脂类的代谢课件

第五章脂类的代谢

脂类是脂肪及类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂如乙醚、氯仿、丙酮等，并能为机体利用的有机化合物。它是动物和植物体的重要组成成分。脂类按其化学结构可分为单脂和复脂两大类。重要的单脂为脂肪，是甘油的三脂肪酸酯，它占食物脂的99%。复脂也称类脂，包括固醇及其酯、磷脂、糖脂等，它们除了含有脂肪酸和各种醇以外，还含有糖、磷酸及胆碱等物质。

第一节概述一、脂肪和类脂在体内的分布人体的脂肪绝大部分储存在脂肪组织中，即分布在皮下结缔组织、腹腔大网膜及肠系膜等处，这部分脂肪称为储存脂(storedfat)，是机体储存能量的一种形式，脂肪组织则称为脂库。储存脂在正常体温下多为液态或半液态，皮下脂肪含不饱和脂酸较多，所以熔点低且流动度大，这就使得皮下脂肪能在较冷的体表温度下仍保持液态，从而有利于各种代谢的进行。机体深处的储存脂熔点较高，通常处于半固体状态，因此有利于保护内脏器官。脂肪在不同个体间差异较大，同一个体的不同时期也有明显的差异。一般成年男性的脂肪含量占体重的10％～20％，女性稍高。体内的脂肪含量还受营养状况和机体活动等诸多因素的影响，当进食的热量超过消耗的热量时，储存脂增加，反之则减少，因此储存脂又称为可变脂。脂肪在细胞内主要以乳化状的微粒存在于胞浆中，也能与蛋白质和其他类脂疏松地结合而形成复杂的脂蛋白形式存在。类脂是生物膜的基本组成成分，约占体重的5％。类脂在体内的含量不受营养状况和机体活动的影响，因此又称固定脂或基本脂。类脂主要存在于细胞的各种膜性结构中，不同的组织中类脂的含量不同，以神经组织中较多，而一般组织中则较少。二、脂质的主要生理功能（一）储能与供能

脂肪的主要功能是储能与供能，在体内氧化分解时可释放出大量能量以供机体利用。人体生理活动所需的能量20％～30％由脂肪提供。1g脂肪彻底氧化分解可释放出38.9kJ(9.3kcal)的能量，比同等重量的糖或蛋白质大一倍多。体内可储存大量的脂肪，在饥饿或禁食等特殊情况时可被动员，以满足机体能量的需要。

(二)维持正常生物膜的结构与功能

类脂，特别是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成成分，它们与蛋白质结合形成脂蛋白参与生物膜的组成。细胞膜含胆固醇较多，而亚细胞结构的膜含磷脂较多。(三)转变成多种重要的生理活性物质脂质提供必需的脂肪酸如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。在体内可转变成多种重要的生理活性物质，如花生四烯酸可转变成前列腺素、白三烯及血栓素等多种生物活性物质。胆固醇在体内可转变成胆汁酸、维生素D3、性激素及肾上腺皮质激素等具有重要生理功能的物质。(四)参与物质代谢调节细胞膜上的磷脂酰肌醇4，5一二磷酸被磷脂酶水解生成三磷酸肌醇和甘油二酯，两者均为激素作用的第二信使参与代谢调节。此外，脂肪还可协助脂溶性维生素A、D、E、K和胡萝卜素等吸收。存在于器官组织间，使器官之间减少摩擦，免受损伤。不易传热，防止体温过度散失，维持体温恒定。

(二)脂质的吸收脂质吸收的主要部位在十二指肠下部和空肠上部。短链脂酸(C2～C4)及中链脂酸(C6～C10)构成的甘油三酯经胆汁酸盐乳化后即可被吸收。进入肠黏膜细胞后由脂肪酶催化水解生成甘油和脂酸，通过门静脉进入血液循环。长链脂酸(C12～C26)及甘油一酯吸收入肠黏膜细胞后重新合成甘油三酯并与磷脂、胆固醇、胆固醇酯及载脂蛋白(apolipoprotein，apo)结合成乳糜微粒(chylomicron，CM)经淋巴进入血液循环。四、脂肪的贮藏与动员生物体所有组织都能贮存脂肪，但主要贮存在脂肪组织中。因此，称脂肪组织为脂库。由于食物的来源、环境条件、生活习惯等不同，贮存脂肪的性质也不同。但是长期食用同样类型食物时，也能改变贮脂的性质。脂肪的动员是指脂肪在激素敏感脂肪酶的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程。激素敏感脂肪酶(HSI。)是脂肪动员的关键酶，其活性受激素的调节。HSI的激活剂是胰高血糖素等，抑制剂是胰岛素等。正常情况，机体在胰岛素和胰高血糖素等的作用下，脂肪动员的速度由脂解和酯化两个相反的过程调节，所以脂肪的贮存与动员是动态平衡的，并且贮存和动员是处于不断的更新状态中。

第二节脂肪的分解代谢

脂肪是生物体中重要的贮藏物质，它将能量和各种代谢中间物提供给各种生命活动，这是通过脂肪的分解代谢来实现。脂肪的分解必须有充分的氧供应才能进行，这和糖可以在无氧下进行分解是不同的。一、脂肪的降解

储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血以供其它组织氧化利用，该过程称为脂肪的动员。脂肪经脂肪酶催化水解，水解产物然后按各自不同的途径进一步分解或转化。动植物组织中一般有三种脂肪酶，脂肪酶、二脂酰甘油脂肪酶、单脂酰甘油脂肪酶，它们将脂肪逐步水解成脂肪酸和甘油。水解过程见图。在脂肪动员中，脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）起决定性作用，它是脂肪分解的限速酶。由于它可受多种激素调控，故称为激素敏感性脂肪酶。能促进脂肪分解的激素称为脂解激素，如肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素（ACTH）及促甲状腺素（TSH）等。胰岛素、前列腺素E2(PGE2)及烟酸等抑制脂肪的分解，对抗脂解激素的作用。活化的脂肪酶使脂肪水解成脂肪酸和甘油，这两种水解产物再分别进行氧化分解。（二）脂肪酸的β－氧化作用

在氧供给充足的条件下，脂肪酸在体内可被彻底氧化为CO2和H2O并释放大量能量供机体利用。除成熟红细胞和脑组织外，几乎所有组织都能氧化利用脂肪酸，但以肝和肌肉组织最为活跃。已经知道，脂肪酸是通过β-氧化作用被降解的，辅酶Ａ在脂肪酸的β-氧化起始过程即脂肪酸的活化反应中具有重要作用。(1)β-氧化的反应过程（饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解）a脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成：在体内饱和偶数碳原子脂肪酸占绝对优势，其氧化分解是在细胞的线粒体中进行，线粒体含有脂肪酸氧化的全部酶系。脂肪酸进行β-氧化前必须活化，活化在线粒体外进行。内质网及线粒体外膜上的脂酰辅酶Ａ合成酶在ATP、CoASH、Mg2+的存在下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。脂肪酸活化后不仅含有高能硫酯键，而且增加了水溶性，可提高脂肪酸的代谢活性。反应生成的焦磷酸（PPi）立即被细胞内的焦磷酸酶水解，阻止逆向反应的进行。故一分子脂肪酸活化，实际上消耗了两个高能磷酸键。在脂肪组织中有三种脂酰CoA合成酶：⑴乙酰CoA合成酶：以乙酸为主要底物；⑵辛酰CoA合成酶：以辛酸为主要底物，作用范围可自4C~12C羧酸；⑶十二碳酰CoA合成酶，对12C羧酸的活力最强，作用范围自12C~20C羧酸。b脱氢反应：脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶的催化，脱去两个氢，在其α，β碳之间形成一个带有反式双键的△２－反烯酯酰CoA，此脱氢酶的辅基为FAD：

c水合反应：△２－反烯酯酰CoA在△２－反烯酯酰CoA水合酶的催化下，双键水解生成L―β―羟脂酰CoA：反烯脂酰CoA水合酶具有立体专一性，专一催化△2-反式烯脂酰CoA。图9-1脂肪酸的β－氧化过程（2）肉毒碱的作用脂肪酸的β-氧化在线粒体的基质中进行，而脂肪酸的活化在细胞液中进行。长链脂酰CoA是不能直接透过线粒体内膜的，我们现在知道长链脂酰CoA是通过一种特异的转运载体进入线粒体内膜的，这个载体就是肉毒碱：图9-2.长链脂酰CoA进入线粒体的机制（3）不饱和脂肪酸的氧化机体中不饱和脂肪酸也在线粒体中进行β-氧化，所不同的是饱和脂肪酸β-氧化过程中产生的烯脂酰CoA是反式△2烯脂酰CoA，而天然不饱和脂肪酸中的双键均为顺式。因此当不饱和脂肪酸在氧化过程中产生顺式△3中间产物时，需经线粒体内特异的△3顺-△2反烯脂酰CoA异构酶的催化，将△3顺式转为β-氧化酶系所需的正常的△2反式构型，β-氧化才能进行。反应过程如下：对于多不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸等，在β-氧化过程中生成△2顺烯脂酰CoA，再水解生成D-β-羟脂酰CoA，此时须经线粒体的β-羟脂酰CoA表异构酶的催化，将D构型的右旋体转变为β-氧化酶系所催化的L构型左旋体，才能继续氧化。如例：（4）β-氧化过程中能量的生成以软脂酸为例计算其完全氧化生成的ATP分子数。软脂酸为十六碳酸，须经7次β-氧化循环，共生成8分子乙酰CoA，一次β-氧化有两次脱氢反应，分别生成FADH2和NADH，FADH2可通过呼吸链产生1.5分子ATP，NADH通过呼吸链产生2.5分子ATP，故一次反应可生成4分子ATP。每分子乙酰CoA经循环可产生10分子ATP，脂肪酸活化成脂酰CoA时消耗2分子ATP，故1分子软脂酸完全氧化成H2O和CO2生成的ATP分子是:7×4+8×10―2=1061mol软脂酸在体外彻底氧化成CO2和H2O时的自由能为9791KJ，故其能量利用率为：106×51.6/9791=55.9%即软脂酸在体内氧化生成的能量55.9%储存在ATP中，其余以热量丧失。由此可见，脂肪酸和葡萄糖一样都是机体的重要能源。（四）酮体的生成和利用乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮三者统称酮体。酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物，这是因为肝具有活性较强的合成酮体的酶系，而又缺乏利用酮体的酶系。（1）酮体的生成脂肪酸在线粒体内经β-氧化生成的大量乙酰CoA，是合成酮体的原料。合成在线粒体内酶的作用下，分三步进行：①2分子乙酰CoA在肝线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释出1分子CoASH。②乙酰乙酰CoA在羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)合成酶的催化下，再与1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA，并释出1分子CoASH。③羟甲基戊二酸单酰CoA在HMGCoA裂解酶的作用下，生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟基丁酸脱氢酶的催化下，被还原成β-羟基丁酸，所需的氢由NADH提供，反应速度由NADH/NAD+的比值决定，部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧生成丙酮。酮体的生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脱羧酶CoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|CH3COSCoA酮体的另一化合物丙酮除随尿排出外，有一部分直接由肺部呼出。丙酮在体内也可转变成丙酮酸或甲酰基、乙酰基参与代谢。在脂肪氧化供能的过程中，酮体是联系肝与肝外组织之间的一种特殊运输形式。它说明了器官和组织之间的协调配合和分工。一方面肝利用其特有的强活性脂肪酸氧化酶系和酮体生成酶系，快速的氧化分解脂肪酸，再转运给肝外组织利用；另一方面酮体溶于水，分子小，能透过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉、脑等组织的重要能源。长期饥饿状态下，脑组织所需要的能量约75％由酮体提供。

三、多不饱和脂肪酸的衍生物

前列腺素(prostaglandin，PG)、血栓烷(thromboxane，TX)和白三烯(1eukotrienes，LT)是体内一类重要的生物活性物质，它们均由花生四烯酸衍生而来。近年来研究发现，PG、TX及LT均可作为短程信使在几乎所有细胞内参与代谢活动，而且与炎症、免疫、过敏及心血管病等重要病理过程有关。

(一)前列腺素及血栓烷的合成

除红细胞外，全身各组织细胞都具有合成PG的能力。在某些刺激因素如血管紧张素Ⅱ、缓激肽、肾上腺素、凝血酶及某些抗原抗体复合物等作用下，磷脂酶A2被激活，水解细胞膜上的磷脂释放花生四烯酸。花生四烯酸在环加氧酶作用下，导入两分子的氧，生成PGG2，PGG2不稳定，很快在过氧化物酶催化下转变为PGH2。PGH2是合成各种PG及TX的中间物，在不同酶的作用下可分别生成PGD2、PGE2、PGF2、PGI2及TXA2和TXB2(图)。(三)PG、Tx和LT的生理功能

PG、TX和LT在体内的特点是：①含量低，仅10―11mol／L；②半寿期短，仅1～2min；③具有多方面的重要生理功能。1．PG的生理功能PGE2能促进局部血管扩张及毛细血管通透性增加，是诱发炎症的主要因素之一。PGE2和PGA2能使动脉平滑肌扩张，进而使血压下降。PGE2和PGI2具有抑制胃酸分泌、促进胃肠平滑肌蠕动的作用。此外，PGI2还具有很强的抑制血小板聚集和扩张血管平滑肌的作用。PGF2则可促进卵巢平滑肌收缩引起排卵，并增强子宫收缩促进分娩。2．TX的生理功能TXA2主要由血小板合成，它具有强烈收缩支气管平滑肌的作用，并能促进血小板聚集和血管收缩，从而促进凝血和血栓的形成，与PGI2的作用相拮抗。TXA2还可增加中性粒细胞的化学趋向性。3．LT的生理功能近年来研究证实LT是一类引起过敏反应的慢反应物质(slowreactingsubstanceofanaphylaxis，SRS-A)，可使支气管平滑肌收缩，且作用缓慢而持久。白细胞、血小板、肥大细胞和巨噬细胞等都能合成LT，并主要在白细胞合成。另外，LT还具有调节白细胞趋化性、激活腺苷酸环化酶、诱发多核白细胞脱颗粒、促进溶酶体释放蛋白水解酶类等多种功能，因而可使炎症及过敏反应加重。

第三节脂肪的合成代谢

脂肪主要储存于脂肪组织中。如果在一段时间内摄入的供能物质超过体内消耗所需时，体重就会增加，主要是由于体内脂肪的合成增加所致。脂肪的合成有两个途径：一种是利用食物中的脂肪转化为人体的脂肪，因为一般食物中摄入的脂肪量不多，故这种来源的脂肪亦较少；另一种是将糖类等转化为脂肪，这是体内脂肪的主要来源。脂肪组织和肝脏是体内合成脂肪的主要部位。其他许多组织如肾、脑、肺、乳腺等组织也都能合成脂肪。合成脂肪的原料是磷酸甘油和脂肪酸。一、α-磷酸甘油的合成合成脂肪所需的α-磷酸甘油可由糖酵解产生的磷酸二羟丙酮还原而得，亦可由脂肪动员产生的甘油经脂肪组织外的甘油激酶催化与ATP作用而成。

因磷酸甘油的生成是以糖代谢的中间产物为原料，故糖的分解有利于磷酸甘油的生成，从而促进脂肪的合成。二、脂肪酸的生物合成（一）脂肪酸的从头合成a脂肪酸生物合成的原料和部位现已知饱和脂肪酸的生物合成是在细胞内非颗粒的胞浆中进行的，而饱和脂肪酸碳链的延长(十六碳链以上)则在线粒体和微粒体中进行。合成脂肪酸的直接原料是乙酰CoA，凡是在体内分解生成乙酰CoA的物质都能用于合成脂肪酸，糖的分解物中有大量乙酰CoA，故糖是脂肪酸合成的最主要来源。乙酰CoA在胞浆中脂肪酸合成酶系的催化下，合成十六碳酸。乙酰CoA在线粒体内生成，不能自由进出线粒体膜，必须有其他物质携带才能透过线粒体膜转入细胞浆，再释放出来作为合成脂肪酸的原料。乙酰CoA由线粒体转入到细胞浆主要通过柠檬酸-丙酮酸循环完成。在此循环中，乙酰CoA首先在线粒体内与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，通过线粒体内膜上的载体转运即可进入胞液，在胞液中ATP-柠檬酸裂解酶的催化下，柠檬酸裂解释放出乙酰CoA及草酰乙酸，前者即可用于脂肪酸的合成，后者则在苹果酸脱氢酶的催化下还原成苹果酸，再经线粒体内膜载体转运入线粒体内。苹果酸也可以在苹果酸酶的作用下分解为丙酮酸，再运入线粒体内，并最终形成草酰乙酸，再参与转运乙酰CoA。图9-3柠檬酸-丙酮酸循环b脂肪酸生物合成的过程①

丙二酸单酰CoA的合成乙酰CoA由乙酰CoA羧化酶催化生成丙二酸单酰CoA，该步反应不可逆，是脂肪酸合成的关键步骤，乙酰CoA羧化酶也就成为脂肪酸合成酶系中的限速酶。柠檬酸、异柠酸等均能激活乙酰CoA羧化酶，高糖饮食亦能使酶活性增强，促使糖转变为脂肪酸，但长链脂酰CoA及高脂肪膳食则能抑制酶活性。最近证明乙酰CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的调节。此酶可被一种依赖于AMP的蛋白激酶磷酸化而失活，胰高血糖素可激活此酶而抑制乙酰CoA羧化酶的活性，而胰岛素则能通过蛋白磷酸酶的作用使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脱去磷酸基团而恢复活性。②脂肪酸的合成从乙酰CoA及丙二酸单酰CoA合成长链脂肪酸是一个重复加成的过程，每次延长2个碳原子。催化脂肪酸合成的酶是多酶聚合体，这一包括七个酶的多酶聚合体总分子量约为27万，聚合体的成分不能分开，否则失去活性。现已查明这一复合酶系为二聚体，两个亚基相同，它包括脂肪酸合成酶系的全部7个酶和脂酰载体蛋白(acylcarrierprotein,ACP)。多酶体系的一个亚基ACP的巯基(-SH)与另一个亚基的β-酮脂酰合成酶分子内半胱氨酸残基的-SH紧密相邻，因为这两个-SH均参与脂肪酸合成酶系的作用，所以只有二聚体才有活性。ACP是一种对热稳定的蛋白质，分子量约9000，由77个氨基酸残基组成，在其36位丝氨酸残基连有4’-磷酸泛酰巯基乙胺，ACP辅基的-SH和CoA一样在反应中作为脂酰基的载体，牢固地结合于脂肪酸合成酶系中，成为合成脂肪酸过程中不可缺少的组分。图9-4脂肪酸合成酶多酶复合体示意图软脂酸的合成过程可概括如下：(a)乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP的生成：在脂肪酸合成酶系的乙酰CoA-ACP转酰基酶的催化下，乙酰基由CoA的-SH转移到ACP的-SH上，反应如下：

生成的乙酰ACP的酰基再转移到紧邻的另一亚基的β-酮脂酰合成酶的半胱氨酸残基的-SH上:这样ACP的-SH重新游离出来后，与丙二酸单酰CoA作用生成丙二酸单酰ACP：(b)缩合反应：

β-酮脂酰合成酶上所结合的乙酰基转移到丙二酸单酰ACP上的第二个碳原子上，由β-酮脂酰合成酶催化缩合，裂解出CO2

，生成乙酰乙酰ACP：乙酰CoA羧化时进入的CO2实际上起催化作用，2分子的CH3CO.CoA此时缩合形成了一个C4片断：(c)第一次还原反应：乙酰乙酰ACP(β-酮脂酰ACP)由β-酮脂酰ACP还原酶催化，由NADPH提供氢还原成β-羟脂酰ACP：(d)脱水反应：生成的β-羟脂酰ACP再由β-羟脂酰ACP脱水酶催化脱水，生成α,β-不饱和烯脂酰ACP：(e)第二次还原反应：

由NADPH供氢，α,β-不饱和烯脂酰ACP由烯脂酰还原酶催化，生成饱和的脂酰ACP:生成的丁酰ACP比开始的乙酰ACP增加了两个碳原子，然后丁酰基再从ACP转移到β-酮脂酰合成酶的-SH上，再重复缩合、还原、脱水、还原4步反应，丁酰基转移到丙二酸单酰ACP上的第二个碳起缩合反应，同时放出CO2,这样重复一次加上一个C2片断,经过7次重复，合成软脂酰ACP，再经硫激酶作用脱去ACP生成软脂酸。总反应可表示如下:（二）线粒体与内质网脂肪酸延长酶系脂肪酸合成酶系只能合成到16碳的软脂酸，进一步延长碳链成更高级脂肪酸的作用，可由两个酶系统经两条途径完成：一条由线粒体中的酶系统将脂肪酸延长，另一条由粗面内质网中的酶系统将碳链延长。a线粒体脂肪酸延长酶系：在此酶系催化下，软脂酰CoA与乙酰CoA缩合生成β-酮硬脂酰CoA，然后由NADPH+H+供氢，还原为β-羟硬脂酰CoA，又脱水生成α,β-硬脂烯酰CoA，再由NADPH+H+供氢，还原为硬脂酰CoA。过程与β-氧化的逆反应基本相似，但需α,β-烯脂酰还原酶及NADPH+H+。通过此种方式，每一轮反应可加上2个碳原子，一般可延长碳链至24或26个碳原子。b内质网脂肪酸延长酶系：以丙二酸单酰CoA为二碳单位的供给体，由NADPH+H+供氢，通过缩合、加氢、脱水及再加氢反应，每一轮可增加2个碳原子，反复进行可使碳链逐步延长。其合成过程与软脂酸的合成相似，但脂酰基是连在CoASH上进行反应，而不是以ACP为载体，一般可将脂肪酸碳链延长至24碳。（三）不饱和脂肪酸的合成人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸(16:1,△9)、油酸(18:1,△9)、亚油酸(18:2,△9,12)、亚麻酸(18:3,△9,12,15)及花生四烯酸(20:4,△5,8,11,14)等。前两种单不饱和脂肪酸可由人体自身合成，而后三者多不饱和脂肪酸必须从食物摄取，哺乳动物自身不能合成。这是因为动物只有△4、△5、△8、△9去饱和酶，缺乏△9以上的去饱和酶。而植物则含有△9、△12、△15去饱和酶，故亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸称必须脂肪酸，必须由植物获得，引入体内的亚油酸可转变为多不饱和脂肪酸。动物体内的去饱和酶是镶嵌在肝内质网上，其催化脱氢过程已基本明了，此氧化脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。图9-5显示：由NADH提供电子，经细胞色素b5传递至△9去饱和酶中的Fe3+，再激活O2使硬脂酸脱去2H成油酸。图9-5内质网去饱和酶及电子传递系统示意图三、脂肪的生物合成

脂肪的生物合成主要在肝脏、脂肪组织和小肠中进行。2分子脂酰CoA经过转酰基酶的催化，将脂酰基转移到α-磷酸甘油分子上，生成磷酸甘油二脂，又称磷脂酸，然后水解掉磷酸基团，生成甘油二酯，再与1分子脂酰CoA作用，生成脂肪。磷酸甘油转酰基酶磷酸甘油溶血磷脂酸转酰基酶磷酸甘油二酯磷脂酸磷酸酶甘油二酯甘油二酯转酰基酶脂肪

四、脂肪代谢的调节

脂肪代谢调节的研究十分受人关注，因为影响人类健康的主要疾病心血管病、高血脂、肥胖等都与脂肪代谢失调有关。同时油料作物的出油率也与脂肪代谢调节有关。脂肪代谢的调节可从以下三方面进行分析。（一）不同组织器官中的脂肪转运与代谢调节脂肪及其代谢产物通过血液循环可以在不同器官间转运，且受多种因素的调控。当机体摄取的能量不足时，储存在脂肪组织中的脂肪将被动员起来，水解成游离脂肪酸和甘油，从脂肪组织扩散进入血液，同时血液中的游离脂肪酸也可进入脂肪组织，与磷酸甘油合成脂肪，由于脂肪组织中甘油激酶活性很低，所以形成脂肪的磷酸甘油来自糖代谢。脂肪组织所释放的游离脂肪酸与血清蛋白形成复合物，可将脂肪酸运送到肌肉和肝脏等器官中。肝脏也能将游离脂肪酸转化成脂肪，然后以脂蛋白的形式重新回到血浆中。各组织器官脂肪转运与代谢的关系如下图所示。（二）激素对脂类代谢的调节胰岛素、肾上腺素、生长激素、高血糖素、促肾上腺皮质激素、甲状腺素、甲状腺刺激激素、前列腺素等对脂肪代谢影响较大。其中胰岛素和前列腺素等能抑制脂肪动员和分解，称它们为抑脂解激素。肾上腺素、生长激素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、甲状腺素、甲状腺刺激激素都能促使脂肪分解，被称为脂解激素。动员激素作用机制是：通过激活腺苷环化酶，促使环腺苷酸的生成，环腺苷酸作为第二信使激活蛋白激酶，使脂肪酶活化，促进脂肪分解。抑脂解激素则与动员激素作用相反。激素对脂肪代谢的调节是动态平衡过程，一旦失衡机体就会出现病症。三、脂肪酸的代谢调节1．脂肪酸分解调节在脂肪酸-氧化中，限速步骤是活化的脂酰CoA从线粒体外转运至线粒体内，其关键酶是肉毒碱脂酰转移酶I，脂肪酸合成途径中的第一个中间产物丙二酸单酰CoA是该酶的抑制剂，当细胞能量较高时，它使肉毒碱脂酰转移酶I的活性降低，脂酰CoA不能穿过，因而无法氧化。同时，NADH可抑制3-羟脂酰脱氢酶，乙酰CoA可抑制硫解酶。2．脂肪酸合成调节乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，该酶是变构酶。柠檬酸能促进无活性的单体聚集成有活性的全酶，利于脂肪酸的合成；而软脂酰CoA则抑制脂肪酸等的合成。当细胞处于高能量状态时，线粒体中乙酰CoA和ATP含量较多，可抑制三羧酸循环中异柠檬酸脱氢酶的活性，使柠檬酸含量增加，加速脂肪酸的合成。脂肪酸合成的调节乙酰CoA羧化酶是脂酸生物合成的限速酶，各种因素对脂肪酸生物合成的调节主要通过影响该酶的活性实现。(1)激素的调节调节脂肪酸生物合成的激素主要包括胰高血糖素、肾上腺素及胰岛素等。胰高血糖素和肾上腺素能抑制乙酰CoA羧化酶的活性，使脂肪酸的合成减少，而胰岛素可通过诱导乙酰CoA羧化酶的合成，促进脂酸的合成。(2)代谢物的调节乙酰CoA和NADPH的增多，有利于脂肪酸的合成，因此，进食糖类使糖代谢增强时，可促进脂肪酸的生物合成。体内柠檬酸及异柠檬酸增多时，可激活乙酰CoA竣化酶，使脂酸的合成增加。进食高脂肪膳食或饥饿脂肪动员增强时，脂酰CoA增多，可反馈抑制乙酰CoA羧化酶的活性，使脂酸的合成减少。第四节磷脂的代谢

磷脂是一类含磷酸的类脂，按其化学组成不同可分为甘油磷脂(phosphoglyceride)与鞘磷脂(sphingomyelin)，前者以甘油为基本骨架，后者则以鞘氨醇为基本骨架。体内含量最多的磷脂是甘油磷脂，而且分布广。鞘磷脂主要分布于大脑和神经髓鞘中。

一、甘油磷脂的代谢甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等组成，其基本结构为：

在甘油的1位和2位羟基上各结合1分子脂酸，通常2位脂酸为花生四烯酸。3位羟基上结合1分子磷酸。根据与磷酸羟基相连的取代基团不同，可将甘油磷脂分为磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、磷脂酰丝氨酸及磷脂酰肌醇等(表5)。体内以卵磷脂和脑磷脂的含量最多，占组织及血液中磷脂的75%以上。（一）甘油磷脂的分解代谢

生物体内存在着能使甘油磷脂水解的多种磷脂酶类，它们作用的部位及生成的产物见图。磷脂酶A1和磷脂酶A2分别作用于甘油磷脂的1位和2位酯键，磷脂酶B1和磷脂酶B2分别作用于溶血磷脂的l位和2位酯键，磷脂酶C作用于3位的磷酸酯键，而磷脂酶D则作用于磷酸取代基间的酯键。磷脂酶A2存在于各组织细胞膜和线粒体膜，以酶原形式存在于胰腺中，其作用是催化甘油磷脂中2位酯键水解生成溶血磷脂和多不饱和脂肪酸。溶血磷脂是一种较强的表面活性物质，能使红细胞膜或其他细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。临床上急性胰腺炎的发病，就是由于某种原因使磷脂酶A2激活，导致胰腺细胞膜受损，胰腺组织坏死。毒蛇唾液中含有磷脂酶A2，因此被毒蛇咬伤后可引起溶血。

甘油磷脂最终被完全水解为脂肪酸、甘油、磷酸、胆碱、胆胺等，它们分别参与代谢。脂肪酸经β-氧化作用而分解，甘油可纳入糖代谢中，胆碱经氧化和脱甲基作用生成甘氨酸。（二）甘油磷脂的生物合成

体内甘油磷脂一部分由食物中来，一部分在各组织内质网上经过一系列的酶催化而成。全身各组织细胞均可合成甘油磷脂，肝、肾及小肠等组织是合成甘油磷脂最活跃的场所。合成的原料为磷酸、甘油、脂肪酸、胆碱或乙醇胺等。其中必需脂肪酸只能由食物供应，其他原料可在体内合成：如蛋白质分解所产生的甘氨酸、丝氨酸及甲硫氨酸即可作为乙醇胺、胆碱的原料。磷脂酰胆碱(卵磷脂)及磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)合成的基本过程如下：丝氨酸可转变成乙醇胺，再由甲硫氨酸提供甲基合成胆碱。胆碱和乙醇胺在相应激酶和相应转移酶的催化下，由ATP和CTP激活，生成胞苷二磷酸胆碱(CDP一胆碱)和胞苷二磷酸乙醇胺(CDP一乙醇胺)，然后再参与各种合成代谢。

在内质网膜上有磷酸胆碱脂酰甘油转移酶和磷酸乙醇胺脂酰甘油转移酶，前者可催化甘油二酯与CDP一胆碱反应生成磷脂酰胆碱，后者可催化甘油二酯和CDP一乙醇胺作用生成磷脂酰乙醇胺。另外，磷脂酰乙醇胺也可通过甲基化而生成磷脂酰胆碱(图)。

此外磷脂也可以从另一条途径合成：即磷酸甘油二酯先与CTP作用生成胞苷二磷酸甘油二酯，再与丝氨酸作用生成丝氨酸磷脂，后者再直接脱羧成脑磷脂，反应过程如下：二、鞘磷脂的代谢

鞘磷脂是含鞘氨醇的磷脂，由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等组成，其基本结构为：鞘氨醇是一类含16～20个碳原子(以18个碳原子为主)的长链不饱和氨基二元醇，其氨基与脂肪酸通过酰胺键相连，其碳链末端的羟基与含磷酸的基团通过磷酸酯键相连，若此基团为磷酸胆碱即为神经鞘磷脂。神经鞘磷脂是体内含量最多的鞘磷脂，它是神经髓鞘的主要成分，也是构成生物膜的重要磷脂。神经髓鞘脂类含量很高，约占干重的97％，其中5％为神经鞘磷脂，人红细胞膜所含的神经鞘磷脂可达20％～30％。

脑苷脂是脑细胞膜的重要组分，由-己糖（葡萄糖或半乳糖）、脂肪酸（22~26个碳原子，其中最普遍的是-羟基二十四碳羧酸）和鞘氨醇各１分子组成，因为是以中性糖作为极性头部，故属于中性糖鞘脂类。重要的代表是葡萄糖脑苷脂、半乳糖脑苷脂和硫酸脑苷脂（脑硫脂）。神经节苷脂类是一类结构复杂的酸性糖鞘脂类。大脑灰质中含有丰富的神经节苷脂类，约占全部脂类的６％，非神经组织中也含有少量的神经节苷脂。神经节苷脂类的组成如下：

(一)神经鞘磷脂的合成代谢1．合成部位全身各组织细胞都能合成神经鞘磷脂，且以脑组织中最为活跃。鞘氨醇的合成酶系在内质网中。2．合成原料软脂酰CoA、丝氨酸、脂酰CoA、磷酸和胆碱是合成神经鞘磷脂的基本原料。3．合成过程神经鞘磷脂的合成可分为三个阶段：(1)鞘氨醇的合成首先在3-酮二氢鞘氨醇合成酶作用下，以磷酸吡哆醛为辅酶，催化软脂酰CoA和丝氨酸生成3-酮二氢鞘氨醇，后者再以NADPH+H+为供氢体，以FAD为受氢体经过连续的还原、脱氢反应合成鞘氨醇。(2)N-脂酰鞘氨醇的合成在脂酰转移酶的催化下，鞘氨醇上的氨基与脂酰CoA进行酰胺缩合反应，生成N-脂酰鞘氨醇(又称神经酰胺)。(3)神经鞘磷脂的合成N-脂酰鞘氨醇在转移酶的催化下与CDP―胆碱反应，合成神经鞘磷脂。神经鞘磷脂的合成过程见图5—14。

(二)神经鞘磷脂的分解代谢

在脑、肝、脾、肾等组织细胞的溶酶体中有分解神经鞘磷脂的酶：神经鞘磷脂酶。此酶能够水解磷酸酯键，使神经鞘磷脂降解生成N-脂酰鞘氨醇和磷酸胆碱。先天性神经鞘磷脂酶缺乏的病人，则由于不能有效降解神经鞘磷脂而致鞘磷脂在细胞内堆积，并引起肝、脾肿大及痴呆等病症，严重时可危及生命。第五节胆固醇的代谢

胆固醇是最早由动物胆石中分离出具有羟基的固体醇类化合物，故称为胆固醇（cholesterol）。胆固醇有两种存在形式：游离胆固醇和酯化胆固醇，后者又称胆固醇酯。游离胆固醇是胆固醇的代谢形式，而胆固醇酯则是胆固醇的储存形式。所有固醇(包括胆固醇)均具有环戊烷多氢菲的基本结构，不同固醇的区别是碳原子数及取代基不同。胆固醇的结构如下：正常成年人体内胆固醇总量约为140g，平均含量约为2g／kg体重。胆固醇广泛分布于体内各组织，但分布极不均一，大约1／4分布于脑及神经组织，约占脑组织的2％。肝、肾、肠等内脏组织中胆固醇的含量也比较高，每100g组织含200～500mg，而肌肉组织中胆固醇的含量较低，每100g组织含100～200mg。肾上腺皮质、卵巢等组织胆固醇含量最高，可达1％～5％。

胆固醇是生物膜的重要组成成分，在维持膜的流动性和正常功能中起重要作用。膜结构中的胆固醇均为游离胆固醇。胆固醇在体内可转变成胆汁酸、维生素D3、肾上腺皮质激素及性激素等重要生理活性物质。胆固醇代谢发生障碍可使血浆胆固醇增高，是形成动脉粥样硬化的一种危险因素。体内的胆固醇有两个来源即内源性胆固醇和外源性胆固醇。外源性胆固醇由膳食摄入，内源性胆固醇由机体自身合成，正常人50％以上的胆固醇来自机体自身合成。

一、外源性胆固醇的来源在一般人群中，由膳食摄入的胆固醇约占体内胆固醇来源的1/3，膳食中的胆固醇全部来自动物性食物，植物性食物中不含胆固醇，而且不同动物性食物中胆固醇的含量差异很大，高低相差可达数干倍。一般而言，动物的脑髓和内脏、禽卵蛋黄等都含有丰富的胆固醇，其含量可高达200mg/100g，高胆固醇血症患者应严格限制食用。’食物中的胆固醇多以游离胆固醇的形式存在，胆固醇酯仅占10％～15％。胆固醇酯经胆汁酸盐乳化后，经胰腺分泌的胆固醇酯酶作用水解为游离胆固醇，然后被小肠黏膜细胞吸收。未被吸收吸收的食物胆固醇在肠腔被细菌还原为粪固醇排出体外。胆固醇在肠道的吸收率占食物含量的20％～30％二、胆固醇的生物合成

(一)合成部位除脑组织及成熟红细胞外，成人几乎全身各组织均可合成胆固醇，体内每天可合成1g。肝脏是体内合成胆固醇的主要场所，体内胆固醇70%~80%由肝合成。胆固醇合成酶系存在于胞液及光面内质网膜上，因此胆固醇的合成主要在胞液及内质网中进行。（二）合成原料乙酰CoA是合成胆固醇的原料，它是糖、氨基酸及脂肪酸在线粒体内的分解代谢产物。通过柠檬酸-丙酮酸循环(见脂肪酸的生物合成)，源源不断地将乙酰CoA从线粒体内转运到胞液中。每转运1分子乙酰CoA消耗1分子ATP。除了乙酰CoA外，胆固醇的合成还需要大量的NADPH+H+及ATP供给反应所需的氢及能量。每合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP及10分子NADPH+H+。前二者主要来自线粒体糖的有氧氧化，而NADPH主要来自胞液中糖的磷酸戊糖通路。（三）合成的基本过程

胆固醇合成过程极其复杂，有将近30步酶促反应，大致可分为三个阶段：1甲羟戊酸的合成：在胞液中，2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶催化下，缩合成乙酰乙酰CoA，然后在胞液中羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶的催化下，再与1分子乙酰CoA缩合成羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)。HMGCoA是合成胆固醇及酮体的重要中间体。在线粒体中HMGCoA裂解后生成酮体，而在胞液中生成的HMGCoA则在内质网HMGCoA还原酶的催化下，由NADPH+H+供氢，还原生成甲羟戊酸(MVA)。这步反应也就成为胆固醇合成的限速步骤。2鲨烯的合成：MVA(C6)与2分子ATP作用合成5-焦磷酸MVA，再与ATP作用在胞浆中一系列酶的催化下经脱羧、脱水及磷酸化生成活泼的异戊烯醇焦磷酸酯(IPP，C5)。然后IPP和3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)合成焦磷酸牻牛儿酯(GPP)，GPP和另1分子IPP缩合成焦磷酸法呢酯，2分子FPP在内质网鲨烯合成酶的作用下，缩合、还原生成30C的多烯烃——鲨烯。3胆固醇的合成：鲨烯有与胆固醇母核相似的结构，鲨烯结合在胞液中固醇载体蛋白(SCP)上，经内质网单加氧酶、环化酶等作用，环化生成羊毛固醇，后者再经氧化、脱羧、还原等反应，脱去3分子CO2生成27C的胆固醇。全部合成过程见图9-6：图9-6胆固醇的生物合成途径

(四)胆固醇合成的调节

由于胆固醇合成的限速酶是HMGCoA还原酶，所以各种影响HMGCoA还原酶活性的因素都能有效调节胆固醇的生物合成。1．胆固醇的调节机体内胆固醇的增高可反馈抑制胆固醇的生物合成，这种负反馈调节主要存在于肝。小肠则不受这种反馈调节，所以即使高胆固醇饮食，血浆胆固醇浓度仍可升高。长期低胆固醇饮食，并不能明显降低血浆胆固醇浓度。因为胆固醇负反馈调节是通过抑制HMGCoA还原酶的合成而实现的，因而减少胆固醇的摄入也就解除了这种抑制作用，使体内胆固醇的合成增加。2．激素的调节胰高血糖素、皮质激素、胰岛素及甲状腺素等是调节胆固醇合成的主要激素。胰高血糖素和皮质激素能抑制HMGCoA还原酶的活性，减少胆固醇的合成。胰岛素及甲状腺素能诱导HMGCoA还原酶的合成，使胆固醇的合成增加。此外，甲状腺素还可促进胆固醇向胆汁酸的转化，而且这一转化作用比诱导酶合成的作用更强。因此，甲亢患者常伴有低胆固醇血症。3．其他调节高糖、高脂肪膳食可增加肝细胞中HMGCoA还原酶的活性，促进胆固醇的合成。相反，饥饿与禁食则抑制肝中胆固醇的合成。此外，某些结构与HMGCoA相似的药物，如洛伐他汀(lovastatin)和辛伐他汀(sirevastatin)，能够竞争性地抑制HMGCoA还原酶的活性，使体内胆固醇的生物合成减少。另外有些阴离子交换树脂类药物，如消胆胺，可干扰肠道胆汁酸盐的重吸收，使胆固醇更多地转变为胆汁酸盐，从而达到降低血清中胆固醇浓度的作用。三、胆固醇的转变与排泄

胆固醇的基本结构是环戊烷多氢菲，在体内没有降解它的酶类。与糖类、脂肪和蛋白质不同，胆固醇既不能彻底氧化成CO2和H2O，也不能作为能源物质提供能量，若在体内堆积则有害，可不断排出以维持平衡。体内胆固醇不仅是构成生物膜的重要组分，而且还可以转变成其他许多具有重要生理活性的物质。(一)转化为胆汁酸在肝细胞中，胆固醇由7-羟化酶催化生成7-羟胆固醇，后者经还原、羟化等多步反应可生成各种胆汁酸，再与甘氨酸、牛磺酸结合，生成甘氨胆酸或牛磺胆酸等胆汁酸，这是胆固醇在体内代谢的主要去路。胆汁酸属两性分子，其结构中既含有亲水基团，又含疏水基团，能够降低油水两相间的表面张力。因此，胆汁酸在肠道可促进脂类及脂溶性维生素的消化和吸收，在胆汁中能溶解胆固醇，起抑制胆石形成的作用。正常人每天合成的胆固醇约有40%在肝中转化为胆汁酸。因此，胆汁酸在肠道可促进脂质乳化，并与脂质的消化产物形成胆汁酸混合微团，在脂质的消化、吸收过程中起重要作用。

(二)转化为类固醇激素

胆固醇是许多组织合成类固醇激素的原料。如在肾上腺皮质中，胆固醇在一系列酶的催化下可合成醛固酮、皮质醇等肾上腺皮质激素及少量性激素。肾上腺皮质细胞中储存大量的胆固醇酯，含量可达2%～5％，其中90%来自血液，10％由自身合成。此外，睾丸间质细胞合成睾酮；卵巢的卵泡内膜细胞及黄体可合成雌二醇及孕酮；妊娠期胎盘合成的雌三醇等，其原料均为胆固醇。

(三)转化为维生素D3胆固醇经脱氢氧化生成7-脱氢胆固醇，人体皮肤细胞内的7-脱氢胆固醇在紫外线照射后能转变成胆钙化醇，又称维生素D3。维生素D3经肝细胞内质网的25-羟化酶催化生成25-羟维生素D3，后者再经肾小管上皮细胞线粒体内的1-羟化酶催化形成的1,25-二羟维生素D3，即活性维生素D3。它在钙磷代谢中起重要的调节作用。

(四)胆固醇的排泄胆固醇排泄的主要途径是在肝脏内转变为胆汁酸随胆汁排出。一部分胆固醇也可以直接随胆汁和通过肠黏膜排入肠道。进入肠道的胆固醇，一部分被重新吸收，另一部分则被肠道细菌还原，变成粪固醇随粪便排出体外。第六节血脂与血浆脂蛋白

一、血脂的种类与含量血浆所含脂类统称血脂，主要包括甘油三酯、磷脂、、胆固醇及其酯和游离脂肪酸等。血脂有两个来源：一是外源性，从食物摄取的脂类经消化吸收进入血液；二是内源性，由肝、脂肪组织等合成后释放入血。上述两种来源的脂质物质经过血液循环，分别运往不同的组织细胞利用或储存。血脂含量不如血糖恒定，受膳食、性别、年龄、职业、运动及机体代谢状况等多种因素的影响，波动范围比较大。例如，进食高脂肪膳食后，可使血脂含量大幅度上升，但这种变化只是暂时的，通常在12h之内逐渐趋于正常。正是由于这种原因，临床上作血脂测定时要在空腹12～14h后采血。正常人空腹血脂含量见表。血浆中脂质的含量与全身脂质总量相比，虽然只占极少的一部分，但无论是外源性脂质物质还是内源性脂质物质都需经过血液在各组织之间转运，因此血脂含量在一定程度上可反映体内脂质的代谢情况。临床上常通过测定血脂的含量来辅助诊断冠心病、动脉硬化及高脂血症等疾病。游离脂酸不溶于水，在血液中与清蛋白组成复合体运转，而且1分子清蛋白可与10分子游离脂酸结合。游离脂酸虽然在血液中浓度较低，但其代谢极为活跃，是体内重要的能源物质之一，可提供机体所需能量的20％～25％。其他脂质在血液中的运转也是通过与各类蛋白质结合成复合物而实现的。

二、血浆脂蛋白的分类与组成

脂质是难溶于水的物质，在血浆中不能游离存在，各种脂质在血液中均与蛋白质相结合而运转。脂质在血浆中能与一类特殊蛋白质(载脂蛋白)结合形成可溶性的生物大分子复合物，即脂蛋白(1ipoprotein，LP)在血液中运输，并在组织间转运脂质，参与脂质代谢。游离脂酸在血液中与清蛋白组成的复合物不属于传统的脂蛋白类。血浆中脂蛋白的种类不一，功能各异，且物理性质和化学组成也各不相同，因此血液中各类脂蛋白的相关含量发生变化通常预示着某种疾病。

(一)血浆脂蛋白的分类血浆脂蛋白由脂质和蛋白质两部分组成，但不同的脂蛋白所含的脂质和蛋白质在质和量方面都有很大的差异。根据这个差异可采用适当的方法将它们分离开，通常分离血浆脂蛋白的方法有两种，即电泳法和超速离心法。

1．电泳法根据各种血浆脂蛋白的颗粒大小及表面电荷量的不同可用电泳法将血浆脂蛋白分离开，这是最常用的一种方法。由于不同的脂蛋白中所含的脂质和蛋白质的比例不同，造成其各自的颗粒大小及表面所带的电荷量各不相同，因此它们在电场中的电泳迁移率也不相同。分离血浆脂蛋白常用的电泳方法有醋酸纤维素薄膜电泳和琼脂糖凝胶电泳，这两种电泳方法都可将血浆脂蛋白分成四条区带，按泳动速率的快慢分别称-脂蛋白(-lipoprotein，-

LP)、前-脂蛋白(pre-lipoprotein，pre-LP)、-脂蛋白(-lipoprotein，-LP)及乳糜微粒(chylomicron，CM)。-脂蛋白泳动速率最快，相当于血清蛋白电泳时1-球蛋白的位置；前-脂蛋白位于-脂蛋白之前，相当于2-球蛋白的位置；-脂蛋白相当于-球蛋白的位置；乳糜微粒则留在原点不动(图)。2．超速离心法(密度分离法)根据各种血浆脂蛋白的密度大小不同可用超速离心法将血浆脂蛋白分离开，这是一种经典的方法。在不同的脂蛋白中，其蛋白质的相对含量越高或各种脂质的相对含量越低，则其密度就越高，反之亦然。因此将血浆在一定密度的盐溶液中进行超速离心时，各种脂蛋白可因其密度不同而表现出不同的沉浮情况，通常用此法可将血浆脂蛋白分为四类：乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein，VLDL)、低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein，LDL)和高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein，HDL)，分别相当于电泳分离的CM，前-脂蛋白，-脂蛋白及-脂蛋白。除上述四类外，还有中间密度脂蛋白(intermediatedensitylipo-protein，IDL)，它是VLDL在脂肪组织毛细血管内的代谢物，其组成及密度介于VLDL与LDL之间。(二)血浆脂蛋白的组成血浆脂蛋白是由蛋白质和各种脂质组成的复合物，其中蛋白质包括各类载脂蛋白，脂质主要有甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯。在不同的血浆脂蛋白中，各种脂质和蛋白质所占的比例和含量大不相同，但每种血浆脂蛋白都含有蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及胆固醇酯这五种成分。乳糜微粒含甘油三酯最多，可高达80％～95％，含蛋白质最少，约为1％，因此颗粒最大，密度最小。极低密度脂蛋白含甘油三酯亦较多，可达50%～70%，但其蛋白质的含量高于乳糜微粒，约占10％，因此颗粒小于乳糜微粒，而密度大于乳糜微粒。低密度脂蛋白含胆固醇最多，占45%～50％。高密度脂蛋白含蛋白质最多，高达50％，因此颗粒最小、密度最大。各种血浆脂蛋白的性质、组成和功能见表。三、血浆脂蛋白的结构

各种不同的血浆脂蛋白具有相似的基本结构，均为大小不等的球形颗粒。疏水性较强的甘油三酯及胆固醇酯位于脂蛋白颗粒的内核，而具有极性及非极性基团的磷脂、游离胆固醇及载脂蛋白则覆盖于脂蛋白颗粒的表面，其非极性的疏水基团朝向内核，极性的亲水基团暴露于颗粒表面，使血浆脂蛋白均匀地分散在血液中被运转。CM及VLDL的内核主要是甘油三酯，而LDL及HDL的内核主要是胆固醇酯。四、载脂蛋白

血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白(apolipoprotein，apo)，到目前为止已从血浆中分离出至少20种载脂蛋白，主要分为apoA、B、C、D、E等五大类。某些载脂蛋白又分为若干亚类，如apoA可分为apoAI、apoAⅡ、apoAⅣ及apoAV；apoB分为apoB48和apoBl00；apoC分为apoCI、apoCII、apoCⅢ及apoCⅣ。不同的血浆脂蛋白所含的载脂蛋白不同，CM含apoB48而不含apoBl00，主要含apoCⅢ；VLDL主要含apoB100及apoCⅢ而不含apoB48；LDL几乎只含apoB100；HDL则既不含apoB48又不含apoBl00，主要含apoAI及apoAⅡ载脂蛋白的主要功能是参与脂质的转运及稳定脂蛋白的结构。此外，还参与脂蛋白受体的识别及调节脂蛋白代谢中关键酶的活性。如apoCⅡ能激活脂蛋白脂肪酶(1ipoproteinlipase，LPL)，促进CM和VLDL中的甘油三酯降解；apoAI能激活卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(1ecithincholesterolacyltransferase，LCAT)，促进胆固醇的酯化；apoB100及apoE参与LDL受体的识别，促进LDL的代谢。人体几种主要载脂蛋白的一级结构和空间结构、染色体定位都已清楚。如apoE是由299个氨基酸残基组成的单链蛋白质，apoB48由2152个氨基酸残基组成，apoB100是由4536个氨基酸残基组成的，为目前已知一级结构最长、相对分子质量最大的蛋白质。五、血浆脂蛋白的代谢

(一)乳糜微粒(CM)小肠黏膜细胞将消化吸收的甘油三酯、磷脂、胆固醇与粗面内质网合成的apoB48及少量的apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ等结合形成新生CM，经淋巴系统进入血液循环。在血液中，新生的CM从HDL获得apoC及apoE，并将部分apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ转移给HDL，变为成熟的CM。成熟CM中的apoCⅡ能激活心肌、骨骼肌及脂肪等组织中毛细血管壁内皮细胞表面的LPL，LPL可水解CM中的甘油三酯生成甘油、脂酸、溶血磷脂等供各组织摄取利用；所以当成熟的CM随血流通过这些组织时，所含甘油三酯在PLP反复作用下90%以上被水解，同时其表面apoA、apoE及磷脂、胆固醇离开CM，参与形成新生的HDL；而CM则变为富含胆固醇酯、apoB48及apoE的CM残粒，被肝细胞膜表面apoE受体别并结合，最终被肝细胞摄取利用CM在血浆中的代谢很快，半寿期仅5～15min，空腹12～14h后血浆中不再含有CM，小肠黏膜细胞合成的CM，是运输外源性甘油三酯的主要形式。(二)极低密度脂蛋白(VLDL)

肝细胞可利用葡萄糖或内、外源性脂肪酸为原料合成甘油三酯，再加上apoB100和apoE(主要是apoB)以及磷脂、胆固醇等形成新生VLDL，后分泌入血。进入血液循环后，新生的VLDL首先接受HDL中的apoC和apoE，特别是apoCⅡ，转变为成熟的VLDL，然后在apoCⅡ激活的LPL反复作用下，所含甘油三酯被逐步降解，其表面的apoC、磷脂及胆固醇脱落参与形成HDL，并从HDL接受胆固醇酯，这样VLDL密度逐渐增高，apoB100，apoE含量相增加。当其中所含甘油三酯与胆固醇的量大致相等，且载脂蛋白主要是apoB100和apoE时即转变为IDL。一部分IDL与肝细胞膜上的apoE受体结合后被肝细胞摄取利用。其余IDL则转变为LDL。VLDL主要由肝细胞合成，小肠黏膜细胞也有少量合成，它是运输内源性甘油三酯的主要形式。VLDL在血浆中的半寿期为6～12h。(三)低密度脂蛋白(LDL)血浆中未被肝细胞摄取的IDL在LPL与肝脂酶的作用下，其甘油三酯进一步被水解，同时其表面的apoE转移至HDL，最后只剩下apoBl00和胆固醇酯，即转变为LDL。大约2／3的LDL被LDL受体识别、结合并摄入细胞中降解，其余1／3由清除细胞即单核吞噬细胞系的巨噬细胞清除。由于LDL受体能够特异地识别含apoBl00或apoE的脂蛋白，因此LDL受体又称apoB,E受体，人体内除了成纤维母细胞外，大部分细胞膜上都存在LDL受体，但以肝、肾上腺皮质、性腺等组织细胞的LDL受体数目数多，大约50％的LDL在肝细胞降解。通常细胞内所需的胆固醇既可自身合成，也可以从血中摄取LDL颗粒内的胆固醇加以利用。当血浆中的LDL与LDL受体结合后，受体聚集成簇，将LDL内吞入细胞并与溶酶体融合。在溶酶体中蛋白水解酶可将LDL中的apoB100水解成氨基酸，其中的胆固醇酯被胆固醇酯酶水解成游离胆固醇与脂肪酸。该胆固醇既可参与细胞膜的组成，也可在不同的组织中作为合成胆汁酸、皮质激素、性激素及维生素D3的原料，并在调节胆固醇代谢上有重要作用。在血浆中由VLDL转变而来的LDL，其主要生理功能是转运肝合成的胆固醇到肝外组织被利用，过剩的胆固醇也可沉积于动脉内皮细胞，被认为是致动脉粥样硬化的危因子。LDL在血浆中的半寿期为2～4d。正常人空腹血浆脂蛋白主要是LDL，可占到血浆脂蛋白总量的2／3。(四)高密度脂蛋白(HDI．)HDL主要由肝细胞合成，小肠黏膜细胞亦有少量合成。此外，血浆中CM及VLDL分解代谢时，脱落的组分也可合成新生的HDL。新生的HDL所含的载脂蛋白主要是apoA和apoC，还有少量的apoD和apoE，其中apoAI是LCAT的激活因子，LCAT由肝细胞合成，并在血浆中发挥作用。新生的HDL在血浆中LCAT的催化下，其表面卵磷脂的2位脂酰基转移至胆固醇的3位羟基上生成溶血卵磷脂和胆固醇酯。溶血卵磷脂与清蛋白结合，运往各组织细胞，用于膜磷脂的更新，而疏水的胆固醇酯则进入HDL的内核。随着内核胆固醇酯的不断增加及apoC和apoE向CM或VLDL的转移，新生的HDL转变为成熟的HDL。HDL按密度大小又分为HDL1、HDL2和HDL3。HDL1只有在高胆固醇膳食时才在血浆中出现，故又称为HDLc，正常人血浆中的HDL主要为HDL2和HDL3。成熟的HDL与肝细胞膜上的HDL受体结合，被肝细胞摄取，其中的胆固醇可用于合成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外。成熟HDL中的胆固醇酯还可通过胆固醇酯转运蛋白(cholesterolestertransferprotein，CETP)的介导转移到CM或VLDL，当CM残粒、IDL或LDL被肝细胞摄取时，其中约70％的胆固醇酯被运往肝。HDL在血浆中半寿期为3～5d，它主要在肝降解，是机体外周组织胆固醇往肝逆向转运的主要形式。流行病学研究证实，HDL水平高者冠心病发病率低。由于HDL能有效清除周围组织中的胆固醇，并保护血管内膜不受LDL的损害，故有抗动脉粥样硬化的作用。六、高脂蛋白血症

高脂蛋白血症(hyperlipoproteinemia)是由于血中脂蛋白合成与清除紊乱所致，表现为血浆脂蛋白异常、血脂增高等。由于脂质在血液循环中以脂蛋白的形式运输，因此高脂血症(hyperlipidemia)实际上就是高脂蛋白血症。血浆中的脂质高于正常人上限即为高脂血症。临床上的高脂血症主要是指血浆胆固醇或甘油三酯的含量单独超过正常上限或者两者同时超过正常上限的异常状态。正常人的上限标准因地区、种族、膳食、职业、年龄以及测定方法等的不同有所差异。一般以成人空腹12～14h血中胆固醇超过6.21mmol／L，甘油三酯超过2.26mmol／L，儿童胆固醇超过4.14mmol／L为高脂血症标准。1970年世界卫生组织(wHO)对Fredrickson提出的高脂蛋白血症分型进行了补充和修订，建议将高脂蛋白血症分为五型六类。WHO的高脂蛋白血症分型主要是根据临床化验结果。各型高脂蛋白血症的血脂及脂蛋白的变化见表。

高脂蛋白血症可分为原发性与继发性两大类。原发性高脂蛋白血症与脂蛋白的组成和代谢过程中有关的载脂蛋白、酶和受体等的先天性缺陷有关，而继发性高脂蛋白血症常继发于其他疾病如糖尿病、肾病、肝病及甲状腺机能减退等。

(一)I型高脂蛋白血症

血脂测定的特点是甘油三酯显著升高，超过11.3mmol／L，总胆固醇升高不明显。原发性主要见于LPL或apoCⅡ缺陷。由于LPL或apoCⅡ缺陷，乳糜微粒中的甘油三酯不能被水解而导致乳糜微粒清除障碍，因此空腹血浆脂蛋白电泳图谱上可见乳糜微粒带，所以此型又称高乳糜微粒血症。继发性见于胰岛素依赖性糖尿病、胰腺炎等。(二)Ⅱ型高脂蛋白血症

原发性主要见于LDL受体或apoB100缺陷，继发性可见于多种疾病，如糖尿病、肾病综合征、甲状腺功能低下、肾上腺皮质功能亢进及阻塞性肝病等。由于LDL受体或apoB100缺陷，致使由LDL转运的胆固醇不能有效地被细胞摄取利用，患者血浆中LDL明显增加，血浆总胆固醇含量显著增高