第九章 脂代谢09990

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1、第九章 脂代谢脂类的生理功能a. 生物膜的骨架成分 磷脂、糖脂b. 能量贮存形式 甘油三酯c. 参与信号识别、免疫 糖脂d. 激素、维生素的前体 固醇类激素，维生素D、A、K、Ee. 生物体表保温防护脂肪贮存量大，热值高，39KJ。70kg 人体，贮存的脂肪可产生：2008320kJ蛋白质 105000kJ糖原 2520kJGlc 168kJ脂肪的热值：1g 脂肪产生的热量，是等量蛋白质或糖的 2.3倍。第一节 脂类的消化、吸收和转运一、 脂类的消化和吸收1、 脂类的消化（主要在十二指肠中）食物中的脂类主要是甘油三酯 80-90%还有少量的磷脂 6-10%胆固醇 2-3%胃的食物糜（酸性）进入

2、十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌 HCO-3 至小肠（碱性） 。脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。胰腺分泌的脂类水解酶： 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的 C1、C 3 酯键，生成 2-单酰甘油和两个游离的脂肪酸。胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活）磷脂酶 A2（水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）胆固醇脂酶（水解胆固醇脂，产生胆固醇和脂肪酸）辅脂酶（Colipase） （它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原）2、 脂类的吸收脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团（20nm） ，这种微

3、团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成甘油三酯，结合上蛋白质、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM） ，经胞吐排至细胞外，再经淋巴系统进入血液。小分子脂肪酸水溶性较高，可不经过淋巴系统，直接进入门静脉血液中。二、 脂类转运和脂蛋白的作用甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运。脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质的转运形式。载脂蛋白：（已发现 18 种，主要的有 7 种）在肝脏及小肠中合成，分泌至胞外，可使疏水脂类增溶，并且具有信号识别、调控及转移功能，能将脂类运至特定的靶细胞中。脂蛋白的分类及

4、功能：P151 表 15-1 各种脂蛋白的组成、理化性质、生理功能三、 贮脂的动用皮下脂肪在脂肪酶作用下分解，产生脂肪酸，经血浆白蛋白运输至各组织细胞中。血浆白蛋白占血浆蛋白总量的 50%，是脂肪酸运输蛋白，血浆白蛋白既可运输脂肪酸，又可解除脂肪酸对红细胞膜的破坏。贮脂的降解受激素调节。促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素抑制：胰岛素植物种子发芽时，脂肪酶活性升高，能利用脂肪的微生物也能产生脂肪酶。第二节 脂肪酸和甘油三酯的分解代谢一、 甘油三酯的水解甘油三酯的水解由脂肪酶催化。组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸。这三种酶是：脂肪酶（激素敏感性甘油三

5、酯脂肪酶，是限速酶）甘油二酯脂肪酶甘油单酯脂肪酶肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使 cAMP 浓度升高，促使依赖 cAMP 的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。胰岛素、前列腺素 E1 作用相反，可抗脂解。油料种子萌发早期，脂肪酶活性急剧增高，脂肪迅速水解。二、 甘油代谢在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为 3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。P152 反应式：三、 脂肪酸的氧化（一） 饱和偶数碳脂肪酸的 氧化1、 氧

6、化学说早在 1904 年，Franz 和 Knoop 就提出了脂肪酸 氧化学说。用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸。结论：脂肪酸的氧化是从羧基端 -碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。产生的终产物苯甲酸、苯乙酸对动物有毒害，在肝脏中分别与 Gly 反应，生成马尿酸和苯乙尿酸，排出体外。氧化发生在肝及其它细胞的线粒体内。2、 脂肪酸的 氧化过程脂肪酸进入细胞后，首先被活化成酯酰 CoA，然后再入线粒体内氧化。（1） 、 脂肪酸的活化（细胞质）RCOO- + ATP + CoA-SH RCO-S-

7、CoA + AMP + Ppi生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键，反应平衡常数为 1，由于 PPi 水解，反应不可逆。细胞中有两种活化脂肪酸的酶：内质网脂酰 CoA 合成酶，活化 12C 以上的长链脂肪酸线粒体脂酰 CoA 合成酶，活化 410C 的中、短链脂肪酸（2） 、 脂肪酸向线粒体的转运中、短链脂肪酸（4-10C）可直接进入线粒体，并在线粒体内活化生成脂酰 CoA。长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰 CoA，经肉碱转运至线粒体内。肉(毒)碱：L- 羟基-r- 三甲基铵基丁酸P154.图 15-1 脂酰 CoA 以脂酰肉碱形式转运到线粒体内线粒体内膜外侧（胞质侧）：肉碱脂酰转移酶催化，脂

8、酰 CoA 将脂酰基转移给肉碱的 羟基，生成脂酰肉碱。线粒体内膜：线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。线粒体内:膜内侧：肉碱脂酰转移酶催化，使脂酰基又转移给 CoA，生成脂酰 CoA 和游离的肉碱。脂酰 CoA 进入线粒体后，在基质中进行 氧化作用，包括 4 个循环的步骤。（3） 、 脂酰 CoA 脱氢生成 -反式烯脂酰 CoAP154 反应式：线粒体基质中，已发现三种脂酰 CoA 脱氢酶，均以 FAD为辅基，分别催化链长为 C4-C6， C6-C14，C 6-C18 的脂酰 CoA脱氢。（4） 、 2反式烯脂酰 CoA 水化生成 L-羟脂酰CoAP155 反应式：-

9、烯脂酰 CoA 水化酶（5） 、 L-羟脂酰 CoA 脱氢生成 -酮脂酰 CoAP155 反应式：L- 羟脂酸 CoA 脱氢酶（6） 、 -酮脂酰 CoA 硫解生成乙酰 CoA 和（n-2）脂酰 CoAP155 反应式：酮脂酰硫解酶3、 脂肪酸 -氧化作用小结结合 P154 图 15-1 和 P156 图 15-2，回顾脂肪酸 氧化过程。（1） 脂肪酸 -氧化时仅需活化一次，其代价是消耗1 个 ATP 的两个高能键（2） 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰 CoA 合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰 CoA 合成酶活化。（3） -氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫

10、解 4 个重复步骤（4） -氧化的产物是乙酰 CoA，可以进入 TCA4、 脂肪酸 -氧化产生的能量以硬脂酸为例，18 碳饱和脂肪酸胞质中： 活化：消耗 2ATP，生成硬脂酰 CoA线粒体内：脂酰 CoA 脱氢：FADH 2 ，产生 2ATP-羟脂酰 CoA 脱氢：NADH，产生 3ATP-酮脂酰 CoA 硫解：乙酰 CoA TCA，12ATP(n-2)脂酰 CoA 第二轮 氧化活化消耗： -2ATP 氧化产生： 8（2+3 ）ATP = 409 个乙酰 CoA： 912 ATP = 108净生成： 146ATP饱和脂酸完全氧化净生成 ATP 的数量：(8.5n-7)ATP (n 为偶数)硬脂

11、酸燃烧热值：2651 kcal-氧化释放：146ATP(-7.3Kcal)=-1065.8Kcal转换热效率5、 -氧化的调节脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰 CoA 的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶，限制脂肪氧化。NADH/NAD +比率高时，羟脂酰 CoA 脱氢酶便受抑制。乙酰 CoA 浓度高时；可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰CoA 有两条去路： 氧化。合成甘油三酯）（二） 不饱和脂酸的 氧化1、 单不饱和脂肪酸的氧化P157 油酸的 氧化 3 顺 2 反烯脂酰 CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）（146-2）ATP 2、 多不饱和脂酸的氧化P1

12、58 亚油酸的 氧化 3 顺 2 反烯脂酰 CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）-羟脂酰 CoA 差向酶（改变 -羟基构型： DL 型）（14622）ATP%2.406518.（三） 奇数碳脂肪酸的 氧化奇数碳脂肪酸经反复的 氧化，最后可得到丙酰 CoA，丙酰 CoA 有两条代谢途径：1、 丙酰 CoA 转化成琥珀酰 CoA，进入 TCA。详细过程 P158动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。反刍动物瘤胃中，糖异生作用十分旺盛，碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙酸，进入宿主细胞，在硫激酶作用下产丙酰 CoA，转化成琥珀酰 CoA，参加糖异生作用。2、 丙酰

13、CoA 转化成乙酰 CoA，进入 TCAP159这条途径在植物、微生物中较普遍。有些植物、酵母和海洋生物，体内含有奇数碳脂肪酸，经 氧化后，最后产生丙酰 CoA。（四） 脂酸的其它氧化途径1、 氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）植物种子、叶子、动物的脑、肝细胞，每次氧化从脂酸羧基端失去一个 C 原子。RCH2COOHRCOOH+CO 2氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中 C22、C 24）有重要作用2、 氧化（ 端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）动物体内多数是 12C 以上的羧酸，它们进行 氧化，但少数的 12C 以下的脂酸可通过 氧化途径，产生二羧酸，如 11C

14、 脂酸可产生 11C、9C 、和 7C 的二羧酸（在生物体内并不重要） 。氧化涉及末端甲基的羟基化，生成一级醇，并继而氧化成醛，再转化成羧酸。氧化在脂肪烃的生物降解中有重要作用。泄漏的石油，可被细菌 氧化，把烃转变成脂肪酸，然后经 氧化降解。四、 酮体的代谢脂肪酸 -氧化产生的乙酰 CoA，在肌肉和肝外组织中直接进入 TCA，然而在肝、肾脏细胞中还有另外一条去路：生成乙酰乙酸、D-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称酮体。酮体在肝中生成后，再运到肝外组织中利用。1、 酮体的生成酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内。形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰 CoA 转移出去，乙酰乙酸占 30%，羟丁酸 70%，

15、少量丙酮。 （丙酮主要由肺呼出体外）肝脏线粒体中的乙酰 CoA 走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开 TCA，用于异生合成 Glc。当草酰乙酸浓度很低时，只有少量乙酰 CoA 进入 TCA，大多数乙酰 CoA 用于合成酮体。当乙酰 CoA 不能再进入 TCA 时，肝脏合成酮体送至肝外组织利用，肝脏仍可继续氧化脂肪酸。酮体的生成途径：P164 图 15-5 酮体的生成过程肝中酮体生成的酶类很活泼，但没有能利用酮体的酶类。因此，肝脏线粒体合成的酮体，迅速透过线粒体并进入血液循环，送至全身。2、 酮体的利用肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。（1） 、 乙酰乙酸被琥珀酰 CoA 转硫酶（-酮脂酰CoA 转移酶）活化成乙酰乙酰 CoA心、肾、脑、骨骼肌等的线粒体中有较高的酶活性，可活化乙酰乙酸。乙酰乙酸+琥珀酰 CoA乙酰乙酰 CoA+琥珀酸然后，乙酰乙酰 CoA 被 氧化酶系中的硫解酶硫解，生成 2 分子乙酰 CoA，进入 TCA。（2） 、 羟基丁酸由 羟基丁酸脱氢酶催化，生成乙酰乙酸，然后进入上述途径。（3） 、 丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进入 TCA 或异生成糖。肝脏氧化脂肪时可产生酮体，但不能利用它（缺少 酮脂