脂代谢1临3黄刚

1、1v 为什么糖、为什么糖、“肥肉肥肉”吃多了容易长胖？吃多了容易长胖？v 为什么运动可以减肥，但不易？为什么运动可以减肥，但不易？v 脂类代谢与哪些疾病相关？脂类代谢与哪些疾病相关？v 脂代谢与肥胖的关系。脂代谢与肥胖的关系。v 脂代谢与糖代谢有联系吗？脂代谢与糖代谢有联系吗？思考思考2第二节第二节 脂质的消化和吸收脂质的消化和吸收第三节第三节 甘油三酯代谢甘油三酯代谢 甘油三酯的合成甘油三酯的合成脂肪酸的合成脂肪酸的合成脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解酮体的生成和利用酮体的生成和利用第四节第四节 磷脂代谢磷脂代谢 第五节第五节 胆固醇代谢胆固醇代谢 第六节第六节 血浆脂蛋白代谢血浆脂蛋白代谢

2、 概概 述述第一节第一节 脂质的构成、功能脂质的构成、功能3第一节第一节The composition, function and analysis of lipids甘油三酯甘油三酯 (triglyceride, TG) ，也称为三脂酰甘，也称为三脂酰甘油油 (triacylglycerol, TAG)LipidsLipoid胆固醇胆固醇 (cholesterol, CHOL)胆固醇酯胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂磷脂 (phospholipid, PL)糖脂糖脂 (glycolipid)鞘脂鞘脂 (sphingolipid) fatCH2CHCH2OOOCO

3、(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH甘油三脂甘油三脂X=胆碱、水、乙醇胆碱、水、乙醇胺、胺、 丝氨酸、甘丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂油、肌醇、磷脂酰甘油等。酰甘油等。甘油磷脂甘油磷脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油（丙三醇）（丙三醇）脂类的构成脂类的构成FAFAFA 甘甘 油油 FAFAPiX 甘甘 油油 FA脂肪酸，脂肪酸，fatty acid胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 脂类的构成脂类的构成鞘鞘 脂脂 鞘磷脂鞘磷脂 鞘糖脂鞘糖脂 FA鞘氨醇鞘氨醇 FA PiX鞘氨醇鞘氨醇 FA

4、糖糖 鞘氨醇鞘氨醇 8分类分类含量含量分布分布生理功能生理功能甘油三酯甘油三酯 95 95脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1. 储脂供能储脂供能2. 提供必需脂酸提供必需脂酸3. 促脂溶性维生素吸收促脂溶性维生素吸收4. 热垫作用热垫作用5. 保护垫作用保护垫作用6. 构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白糖酯、糖酯、胆胆固固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂 5 5生物膜、神生物膜、神经、血浆经、血浆1. 维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激素、胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分

5、类、含量、分布及生理功能9 甘油三酯的主要作用是为机体提供能量甘油三酯的主要作用是为机体提供能量 1. 1. 甘油三酯是机体重要的能量来源甘油三酯是机体重要的能量来源物质物质1g产生的能量产生的能量TG38kJ蛋白质蛋白质17kJ碳水化合物碳水化合物17kJTG储存的主要场所：储存的主要场所：脂肪组织脂肪组织 编码体系编码体系从脂酸的从脂酸的羧基碳羧基碳起计算双键的位置。起计算双键的位置。 或或n n编码体系编码体系从脂酸的从脂酸的甲基碳甲基碳起计算双键的位置。起计算双键的位置。CH3-CH2-(CH2)n - CH2 - CH2 -COOH 1 2脂肪酸是脂肪烃的羧酸脂肪酸是脂肪烃的羧酸11

6、CH3-CH2-CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOHCH3-CH2-CH2 =CH2-CH2-CH2=CH2-CH2-CH2=CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH软脂酸（十六烷酸）软脂酸（十六烷酸）羧基端羧基端 1 羧基端羧基端12131.饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸以乙酸饱和脂酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数的数目不同。目不同。2.不饱和脂

7、酸的碳链含有一个或一个以上双键不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键 单不饱和脂酸单不饱和脂酸(monounsaturated fatty acid) 多不饱和脂酸多不饱和脂酸(polyunsaturated fatty acid)CH3-CH2-CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH第二节第二节Digestion and Absorption of Lipids19FAFAFA 甘甘 油油 21乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯食物中的脂类食物中的脂类2-甘油一酯甘油一酯 + 2 FFA磷脂磷脂溶血磷脂溶血磷脂

8、 + FFA磷脂酶磷脂酶A2 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 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶 微团微团 (micelles) 消化脂类的酶消化脂类的酶FFA：free fatty acidFAFAFA 甘甘 油油 FAFAFA 甘甘 油油 淋巴管淋巴管 血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(chylomicron, CM) TG、CE、PL 载脂蛋白载脂蛋白(apo) B48、C、A、A 临床？临床？27 定义定义 脂肪动员脂肪动员(fat mobilization)是指储存在脂肪是指储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及及甘油甘油

9、并并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。释放入血以供其他组织氧化利用的过程。（一）（一） 从脂肪动员开始从脂肪动员开始脂肪细胞内的脂肪脂肪细胞内的脂肪激素敏感性脂酶激素敏感性脂酶(HSL)游离脂肪酸游离脂肪酸细胞摄取利用细胞摄取利用脂肪的动员脂肪的动员ATPcAMP 脂解激素脂解激素-受体受体AC +HSLa(无活性无活性) HSLb(有活性有活性)PKA +甘油三酯甘油三酯（TG） 甘油二酯甘油二酯 （DG） FFA 甘油一酯甘油一酯（MG） FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘甘 油油 FFA FA1FA2FA3 甘油甘油 u HSL-hormone-sens

10、itive triglyceride lipase , 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 30关键酶关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)主要受主要受共价修饰共价修饰调节。调节。激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶-胰岛素胰岛素前列腺素前列腺素E2E2烟酸烟酸+肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素胰高血糖素脂解激素脂解激素:抗脂解激素抗脂解激素:31v 脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝、肾、脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝、肾、

11、肠等组织进入糖代谢。肠等组织进入糖代谢。E1:己糖激酶己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+ 33（三）（三）脂酸分解的核心过程脂酸分解的核心过程:-:-氧化

12、氧化( (重点重点) )19041904年，努珀年，努珀( (F. Knoop) 提出脂肪酸在体内氧化分提出脂肪酸在体内氧化分解从羧基端解从羧基端-碳原子开始，每次断裂碳原子开始，每次断裂2 2个碳原子，即个碳原子，即“-氧化学说氧化学说”。 发现过程发现过程 34组组 织：织：除脑组织外除脑组织外, ,大多数组织均可进行，大多数组织均可进行， 其其中中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。最活跃。亚细胞：亚细胞：胞液、线粒体胞液、线粒体 定定 位位 主要过程主要过程：( (饱和脂肪酸）饱和脂肪酸） 脂酸的活化脂酸的活化 脂酰脂酰CoACoA的生成的生成 脂酰脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体 脂酰脂酰C

13、oACoA的的-氧化氧化 乙酰乙酰CoACoA的氧化的氧化（三）（三）脂酸分解的核心过程脂酸分解的核心过程: :- -氧化氧化( (重点重点) )脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C- -OH OH OO=OO=脂脂 酰酰SCoARCHRCH2 2CHCH2 2C CSCoA SCoA OO=OO=水溶性水溶性362. 进入线粒体进入线粒体脂酸脂酸-氧化的主要限速步骤：氧化的主要限速步骤：v 脂酰脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由须要由肉碱肉碱来携带脂酰基来携带脂酰基。限速酶：限速酶：肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶R

14、COCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O =O =RCH=CHCSCoA O =RCH=CHCSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =38CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CSCoAOCH3CSCoAOCH3CSCoAOCH3CSCoAOCH3CSCoAOBeta Oxidation 8 carbon Fatty Acid Acyl-CoA4 two carbon Acetyl-CoAs视频视频: 39脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C- -OH OH OO=OO=RCH=CHC

15、SCoA O =RCH=CHCSCoA O =O =RCH2CH2CSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =RCOCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O =O =4243 -氧化循环过程在氧化循环过程在线粒体基质线粒体基质内进行；内进行； -氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆不可逆； 需要需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；为辅助因子； 每循环一次，生成每循环一次，生成一分子一分子FADH2，一分子，一分子NADH，一，一分子乙酰分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子

16、的脂酰和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。 脂肪酸脂肪酸 -氧化循环的特点氧化循环的特点4546L-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5 -脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰CoA TCA3.3.丙酰丙酰CoACoA转变为琥珀酰转变为琥珀酰CoACoA进行氧化进行氧化 -奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸CH3CH2COCoA 丙酰辅酶丙酰辅酶A -氧化氧化 丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA ATP+CO2474. 脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行

17、由与内质网紧密结合的由与内质网紧密结合的脂肪酸脂肪酸-氧化酶系氧化酶系催化催化脂肪酸脂肪酸-甲基碳原子在脂肪酸甲基碳原子在脂肪酸-氧化酶系作用下，氧化酶系作用下，经经-羟基脂肪酸、羟基脂肪酸、-醛基脂肪酸等中间产物，形成醛基脂肪酸等中间产物，形成, -二羧酸二羧酸。这样，脂肪酸就能从任一端活化并进行这样，脂肪酸就能从任一端活化并进行-氧化。氧化。 -氧化（氧化（- oxidation）CH3-CH2-(CH2)n - CH2 - CH2 -COOH 1 248肝内生酮肝外用肝内生酮肝外用CO2 CoASH CoASH NAD+ NADH+H+ -羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA合酶合酶乙酰

18、乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶CHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CS

19、CoACSCoA( (HMGCoAHMGCoA) ) CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA= =OO= =OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CSCoACSCoA( (HMGCoAHMGCoA) ) CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(-

20、 -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OOCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮CHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙

21、酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OO乙酰乙酸乙酰乙酸脱羧酶脱羧酶 NAD+ NADH+H+ 琥珀酰琥珀酰CoA CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶( (心、肾、脑及心、肾、脑及骨骼肌骨骼肌）乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫激酶硫激酶（肾、心和脑）（肾、心和脑）CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH

22、 COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CC

23、HCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO2CHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OO2乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶（硫解酶（心、心、肾、脑肾、脑及骨骼肌及骨骼肌）2.酮体酮体利用基本过程利用基本过程TCA羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶5152酮体的生成和利用的特

24、点酮体的生成和利用的特点: :1.酮体主要在酮体主要在肝细胞线粒体肝细胞线粒体中生成，在中生成，在肝外肝外组织组织（脑、脑、心、肾、骨骼肌等）线粒体中利用。心、肾、骨骼肌等）线粒体中利用。2.酮体生成的原料为酮体生成的原料为乙酰乙酰CoA。3.酮体可分解成酮体可分解成乙酰乙酰CoA进一步代谢提供能量。进一步代谢提供能量。53在饥在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、脑等重要器饿或疾病情况下，酮体可为心、脑等重要器官官提供必要的能源提供必要的能源。 肝内生酮肝外用肝内生酮肝外用脂酸脂酸氧化氧化酮体生成酮体生成 糖代谢旺盛糖代谢旺盛+乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 丙二酰丙二酰CoA 乙酰乙酰CoA ，柠檬

25、酸柠檬酸 -肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体 脂肪酸脂肪酸56酮体代谢异常酮体代谢异常如果如果 生酮生酮 用酮用酮（严重糖尿病等）（严重糖尿病等） 血中酮体血中酮体，酮体堆积，出现，酮体堆积，出现: 酮血症酮血症 酮尿症酮尿症 呼出气中含丙酮（烂苹果味）呼出气中含丙酮（烂苹果味）酮症酸中毒（酮症酸中毒（ketoacidosis，pH） 57 练习题练习题一、单选题一、单选题1脂肪动员的限速酶是：（脂肪动员的限速酶是：（ ）AHSL BLPL C甘油激酶甘油激酶 D单酰甘油脂肪酶单酰甘油脂肪酶E二酰甘油脂肪酶二酰甘油脂肪酶2.线粒体膜把脂肪酸转移至其基质内的限速酶

26、是：（线粒体膜把脂肪酸转移至其基质内的限速酶是：（ ）A肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 B脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 C脂酰脂酰CoA合成酶合成酶D肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 E肉碱肉碱-脂酰肉碱转位酶脂酰肉碱转位酶3.游离脂肪酸在血中的运输方式是：（游离脂肪酸在血中的运输方式是：（ ）A溶于水，直接由血液运输溶于水，直接由血液运输 B与载脂蛋白结合运输与载脂蛋白结合运输C与与-球蛋白结合运输球蛋白结合运输 D与清蛋白结合运输与清蛋白结合运输 E与与-球蛋白结合运输球蛋白结合运输4.脂肪动员指：（脂肪动员指：（ ）A脂肪组织中脂肪被脂肪酶水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血，供其他组脂肪组织中脂肪被脂肪酶水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血，供其他组织氧化利用织氧化利用 B脂肪组织中游离脂肪酸和甘油经活化后合成甘油三酯的代谢过程脂肪组织中游离脂肪酸和甘油经活化后合成甘油三酯的代谢过程 C脂肪组织中甘油三酯的分解及彻底氧化生成脂肪组织中甘油三酯的分解及彻底氧化生成CO2和和H2OD脂肪组织中脂肪被脂蛋白脂肪酶水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血，供脂肪组织中脂肪被脂蛋白脂肪酶水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血，供其他组织利用其他组织利用 E以上均不正确以上均不正确5.下列对脂