第07章 脂类代谢

第八章脂类代谢

概述甘油三酯的代谢磷脂代谢胆固醇代谢血脂与血浆脂蛋白主要内容

脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水而溶于有机溶剂。脂类脂肪又称三酯酰甘油或甘油三酯

(triglyceride,TG)类脂胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesterylester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)1、脂肪（油脂）结构通式（甘油+脂肪酸）脂肪酸CH3-CH2-CH2-(CH2)n-CH2-CH2-COOHα，β，ωCH3-(CH2)m-CH2=CH2-(CH2)nCOOH饱和脂肪酸棕榈酸（软脂酸）：C16；硬脂酸：C18；花生酸：C20；不饱和脂肪酸油酸：C18：1（9）或C18：1△9；亚油酸：C18：2（9，12）或C18：2△9，12亚麻酸：C18：3（9，12，15）或C18：3△9，12，15花生四烯酸：C20：4（5，8，11，14）或C20：4△5，8，11，14第一节概述

一、脂类的主要生理功能（一）储能和供能

1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ，而1g糖彻底氧化仅供销能16.7kJ.脂肪组织储存脂肪,约占体重10～20%.

合理饮食脂肪氧化供能占20～30%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1-3天脂肪氧化供能占85%饱食、少动脂肪堆积，发胖（三）保护内脏和防止体温散失（二）维持生物膜的结构与功能

磷脂和胆固醇是构成所有生物膜的重要组成成分。（四）转变成多种重要的生理活性物质

花生四烯酸可转变为前列腺素、白三烯及血栓素等胆固醇可转变为胆汁酸、维生素D、性激素及肾上腺皮质激素等（五）必需脂肪酸的来源必需脂肪酸不能在体内合成，必需从植物油中摄取。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸（六）磷脂作为第二信使参与代谢调节二、脂类在体内的分布脂肪

主要分布于腹腔、皮下及肌纤维间。成年男性的脂肪含量约占体重的10%～20%。含量受营养状况和集体活动等因素的影响，又称可变脂。类脂生物膜的基本成分。约占体重的5%。含量不受营养状况和集体活动等因素的影响，又称固定脂或基本脂。第二节甘油三酯的代谢一、甘油三酯的分解代谢（一）脂肪的动员储存于脂肪细胞中的脂肪，在3种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程，称脂肪的动员。激素敏感脂肪酶(HSL):

甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶。脂解激素：促进脂肪动员的激素。肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。抗脂解激素：抑制脂肪动员的激素。胰岛素、前列腺素E1。脂肪动员的激素调节作用ATPcAMP5`-AMP磷酸二酯酶TG脂肪酶TG脂肪酶PATPADP甘油三酯甘油脂肪酸甘油一酯

脂肪酸甘油二酯脂肪酸胰高血糖素生长素肾上腺素脂解激素+胰岛素抗脂解激素腺苷酸环化酶无活性蛋白激酶有活性蛋白激酶+无活性有活性++（二）脂酸的氧化脂肪酸的活化脂肪酸转变为脂酰辅酶A的过程。部位：线粒体外酶：脂酰辅酶A合成酶条件：ATP、辅酶A、Mg+存在

脂酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上）却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸)结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。RCO-SCoACoA-SH肉碱脂酰转移酶Ⅰ(CH3)3N+CH2CHCH2COOHOH肉碱(CH3)3N+CH2CHCH2COOH

RCO-O

脂酰肉碱2.脂酰CoA进入线粒体反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-Ⅰ和CAT-Ⅱ)催化脂酰辅酶A进入线粒体基质示意图

脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂酸β-氧化酶系的催化作用，在脂酰基β-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在α与β-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA，3.脂酰CoA的β-氧化(1)脱氢RCH2CH2CH2CO～SCoA脂酰CoA(16C)脂酰CoA脱氢酶FADFADH2H2O1.5~P呼吸链(2)加水RCH2CC

CO～CoAHH

反

2-烯酰CoA反

2-烯酰CoA水化酶

H2O

OHRCH2CHCH2CO～SCoAL-β-羟脂酰CoAOHRCH2CHCH2CO～SCoAL-β-羟脂酰CoA(3)再脱氢NAD+NADH+H+L-β-羟脂酰CoA脱氢酶(4)硫解CH3CO～SCoA乙酰CoARCH2CO～SCoA脂酰CoA(14C)脱氢β-酮脂酰CoARCH2C～SCoAOCH2CO2.5～H2OPCoA-SHβ-酮脂酰CoA硫解酶

TCAC

1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰CoA经7次β-氧化。总反应式如下:软脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA～SH+7H2O8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)1分子软脂酸彻底氧化共生成:(1.5×7)+(2.5×7)+(10×8)=108分子ATP4.脂酸氧化的能量生成

减去脂酸活化时消耗的2分子ATP，净生成106分子ATP。（三）脂肪酸的其它氧化方式脂肪酸的α-氧化长链脂肪酸在一定条件下氧化成α-羟脂肪酸后，在经氧化脱羧作用生成比原来少一个碳原子的脂肪酸。脂肪酸的ω-氧化肝组织的内质网中，中长链脂肪酸（8～12C）末端（ω位）甲基在假单氧酶催化下氧化成ω-羟脂肪酸，然后再氧化成ω,α-二羧酸进入线粒体进行β-氧化。不饱和脂肪酸的氧化体内不饱和脂酸约占脂肪酸总量的一半以上。也在线粒体中进行β－氧化。在未遇双键前，反应过程与饱和脂酸的β－氧化完全相同。但天然脂酸的顺式双键需经线粒体特异Δ3-顺Δ2-反烯酰CoA异构酶催化(如油酸=18:1,Δ9)，多不饱和脂酸如亚油酸(18:2,Δ9,12)的另双键还需2,4-二烯酰CoA还原酶.（四）酮体的生成与利用概念：

脂酸在心肌、骨骼肌等组织中β-氧化生成的大量乙酰CoA，通过TAC彻底氧化成CO2和H2O。

肝脏中脂酸β－氧化生成的乙酰CoA，有一部分转变成乙酰乙酸、β－羟丁酸及丙酮。这三种中间产物统称为酮体(ketonebodies)。β－羟丁酸约70％，乙酰乙酸约30％，丙酮含量极微。

１．酮体的生成

肝细胞线粒体中含有活性较强的酮体合成的酶系。脂酸在线粒体β－氧化生成的乙酰CoA是合成酮体的原料。CH3COCH2CO～SCoA乙酰乙酰CoACH3CO～SCoA乙酰CoACH3—C—CH2CO～SCoAOHCH2COOH

β-羟β-甲基戊二酸单酰CoACH3—C—CH2COOH

OH

β-羟丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮酮体的生成途径

CH3CO～SCoA

乙酰CoACoA～SH乙酰乙酰CoA硫解酶CoA～SHHMG-CoA合酶HMG-CoA裂解酶NADH+H+NAD+β-羟丁酸脱氢酶CO2乙酰乙酸脱羧酶2.酮体的利用

酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。特点：肝内生酮肝外用

CH3COCH2COOH

乙酰乙酸CH3COCH2CO～SCoA

乙酰乙酰CoAATP+Co～SHPPi+AMP2PiCH2COOHCH2CO～CoACH2COOHCH2COOHTCAC乙酰CoACH3CO～CoA酮体的氧化途径

β-羟丁酸CH3CH(OH)CH2COOH

β-羟丁酸脱氢酶NADH+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酰CoA-3酮酸CoA转移酶乙酰乙酰CoA合成酶H2OHSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶心、肾、脑和骨胳肌此酶活性高(10倍)3.酮体生成的生理意义1)酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁。是肝输出脂肪能源的一种形式。2)长期饥饿时，酮体供给脑组织50～70%的能量。3)禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的过多消耗。长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称酮症酸中毒。(五）甘油代谢ATPADP甘油激酶（肝、肾、肠）甘油二酯磷脂CO2+H2OCH2OHCHCH2OHHO甘油CH2OHCHCH2OHO3-磷酸甘油PNAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶CH2OHCCH2OO磷酸二羟丙酮P3-磷酸甘油醛CHOCHCH2O

HOP糖氧化糖糖异生

二、甘油三酯的合成代谢(一)、脂肪酸的生物合成1.合成部位

在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA合成脂酸的酶系，称为脂酸合成酶系。肝脏是人体合成脂酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大8～9倍。

2.合成原料

▲脂酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。

▲ATP、NADPH、HCO3-(或CO2)及Mn2+等。

线粒体产生的乙酰CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环运到胞液中，才能成为脂酸合成的原料。

其中NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径。柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰CoACoASH线粒体内膜ATP、CoASHADP+Pi乙酰CoA合成脂酸NADH+H+NAD+苹果酸NADP+NADPH+H+CO2苹果酸酶丙酮酸载体苹果酸NAD+NADH+H+ADP+PiATPCO2柠檬酸─丙酮酸循环胞液葡萄糖氨基酸柠檬酸裂解酶柠檬酸载体苹果酸α-酮戊二酸载体线粒体基质(1)丙二酸单酰CoA的合成

CH3CO~SCoA+HCO3-+ATP

乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素

HOOC-CH2CO~SCoA+ADP+Pi丙二酸单酰CoA在胞液中进行HCO3-+ATPADP+Pi酶-生物素酶-生物素-CO2丙二酰单酰CoA乙酰CoA3.脂肪酸合成过程机理：关键酶(2)软脂酸（16C）的合成

乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA～SH

脂酸合成酶系（7次循环）4.脂肪酸碳链的延长

★软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在滑面内质网及线粒体经脂酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂酸。（二）α-磷酸甘油的来源由磷酸二羟丙酮还原而成由甘油转变而成ATPADP甘油激酶（肝、肾、肠）CH2OHCHCH2OHHO甘油CH2OHCHCH2OHOα-磷酸甘油PCH2OHCCH2OO磷酸二羟丙酮PNAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶（三）甘油三酯的合成代谢

1.合成部位以肝、脂肪组织及小肠为主。

脂肪细胞合成、储存、动员脂肪小肠脂肪

CM肌肉肾心动员FFA

肝糖

脂肪

VLDL食物脂肪（外源）CMCMVLDLFFA合成脂肪（内源）

α-磷酸甘油和脂酰辅酶A2.合成原料葡萄糖NADH+H+NAD+磷酸甘油脱氢酶CH2OHCCH2O-HO-PCH2OCOR1CCH2O-R2CO-O-PCH2OCOR1CCH2OH

R2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-O-CoA-SHR3CO~SC0A脂酰CoA转移酶R1CO~SCoAR2CO~SC0A脂酰CoA转移酶

2CoA-SHCH2OHC=OCH2O-P3.过程三、多不饱和脂酸的重要衍生物由廿碳多不饱和脂肪酸（主要是花生四烯酸）衍生的一类活性物质，重要的有前列腺素(PG)、血栓素A2(TXA2)及白三烯(LTs).TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1982"fortheirdiscoveriesconcerningprostaglandinsandrelatedbiologicallyactivesubstances"PG:

是一类局部生物作用多样性且复杂的激素样活性物质。对平滑肌的收缩和舒张的明显影响，广泛参与心血管疾病、肿瘤、炎症及免疫等病理过程。TXA2：是最强的缩血管物质和血小板聚集剂，可引起凝血和血栓形成。PG2：是体内已知最强的血小板聚集抑制剂和血管扩张剂。

正常生理条件下，TXA2/PG2维持动态平衡。LT：主要与白细胞（或单核细胞）趋化（粘附）性、炎症及变态反应有关。第三节磷脂的代谢磷脂甘油磷脂（磷脂酰甘油）由甘油构成的磷脂。是生物膜的主要组分。鞘氨醇磷脂（鞘磷脂）含鞘氨醇而不含甘油的磷脂。是神经组织各种膜（如神经髓鞘）的主要结构脂之一。分子中含磷酸的复合脂一、磷脂的生理功能磷脂是生物膜的组成成分参与脂蛋白的组成与转运肝和肠是合成磷脂最活跃的器官，对转运外源性和内源性甘油酸酯及胆固醇起重要作用。磷脂衍生物是激素的第二信使磷脂的代谢物甘油二酯和三磷酸肌醇是某些激素作用的第二信使。组成肺泡表面活性物质组成血小板活化因子组成神经鞘磷脂一、甘油磷脂的代谢CH2O—COR1R2CO—O—CHCH2O—P—O—X=OOH甘油磷脂的分子结构：

磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC)

磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE)磷脂酰丝氨酸(PS)X=-CH2CH2N+(CH3)3X=-CH2CH2NH3+X=-CH2CH2NH2COOHX=-肌醇磷脂酰肌醇（PI）

(一)甘油磷脂的合成1.合成部位2.合成原料甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等全身各组织，肝、肾、肠最活跃。(1)CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成HOCH2CHCOOHNH2CO2HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N+(CH3)33S-腺苷蛋氨酸ATPADP乙醇胺激酶P-OCH2CH2NH2ATPADP胆碱激酶P-OCH2CH2N+(CH3)3CTPPPiCTP：磷酸乙醇胺胞苷转移酶CDP-OCH2CH2NH2CTPPPiCTP：磷酸胆碱胞苷转移酶CDP-OCH2CH2N+(CH3)3CDP-乙醇胺CDP-胆碱3.合成过程磷脂酸1,2-甘油二酯CDP-胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸CMP磷酸胆碱转移酶磷酸乙醇胺转移酶CDP-乙醇胺H2OPi磷脂酸磷酸酶3S-腺苷蛋氨酸磷脂酰乙醇胺甲基转移酶磷脂酰乙醇胺丝氨酸转移酶丝氨酸乙醇胺H+CO2脱羧酶(2)磷脂酰胆碱与磷脂酰乙醇胺的生成(二)甘油磷脂的降解磷脂酶A1磷脂酶A2磷脂酶C存在于细胞溶酶体、蛇毒、蜂毒、蝎毒。产物为溶血磷脂2。存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌磷脂酶D主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。A1CDCH2—O——C—R1=OR2—C——O—CH=OCH2—O——p——O—X=OOHA2B1B2磷脂酶B1

水解溶血磷脂1磷脂酶B2

水解溶血磷脂2

二、鞘磷脂的代谢鞘磷脂的化学组成及结构CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH

CH3(CH2)14—CHOHCHNH2CH2OH鞘氨醇二氢鞘氨醇CH3(CH2)m—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH—CO(CH2)n(CH2)3OX

鞘脂的化学结构通式m多为12;n多在12～22之间CH3(CH2)m—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH—CO(CH2)n(CH2)3—O—P—CH2CH2N+(CH3)3=OOH鞘氨醇鞘磷脂神经酰胺神经鞘磷脂鞘氨醇的合成

(2)N-脂酰鞘氨醇的合成

(3)

神经鞘磷脂的合成1.合成部位:

全身各组织（尤其脑）内质网。2.合成原料:

软脂酸CoA、丝氨酸、磷酸吡哆醛、NADPH+H+、FAD、VitB6、Mg2+。3.合成过程（一）神经鞘磷脂的合成代谢CH3(CH2)12—CH2—CH2—C～SCoA=O3-酮二氢鞘氨醇合酶、VitB6、Mg2+CO~SH+CO2FADFADH2脱氢酶NADPH+H+NADP软脂酰CoACH3(CH2)12—CH2—CHOHCHNH2CH2OH二氢鞘氨醇CH2—CH—COOHOHNH2丝氨酸CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OH鞘氨醇CH3(CH2)12—CH2—CO=CHNH2

CH2OHβ-二氢鞘氨醇鞘氨醇的合成

(2)神经酰胺的合成CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNH2CH2OHRCO~SCoACoA~SH脂酰转移酶CHNHCORCH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCH2OH鞘氨醇神经酰胺(3)鞘磷脂的合成CH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNHCORCH2OHCH3(CH2)12—C=C—CHOHHHCHNHCORCH2O—P—OCH2CH2N+(CH3)3=O—OH磷脂酰胆碱甘油二酯鞘磷脂合酶鞘磷脂神经酰胺第四节胆固醇代谢TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1985"fortheirdiscoveriesconcerningtheregulationofcholesterolmetabolism"胆固醇的分布广泛存在于全身各组织，人体约含胆固醇140g。脑、肝、肾、肠等内脏含量较高。所有固醇均具有环