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1、第七章 脂类代谢 Lipid Metabolism,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,掌握：甘油三酯的分解代谢； 脂肪酸的-氧化过程；酮体的概念、生成、利用特点及生理意义； 胆固醇的来源、合成的原料及转化排泄；血浆脂蛋白的组成、分类和功能。 熟悉：脂肪动员的过程及其调节；甘油三酯合成的原料及部位；甘油的代谢。甘油磷脂合成的原料及部位。 了解：脂类的分布和功能；脂肪酸的合成过程；甘油磷脂的分解代谢；高脂血症。,学习目标,蛋白质,核酸,多糖,脂 类,氨基酸,核苷酸,单糖,甘油,脂肪酸,葡萄糖,甘油醛-3-磷酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,三羧酸循环,CO2,电子
2、传递体还原型(NADH, FADH2),电子传递体氧化型(NAD+, FAD),糖 酵 解,糖 异 生,NH3,氧化磷酸化 和电子传递,ADP ATP,O2 H2O,光能,分解途径 合成途径 电子流,e-,第一节 概 述,胆汁酸盐的作用,条 件： 酶、胆汁酸（乳化）,部 位：主要在小肠上段,脂类的消化和吸收,概 述 定义：脂类（lipids）是脂肪和类脂的总 称，不溶于水而溶于有机溶剂。 分类,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(cholesteryl ester,CE),磷脂(phospholipid
3、,PL),糖脂(glycolipid,GL),脂类的基本结构,甘油三酯,甘油磷脂,X=胆碱、乙醇胺、丝氨酸与肌醇等,胆固醇,Y=磷酸酯与糖,鞘脂,胆固醇酯,一、 脂类在体内的分布,脂肪 主要储存在脂肪组织中，多分布于皮下组织、大网膜、肠系膜、肾脏周围及肌纤维间。 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。,储存脂与固定脂的概念,二、脂类的主要生理功能,（一）脂肪的生理功能 1.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
4、化仅供销能16.7kJ. 此外，脂肪因具有疏水性质，储存时几乎不结合水，所占空间小，有利于大量储存。,合理饮食 脂肪氧化供能占2030%,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,2.保护内脏和防止体温散失 皮下脂肪层不易导热，可减少体内热量散失，起到保温作用。内脏周围的脂肪具有软垫作用，可缓冲外来机械力，以保护内脏。 3.协助脂溶性维生素吸收 脂溶性维生素难溶于水，脂类可作为其溶剂，促进其消化吸收。,（二）类脂的生理功能 1.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。 2.提供必需脂肪酸 营养必需脂酸亚油酸、亚麻
5、酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取。 3.转变成多种重要生理活性物质 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。 4.磷脂作为第二信使参与代谢调节,脂类的分布与生理功能,第 二 节 甘油三酯代谢 Metabolism of Triglycerides,甘油三酯的化学 甘油三酯的分解代谢 甘油三酯的合成代谢,一、甘油三酯的化学,室温下呈液态的称为油，在室温下呈固态或半固态的称为脂肪或甘油三酯。 甘油三酯由一分子甘油和三分子脂肪酸组成。,一、甘油三酯的化学,脂肪酸分类为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，其中饱和脂肪酸以软脂酸（16碳）和硬脂酸（1
6、8碳）最为常见 ，不饱和脂肪酸以亚油酸和亚麻酸为主。 脂肪酸的来源有二：机体自身合成：饱和脂肪酸及单不饱和脂肪酸主要靠机体自身合成。食物供给：多不饱和脂肪酸体内不能合成，必须由食物提供。,二、甘油三酯的分解代谢,（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(HSL) 过程：,甘油三酯,甘油二酯,甘油一酯,FFA,甘油三酯脂肪酶,甘油二酯脂肪酶,甘油一酯 脂肪酶,FFA,FFA,甘油,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
7、组织进行代谢,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、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,ATP,cAMP,5-AMP,TG脂肪酶,ATP,ADP,甘油三酯,甘油,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）脂肪酸的氧化,氧化方式：氧化、氧化、氧化 部位：组织：肝、肌肉最活跃，脑组织除外。 亚
8、细胞：胞液、线粒体 过程：,（二）脂酸的氧化,脂肪酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液） 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 过程：,脂酰CoA合成酶,AMP + PPi,ATP,酶：1）肉碱脂酰转移酶I 脂酸-氧化的限速酶 2）肉碱脂酰转移酶 3） 肉碱脂酰肉碱转位酶 载体：肉碱（羟-三甲氨基丁酸） 过程：,RCO-SCoA,CoA-SH,肉碱脂酰 转移酶,2. 脂酰CoA进入线粒体,脂酰辅酶A进入线粒体基质示意图,定义：脂酰CoA进入线粒体基质后，从脂酰基-碳 原子上氧化的过程。 步骤：脱氢、加水、再脱氢、硫解 产物：乙酰
9、CoA 过程：脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂酸-氧化 酶系的催化，在脂酰基-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 基在与-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，详细 过程如下：,3. 脂酰CoA的-氧化,(1)脱氢,H2O,(2)加水,(3)再脱氢,(4)硫解,（重复-氧化）,CoA-SH,-酮脂酰 CoA硫解酶,TCAC,脂酸的氧化,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA + 乙酰CoA,1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰CoA经7次-氧化。 总反应式如下: 软脂酰CoA + 7FAD + 7NA
10、D+ + 7CoASH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+),4.乙酰CoA的彻底氧化,乙酰CoA,三羧酸循环,生成酮体,肝外组织氧化利用,彻底氧化,脂酸氧化的能量生成,能量计算： 生成ATP 810 + 71.5 + 72.5 = 108 活化消耗2个高能磷酸键 净生成ATP 108 2 = 106,（三）酮体的生成与利用,概念： 酮体(ketone bodies) 是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮的总称。 血浆含量： 0.030.5mmol/L(0.35mg/dl) 羟丁酸约70，乙酰乙酸约30，丙酮含量极微。 特点： 肝内
11、生酮肝外用,酮体的生成 部位：肝细胞线粒体； 原料：脂酸在线粒体氧化生成的乙酰CoA是合成酮体的原料。 关键酶：HMGCoA合成酶。 过程：如下所示,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-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,2,2. 酮体的利用,组织定位：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等 细胞定位：线粒体 酶： （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。,NAD+
12、,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酸CoA硫激酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,酮体的利用,肾 心 脑,肾、心、脑 骨骼肌,3. 酮体生成的生理意义,1) 酮体肝内生成，肝外利用 2) 是肝输出脂肪能源的一种形式。 3) 长期饥饿时，酮体供给脑组织5070%的能 4) 有利于维持血糖平衡，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。,-磷酸甘油脱氢酶,甘油激酶,(四）甘油代谢,
13、ATP,ADP,肝 肾 小肠细胞,NAD+,NADH+H+,乙酰CoA,CO2+H2O,糖代谢途径,甘油,3-磷酸甘油,3-磷酸甘油醛,甘油彻底氧化的总能量：总计18.5个ATP！,三、甘油三酯的合成代谢 （一）-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,磷酸甘油 脱氢酶,磷酸二羟丙酮,NAD+,NADH+H+,(二)、脂肪酸的生物合成,1.合成部位 组织：肝、肾、脑、肺、乳腺及脂脂肪等组织。肝的 活性最大，是脂肪组织的89倍 亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸 肝线粒体、内质网：碳链延长 2.合成原料 乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+ 乙酰CoA是合成脂酸的
14、主要原料，主要来自葡萄糖。 线粒体内乙酰CoA主要通过柠檬酸一丙酮酸循环进入 胞液。 3.合成的酶 乙酰CoA羧化酶（关键酶）、脂酸合 成酶系有7种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系。,柠檬酸丙酮酸循环,(1) 丙二酸单酰CoA的合成,CH3COSCoA + HCO3- + ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi 丙二酸单酰 CoA,在胞液中进行,HCO3-+ATP,ADP+Pi,酶-生物素,酶-生物素-CO2,丙二酰单酰CoA,乙酰CoA,4. 脂肪酸合成过程,机理：,关键酶,(2) 软脂酸（16C）的合成,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA 14
15、NADPH 14H+ H2O,软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoASH,脂酸合成酶系 （7次循环）,脂酸合成酶催化脂酸合成的过程,软脂酸分解与合成代谢的区别,3.二碳单元参加或断裂的形式,5. 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。 （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）甘油三酯的合成 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）,CM,CM,VLDL,FFA,合成脂肪（内源）,2.合成原料 -磷酸甘油和脂酰辅酶A （1）甘油与脂酸主要来自糖代谢 （2）中的（来自食物） 3.合成过程 （1）甘油一酯途经（小肠粘膜） （2）甘油二酯途经（肝、脂肪组织） 去路： 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 小肠粘膜细胞：参与乳糜微粒形成，经淋巴入血,甘油一酯途径,
