的生成 胞液 脂酰CoA合成酶 acyl CoAsynthetase 存在于内质网及线粒体外膜上 反应不可逆 消耗2个 P CoA SH 27 酶 1 肉碱脂酰转移酶I肉碱脂酰转移酶 是限速酶 脂酰CoA进入线粒体是脂酸 氧化的主要限速步骤 2 肉碱脂酰转移酶 3 肉碱脂酰肉碱转位酶载体 肉碱 羟 三甲氨基丁酸 2 脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA结构较大不易直接进入线粒体 28 在肉碱 carnitine 的协助下 29 3 脂酸的 氧化 脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基羧基端 碳原子开始的 故称为 氧化 30 P170 31 脂酸 氧化的四步反应 脱氢 加水 再脱氢 硫解第一次脱氢由FAD接受 第二次脱氢由NAD 接受 脂酸 氧化产物 乙酰CoA 32 脂肪酸 氧化本身并不生成能量 只能生成乙酰CoA和供氢体 它们必须分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成ATP 33 以软脂酸 16C 为例 7 1 5 7 2 5 8 10 2 1061分子软脂酸氧化共生成106分子ATP 34 脂肪酸氧化前必须活化为脂酰CoA 仅需活化一次 消耗2ATP 氧化过程在线粒体基质内进行 需肉碱携带 氧化为循环反应过程 由脂肪酸氧化酶系催化 反应不可逆 需要FAD NAD CoA为辅助因子 每循环一次 两次脱氢生成一分子FADH2 一分子NADH 进入电子传递链产生4ATP 每一次 氧化产生一分子乙酰CoA 进入TCA循环产生10ATP 脂肪酸氧化的特点 35 1 不饱和脂酸的氧化 三 脂酸的其他氧化方式 在线粒体中进行 氧化 36 长链脂酸 C20 C22 过氧化酶体 脂肪酸氧化酶 FAD为辅酶 较短链脂酸 线粒体 氧化 2 过氧化酶体脂酸氧化 37 3 丙酰CoA的氧化 经 羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰CoA 再经三羧酸循环进行代谢 丙酰CoA 琥珀酰CoA 羧化酶及异构酶 38 心肌 骨骼肌等组织 肝组织细胞 部分被彻底氧化 绝大多数生成酮体 39 四 酮体的生成和利用P171 酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢产物 是乙酰乙酸 羟丁酸和丙酮三者的统称 1 酮体的生成部位 肝线粒体原料 乙酰CoA 主要来自脂肪酸的 氧化 关键酶 羟 甲基戊二酸单酰CoA HMGCoA 合成酶 40 丙酮 乙酰乙酸 羟丁酸 41 肝脏氧化脂肪酸的特殊代谢规律 肝内生酮肝外用 TCAC 42 1 酮体的生成 氧化四碳阶段的直接产物 亮氨酸 胆固醇 43 2 酮体的利用 心 肾 脑组织的线粒体 肝外组织利用 肝中缺乏利用酮体的酶 44 酮体记忆口诀 酮体一家兄弟三 丙酮还有乙乙酸 再加 羟丁酸 生成部位是在肝 肝脏生酮肝不用 体小易溶往外送 容易摄入组织中 氧化分解把能功 45 46 3 酮体生成的生理意义p172 酮体是肝脏输出脂肪酸类能源物质的一种形式 在长期饥饿时 是为脑和肌肉等组织提供持续性能源 酮体利用的增加可减少糖的利用 有利于维持血糖水平恒定 节省蛋白质的消耗 正常血酮体含量为0 3 0 5mmol L 在长期饥饿 糖尿病或供糖不足情况下 肝内生成酮体超过肝外利用能力时 会导致血中酮体升高 酮血症 酮尿症 酮症酸中毒 47 4 酮体生成的调节 1 饱食及饥饿的影响 主要通过激素的作用 48 2 肝细胞糖原含量及代谢的影响 糖代谢旺盛 FA主要生成甘油三酯及磷脂 糖代谢减弱 脂酸 氧化及酮体生成均加强 3 丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体 竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 抑制脂酰CoA进入线粒体 脂酸 氧化减弱 酮体生产减少 49 二 甘油三酯的合成代谢 一 脂肪酸的合成代谢 二 甘油三酯的合成代谢 人体内的脂肪除食物中摄取外 也可以在体内合成 肝 脂肪及小肠等组织是脂肪合成的主要场所 50 一 脂酸的合成代谢 软脂酸的合成脂酸碳链的加长不饱和脂酸的合成 51 软脂酸的合成 1 合成部位肝 肾 脑 肺 乳腺及脂肪等组织的胞液中 肝是主要场所 而脂肪组织是储存脂肪的主要场所 2 合成原料P173乙酰CoA为主要原料 主要来自糖的有氧氧化 NADPH主要来自磷酸戊糖途径 少量来自柠檬酸一丙酮酸循环 还需ATP 生物素 CO2及Mn2 等 52 线粒体内乙酰CoA主要通过柠檬酸一丙酮酸循环进入胞液 转运 柠檬酸一丙酮酸循环 53 3 合成过程 丙二酸单酰CoA的合成 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶 活化 54 软脂酸合成P174 各种生物合成脂肪酸的过程基本相似 从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸 是一个重复加成过程 每一轮的加成反应均需通过缩合 还原 脱水 再还原等四个步骤 每次延长2个碳原子 55 脂肪酸合酶 多功能酶 每个亚基含有一个酰基载体蛋白 ACP 的核心和七种酶的活性部位 脂肪酸合成酶系 大肠杆菌 有7种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系 高等动物 7种酶活性都在一条多肽链上 属多功能酶 有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体 56 脂肪酸合成酶系 57 脂酸合成酶系 58 P174 59 一 脂肪酸 软脂酸 的合成 60 线粒体基质 乙酰辅酶A 内膜 乙酰辅酶A 柠檬酸丙酮酸循环 丙二酸单酰CoA 软脂酸 部位 肝 肾 脑 肺 乳腺 脂肪组织 细胞质 1 合成原料和部位 糖代谢 60 软脂酸合成的总反应式 1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合 还原 脱水和再还原的过程 每重复一次碳链延长2个碳原子 61 62 2 脂酸碳链的加长P175 脂肪酸合酶主要催化合成软脂酸 更长的脂肪酸是由其他酶系催化软脂酸进一步延长合成的 延长反应在滑面内质网或线粒体内进行 63 2 脂酸碳链的加长 1 脂肪酸碳链在内质网中的延长 内质网脂酸碳链延长酶体系作用下 以丙二酰CoA为二碳单位供体 由NADPH H 供氢经缩合 加氢 脱水 再加氢等一轮反应增加2个碳原子 合成过程类似软脂酸合成 但脂酰基连在CoASH上进行反应 而不是以ACP为载体 可延长至24碳 以18碳硬脂酸为最多 64 2 脂肪酸碳链在线粒体中的延长 在线粒体脂酸碳链延长酶系作用下 以乙酰CoA为二碳单位供体 由NADPH H 供氢 过程与 氧化的逆反应基本相似 需 烯酰还原酶 一轮反应增加2个碳原子 可延长至24碳或26碳 以硬脂酸最多 65 3 不饱和脂酸的合成 只能合成单不饱和脂酸部位 内质网酶 去饱和酶 66 二 3 磷酸甘油的生成 P176 1 由糖代谢转变而来 CH2OHHO C HCH2OH 磷酸二羟丙酮 NADH H NAD 3 磷酸甘油 CH2OHHO C HCH2O P CH2OHCOCH2O P ADP ADPATP 甘油 3 磷酸甘油脱氢酶 甘油激酶 2 由脂肪动员而来 甘油 3 磷酸的主要来源 67 三 甘油三酯的合成代谢 合成部位 肝 脂肪组织及小肠 合成原料 甘油 脂酸主要由糖代谢提供 合成基本过程 p177图甘油一酯途径甘油二酯途径 68 甘油一酯途径 P177 小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂肪酸再合成甘油三酯 称甘油一酯途径 69 甘油一酯途径 70 甘油二酯途径 P176 肝细胞 脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯 71 溶血磷脂酸 72 73 糖摄入过多是易肥胖的原因 74 三酰甘油合成原料的主要来源 3 磷酸 甘油 脂酰CoA 磷酸二羟丙酮 乙酰CoA 糖代谢 糖是合成脂肪的主要原料 74 第三节磷脂的代谢 MetabolismofPhospholipids 75 含有磷酸的脂类称为磷脂 是脂类中极性最大的化合物 占血液和各组织磷脂的75 以上 76 一 甘油磷脂的组成 分类及结构 组成 甘油 脂酸 磷酸及含氮化合物基本结构 77 甘油磷脂第2位脂酸通常是花生四烯酸 甘油磷脂是极性最强的脂类 是一种两性化合物 甘油磷脂的功能 构成生物膜脂质双分子层 作为乳化剂 促进脂类的消化吸收与转运 78 磷脂酰胆碱 脂肪酸 含氮碱 甘油 79 80 R2R1 磷脂酰胆碱 卵磷脂 磷脂酰乙醇胺 脑磷脂 甘油磷脂的结构 CH2 CH2 N CH3 3 CH2 CH2 NH2 80 甘油磷脂的分类 81 二 甘油磷脂的合成代谢 1 合成部位 全身各组织内质网 肝 肾 肠最活跃 食物摄取或自身合成 2 合成原料及辅因子 P178脂肪酸 甘油 由糖代谢提供多不饱和脂酸 从植物油摄取磷酸盐 由ATP提供含氮化合物 从食物摄取或体内合成CTP 构成活化的中间物 82 83 83 3 合成过程p178 1 甘油二酯合成途径 s 腺苷甲硫氨酸提供甲基 活化途径 各组织内质网 84 2 CDP 甘油二酯合成途径 85 86 分解产物 甘油脂肪酸磷酸含氮碱 在各种磷脂酶 phospholipase PL 的作用下水解成甘油 脂肪酸 磷酸 胆碱或胆胺等 胆碱经氧化和脱甲基后生成甘氨酸 脱下的甲基可用于其他物质的合成 三 甘油磷脂的降解P178 86 第四节胆固醇代谢 MetabolismofCholesterols 87 简述 体内胆固醇来源 食物及体内合成 合成的组织器官 全身各组织 成年脑和成熟红细胞除外 均能合成胆固醇 成人每天可合成1 1 5g 肝合成70 80 小肠合成约10 合成的细胞内部位 胞液和滑面内质网 存在形式 游离胆固醇及胆固醇酯 88 胆固醇 cholesterol 是机体组织细胞膜的基本成分 对控制生物膜的流动性有重要作用 也是机体内重要类固醇化合物如VD3胆汁酸 类固醇激素等的前体 固醇共同结构环戊烷多氢菲 89 一 胆固醇的合成 一 合成部位 主要在肝的胞液及内质网中 每天合成量约1 0 1 5g 二 合成原料 乙酰CoA 主要来自G NADPH 主要来自磷酸戊糖途径 ATP 主要来自G有氧氧化 90 合成过程 分三个阶段 P180 限速酶 HMGCoA还原酶 三 羟 甲基戊二酸单酰CoA 91 三 合成基本过程 P180 硫解酶 羟 甲基戊二酸单酰CoA ATP CO2 92 四 胆固醇合成的调节 由于分子结构很大 不能彻底分解 可转化为 93 二 胆固醇的酯化P181 1 细胞内胆固醇的酯化 胆固醇酯是胆固醇的储存形式和转运形式 94 2 血浆内胆固醇的酯化 95 三 胆固醇的转化P181 一 转变为胆汁酸 bileacid 肝脏 二 转化为类固醇激素 三 转化为7 脱氢胆固醇 皮肤 胆固醇的母核 环戊烷多氢菲在体内不能被降解 但侧链可被氧化 还原或降解 实现胆固醇的转化 肾上腺皮质 睾丸 卵巢等内分泌腺 96 类固醇激素 胆汁酸 胆固醇 VitD3 食物体内合成 乙酰CoA 胆固醇转化 胆固醇酯 97 1 转变为胆盐胆固醇胆酸结合型胆汁酸胆盐促进脂类消化 吸收 2 转变为Vit D3胆固醇7 脱氢胆固醇Vit D31 25 OH 2Vit D3 调节钙 磷代谢 肝 甘氨酸牛磺酸 Na K 肝 小肠 皮下 日光 98 胆汁酸的生理作用 胆汁酸具有亲水和疏水的两个侧面 是一种很强的乳化剂 功能 促进脂类的消化与吸收 增加胆固醇在胆汁中的溶解度 防止胆固醇析出形成结石 99 醛固酮 盐皮质激素 21C 调节水盐代谢皮质醇 酮 糖皮质激素 21C 调节糖 脂 蛋白质代谢性激素 雌激素 雌二醇 E2 雄激素 睾酮 T 3 转变为类固醇激素 性腺 促进生长 发育 网状带 束状带 球状带 100 四 胆固醇的排泄P181 101 大部分被重吸收 少部分被肠道细菌还原变成粪固醇排泄 101 第五节血浆脂蛋白代谢 MetabolismofPlasmaLipoproteins 102 一 血脂 血浆中的脂类统称为血脂 血浆脂蛋白是脂类在血浆中的存在形式和转运形式 103 来源外源性 从食物中摄取消化吸收内源性 脂库经脂肪动员释放入血 体内合成 血脂含量受膳食 年龄 性别 职业及代谢等的影响 波动范围很大 去路1 氧化分解供能 2 进入脂库中存储 3 参与生物膜构成 4 转变为其他物质 血脂的来源和去路P183 104 血浆脂蛋白 105 血脂的运输形式 血中游离脂酸与清蛋白结合运输 不列入血浆脂蛋白之内 105 二 血浆脂蛋白的分类 组成及结构 106 原理 蛋白质不同 所带电荷不同 原理 蛋白质与脂类的比例不同 密度不同 106 二 血浆脂蛋白的分类 组成及结构 血脂在血浆中是以脂蛋白的形式而运输的 一 血浆脂蛋白的分类1 电泳法 根据电泳迁移率不同而分开 脂蛋白 LP 快前 脂蛋白 pre LP 脂蛋白 LP 乳糜微粒 CM 慢 P183 原理 蛋白质不同 所带电荷不同 107 108 2 超速离心法 根据密度不同而分开 CM VLDL LDL HDL 乳糜微粒 极低密度脂蛋白 低密度脂蛋白 高密度脂蛋白 109 二 血浆脂蛋白的组成 疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核 110 血浆脂蛋白的组成特点 CM含甘油三酯最多 其次是VLDL LDL含胆固醇及胆固醇酯最多 HDL含蛋白质最多 111 血浆脂蛋白中脂类组成与含量 112 山西中医学院生化教研室 112 三 脂蛋白的结构 113 载脂蛋白 血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白 apolipoprotein apo 114 结合和转运脂类 稳定血浆脂蛋白的结构 调节脂蛋白代谢关键酶的活性 apoAI激活LCAT 促进胆固醇酯化apoAII激活肝脂肪酶 HL apoCII激活脂蛋白脂肪酶 LPL 参与识别脂蛋白受体 载脂蛋白的功能 115 四 血浆脂蛋白代谢 一 CM的代谢1 来源 由小肠粘膜细胞合成 经淋巴入血 2 功能 血中外源性TG及胆固醇的运输形式 空腹血浆不含CM 116 食物脂肪 消化吸收脂肪 磷脂胆固醇载脂蛋白 CM 小肠 CM LPL 甘油脂肪酸 残余颗粒 肝细胞摄取 血液 LPL 脂蛋白脂肪酶 存在于组织毛细血管内皮细胞表面 使CM中的TG 磷脂逐步水解 产生甘油 FA及溶血磷脂等 117 二 VLDL的代谢 1 来源 主要由肝细胞合成 分泌入血 少量来自小肠 2 功能 是血中内源性TG及胆固醇的运输形式 118 合成脂肪 VLDL 磷脂胆固醇载脂蛋白 HDL LPL VLDL 甘油脂肪酸 IDL LDL 肝脏 血液 119 三 LDL的代谢 1 来源 在血浆中由VLDL转变而来 2 功能 是血中内源性胆固醇的运输形式 120 LDL 肝或肝外组织受体 水解释放 胆固醇 溶酶体 VLDL LDL 空腹血浆的主要脂蛋白过高导致动脉粥样硬化危险性升高 121 四 HDL的代谢 来源 主要由肝细胞合成 此外 小肠也可合成少量 还有血浆中CM VLDL脂解过程中所释放的磷脂 胆固醇及apo也可产生新生的HDL 功能 将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢 逆向转运 代谢过程 122 新生HDL 血液 PCCA