《医学生物化学》课件第5章-脂质代谢

脂肪动员脂肪酸氧化酮体的生成与利用三酰甘油的合成代谢胆固醇代谢

血脂与血浆脂蛋白本章主要内容1第一节脂类的组成、分布及生理功用

脂类(lipid):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。

一、脂类是脂肪和类脂的总称

（一）脂肪(fat)：

三酯酰甘油或甘油三酯(triglyceride,TG)

由1分子甘油与3分子脂肪酸酯化而成的化合物

（二）类脂(lipoid)：

胆固醇(cholesterol,Ch)

胆固醇酯(cholesterolester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)

糖脂（glycolipid,GL）

甘油三酯

甘油磷脂胆固醇酯FA胆固醇

脂类基本构成FAFAFA

甘油

FAFAPiX

甘油

X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油二酯亚油酸（十八碳二烯酸，18:2,△9,12）亚麻酸（十八碳三烯酸18:3,△9,12,15）花生四烯酸（二十碳四烯酸，20:4,△5,8,11,14）在体内不能合成，必须从植物油中摄取，这类脂肪酸称为人体必需脂肪酸。人体每日需从膳食的脂类中获得必需脂肪酸（essentialfattyacid,EFA），它是维持生长发育和皮肤正常代谢所必需的。（三）必需脂肪酸

分类含量

分布

生理功能脂肪（可变脂）占体重

10%~20﹪脂肪组织、血浆1.储脂和供能2.提供必需脂酸3.促进脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂（基本脂）占体重5﹪生物膜、神经、血浆1.构成生物膜成分2.胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等3.细胞间信息的传递与调控

二、脂肪和类脂在体内的分布与功能第二节脂类的消化和吸收膳食中的脂类主要是甘油三酯、少量的磷脂、胆固醇、胆固醇酯消化的主要场所：小肠上段

消化酶：胰脂酶、胆固醇酯酶、磷脂酶A2和辅脂酶等。

乳化作用：胆汁酸盐

消化产物：甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等。

食物中脂类甘油一酯、脂肪酸胆固醇、溶血磷脂胰脂酶磷脂酶A2胆固醇酯酶辅酯酶胆汁酸盐（乳化剂）一、脂类的消化需要胆汁酸盐及脂消化酶消化过程乳化消化酶

甘油三酯产物食物中的脂类2-甘油一酯

+2FFA

磷脂溶血磷脂

+FFA

磷脂酶A2

胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇

+FFA

胰脂酶

辅脂酶微团(micelles)（一）部位：主要在十二指肠下段及空肠上段（二）形式：1、短链（2~4C）中链(6~10C)脂酸构成的TG：经胆汁酸盐乳化，在肠黏膜细胞脂肪酶的作用，水解为脂肪酸及甘油，通过门静脉进人血循环。2、长链脂酸（12~26C）构成的TG：在肠黏膜细胞经甘油一酯合成途径合成甘油三酯，形成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。二、脂类吸收第三节

甘油三酯的分解代谢

一、脂肪的动员

（一）概念储存在脂肪细胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）和甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。甘油三酯甘油二酯甘油一酯甘油甘油三酯脂肪酶脂肪酸H2O甘油二酯脂肪酶脂肪酸H2O甘油一酯脂肪酶脂肪酸H2O脂肪酸脂肪酸脂肪酸（二）调节酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)（三）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、ACTH

等。（四）抗脂解激素

可抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。

二、脂肪动员产物甘油的代谢：甘油

α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮

糖异生。（一）组织：肝、肌肉最活跃，脑组织除外。（二）具体部位：细胞质、线粒体（三）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

三、脂肪酸的氧化：脂酰CoA合成酶

ATP

AMPPPi

+

CoA-SH

——脂酰CoA的生成（细胞质）1、脂酸的活化（耗能）2.脂酰CoA进入线粒体酶：（1）肉碱脂酰转移酶

I（CATⅠ

）

是脂酸β-氧化的调节酶（2）肉碱脂酰肉碱转位酶（3）肉碱脂酰转移酶Ⅱ(CATⅡ)

载体：肉碱（L-β羟-γ-三甲氨基丁酸）脂酰CoA进入线粒体的机制线粒体内膜外侧基质脂酰CoAHSCoA肉碱脂酰肉碱肉碱脂酰肉碱HSCoA脂酰CoA脱氢

加水

再脱氢

硫解

脂酰CoA

β-羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脱氢酶α-β-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

少二碳二碳1.5ATP2.5ATP(1)过程3.脂酸的β-氧化乙酰辅酶A分子数=脂肪酸碳原子数/2β氧化次数=脂肪酸碳原子数/2-1ATP生成数=（乙酰辅酶A分子数×10+β氧化次数×4）-2TCA(2)脂酸β-氧化中各种物质生成的分子数

活化：消耗2个高能磷酸键（-2ATP）β-氧化：7轮循环产物生成：

8分子乙酰CoA

7分子NADH+H+

7分子FADH2

（3）软脂酸氧化的生成物及能量生成ATP

：8×12+7×2.5+7×1.5=108

净生成ATP：

108–2=106（4）16碳软脂酸能量计算乙酰CoA彻底氧化三羧酸循环生成酮体肝外组织氧化利用（5）脂酸β-氧化生成乙酰CoA的去路1.不饱和脂肪酸的氧化2.奇数碳原子的脂肪酸氧化极少数奇数碳原子脂肪酸，经活化、转移及多次β氧化生成多个乙酰CoA及丙酰CoA。丙酰CoA经羧化转变成琥珀酰CoA，沿三羧酸循环、糖异生变为丙酮酸。其在体内可被彻底氧化，亦可转生成糖。不饱和脂肪酸的顺式结构需异构酶使其变为反式结构，再继续β-氧化。此外，不饱和脂肪酸氧化时因少一次脱氢反应，故产生的ATP数少于含相同碳原子数的饱和脂肪酸。

（6）脂肪酸的其他氧化方式酮体(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。其中以β-羟丁酸为最多，约占总量的70％，乙酰乙酸约占30％，丙酮含量极微。

四、酮体的生成、利用及意义1.生成部位：肝细胞线粒体；2.原料：脂酸氧化生成的大量乙酰CoA；3.调节酶：HMG-CoA合成酶。（一）酮体的生成CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMG-CoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMG-CoA

裂解酶4.酮体的生成过程

2肝能生成酮体，但缺乏氧化、利用酮体的酶系

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。（二）酮体在肝外组织利用（脑组织、肌肉）

NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATP

PPi+AMPCoASH琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰CoA硫激酶乙酰乙酰CoA硫解酶酮体的利用酮体肝内生成，肝外利用1.正常情况下是肝输出能源的一种形式；酮体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；(三)酮体生成的生理意义2.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。3.在饥饿、高脂低糖膳食，特别糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。可导致酮症酸中毒。第四节甘油三酯的合成代谢合成场所：小肠黏膜、肝、脂肪细胞的内质网是合成甘油三酯的主要场所，其中以肝的合成能力最强。合成原料：脂酰COA、α-磷酸甘油

脂肪酸的合成合成过程α-磷酸甘油合成甘油三酯的合成甘油三酯（TG）的合成1.合成场所：肝细胞（最主要）、脂肪细胞、小肠黏膜细胞胞浆。2.合成原料：乙酰CoA（主要）、ATP、HCO3﹣、NADPH+H+、Mn2+。一、脂肪酸的合成（一）合成部位及原料来自磷酸戊糖途径（二）乙酰CoA入胞浆乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，但细胞内的乙酰CoA全部在线粒体内生成，而合成脂肪酸的酶系存在于细胞质中，故乙酰CoA必须进入细胞质才能用于脂肪酸的合成。乙酰CoA不能自由通过线粒体内膜，需通过柠檬酸-丙酮酸循环机制，可将线粒体内生成的乙酰CoA转移到细胞质。主要来自葡萄糖（三）丙二酰CoA的合成CH3CO～SCoA+HCO3－+ATPHOOCCH2CO～SCoA+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶生物素、Mn2＋乙酰CoA在胞浆中，以乙酰CoA为原料合成丙二酰CoA

丙二酰CoA乙酰CoA羧化酶存在于细胞质中，辅基为生物素，Mn2＋为激活剂。脂肪酸合成的调节酶

在胞浆中1分子乙酰CoA和7分子丙二酰CoA，在脂肪酸合成酶系的催化下，由NADPH+H+提供氢，经过缩合、加氢、脱水、再加氢合成丁酰ACP。丁酰ACP是脂肪酸合成的第一轮产物，再与丙二酰CoA用同样的方式重复缩合、加氢、脱水和再加氢四个反应步骤使脂肪酸碳链延长。每重复一次使碳链延长2个碳原子，直到延长到16碳时，才受到硫酯酶催化使软脂酰基从酶复合体上脱落下来而生成软脂酸。

（四）软脂酸的合成

乙酰CoA

+7分子丙二酰CoA

+14NADPH+H+软脂酸7CO2

6H2O8HSCoA14NADP+

脂酸合成酶系①缩合②加氢③脱水④加氢重复7次加成反应

软脂酸合成的总反应

脂肪酸合成酶系催化的反应只能合成软脂酸（16C）。体内碳链长短不同、饱和度不同的脂肪酸，是在肝细胞的线粒体和内质网内，以软脂酸为母体，通过碳链的延长、缩短以及去饱和作用形成。（五）其它脂酸的合成NAD+NADH+H+α-磷酸甘油脱氢酶①CH2OHCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2—O—α-磷酸甘油甘油磷酸激酶CH2OHC=OCH2—O—葡萄糖糖酵解磷酸二羟丙酮②

二、α-磷酸甘油的来源小肠黏膜细胞：甘油一酯途径肝、脂肪细胞：甘油二酯途径三、甘油三酯的合成肝细胞：参与极低密度脂蛋白形成，运输到肝外组织利用脂肪细胞：储存脂肪小肠黏膜细胞：参与乳糜微粒形成，经淋巴入血

去路甘油一酯脂酰CoA转移酶HSCoARCO～SCoA甘油二酯脂酰CoA转移酶HSCoARCO～SCoA甘油三酯甘油一酯合成途径

α-磷酸甘油甘油三酯

磷脂酸磷酸酶2RCO～SCoA2HSCoAα-磷酸甘油脂酰基转移酶RCO～SCoAHSCoA甘油二酯脂酰基转移酶H2OPi磷脂酸甘油二酯TG合成的调节酶甘油二酯合成途径第五节

磷脂的代谢

MetabolismofPhospholipid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。定义含磷酸的脂类称磷酯。甘油磷脂（由甘油）构成鞘磷脂（由鞘氨醇）构成

FAFAPiX

甘油FACH2-O-X1鞘氨醇鞘磷脂X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等（一）合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。（二）合成原料及辅助因子

脂肪酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP（三）合成过程1、脑磷脂和卵磷脂的合成2、磷脂酰肌醇和心磷脂合成一、甘油磷脂的合成组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：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）甘油磷脂的组成、分类及结构1、脑磷脂和卵磷脂的合成2、磷脂酰肌醇和心磷脂合成

体内能够水解磷脂的酶总称为磷脂酶（phospholipase）。如磷脂酶A1、A2、C、D,可作用于磷脂酰胆碱分子中的各个酯键。使磷脂酰胆碱水解生成甘油、脂肪酸、磷酸和各种含氮化合物如胆碱、乙醇胺、丝氨酸等。

二、甘油磷脂的分解代谢

急性胰腺炎时，大量磷脂酶A2酶原在胰腺内被激活，致使胰腺细胞坏死。

脂肪肝时,肝中磷脂合成减少，导致极低密度脂蛋白合成障碍，使肝细胞内合成的甘油三酯运出困难，甘油二酯也因磷脂酰胆碱合成减少，转而生成甘油三酯，致使肝细胞内甘油三酯合成增加，从而引起甘油三酯在肝细胞内堆积，造成脂肪肝。

三、甘油磷脂与急性胰腺炎、脂肪肝第六节

胆固醇代谢

一、胆固醇来源食物(外源性胆固醇)，来自动物性食物，如内脏、奶油、蛋黄及肉类等。

体内合成(内源性胆固醇)，正常人50%以上的胆固醇来自机体自身合成。

二、胆固醇(cholesterol)的合成（一）合成部位：肝是主要场所：细胞质及内质网（二）合成原料：18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPH＋H+

（三）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

胆固醇合成基本过程羊毛固醇（30碳）胆固醇（27碳）鲨烯（30碳）乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3CO～SCoACH3COCH2CO～SCoAHOOCCH2－Ｃ－CH2CO～SCoACH3CO～SCoAHSCoAHSCoAHMG-CoA合成酶乙酰CoA乙酰乙酰CoAβ-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA2NADPH+2H+HMG-CoA还原酶2NADP+HSCoA

HOOCCH2－Ｃ－CH2CH2OH甲基二羟戊酸（MVA）1．胆固醇反馈抑制肝胆固醇合成2．胰岛素诱导、胰高血糖素及糖皮质激素抑制HMG-CoA还原酶活性3.饥饿与饱食分别抑制或促进肝胆固醇合成4.他汀类药物能降低胆固醇的合成（四）胆固醇合成的调节

（一）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）；

（二）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、胆固醇的酯化（一）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；（二）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；（三）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

。四、胆固醇的主要去路第七节

血脂与血浆脂蛋白

一、血脂血脂：血浆所含脂类，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。来源：外源性——从食物中摄取

内源性——肝、脂肪、其他组织合成后释放入血；脂库中甘油三酯动员释放的脂类。去路：主要包括四个方面：氧化分解；构成生物膜；进入脂库储存；转变为其他物质。

*

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。

乳糜微粒β-脂蛋白前β-脂蛋白α-脂蛋白

－＋原点琼脂糖凝胶电泳CMVLDLLDLHDL超速离心(一)分类二、血浆脂蛋白的分类、组成（二）载脂蛋白定义：载脂蛋白(Apolipoprotein,Apo)

指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。种类（20多种）分为ApoA、B、C、D及E等五类，还有若干亚类如：ApoA(AⅠ、

AⅡAⅣ)；ApoB(B100、、B48)；

ApoC(CⅠ、CⅡ、CⅢ)。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及CⅠ：激活LCAT，促进胆固醇酯化

AⅡ：激活HL或称HTGL

B100及E:识别LDL受体并与之结合

B48：促进CM的合成

CⅡ：激活LPL,CⅢ反之CMVLDLLDLHDL密度＜0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210组成脂类含TG最多，80%~90%含TG50%~70%含胆固醇及其酯最多，40%~50%含脂类50%蛋白质最少,1%5%10%20%~25%最多，约50%（三）血浆脂蛋白的组成特点功能运输外源性脂肪运输内源性脂肪将胆固醇运到肝外将胆固醇运到肝内代谢新生CM成熟CMCM残粒LPL肝细胞摄取（ApoE受体）FFA贮存产生能量血液来源于小肠合成的TG和合成及吸收的磷脂、胆固醇ApoB48、ApoAⅠ等

三、血浆