第九章 脂肪代谢

1、第九章第九章脂肪代谢脂肪代谢第一节第一节脂类的消化、吸收和转运脂类的消化、吸收和转运乳化乳化消化酶消化酶甘油三酯甘油三酯产产 物物食物中的脂类食物中的脂类2-2-甘油单酯甘油单酯 + 2 FFA+ 2 FFA磷磷 脂脂溶血磷脂溶血磷脂 + FFA+ FFA磷脂酶磷脂酶A A2 2胆固醇酯胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇胆固醇 + FFA+ FFA 胰脂肪酶胰脂肪酶 辅脂肪酶辅脂肪酶 微团微团一、一、脂类的消化脂类的消化胰腺分泌的脂类水解酶胰腺分泌的脂类水解酶：极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白二、二、脂类的吸收和转运脂类的吸收和转运定义定义：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为及并释放入血以

2、供其他组织氧化利用的过程。 关键酶关键酶： 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 脂解激素脂解激素： 能促进促进脂肪动员的激素，如胰高血糖胰高血糖 素素 、 肾 上 腺 素肾 上 腺 素 、 促 肾 上 腺 皮 质 激 素（ACTH ）、促甲状腺激素（ TSH）等。 对抗脂解激素因子对抗脂解激素因子： 抑制脂肪动员,如胰岛素胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。脂肪动员过程脂肪动员过程：脂解激素脂解激素-R RG蛋白ACATPcAMPcAMPPKA+HSLa(无活性)HSLb(有活性)TGTGDGDG甘油一酯甘油一酯甘甘 油油FFAFFAFFAFFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-激素敏感性甘油三

3、酯脂肪酶（蛋白激酶（蛋白激酶A）甘油经血液输送到肝、肾、肠后，在甘油经血液输送到肝、肾、肠后，在ATP存在下，由甘油存在下，由甘油激酶和甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶催化，转变成磷酸二羟丙酮。磷酸脱氢酶催化，转变成磷酸二羟丙酮。-与清蛋白结合，经血液运至全身各组织进行 氧化氧化 供能供能( (心、肝、肾、骨骼肌为主) ) 甘油三酯分解代谢的概况甘油三酯分解代谢的概况磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮丙酮酸丙酮酸脂肪酸脂肪酸- 磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油CO2+H2O乙酰乙酰CoA酮体酮体甘油三酯甘油三酯 德国科学家德国科学家KnoopKnoop在在19041904年发现的。年发现的。 脂肪酸的脂肪酸的 -

4、 -氧化作用是指脂肪酸在氧化分氧化作用是指脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的 -C-C原子原子上，其产物是乙酰上，其产物是乙酰CoACoA和少一个二碳单位的和少一个二碳单位的脂酰脂酰CoACoA的过程。的过程。 脂肪酸的脂肪酸的 - -氧化在线粒体中进行。氧化在线粒体中进行。：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中最活跃。二、脂肪酸的二、脂肪酸的 -氧化氧化1.1. 脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂肪酸进入细胞后，首先被活化，形成脂酰脂肪酸进入细胞后，首先被活化，形成脂酰CoACoA。在脂酰在脂酰CoACoA合成酶催化下，由合成酶催化下，由ATPATP提供能量

5、，将脂提供能量，将脂肪酸转变成脂酰肪酸转变成脂酰CoACoA：脂脂 肪肪 酸酸脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶ATPATPAMP PPiAMP PPi脂脂 酰酰SCoA2.2. 脂酰脂酰CoACoA转运入线粒体转运入线粒体 催化脂酰催化脂酰CoACoA氧化分解的酶存在于线粒体的基质中，所以氧化分解的酶存在于线粒体的基质中，所以脂酰脂酰CoACoA必须通过线粒体内膜进入基质中才能进行氧化分必须通过线粒体内膜进入基质中才能进行氧化分解。解。 3-3-羟基羟基-4-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸+脂脂 酰酰SCoACoASH肉碱肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱线线粒粒体体内内膜膜肉碱脂酰肉碱脂酰转移酶转移酶脂酰肉

6、碱脂酰肉碱 CoASH肉碱肉碱脂脂 酰酰SCoA肉碱脂酰肉碱脂酰转移酶转移酶肉碱脂酰肉碱脂酰移位酶移位酶3.3. - -氧化的反应过程氧化的反应过程 脂酰脂酰CoACoA在线粒体的基质中进行氧化分解。在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次每进行一次 - -氧化，需要经过脱氢、水化、氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA。反应产物是比原来的脂酰。反应产物是比原来的脂酰CoACoA减减少了少了2 2个碳的新的脂酰个碳的新的脂酰CoACoA。如此反复进行，。如此反复进行，直至脂酰直至脂酰CoACoA全部变成乙酰全

7、部变成乙酰CoACoA。（1）脱氢）脱氢 脂酰脂酰CoACoA在脂酰在脂酰CoACoA脱氢酶的催化下，在脱氢酶的催化下，在 - -和和 - -碳原子上各脱去一个氢原子，生成反碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式式2- -烯脂酰烯脂酰CoACoA，氢受体是，氢受体是FADFAD。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶（2）水化）水化 在烯脂酰在烯脂酰CoACoA水合酶催化下，反式水合酶催化下，反式2 - -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化，生成水化，生成L-L- - -羟脂酰羟脂酰CoACoA。（3）再脱氢）再脱氢 - -羟脂酰羟脂酰CoACoA在

8、脱氢酶催化下，脱氢生成在脱氢酶催化下，脱氢生成 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA。反应的氢受体为。反应的氢受体为NADNAD+ +。此脱氢。此脱氢酶具有立体专一性，只催化酶具有立体专一性，只催化L-L- - -羟脂酰羟脂酰CoACoA的脱氢。的脱氢。（4 4）硫解）硫解 在在 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶催化下，硫解酶催化下， - -酮脂酰酮脂酰CoACoA与与CoACoA作用，作用，生成生成1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和和1 1分子比原来少两个碳原子的脂酰分子比原来少两个碳原子的脂酰CoACoA。少了两个碳原子的脂酰。少了两个碳原子的脂酰CoACoA，可以重复上述反应过，可以重复

9、上述反应过程，一直到完全分解成乙酰程，一直到完全分解成乙酰CoACoA。脂肪酸通过。脂肪酸通过 - -氧化生成氧化生成的乙酰的乙酰CoACoA，一部分用来合成新的脂肪酸和其它生物分子，一部分用来合成新的脂肪酸和其它生物分子，大部分则进入三羧酸循环完全氧化。大部分则进入三羧酸循环完全氧化。例：例：16碳软脂酸的氧化碳软脂酸的氧化活化活化：消耗消耗2 2个个高能磷酸键高能磷酸键氧氧 化化：每轮循环每轮循环 四个重复步骤四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解脱氢、水化、再脱氢、硫解 产产 物物：1 1 分子乙酰乙酰CoACoA 1 1 分子少两个碳原子的脂酰少两个碳原子的脂酰CoACoA 1 1 分

10、子NADH+HNADH+H+ + 、1 1 分子FADHFADH2 2 7 7 轮循环产物：轮循环产物： 8 8 分子乙酰乙酰CoACoA 7 7 分子NADH+HNADH+H+ + 、 7 7分子FADHFADH2 2 能量计算能量计算： 生成生成 128+73+ 72 = 131ATP 净生成净生成 4.4.脂肪酸脂肪酸 - -氧化产生的能量氧化产生的能量三、三、脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式1.单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化2.奇数碳脂肪酸的奇数碳脂肪酸的氧化氧化奇数碳脂肪酸经过反复的奇数碳脂肪酸经过反复的氧化可以产生丙氧化可以产生丙酰酰CoA，丙酰，丙酰CoA有两条

11、代谢途径：有两条代谢途径：（1）丙酰丙酰CoA转化成琥珀酰转化成琥珀酰CoA，进入，进入TCA。在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。（2） 丙酰丙酰CoA转化成乙酰转化成乙酰CoA，进入，进入TCA 这条途径在植物、微生物中较普遍。3.脂肪酸的其它氧化途径脂肪酸的其它氧化途径（1）-氧化（氧化发生在游离脂肪酸的氧化（氧化发生在游离脂肪酸的-碳原子上）碳原子上） RCH2COOHRCOOH+CO2对于降解含甲基的支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过对于降解含甲基的支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用）有重要作用（2）-氧化（氧化（端的甲基羟

12、基化，氧化成醛，再氧端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）化成酸） 少数长链脂肪酸可通过少数长链脂肪酸可通过-氧化途径，产生二羧酸，氧化途径，产生二羧酸，两端同时进行两端同时进行 - -氧化。氧化。四、 乙酰辅酶A的代谢结局1.进入进入TCA循环以及进一步的电子传递系统，最循环以及进一步的电子传递系统，最终完全氧化为终完全氧化为CO2和和H2O;2.作为类固醇的前体，生成胆固醇；作为类固醇的前体，生成胆固醇；3.作为脂肪酸合成的前体；作为脂肪酸合成的前体；4.转化为酮体转化为酮体（乙酰乙酸、（乙酰乙酸、D- -羟丁酸和丙酮）羟丁酸和丙酮）酮体酮体(ketone bodies)包括：包括：乙酰乙

13、酸乙酰乙酸 ( acetoacetate ) -羟丁酸羟丁酸 ( -hydroxybutyrate ) 丙酮丙酮 ( acetone ) 血浆水平：0.030.5mmol/L 代谢定位代谢定位： 生成：肝细胞线粒体生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体，利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体， 肝脏和红细胞不能利用，过多产生酮病和酮酸中毒肝脏和红细胞不能利用，过多产生酮病和酮酸中毒第三节第三节 酮体的生成和利用酮体的生成和利用COCO2 2CoASHCoASH NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA 合成酶合成酶乙

14、酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶HMGCoAHMGCoA 裂解酶裂解酶酮体的生成酮体的生成 NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2酮体的利用酮体的利用琥珀酰琥珀酰CoA转移酶转移酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶2乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体的生成和利用的总示意图：酮体的生成和利用的总示意图：肝细胞肝细胞糖异生糖异生酮体酮体脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰-CoA酮体生成的生理意义:a、酮体是酮体是肝脏输出能源肝脏输出能源的一种形式，并且酮体的一种形式，并

15、且酮体溶于水，分子小溶于水，分子小，可通过血脑屏障，长期饥饿，可通过血脑屏障，长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替糖供应不足时，酮体可以代替GlcGlc，成为脑组，成为脑组织及肌肉的主要能源。织及肌肉的主要能源。b、酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维维持血糖恒定，节省蛋白质的消耗。持血糖恒定，节省蛋白质的消耗。酮酮 体体 生生 成成 的的 调调 节节 * 饱食及饥饿的影响饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）（主要通过激素的作用）饥饥 饿饿 脂肪动员脂肪动员FFAFFA胰高血糖素等胰高血糖素等 脂解激素脂解激素 酮体生成酮体生成 脂酸脂酸 氧化氧化饱饱 食食 胰岛素胰岛素 脂解，脂肪动员脂解，脂肪动员 进入肝的脂酸进入肝的脂酸 脂酸脂酸 氧化氧化 酮体生成酮体生成正常人血液中只有少量乙酰乙酸脱羧生成正常人血液中只有少量乙酰乙酸脱羧生成丙酮，丙酮，但长期饥饿和患糖尿病的人：但长期饥饿和患糖尿病的人：血液中会出现大量的丙酮（酮病血液中会出现大量的丙酮（酮病）；）；过量的过量的乙酰乙酸和乙酰乙酸和D-羟丁酸羟丁酸会降低血液会降低血液的的pH，导致导致酮酸中毒。酮酸中毒。* 糖代谢的影响糖代谢的影响糖代谢糖代谢 旺盛旺盛 FFA FFA主要生成主要生成TGTG及磷脂及磷脂 丙二酰丙二酰CoACoA竞争性抑制竞争性抑制 肉碱脂酰转移酶