健康生活与生物化学第三章脂类代谢

1、健康生活与生物化学第三章脂类代谢脂类的分布与生理功能脂类的消化与吸收血脂甘油三酯的中间代谢类脂代谢脂类代谢紊乱3.1 脂类的分布和生理功能3.1.1 脂类的分布脂类甘油三酯类脂分布：脂库储存脂（可变脂）分布：各种生物膜基本脂（固定脂）（磷脂、胆固醇、鞘酯等）复合脂脂蛋白：脂类转运 活性物质糖脂：占体重10-20%占体重5%（脂肪）（脂+ 非脂）脂库: 体脂主要分布于皮下、小肠膜、大肠膜及一些内脏器官的脂肪组织中，它为人体各种运动提供后备能量，是机体主要贮存脂，通常被称作“脂库”。正常人每日摄入糖、蛋白质和脂肪,其中所含的热量供给身体代谢、生长发育、生活劳动的需要.如果摄入多,消耗少,多余的能量

2、就会以脂肪的形式在体内贮存起来. 人体第一大脂库是皮下组织;第二脂库在内脏周围;第三脂库在肚子里的大网膜上,所以人体肥胖到一定程度后,变得大腹便便,这正是大网膜贮油过多的表现.人体脂库的贮藏量几乎是没有限度的,不管有多少脂肪,脂库都可以装得,这就是胖人几乎可以无止境地发胖的原因. normal weight has roughly 20-35 billion fat cells R1R3R2分解脂肪脂肪酸甘油脂肪(甘油三脂)：1甘油+ 3 脂肪酸（长链）3条脂肪酸可以相同，也可以不同。+亲水头疏水尾磷脂(甘油磷脂)：1 甘油+2 脂肪酸 + 1 磷酸磷脂双分子层生物膜分子中磷酸成为亲水的头，两

3、条脂肪酸成为疏水的尾。胆固醇胆固醇脂：1胆固醇 + 1 脂肪酸胆固醇是机体不可缺少的重要脂类物质，是多种活性成分的前体，也是细胞膜成分，可以使细胞膜结构加固，在红细胞膜中含量高；胆固醇脂也参与脂类生物转运。胆固醇脂3.1.2 脂类的生理功能脂肪 储能和供能防止散热保持体温保护固定内脏提供必需脂肪酸脂溶性维生素的吸收、贮存激素贮存类脂 各种生物膜的重要组分脂类物质生物转运胆酸、一些激素或维生素的前体3.2 脂类的消化与吸收3.2 脂类的消化和吸收胆汁酸盐乳化胆固醇酯酶磷脂酶A2胰脂酶磷脂脂肪酸、溶血磷脂胆固醇酯脂肪酸、游离胆固醇脂肪酸、一酰甘油脂肪乳化微团重新酯化成甘油三酯等乳糜微粒淋巴血液肠道

4、小肠上皮细胞（载脂蛋白的一种）载脂蛋白脂肪的消化、吸收与转运 3.3 血 脂3.3.1 血脂的组成与含量组成：甘油三酯、磷脂、胆固醇（酯）、游离脂肪酸主要以脂蛋白（脂+蛋白质复合物）形式转运含量：甘油三酯 1.13mmol/L(100mg/dL)总胆固醇 5.17mmol/L(200mg/dL)血脂的来源和去路血脂500mg/dL食物中脂类体内合成脂类脂库动员释放氧化供能进入脂库储存构成生物膜转变成其他物质血脂水平随生活节律和生理状况波动范围较大3.3.2 血浆脂蛋白血脂的转运形式：脂蛋白脂蛋白脂 + 载脂蛋白质 游离脂肪酸 + 清蛋白复合体（疏水） （亲水）（亲水）（疏水） （亲水）（亲水）

5、脂类物质不溶于水，因此，只有通过形成脂蛋白，才能在血液中被运输（即转运）。故，血浆脂蛋白是血脂的转运形式。 3.3.3 血浆脂蛋白的分类 乳糜微粒(CM) 极低密度脂蛋白（VLDL） 低密度脂蛋白（LDL） 高密度脂蛋白（HDL） 在医学检验上，血液中的脂蛋白主要包括上述4种，不同的脂蛋白来源不同，它们的水平可以反映机体脂代谢的生理状况。脂类物质在血液中的运输（转运）形式 血浆脂蛋白结构及其生理意义例：乳糜微粒 ( CM)的结构胆固醇脂磷脂分子层甘油三酯载脂蛋白胆固醇 磷脂 载脂蛋白乳糜微粒中主要含有甘油三脂，进食后大量生成，是转运食物中脂肪进入机体组织的主要方式。3.3.4 血浆脂蛋白的组成

6、 载脂蛋白：多种，结合及转运脂质、 稳定脂蛋白结构、 调节脂蛋 白代谢关键酶活性、识别脂 蛋白受体 脂类组成甘油三酯 磷脂 胆固醇 胆固醇酯功能48508095507050转运外源性三酰甘油和胆固醇到全身转运内源性三酰甘油到全身转运内源性胆固醇从肝到全身各组织转运胆固醇从组织到肝分 类乳糜微粒CM极低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL 血浆脂蛋白的分类、组成、性质、功能3.4 甘油三酯的代谢3.4.1 甘油三酯的分解代谢概述内源性脂肪分解 甘油 脂肪酸 CO2+H2O +ATP葡萄糖/糖原CO2+H2O +ATP-氧化乙酰CoA（肝不完全氧化）酮体(ketone bodi

7、es)（肝外）氧化糖异生 三羧酸循环氧化磷酸化饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的结构差别（脂）（油）饱和脂肪酸不饱和脂肪酸人体常见的脂肪酸名称 C 数 双键位置 存在硬脂酸 18 - 动植物油脂软脂酸 16 - 动植物油脂油酸 18 1 9 橄榄油等亚油酸* 18 2 9 ，12 大豆油，亚麻籽油花生四烯酸 20 4 5 ，8，11，14 卵磷脂，脑磷脂 *必需脂肪酸：维持机体正常功能所需而人体自身不能合成，必须依靠食物获取的脂肪酸.所以，营养学上提倡饮食中多用调和油，而非长期单一使用某种油。 3.4.2 脂肪动员甘油三酯甘油、脂肪酸储存于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释放入血以供

8、其它组织氧化利用，该过程称为脂肪动员 机体中的脂肪酶受多种激素的影响调节，因此被称为激素敏感性脂肪酶激素敏感脂肪酶（HSL）TG脂肪酶+MG脂肪酶激素敏感脂肪酶（HSL）脂肪（甘油三酯）的分解逐步进行分解脂肪（TG）脂肪酸甘油二酯（ DG）甘油一酯（ MG）DG脂肪酶+分解+分解脂肪酸脂肪酸甘油 123机体内促进脂肪动员的激素称为脂解激素：肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、生长素机体内抑制脂肪动员的激素成为抗脂解激素：胰岛素、前列腺素、雌二醇通过上述两类激素的调节，机体保持脂肪的正常新陈代谢。3.4.3 脂肪酸- 氧化 （重点）脂肪酸的活化（细胞液）脂酰CoA进入线粒体脂肪酸的-氧化（线粒体

9、）进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）脂肪酸通过- 氧化产生大量能量（ATP）的过程是在细胞的线粒体中进行的。乙酰CoA肉碱转运系统线粒体膜 （1）脂肪酸的活化与转运 脂肪酸首先活化，形成脂酰辅酶A脂肪酸+CoA CoA脂酰CoACoA脂酰CoA脂酰辅酶A必须依赖特殊的转运蛋白肉碱脂酰基转移酶才能运进入线粒体内肉碱脂酰转移酶CoA脂酰CoA线粒体外线粒体内（脂酰CoA）活化 饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位C原子发生氧化、碳链断裂，生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，并产生 1个NADH和1个FADH两种还原型递氢体， 这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程，即称为脂肪酸-氧化.R1

10、CH2CH2CH2CH2 CH2COOH（2)脂肪酸-氧化 CCCoA乙酰CoA二碳单位 R1CH2CH2CH2COOH偶数碳饱和脂肪酸的-氧化循环1 乙酰CoA（二碳单位）；1 NADH + H+, 1 FADH2（两种递氢体）; 1 减少2C的酯酰CoA 一次循环产生(3) 脂肪酸-氧化彻底分解的质能计算一分子含n个C的脂肪酸-氧化:活化消耗 2 ATP会发生( n/2)-1 次循环；并释放n/2 个 乙酰CoA，产生 n/2 10 ATP(n/2)-1个FADH2，产生(n/2）-1 1.5 ATP(n/2)-1NADH+H+，产生(n/2 -1 2.5 ATP 则发生-氧化的次数：n/

11、2 - 1=16/2 - 1 = 7 ATP的生成数为： 实例： 计算一分子软脂酸（16 C）彻底氧化产生的ATP数目 解：软脂酸的C原子数目n = 16， 共产生 7 个 NADH+H+ 2.5 7 ATP 共产生 7 个 FADH2 1.5 7 ATP共产生8 个乙酰CoA 80 ATP 活化时消耗能量 -2 ATP一分子软脂酸-氧化产生 106 ATP3.4.4 氧化的生理意义脂肪酸氧化的主要生理功能是产生ATP供能，其产生ATP的效率高于葡萄糖。如1分子12C饱和脂酸完全氧化产生78分子ATP，而2分子葡萄糖(12C)完全氧化才产生6064分子ATP。 机体营养不良时，替代性供能 动物

12、冬眠 骆驼驼峰，沙漠动物巨大的能量贮存库3.4.5 酮体 的生成和利用酮体：指脂肪酸在肝中不彻底氧化产生的三种酸性小分子化合物 乙酰乙酸 -羟丁酸 丙酮 合成原料：乙酰CoA合成部位：肝（细胞线粒体） 正常情况下，脂肪酸在心肌、肾、骨骼肌等组织中能彻底氧化生成 CO2 和 H2O 。 脂肪酸在肝细胞中的氧化则不一定完全，生成一些酸性的中间产物，即乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮，统称为酮体。 肝脏生成的酮体必须要运到肝外组织中去利用，所以在正常生理状况下的血液中也含有少量的酮体，但一般难以测出。只有代谢异常时才能大量产生并被检出。 酮体的概念 酮体的生理功能 饥饿、糖尿病时脂肪动员加强，脂肪酸分解加强

13、酮体生成，当过多而超出肝外组织利用能力时酮血症(ketonemia)酮尿症(ketonuria)酮症酸中毒等在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式脑中有高活性的转硫酶，故在禁食、低血糖和高脂饮食时，酮体成为脑组织的主要能源物质当动物机体缺少葡萄糖时，须动员脂肪供应能量。肌肉组织对脂肪酸只有有限的利用能力，但是可以优先利用酮体以节约葡萄糖，从而满足肌肉组织对葡萄糖的需要。大脑虽不能利用脂肪酸，但能利用大量的酮体。因此，在饥饿、缺乏葡萄糖时，人的大脑可利用酮体代替其所需葡萄糖量的约25左右。酮体是小分子，溶于水，能通过肌肉毛细血管壁和血脑屏障，因此可以成为适合于肌肉和脑组织利用的能源物质。

14、酮病（ketosis） 当肝中产生的酮体多于肝外组织的消耗量，即超过了肝外组织所能利用的限度，造成酮体在体内积蓄而引起的疾病。酮体水平在正常代谢时很低或检测不到，但当机体持续的低血糖（饥饿或废食）时，糖与脂类代谢的紊乱，每 100ml 血中酮体常超过 20mg。此时，不仅血中酮体含量升高，酮体还可随乳、尿排出体外。由于酮体主要成分是酸性的物质，其大量积存的结果常导致体液酸碱平衡失调，引起酸中毒。酮病在妊娠后期容易见到，由于胎儿和泌乳的需要，母体内葡萄糖的消耗量很大，无疑容易造成缺糖而引起酮病。极度消耗或疲乏时，也常见血液中酮体升高。所以，长期低糖/无糖饮食减肥，非常容易得酮病。 酮 病3.4.

15、7 甘油三酯的合成代谢 甘油三酯（肝脏、脂肪组织）磷酸甘油脂肪酸甘油的磷酸化乙酰CoA 糖代谢磷酸二羟丙酮HOOC-CH2-COSCoA丙二酰CoA乙酰CoA是脂肪酸合成的碳架来源丙二酰CoA是二碳单位加长的直接供体NADPH是H的供体ATP提供所需能量软脂酸（16C）生物合成循环NADPH2 （1）软脂酸(cetin， 16C )的合成原料：乙酰CoA、NADPH、ATP （C，H，能）部位：细胞液柠檬酸-丙酮酸转运体系：合成的原料和部位 线粒体中 乙酰CoA胞液中 乙酰CoA （1）乙酰CoA的活化CH3-CoSCoA + CO2乙酰CoA羧化酶生物素 Mn2+HOOC-CH2-COSCo

16、AATPADP+Pi脂肪酸体内合成关键酶乙酰CoA丙二酰CoA活化形式机体中脂肪酸合成以二碳单位的乙酰CoA为原料，但是需要进一步“活化”成为三碳的丙二酰CoA后，才能直接参加脂肪酸碳链的加长。（2）软脂酸（16C）生物合成过程脂肪酸合成酶系多功能酶 一个多肽链上具有7种酶活性，依次重复进行缩合、还原、脱水、再还原的过程，多次加长2C 单位，最终合成软脂酸乙酰CoA需要被转运至细胞液中，才能进行脂肪酸的合成 合成所需原料为乙酰CoA，产物是软脂酸，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoA和一分子乙酰CoA； 在细胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶； 合成是一个耗能过程，每合成一分子软脂酸，

17、需消耗15分子ATP（8分子用于转运，7分子用于活化）； 需NADPH作为供氢体，对葡萄糖的磷酸戊糖分解途径有依赖性。脂肪酸合成的特点：（3）甘油三酯的合成 部位：肝、脂肪组织直接原料：-磷酸甘油、脂酰CoA主要来自糖分解代谢脂肪的合成过程CH2OHCHOHCH2-O-P-磷酸甘油脂酰基转移酶CH2-O-C-R1O=CH-O-C-R2O=CH2-O-P磷脂酸磷酸酶Pi2RCOSCoA2HSCoAH2OCH2-O-C-R1O=CH-O-C-R2O=CH2-OH脂酰基转移酶CH2-O-C-R1O=CH-O-C-R2O=CH2-O-C-R3O=RCOSCoAHSCoA磷酸甘油磷脂酸甘油二酯甘油三酯脂

18、肪肝脂肪肝：是当肝中的脂蛋白不能及时将肝细胞内的脂肪运出，造成脂肪在肝细胞中堆积所致。当肝组织中脂肪含量超过10%或以上时，临床诊断为脂肪肝。原因： 脂肪来源过多 极低密度脂蛋白（VLDL）合成障碍治疗:磷脂、胆碱、甲硫氨酸、Vit B12、ATP（促进脂肪运出肝外，促进脂肪消耗）3.5 类脂的代谢磷脂、糖鞘脂、胆固醇、胆固醇酯3.5.1 甘油磷脂的代谢磷脂（含磷酸的脂类）甘油磷脂鞘磷脂（神经细胞富含）磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）复习：甘油磷脂的基本结构：CH2-O-CO-RR-CO-O-CHCH2-O-PO3H-X|卵磷脂 脑磷脂 亲水头疏水尾磷酸基团上的“装饰”基团不同，形成

19、不同种类的磷脂，具不同生理功能甘油磷脂的分解代谢各种磷脂酶催化水解生成溶血磷脂、脂肪酸最终产物：甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱溶血磷脂：磷脂酶去除一个脂肪酸后的、仅存一个脂肪酸的磷脂。磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶生物膜构建生物膜裂解完整磷脂溶血磷脂溶血磷脂是一组仅含有一个脂肪酸的磷脂，其含量虽然很小，但功能上却很重要。低浓度（210-4M）的溶血磷脂就能使细胞膜溶解，更低的浓度则使红细胞的形状发生很大的改变，形成棘皮细胞。所以，溶血磷脂对红细胞具有潜在的损害作用。成熟红细胞不再合成脂酸，但当其在血液中循环流动时，能从血浆中不断摄取新的脂质，加以重新组合以更新胞膜中原有的脂质。溶血磷脂又是一种很好的清除

20、血凝血栓以及乳化剂和抗菌剂。 磷脂酶A2在自然界广泛存在， 蛇毒中的磷脂酶A2目前被广泛提取制备。蛇毒中含有丰富的酶，其中有几种酶与蛇毒毒性关系较密切：蛋白水解酶：损害血管壁引起严重出血，组织破坏，甚至深达骨部，同时释放出组织胺，组织胺和缓激肽都能引起血压剧降至休克水平，它还使神经细胞的通透性增加，影响神经功能。依地酸钠可抑制蛋白水解酶的活性，故在临床上蛇伤早期可用其溶液冲洗伤口。磷脂酶A2（PLA2）：它具有溶血作用，还有突触前神经毒作用、肌溶作用、心脏毒作用等。医学上又可以利用来抗凝作用和抑制血小板聚集、降压等。透明质酸酶：存在于多数蛇毒中，以蝰科蛇毒含量为高。能溶解细胞与纤维间质的酸性粘

21、多醣，破坏结缔组织的完整性，促使蛇毒从局部向周围组织扩散，扩大局部炎症，加深症状。蛇毒中毒的死亡原因1. 呼吸肌麻痹，发展为缺氧性脑病，窒息死亡。2.循环衰竭，蛇毒的心脏毒引起心力衰竭而造成。3.急性肾功能衰竭，损害骨骼肌所产生的大量肌红蛋白，在酸性尿中，沉积于肾小管，产生肾小管阻塞，引起急性肾功能衰竭。4. 出血及凝血障碍，引起的广泛内、外出血，溶血，特别是心肌、肺及脑出血死亡。5. 感染：创面坏死感染，气性坏疽，败血症及创口合并破伤风，呼吸麻痹后引起积聚性肺炎，吸入性肺炎，真菌感染等致死。6. 严重中毒者，引起肾上腺皮质功能衰竭是蛇伤中毒死亡的辅因。甘油磷脂的合成合成部位：肝、肾、肠（内质

22、网）合成原料：脂肪酸、甘油、 磷酸盐、 胆碱、乙醇胺、 ATP等3.5.2 胆固醇代谢体内以游离胆固醇及胆固醇酯形式存在 ABC1234567891011121315161718192021222324252627D14胆固醇合成乙酰辅酶ANADPH（供氢）ATP（供能）1816361胆固醇原料：部位：肝脏（以及小肠）的胞液、内质网胆固醇的酯化A. 细胞内胆固醇的酯化RCOSCoAACATRCOOHSCoA脂酰胆固醇脂酰转移酶胆固醇 胆固醇酯B. 血浆中胆固醇的酯化LCAT(卵磷脂胆固醇脂酰转移酶)胆固醇的生物转化肝脏细胞转变为胆汁酸 胆囊转变为类固醇激素转变为Vit D3肾上腺皮质激素性激素

23、皮质酮皮质醇肾上腺皮质激素雌二醇睾丸酮性激素肾上腺皮质性腺胆固醇胆酸胆固醇酯肝肝甘氨胆酸牛磺胆酸甘氨酸牛磺酸胆汁酸盐乙酰CoA肠粘膜7-脱氢胆固醇维生素D3UV胆固醇的生物转化胆汁酸胆酸 +甘氨酸/牛磺酸胆盐胆汁酸 的钾盐或钠盐胆酸是动物胆囊合成分泌的物质，分子中含羟基的数目、位置与构型不同，存在多种胆酸。已发现的已超过100多种，但常作药用的只有近十种。其中熊去胆酸作为胆石溶解药，收载于中国药典，去氢胆酸也作为利胆药使用。熊 胆主要化学成分：熊去氧胆酸，鹅去氧胆酸等药理作用：牛磺熊脱氧胆酸对总胆管、括约肌有松弛作用具有解痉作用，熊脱氧胆酸钠对士的宁引起的小鼠中毒有解毒作用而抗惊厥，在灌流实验

24、中，胆酸使胆汁流量增加而利胆，鹅去氧胆酸有溶解胆结石作用 胆结石的主要成份有胆固醇、胆红素、碳酸盐以及钙、镁、铁等金属元素，其中胆固醇和胆红素为主要成份。 胆结石的形成原因比较复杂，但主要有以下几个方面：肝脏分泌的胆汁不正常：胆结石在肥胖人群中常见，就是因为胆汁中胆固醇含量过高，呈过饱和状态，容易析出结晶，导致结石。 胆道感染：胆道感染时可以引起胆汁成分的改变，加上炎性分泌物、管壁脱落物等，更容易形成结石。 胆囊内胆汁瘀积：一些由于疾病无法进食而长期依靠静脉内营养者；怀孕初期，妊娠反应重，不能正常进食者；长期不进早餐者等容易出现胆汁瘀积，进而形成胆结石。患某些疾病：如肝炎、肝硬变和某些溶血性疾

25、病患者，由于胆汁成分异常，容易形成结石。 胆固醇的排泄 H肠道细菌还原大部分胆固醇胆汁酸肝肠胆汁酸的肠肝循环小部分胆固醇：胆固醇粪固醇 排泄3.6 脂类代谢紊乱高脂血症（高脂蛋白血症）动脉粥样硬化肥胖症高脂血症（hyperlipidemia)（高脂蛋白血症）概念：空腹血脂浓度持续高于正常主要是血浆胆固醇及甘油三酯含量超过正常分为六型：、a、b、原发性：遗传基因缺陷、家族史、肥胖等继发性：糖尿病、肾病、甲状腺功能减退等易引起心血管疾病动脉粥样硬化 血浆胆固醇（VLDL、LDL）动脉血管粥样斑块沉积官腔狭窄动脉内皮细胞损伤冠心病防治原则：降低LDL、VLDL，提高HDL 控制饮食、适当运动、服降脂药肥胖症肥胖症：全身性脂肪堆积过多，导致体内一系列病理生理变化肥胖度的衡量标准：体重指数（body mass index） BMI = 体重（kg）/ 身高2（M2） 2426：轻度肥胖 2628：中度肥胖 28：重度肥胖肥胖症常伴有高血糖、高血脂、高血压、高胰岛素血症 肥胖与高脂血症肥胖病人