第六章 脂类代谢

第六章脂类代谢2013-20141主要内容概述1脂肪的分解代谢2脂肪的合成代谢3类脂的代谢42学习目标掌握：血脂的概念及功能；脂肪酸的β-氧化作用；酮体的概念及生理意义；脂肪酸氧化过程中能量的计算。熟悉：脂肪和类脂的生理功能；甘油代谢途径；甘油三酯的合成代谢；胆固醇的转化。了解：血浆脂蛋白种类；脂肪动员的概念；磷脂合成与分解代谢；胆固醇的合成代谢。

3第一节概述一、脂类的概念、分布和功能（一）脂类的概念脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸组成，故又称三脂酰甘油或甘油三酯（TG）。类脂主要包括：磷脂（PL）、糖脂（GL）、胆固醇（Ch）及胆固醇酯（CE）。（二）脂类在体内的分布体内的脂肪主要分布在脂肪组织，如皮下、大网膜、肠系膜、肾周围。正常人体内含量占体重的14%-19%，女子稍高。人体内脂肪含量受营养状况、能量消耗等因素而变动，故又称“可变脂”。类脂含量相对恒定，不受营养状况、能量消耗等因素的影响而变动，故有“恒定脂”或“基本脂”。4（三）脂类的生理功能1.脂肪的生理功能人体活动所需的能量20%-30%由脂肪所提供。1g脂肪完全氧化分解可释放能量38.9kJ热量。脂类中亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸，人体自身不能合成，必须由食物供给，称为营养必需脂肪酸（EFA）。食物中脂肪在肠道内能协助脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收。2.类脂的生理功能类脂（磷脂和胆固醇）是构成所有生物膜如细胞膜、线粒体膜、核膜及内质网膜等的重要组分。5二、血脂与血浆脂蛋白（一）血脂血脂主要包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯及游离的脂肪酸。血脂的来源和去路6脂蛋白的结构7脂蛋白的结构8（二）血浆脂蛋白血浆中的脂类与载脂蛋白结合组成的复合体，称为血浆脂蛋白。血浆脂蛋白是脂类在血中的主要转运形式。1.血浆脂蛋白的分类（1）密度分离法（超速离心法）：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）。（2）电泳分离法：α-脂蛋白（α-LP），前-β脂蛋白(preβ-LP)、β-脂蛋白(β-LP)和乳糜微粒（CM）♁

CM前92.血浆脂蛋白的组成血浆脂蛋白是由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及胆固醇酯组成。3.载脂蛋白（apo）载脂蛋白主要功能是参与脂类物质的转运及稳定脂蛋白的结构。10

①结合和转运脂类，稳定血浆脂蛋白的结构；②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）③参与识别脂蛋白受体。载脂蛋白的功能114、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。12

3．代谢过程：13代谢新生CM

成熟CM

CM残粒

LPL

肝细胞摄取（apoE受体）FFA

外周组织

血液

14（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。15

3．代谢过程16来源+

apoB100、E代谢VLDLVLDL残粒LDLLPLLPL、HLFFA外周组织

FFA

肝细胞合成的TG

磷脂、胆固醇及其酯VLDL的合成以肝脏为主，小肠亦可合成少量。17（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。183、代谢过程19（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20

21第二节脂肪的分解代谢一、脂肪的降解储存在脂肪组织的甘油三酯在脂肪酶催化下水解为游离脂肪酸和甘油并释放入血，以供其他组织摄取利用的过程称为脂肪的降解或脂肪的动员。其中，TG脂肪酶是脂肪水解的限速酶。该酶受肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素及胰岛素的调节。22二、甘油的分解代谢甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮是糖酵解的中间产物，可沿糖酵解途径继续氧化分解释放能量，也可沿糖异生途径转变为葡萄糖或糖原。23三、脂肪酸的分解代谢除脑组织和成熟的红细胞外，大多数组织均能氧化脂肪酸，但以肝及肌肉组织最活跃。脂肪酸氧化的主要部位在线粒体。脂肪酸的氧化过程分为：脂肪酸的活化、脂酰CoA进入线粒体、β-氧化过程及乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。（一）脂肪酸的活化在细胞液中，脂肪酸在脂酰CoA合成酶的催化下与HSCoA作用生成脂酰CoA的过程，称为脂肪酸的活化。活化1分子的脂肪酸需消耗1分子ATP分子中2个高能磷酸键（相当于消耗2分子ATP）。24（二）脂酰CoA进入线粒体（肉毒碱携带脂酰CoA转入线粒体）25

脂酰CoA进入线粒体在肉碱（carnitine）的协助下。26（三）β-氧化作用脂酰CoA进入线粒体后，在脂肪酸β-氧化多酶复合体的催化下，由脂酰基的β碳原子开始通过脱氢、加水、再脱氢、硫解四步连续的化学反应，产生1分子乙酰CoA和1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA，此氧化过程称为脂肪酸的β-氧化作用。27

28

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CoA29（四）乙酰CoA的彻底氧化脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA，经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和H2O,并释放能量。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。30脂肪酸β-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。31四酮体的生成和利用

酮体是脂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，主要来自脂酸的-氧化。关键酶：HMGCoA合成酶3233

342.

酮体的利用肝外组织利用（肝中缺乏利用酮体的酶）35

心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞β羟丁酸-NAD+

NADH+H

HSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循环+

β-羟丁酸脱氢酶

363．酮体代谢的生理意义

酮体肝内生成，肝外利用正常情况下是肝输出能源的一种形式；能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉，尤其是脑组织的重要能源；在饥饿状态或糖供应不足时可代替葡萄糖成为脑组织的重要能源。在饥饿、高脂低糖膳食，特别糖尿病时，可导致酮症酸中毒（患者口气有烂苹果味）。3738第三节脂肪的合成代谢肝脏和脂肪组织是合成甘油三酯的主要场所。甘油三酯的合成是在细胞液中进行的，合成过程包括：脂肪酸的合成、α-磷酸甘油的合成和甘油三酯的合成。一、α-磷酸甘油的生物合成1.糖代谢此反应存在于人体各组织，是α-磷酸甘油的主要来源。392.细胞内甘油磷酸化肝、肾、哺乳期乳腺及小肠黏膜富含甘油激酶，而肌肉和脂肪组织细胞内甘油激酶的活性很低，因而不能利用甘油来合成甘油三酯。40二、脂肪酸的生物合成（一）合成原料（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。（2）合成原料乙酰CoA为主要原料，主要来自葡萄糖。NADPH主要来自磷酸戊糖途径。还需ATP、CO2及Mn2+等。41柠檬酸—丙酮酸循环42（二）软脂酸的合成过程丙二酸单酰CoA

乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。1分子乙酰CoA与7分子的丙二酸单酰CoA在脂肪酸合成酶的催化下，由NADPH+H+提供氢合成软脂酸。43软脂酸合成的总反应

CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+脂肪酸合成酶系44三、脂肪的生物合成甘油三酯是以α-磷酸甘油和脂酰CoA为原料，在细胞内质网由脂酰转移酶催化合成的。反应如下页图α-磷酸甘油脂酰转移酶是甘油三酯合成的限速酶。甘油三酯中C2位的脂肪酸多为多不饱和脂肪酸或必需脂肪酸。45

46第四节类脂的代谢一、磷脂的代谢化学组成不同分：甘油磷脂和鞘磷脂前者有：卵磷脂（磷脂酰胆碱）、脑磷脂（磷脂酰乙醇胺）后者分布于大脑和神经髓鞘中。（一）甘油磷脂的合成1.合成部位各组织细胞均可合成磷脂，尤以肝、肾、小肠最为活跃。2.合成原料主要有甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇等。47（1）甘油二酯合成途经：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺；（2）CDP-甘油二酯合成途径：磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。

3.

合成的基本过程48CDP-乙醇胺CDP-胆碱49（二）甘油磷脂的分解人体内含有磷脂酶A1、A2、B、C和D，分别作用于甘油磷脂的不同酯键，使甘油磷脂逐步水解成甘油、脂肪酸、磷酸及各种含氮化合物。溶血磷脂－1溶血磷脂－2溶血磷脂可使红细胞膜或其它细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。某些毒蛇含有磷脂酶A2,人被毒蛇咬伤后产生大量溶血磷脂，会引起溶血。50

固醇共同结构环戊烷多氢菲二、胆固醇的代谢51动物胆固醇(27碳)52植物(29碳)酵母(28碳)53胆固醇（cholesterol）54*胆固醇在体内含量及分布含量：

约140克分布：广泛分布于全身各组织中大约¼分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高存在形式：游离胆固醇胆固醇酯55一、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1g。（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。56（三）胆固醇合成的基本过程胆固醇合成的基本过程可分为下列三个阶段：1．乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）：此过程在胞液和微粒体进行。HMG-CoA还原酶(HMG-CoAreductase)是胆固醇合成的关键酶。57甲羟戊酸的合成582．甲羟戊酸缩合生成鲨烯：此过程在胞液和微粒体进行。MVA→5-焦磷酸甲羟戊酸→异戊烯焦磷酸→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鲨烯。593．鲨烯环化为胆固醇：此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（sterolcarrierprotein,SCP）上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。SCP60（四）胆固醇合成的调节611．膳食因素：＊饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶的活性，使胆固醇的合成减少；＊摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，HMG-CoA还原酶活性增加而导致胆固醇合成增多。

62胆固醇及其氧化产物，如7-羟胆固醇，25-羟胆固醇等可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。2．胆固醇及其衍生物的变构调节：63HMG-CoA还原酶可被AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）磷酸化修饰而转变为无活性型。3.共价修饰调节：64胰岛素和甲状腺激素可通过诱导HMG-CoA还原酶的合成而使酶活性增加；胰高血糖素和糖皮质激素则可抑制HMG-CoA还原