生物化学 05-3 胆固醇代谢、血浆脂蛋白代谢

生物化学/Biochemistry概念、理论、研究、应用Conception,theory,research,andapplication ——逻辑和自学

——LogicandLIY(LearnItYourself)第五章:脂肪代谢

胆固醇代谢和血脂第五节

胆固醇代谢

MetabolismofCholesterol胆固醇的结构、分布和生理功能胆固醇的合成合成部位合成原料合成过程合成调节胆固醇的转化本节主要内容：

胆固醇(cholesterol)结构：固醇共同结构：环戊烷多氢菲概述菲动物胆固醇(27碳)植物(29碳)酵母(28碳)

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

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。一、胆固醇的合成原料为乙酰CoA和NADPH组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。细胞定位：胞液、光面内质网（一）合成部位1分子胆固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化磷酸戊糖途径乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体（二）合成原料（三）合成基本过程合成胆固醇的限速酶甲羟戊酸的合成鲨烯的合成胆固醇的合成ACAT——脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶限速酶——HMG-CoA还原酶酶的活性具有昼夜节律性(午夜最高，中午最低）可被磷酸化而失活，脱磷酸可恢复活性受胆固醇的反馈抑制作用胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-COA还原酶的合成（四）胆固醇合成受多种因素调节饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。饥饿与饱食胆固醇胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，从而增加胆固醇的合成。胰高血糖素及皮质醇则能抑制HMG-CoA还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成。甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸。激素二、转化成胆汁酸及类固醇激素是体内胆固醇的主要去路

胆固醇的母核——环戊烷多氢菲在体内不能被降解，但侧链可被氧化、还原或降解，实现胆固醇的转化。（一）胆固醇可转变为胆汁酸胆固醇在肝细胞中转化成胆汁酸(bileacid)，随胆汁经胆管排入十二指肠，是体内代谢的主要去路。

（二）胆固醇可转化为类固醇激素器官合成的类固醇激素肾上腺皮质球状带醛固酮皮质束状带皮质醇皮质网状带雄激素睾丸间质细胞睾丸酮卵巢卵泡内膜细胞雌二醇、孕酮黄体（三）胆固醇可转化为维生素D3的前体7-脱氢胆固醇第六节MetabolismofLipoprotein血浆脂蛋白代谢血脂血浆脂蛋白的分类、组成特点及结构载脂蛋白的定义、种类、功能血浆脂蛋白的代谢血浆脂蛋白代谢异常本节主要内容：一、血脂是血浆所含脂类的统称血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。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定义：来源：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。组成血浆含量空腹时主要来源mg/mLmmol/L总脂400～700(500)甘油三酯10～150(100)0.11～1.69(1.13)肝总胆固醇100～250(200)2.59～6.47(5.17)肝胆固醇酯70～250(200)1.81～5.17(3.75)游离胆固醇40～70(55)1.03～1.81(1.42)总磷脂150～250(200)48.44～80.73(64.58)肝卵磷脂50～200(100)16.1～64.6(32.3)肝神经磷脂50～130(70)16.1～42.0(22.6)肝脑磷脂15～35(20)4.8～13.0(6.4)肝游离脂酸5～20(15)脂肪组织正常成人空腹血脂的组成及含量电泳法血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。

♁CM

前二、不同血浆脂蛋白其组成、结构均不同（一）血浆脂蛋白的分类超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒chylomicron(CM)极低密度脂蛋白verylowdensitylipoprotein(VLDL)低密度脂蛋白lowdensitylipoprotein(LDL)高密度脂蛋白highdensitylipoprotein(HDL)游离脂肪酸/白蛋白FFA/AlbuminCMVLDLLDLHDL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%富含磷脂蛋白质最少,1%5~10%20~25%最多，约50%载脂蛋白组成apoB48、E

AⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apoAⅠ、AⅡ（二）血浆脂蛋白的组成载脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。apoA:AⅠ、AⅡ、AⅣ、AVapoB:B100、B48apoC:CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣapoDapoE（三）载脂蛋白定义：种类（20多种）③

载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性：AⅠ激活LCAT(卵磷酯胆固醇脂转移酶)CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)AⅣ辅助激活LPLCⅢ抑制LPLAⅡ激活HL(肝脂肪酶)②

载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别：AⅠ识别HDL受体B100，E识别LDL受体①

结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构

功能：疏水性较强的甘油三酯（TG）及胆固醇酯（CE）位于内核。具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外。（四）脂蛋白的结构来源：小肠合成的TG和合成及吸收的磷脂、胆固醇+apoB48

、

AⅠ、

AⅡ、AⅣ

三、血浆脂蛋白是血脂的运输形式，但代谢和功能各异（一）乳糜微粒代谢：新生CM

成熟CM

CM残粒LPL

肝细胞摄取（LDL受体相关蛋白

）FFA

外周组织血液

triglycer-ides(TG)andcholesterylesters(CE)

triglycerides(TG)andcholesterylesters(CE)运输外源性TG及胆固醇酯。存在于组织毛细血管内皮细胞表面使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、FA及溶血磷脂等。LPL（脂蛋白脂肪酶）CM的生理功能：来源：+apoB100、E代谢：VLDLVLDL残粒LDLLPLLPL、HLLPL——脂蛋白脂肪酶HL——肝脂肪酶FFA外周组织FFA肝细胞合成的TG磷脂、胆固醇及其酯以肝脏为主，小肠可合成少量。（二）极低密度脂蛋白VLDL的生理功能：运输内源性TG。内源性VLDL的代谢(hepatictriglyceridelipase)来源：由VLDL转变而来。代谢：LDL受体代谢途径LDL受体广泛分布于肝动脉壁细胞等全身各组织的细胞膜表面,特异识别、结合含apoE或apoB100的脂蛋白，故又称apoB,E受体。（三）低密度脂蛋白LDL受体代谢途径：Acyl-CoA:cholesterolacyltransferase(ACAT)ACAT——脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶LDL的非受体代谢途径血浆中的LDL还可被修饰，修饰的LDL如氧化修饰LDL(ox-LDL)可被清除细胞即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)，摄取清除血浆中的修饰LDL。LDL的代谢转运肝合成的内源性胆固醇。正常人每天降解45%的LDL，其中2/3经LDL受体途径降解，1/3由清除细胞清除。LDL的生理功能：主要在肝合成；小肠亦可合成。CM、VLDL代谢时，其表面apoAⅠ、AⅡ、AⅣ、apoC及磷脂、胆固醇等离开亦可形成新生HDL。HDL1HDL2HDL3来源：（四）高密度脂蛋白分类（按密度）：代谢：新生HDL细胞膜CM、VLDL卵磷脂、胆固醇CM、VLDLapoC、apoEHDL3LCAT

HDL2CM、VLDL磷脂apoAⅠ、AⅡVLDL、LDLCECETP

LCAT：卵磷脂胆固醇酯酰转移酶CETP：胆固醇酯转运蛋白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）：成熟HDL可与肝细胞膜SR-B1受体结合而被摄取。胆固醇酯：部分通过胆固醇酯转运蛋白（CETP）由HDL

转移到VLDL；少量由HDL

转移到肝胆固醇：在肝内转变成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外。HDL的代谢主要是参与胆固醇的逆向转运(reversecholesteroltransport,RCT)，即将肝外组织细胞内的胆固醇，通过血循环转运到肝，在肝转化为肝汁酸后排出体外。HDL是apo的储存库。HDL的生理功能：第一步是胆固醇从肝外细胞包括动脉平滑肌细胞及巨噬细胞等的移出，HDL是不可缺少的接受体(acceptor)。

ATP结合盒转运蛋白A1(ABCA1)可介导细胞内胆固醇及磷脂转运至胞外，在RCT中发挥重要作用。胆固醇的逆向转运(RCT)第二步是HDL载运胆固醇的酯化以及CE的转运。

最终步骤在肝进行,合成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外。ABCA1可介导细胞内胆固醇及磷脂转运至胞外ABCA1，即ATP结合盒转运蛋白A1(ATP-bindingcassetletransporterA1)，又称为胆固醇流出调节蛋白(cholesterol-effluxregulatoryprotein,CERP)，存在于巨噬细胞、脑、肾、肠及胎盘等的细胞膜。2261个氨基酸残基含有由12个疏水的基元(motif)构成的疏水区，胆固醇可能由此流出胞外能为胆固醇的跨膜转运提供能量ABCA1的结构：跨膜域ATP结合部位血浆脂蛋白代谢总图——血脂高于参考值上限。诊断标准：四、血浆脂蛋白代谢异常导致血脂异常或高脂血症（一）高脂蛋白血症(hyperlipoproteinemia)成人（空腹14~16h）

TG>2.26mmol/l或200mg/dl；胆固醇>