脂类代谢课件

第十章Metabolismoflipids

脂类代谢

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。脂类(lipids)脂肪脂类磷脂

类脂糖脂胆固醇（及胆固醇酯）X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油磷脂糖脂不饱和脂酸命名系统命名法△编码体系从脂酸的羧基碳起算ω或n编码体系从脂酸的甲基碳起算脂肪酸碳原子的编码体系△编码121110987654321ω编码123456789101112CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH

油酸18:1ω9

CH3（CH2）7

CHCH(CH2)7COOH

9

9

第十章脂类的消化和吸收第一节场所：小肠上段。一、脂肪的消化和吸收1.脂肪的消化脂肪酶脂肪酶脂肪酶二、类脂的消化和吸收A21.磷脂的消化和吸收R2COOH溶血卵磷脂卵磷脂A1（B）R1COOH甘油磷酸胆碱C、D磷酸甘油胆碱水解后的磷脂在小肠吸收，其又在肠壁重新合成磷脂，再进入血液分布全身。胆固醇以胆固醇酯或游离状态存在。需借助胆盐的乳化作用在肠内吸收，吸收后有2/3在肠粘膜细胞内又重新酯化成胆固醇酯，而进入淋巴管。未被吸收的类脂进入大肠，被微生物分解利用。2.胆固醇的消化和吸收脂类的消化和吸收（总结）脂类(TG、Ch、PL等)微团胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、辅脂酶等水解甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等混合微团乳化扩散小肠粘膜细胞内重新酯化载脂蛋白结合乳糜微粒门静脉肝脏一、血脂的组成与含量血浆中所含的脂类统称为血脂，包含甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯、游离脂肪酸等。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。

血脂的来源外源性——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血脂的去路氧化供能、贮存于脂肪组织、构成生物膜、转化为其他物质等。二、血脂的来源和去路转变为其它物质食物体内合成脂库动员氧化供能脂库储存血脂CM脂肪酸-清蛋白

VLDL构成生物膜（一）血浆脂蛋白的分类与命名1、电泳分类法(electrophoresis)：

α-脂蛋白、前β-脂蛋白(preβ-)、β-脂蛋白、乳糜微粒(chylomicron,CM)2、超速离心分类法(ultracentrifugation)：

CM、VLDL、LDL、HDL原理：由于血浆脂蛋白中载脂蛋白不同，颗粒大小不同，表面电荷多少也不同，电泳的迁移率也就不同，按其移动的快慢，脂蛋白可依次形成4个区带。电泳分类法乳糜微粒(CM)极低密度脂蛋白(VLDL)低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白(HDL)密度颗粒3.电泳分类法与超速离心法的对应关系电泳分类法超速离心分类法小小

CMCMβVLDL前-βLDL

HDL迁移率密度蛋白质（载脂蛋白apolipoprotein,apoprotein)血浆脂蛋白

脂类（三酰甘油、胆固醇及其酯、磷脂）（二）血浆脂蛋白的组成血浆脂蛋白的组成特点（三）血浆脂蛋白的结构外周载脂蛋白Peripheralapoprotein磷脂Phospholipid三酰甘油Triacylglycerol胆固醇酯Cholesterolester非极性脂类核心Coreofmainlynonpolarlipids游离胆固醇Freecholesterol整合的载脂蛋白Integralapoprotein以非极性脂（如：三酰甘油）为核心，表面覆盖以单层极性分子（如：磷脂、载脂蛋白及游离的胆固醇等），亲水性基团朝向表面，使脂蛋白得以在血液中运输

。（四）载脂蛋白定义：指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。种类（18种）：apoA(AⅠ、AⅡ、AⅣ)apoB(B100、B48)apoC(CⅠ、CⅡ、CⅢ)apoDapoE作用：1、调节脂蛋白代谢关键酶活性;2、参与脂蛋白受体的识别;3、结合和转运脂质及稳定脂蛋白的结构。

人体几种重要的血浆载脂蛋白：AⅠ：激活LCAT，识别HDL受体AⅡ：稳定HDL结构B100：识别LDL受体B48：促进CM的合成CⅡ：激活LPL1.乳糜微粒（CM）（五）血浆脂蛋白代谢4.高密度脂蛋白(HDL)2.极低密度脂蛋白(VLDL)

3.低密度脂蛋白(LDL)PChAECHDLapo-EReceptorTGChCEAB48MatureCMP.Chapo-A.apo-Capo-E.apo-CDietaryTG小肠淋巴TGChAB48NascentCMSmallIntestineLymphaticsCholesterolFattyacidsLIVER脂蛋白脂酶fattyacidLipoproteinLipase肝外组织GlycerolExtrahepatictissuesTGChapo-EB48RumpCM

在小肠粘膜细胞再合成的甘油三酯，连同吸收及合成的磷脂及胆固醇，再与apoB48、apoA等共同形成新生的CM，经淋巴进入血循环，接受HDL转移来的apoC及apoE后，同时将部分apoA转移给HDL，形成成熟的CM。

进入血中的CM，获得apoC后，其中apoC11能激活存在于肌肉、脂肪组织等处毛细血管内皮细胞表面的脂蛋白脂酶（LPL），在LPL的作用下，CM中的三酰甘油水解成甘油和脂肪酸，被组织摄取利用。随着三酰甘油的水解，CM颗粒逐渐变小，其表面过剩的磷脂、胆固醇及apoA、apoC转移至HDL上，最后转变成富含胆固醇酯及部分三酰甘油的CM残余颗粒，被肝细胞膜上的apoE受体识别摄入肝细胞内进行代谢。CM在血浆中代谢速度很快，半衰期仅5～10min,饭后12～14h血浆中不再含有CM。CM代谢

LipoproteinLipaseExtrahepa-tictissuesFattyacidsGlycerolPChAECHDLTGChapo-Capo-Eapo-B100MatureVLDLP.Ch.apo-Capo-Capo-EB100TGChapo-EIDLapo-ETGChB100Nascent

VLDLIntestineExtrahepatictissuesFattyacidsCholesterolapo-B、EReceptorChapo-B100LDLVLDL主要是由肝脏合成和分泌的，肠粘膜细胞也可合成少量VLDL。肝细胞合成甘油三酯，然后连同磷脂、胆固醇、apoB100形成新生的VLDL进入血液。VLDL是运输内源性甘油三酯由肝脏至全身的主要形式。

新生的VLDL在血中从HDL处获得apoC及E，形成成熟的VLDL。然后同CM一样在肝外组织毛细血管的内皮细胞表面的LPL作用下，VLDL中的甘油三酯被水解释出甘油和脂肪酸为组织所利用。随着甘油三酯的水解，VLDL颗粒逐渐变小，其表面过剩的磷脂、游离胆固醇及apoC转移至HDL上，同时HDL的胆固醇酯转移至VLDL。这样，VLDL的胆固醇含量及apoB100、apoE含量相对憎加，密度逐渐增大，形成中间密度脂蛋白（IDL）。一部分IDL可被肝细胞膜的apoE受体识别，被摄取进行代谢。未被肝细胞摄取的IDL甘油三酯继续被LPL水解，表面过剩的apoE转移至HDL上。最后IDL中仅剩下胆固醇及apoB100,即转变成LDL。VLDL在血中的半寿期约6～12h。

极低密度脂蛋白代谢LDL是在血液中由VLDL代谢转变而生成的，其载脂蛋白为apoB100，并富含胆固醇（主要是胆固醇酯）达42%。LDL是正常人空腹时血浆的主要脂蛋白，它是运输由肝合成的内源性胆固醇至肝外的主要形式。LDL受体代谢途径LDL的代谢主要是通过与LDL受体结合后进肝或肝外细胞，与溶酶体结合，被其中所含的酶水解，apoB100被蛋白酶水解为氨基酸，胆固醇酯被胆固醇酯酶水解成游离胆固醇及脂肪酸。胆固醇除直接参与形成细胞膜外，还可反馈地抑制细胞内胆固醇的合成。LDL的半寿期为2-4天。低密度脂蛋白受体代谢途径：

修饰的LDL(ox-LDL)可被单核吞噬细胞系统中的巨噬细胞及血管内皮细胞清除。这两类细胞膜表面具有清道夫受体(scavengerreceptor,SR)。2.LDL的非受体代谢途径HDL代谢新生HDL细胞膜CMVLDL卵磷脂、胆固醇apoCapoECMVLDLLCAT

溶血卵磷脂胆固醇酯

HDL核心卵磷脂胆固醇酯酰转移酶成熟HDL磷脂、游离胆固醇和载脂蛋白A、C、E与肝细胞膜HDL受体结合而被摄取胆固醇在肝内转变成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外胆固醇酯部分由HDL转移到VLDL少量由HDL转移到肝HDL在血中的半寿期为3-5天。①使HDL表面卵磷脂2位脂酰基转移到胆固醇3位羟基生成溶血卵磷脂及胆固醇酯②使胆固醇酯进入HDL内核逐渐增多③使新生HDL成熟LCAT的作用（由apoAⅠ激活）(五)血浆脂蛋白的功能第三节脂肪的分解代谢一、脂肪的动员

定义：储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为脂肪酸及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。关键酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)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、促肾上腺皮质激素（ACTH）、促甲状腺激素（TSH）等。抗脂解激素

抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLa(无活性)HSLb(有活性)FFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油三酯甘油二酯甘油一酯甘油脂肪动员产物的进一步代谢甘油直接运送至各组织，经甘油激酶的作用转变为3-磷酸甘油进入糖代谢；脂酸由血浆中的清蛋白运送至全身组织进行代谢。二、甘油的去路（肝中进行）三、脂肪酸的氧化分解氧化方式：

β－氧化、α－氧化、ω－氧化等(一)饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解

（脂肪酸的β-氧化）在肝脏线粒体脂肪酸氧化酶系作用下,每次氧化作用发生在α,β碳原子上,断去二碳单位生成一分子乙酰CoA，和少二碳的脂肪酸，这种氧化作用称β氧化。偶数碳原子的脂肪酸经β氧化最终全部生成乙酰CoA。组织：肝、肌肉最活跃,脑组织除外。亚细胞：胞液、线粒体发生部位反应过程1.脂酸的活化——脂酰CoA的生成2.脂酰CoA进入线粒体3.脂酰CoA的β-氧化4.三羧酸循环1、脂酸的活化脂酰CoA合成酶

ATPAMPPPi

+CoA-SH——脂酰CoA的生成（胞液）含高能硫脂键、且水溶性增加，故提高了脂酸的代谢活性。1分子脂酸活化，消耗2个高能磷酸键。AcylCoAsynthetasereactionoccursonthemitochondrialmembraneActivationofFattyAcids（1）小于十二碳脂酰CoA可直接进入线粒体膜，不需要载体。（2）长链脂酰CoA不能通过线粒体内膜，肉毒碱载体。2.脂酰CoA进入线粒体载体：肉碱（β羟-γ-三甲氨基丁酸）1）肉碱脂酰转移酶I(脂酸β-氧化的限速酶)

2）肉碱脂酰转移酶Ⅱ

3）肉碱-脂酰肉碱转位酶酶：3.脂酸的β氧化脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链

3ATP线粒体膜三羧酸循环H2OCoA-SHFADH2NADH+H+

H2O呼吸链2ATP129ATP活化：消耗2个高能磷酸键β氧化：7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2

4.脂酸氧化的能量生成能量计算：生成ATP8×12+7×3+7×2=131净生成ATP131–2=129（二）脂肪酸的α-氧化RCH2COOH单加氧酶1/2O2RCHCOOHOH脱氢酶NAD+NADH+H+RCHCOOHO脱羧酶RCOOH+CO2NAD+NADH+H+（三）脂肪酸的ω-氧化动物体内12C以下的短链脂肪酸线粒体最后产物：琥珀酰CoATCA（四）不饱和脂肪酸的氧化人体含极少量奇数碳原子脂肪酸，经β-氧化后，除生成乙酰CoA外，最后可得到丙酰CoA。（五）奇数碳原子脂肪酸的氧化四、酮体的生成和利用酮体(ketonebodies)：是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物—乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮的总称。生成部位：肝细胞线粒体；原料：脂酸氧化生成的大量乙酰CoA；关键酶：HMGCoA合成酶。1.酮体的生成CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA裂解酶酮体的生成

2（1）琥珀酰CoA转硫酶：

催化乙酰乙酸活化，生成乙酰乙酰CoA.（2）乙酰乙酰硫激酶：

直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA.（3）乙酰乙酰CoA硫解酶：

催化乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA.2.酮体的利用NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰CoA硫激酶乙酰乙酰CoA硫解酶酮体的利用3．酮体生成的生理意义酮体肝内生成，肝外利用（心、肾、脑、骨骼肌等线粒体）.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。4.酮体生成的调节（1）饱食及饥饿的影响脂肪动员饱食胰岛素进入肝的脂酸脂酸β氧化酮体生成

饥饿

脂肪动员FFA胰高血糖素等脂解激素酮体生成

脂酸β氧化

（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β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β氧化减弱，酮体生产减少。第四节

脂肪的合成代谢合成脂肪的直接原料：α-磷酸甘油脂酰CoA一、α-磷酸甘油的合成1.由糖代谢中间产物合成2.由食物中的甘油合成CH2OHCOCH2OPCH2OHCHOHCH2OP

α-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+NAD+CH2OHCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2OP磷酸甘油激酶ATPADP二、脂肪酸的生物合成直接原料:乙酰CoA←糖合成部位:

组织：肝（主要）、脂肪等组织

亚细胞：胞浆延长:线粒体和内质网(>16碳酸)供氢体:NADPH（一）软脂酸的合成乙酰CoA转出线粒体的过程2.丙二酸单酰CoA生成CH3COSCoAHOOCCH2COSCoAATPADPH2OCO2Pi生物素乙酰CoA羧化酶乙酰CoA羧化酶是限速酶；关键步骤。3.乙酰-ACP与丙二酸单酰-ACP的生成CH3COSCoA+HSACPCH3COSACP+HSCoA转酰基酶HOOC-CH2COSACP+HSCoAHOOC-CH2-COSCoA+HSACP转酰基酶4.合成阶段———碳链延长反应

CH3COCH2COACP+CO2+HSACP

(3).脱水:(1).缩合:

CH3COACP+HOOCCH2COACP(2).还原:

OHCH3CHCH2COACP

OHCH3CHCH2COACPCH3COCH2COACPCH3CH=CHCOACPCH3CH2CH2COACPCH3CH=CHCOACP合成酶(4).再还原:还原酶脱水酶还原酶NADPHNADP+NADPHNADP+H2O经7次加成反应合成16碳的软脂酸。（二）脂酸碳链的延长1.内质网脂酸碳链延长酶系

以丙二酰CoA为二碳单位供体，由NADPH+H+

供氢。2.线粒体脂酸碳链延长酶系

以乙酰CoA为二碳单位供体，由NADPH+H+

供氢。（三）不饱和脂酸的合成动物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去饱和酶植物：有Δ9、Δ12、Δ15去饱和酶第五节

类脂的代谢定义：含磷酸的脂类称磷酯。分类：甘油磷脂——由甘油构成的磷酯

鞘磷脂——由鞘氨醇构成的磷脂一、磷脂的代谢结构：功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。常为花生四烯酸X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等（一）甘油磷脂的结构与功能机体内几类重要的甘油磷脂(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol)

磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)心磷脂(cardiolipin)

1.合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。2.合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成（1）甘油二酯合成途经：磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）；（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（1）甘油二酯合成途径（2）CDP-甘油二酯合成途径（三）甘油磷脂的降解PLA1PLA2PLCPLD磷脂酶(phospholipase,PLA)PLB2PLB1固醇共同结构环戊烷多氢菲二、胆固醇代谢动物胆固醇(27碳)植物(29碳)酵母(28碳)*胆固醇的生理功能是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。*胆固醇在体内分布及存在形式分布：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、胆固醇酯合成部位：肝是主要场所胞液及内质网合成原料：乙酰CoA，ATP及NADPH＋H+

合成基本过程:

1、甲羟戊酸的合成2、鲨烯的生成——30C3、胆固醇的生成——27C(一)胆固醇(cholesterol)的合成CoASHCoASHHMGCoA合酶（胞液）乙酰乙酰CoA硫解酶（胞液）HMGCoA还原酶（内质网）1.甲羟戊酸的合成230C27C15C2.鲨烯的合成3.胆固醇的合成结合在固醇载体蛋白上单加氧酶、环化酶氧化、脱羧、还原（二）胆固醇的酯化

1、细胞中胆固醇的酯化胆固醇+脂酰CoA→胆固醇酯酶：

脂酰胆固醇脂酰转移酶（ACAT）

2、血浆中胆固醇的酯化胆固醇+卵磷脂→胆固醇酯+溶血卵磷脂酶：

卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）（三）胆固醇的转化1.转变为胆汁酸(bileacid)在肝中转化成胆汁酸是胆固醇在体内代谢的主要去路；2.转化为类固醇激素

肾上腺皮质、卵巢等均是以胆固醇为原料合成类固醇激素；3.转化为7-脱氢胆固醇

皮肤，胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外光照射转变为维生素D3。第六节

脂类代谢的调节一、激素对脂类代谢的调节二、脂类代谢紊乱脂类代谢紊乱引起如下常见疾病：酮体症高脂血症与动脉粥样硬化脂肪肝人体中酮体的产生和利用失去相对平衡，肝脏产生过多的酮体，超过肝外组织利用的能力，血液中酮体浓度增高，并由尿液排出体外，这种情况总称为酮体症。糖尿病患者或正常人饥饿时，易产生酮体症。血液中酮体浓度升高，会引起酸中毒。酮体症临床上将空腹时血脂持续超出正常值上限称为高脂血症，如高胆固醇、高甘油三酯或二者兼高。正常人上限标准因地区、膳食、年龄、劳动状况、职业等有所差异。一般以成人空腹12-24h血中TG超过2.26mmol/L，胆固醇超过6.21mmol/L，儿童胆固醇超过4.14mmol/L为标准。高脂血症动脉粥样硬化动脉内膜下层胆固醇沉积，如不能较快地被吸收、消散，就可能发展成动脉粥样硬化。动脉粥样硬化的血管：内膜增生、变性，管壁出现粥样斑块，使血管壁硬化，失去弹性和收缩力，管腔狭