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1、第五章 脂 类 代 谢,Lipid Metabolism,The biochemistry and molecular biology department of CMU,脂类（lipids）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。,第一节 不饱和脂酸的命名及分类,The Naming and Classification of Unsaturated Fatty Acids,常见的脂肪酸,必需脂肪酸：机体必需但自身又不能合成或合成量不足，必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。,第二节 脂类的消化和吸收,Digestion and Abso
2、rption of Lipids,参与脂类消化的主要酶类,第三节 甘油三酯代谢,Metabolism of Triglycerides,甘油三酯结构,Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG),Glycerol,甘油三酯代谢概况,一、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪动员 （二）脂肪酸的-氧化 （三）脂肪酸的其他氧化方式 （四）酮体的生成和利用,（一）脂肪动员,储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血以供其它组织细胞氧化利用，该过程称为脂肪动员。 在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激
3、素敏感性脂肪酶（HSL）。,脂肪动员,脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。 抗脂解激素：胰岛素。,脂肪动员产物的去向,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。,脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。,（二）脂肪酸的-氧化,部位：肝及肌肉最活跃。 步骤：脂酸的活化脂酰CoA的生成脂酰CoA进入线粒体脂酸的-氧化脂酸氧化的能量生成,1. 脂酸的活化脂酰CoA的生成,在胞液中进行反应不可逆 消耗2个P,2. 脂酰CoA进入线粒体,在肉碱（carnitine）的协助下。
4、,肉碱脂酰转移酶是限速酶，脂酰CoA进入线粒体是脂酸-氧化的主要限速步骤。,3. 脂酸的-氧化,脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基羧基端-碳原子开始的，故称为-氧化。,脂酸-氧化的四步反应：脱氢、加水、再脱氢、硫解 第一次脱氢由FAD 接受；第二次脱氢由NAD+接受。 脂酸-氧化产物：乙酰CoA,4. 脂肪酸-氧化的能量生成,脂肪酸-氧化本身并不生成能量。只能生成乙酰CoA和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成ATP。,以软脂酸(16C)为例：72+73+812-2 =129 1分子软脂酸氧化共生成129分子ATP。,（三）脂肪酸的其他氧化方式,1. 不饱和脂酸的氧化 在
5、线粒体中进行-氧化； 还需3-顺2-反烯脂酰CoA异构酶和表构酶。 2. 过氧化酶体脂酸的氧化：脂酸氧化酶,3. 丙酰CoA的氧化,经-羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰CoA，再经三羧酸循环进行代谢。,丙酰CoA,琥珀酰CoA,（四）酮体的生成和利用,酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢产物。是乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮三者的统称。 1. 酮体的生成部位：肝线粒体原料：乙酰CoA，主要来自脂酸的-氧化。关键酶：HMG CoA合成酶,2. 酮体的利用,肝外组织利用（肝中缺乏利用酮体的酶）,3. 酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源物质的一种形式。在长期饥饿时，是脑和肌肉的主要能源物质。 正常血
6、酮体含量为0.030.5mmol/L。在长期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下，肝内生成酮体超过肝外利用能力时，会导致血中酮体升高。,二、 甘油三酯的合成代谢,（一）脂酸的合成代谢 （二）甘油三酯的合成代谢,（一）脂酸的合成代谢,软脂酸的合成 脂酸碳链的加长 不饱和脂酸的合成,软脂酸的合成,（1）合成部位肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织的胞液中。肝是主要场所。 （2）合成原料 乙酰CoA为主要原料，主要来自葡萄糖。 NADPH主要来自磷酸戊糖途径。 还需ATP 、CO2及Mn2+等。,柠檬酸丙酮酸循环,（3）合成过程,丙二酰CoA的合成：乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。,脂酸的合成,脂酸合成酶系
7、：在高等动物，脂肪酸合成酶系是一个多功能酶的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心和七种酶的活性部位。,脂酸合成酶系,软脂酸合成的总反应式：,1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。,2. 脂酸碳链的加长,3. 不饱和脂酸的合成,只能合成单不饱和脂酸 部位：内质网 酶：去饱和酶,（二）甘油三酯的合成代谢,合成部位：肝、脂肪组织及小肠。 合成原料：甘油、脂酸主要由糖代谢提供。 合成基本过程：甘油一酯途径甘油二酯途径,甘油一酯途径：,小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯，
8、称甘油一酯途径。,甘油一酯途径,甘油二酯途径：,肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯。,三、多不饱和脂酸的重要衍生物,花生四烯酸可转变成前列腺素（PG）、血栓素（TXA2）和白三烯（LT）。它们是体内重要的生物活性物质，在调节细胞代谢上具有重要作用。,第四节 磷脂的代谢,Metabolism of Phospholipids,含有磷酸的脂类称为磷脂，是脂类中极性最大的化合物。,一、甘油磷脂的组成、分类及结构,组成：甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物 基本结构：,磷脂酰胆碱,脂肪酸,含氮碱,甘油,甘油磷脂的结构,glycerol,fatty acyl group,Nitrogen
9、ousbase,fatty acyl group,甘油磷脂第2位脂酸通常是花生四烯酸。 甘油磷脂是极性最强的脂类。是一种两性化合物。 甘油磷脂的功能： 构成生物膜脂质双分子层； 作为乳化剂，促进脂类的消化吸收与转运。,甘油磷脂的分类,二、甘油磷脂的合成代谢,1. 合成部位：全身各组织内质网，肝、肾、肠最活跃。 2. 合成原料及辅因子： 脂酸、甘油：由糖代谢提供 多不饱和脂酸：从植物油摄取 磷酸盐：由ATP提供 含氮化合物：从食物摄取或体内合成 CTP：构成活化的中间物,3. 合成过程,(1)甘油二酯合成途径,(2)CDP-甘油二酯合成途径,三、甘油磷脂的降解,在各种磷脂酶（phospholip
10、ase，PL）的作用下水解。,溶血磷脂1,溶血磷脂2,PLA2和PLA1水解甘油磷脂产物为脂酸和溶血磷脂。,第五节 胆固醇代谢,Metabolism of Cholesterols,胆固醇（cholesterol）,一、胆固醇的合成,（一）合成部位：主要在肝的胞液及内质网中。每天合成量约1g。 （二）合成原料： 乙酰CoA：主要来自G。 NADPH：主要来自磷酸戊糖途径。 ATP：主要来自G有氧氧化。,（三）合成基本过程：,（四）胆固醇合成的调节,二、胆固醇的酯化,1细胞内胆固醇的酯化,2血浆内胆固醇的酯化,Lecithin-cholesterol Acyl transferase (LCAT
11、),三、胆固醇的转化,（一）转变为胆汁酸 初级胆汁酸：在肝脏由胆固醇直接转变生成的胆汁酸。包括游离型和结合型。胆汁酸合成的限速酶是7-羟化酶。 次级胆汁酸：初级胆汁酸经胆道系统排入肠道，在肠道细菌作用下的产物。,胆汁酸种类,胆汁酸的肠肝循环,胆汁酸排入肠道后，大部分结合胆汁酸在回肠部主动重吸收，其余在各部被动吸收。肠道吸收的胆汁酸经门静脉入肝，肝细胞将重吸收的游离型胆汁酸重新转变为结合型胆汁酸，并与新合成的初级胆汁酸一起再排入肠道，这一过程称为胆汁酸的肠肝循环。,胆汁酸的生理作用,胆汁酸具有亲水和疏水的两个侧面，是一种很强的乳化剂。 功能： 促进脂类的消化与吸收； 增加胆固醇在胆汁中的溶解度，
12、防止胆固醇析出形成结石。,（二）转化为类固醇激素,在性腺和肾上腺皮质转变为性激素（睾酮、雌二醇、孕酮）和肾上腺皮质激素（醛固酮、皮质醇、皮质酮）,（三）转化为7-脱氢胆固醇,第六节 血浆脂蛋白代谢,Metabolism of Plasma Lipoproteins,一、血 脂,血浆中的脂类统称为血脂。,二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构,血脂在血浆中是以脂蛋白的形式而运输的。 （一）血浆脂蛋白的分类 1. 电泳法：根据电泳迁移率不同而分开。-脂蛋白（ - LP） 快前-脂蛋白（pre -LP)-脂蛋白（ -LP)乳糜微粒（CM） 慢,2. 超速离心法：根据密度不同而分开,高密度脂蛋白（HDL）
13、高低密度脂蛋白（LDL）极低密度脂蛋白（VLDL）乳糜微粒（CM） 低血中游离脂酸与清蛋白结合运输，不列入血浆脂蛋白之内。,（二）血浆脂蛋白的组成,各种血浆脂蛋白的组成没有质的差别，但其组成比例及含量大不相同。,血浆脂蛋白的组成特点,CM含甘油三酯最多，其次是VLDL； LDL含胆固醇及胆固醇酯最多； HDL含蛋白质最多。,（三）脂蛋白的结构,三、载脂蛋白,血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白（apolipoprotein，apo）。,结合和转运脂类，稳定血浆脂蛋白的结构； 调节脂蛋白代谢关键酶的活性； apo A I 激活LCAT，促进胆固醇酯化 apo A II 激活肝脂肪酶（HL） apo
14、 C II 激活脂蛋白脂肪酶（LPL） 参与识别脂蛋白受体。,载脂蛋白的功能,四、血浆脂蛋白代谢,（一）CM的代谢 1来源：由小肠粘膜细胞合成，经淋巴入血。 2功能：血中外源性TG及胆固醇的运输形式。,3代谢过程：,（二）VLDL 的代谢,1来源：主要由肝细胞合成，分泌入血，少量来自小肠。 2功能：是血中内源性TG及胆固醇的运输形式。,3代谢过程,（三）LDL的代谢,1来源：在血浆中由VLDL转变而来。 2功能：是血中内源性胆固醇的运输形式。,3代谢过程,（四）HDL的代谢,来源：主要由肝细胞合成，此外，小肠也可合成少量，还有血浆中CM、VLDL 脂解过程中所释放的磷脂、胆固醇及apo也可产生新生的HDL。 功能：将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢（逆向转运）。 代谢过程,脂蛋白代谢三种关键酶的比较,五、血浆脂蛋白代谢异常,血脂高于正常值的上限为高脂血症，即高脂蛋白血症。 标准：成人空腹1214小时血甘油三酯超过2.26mmol/L(200mg/dl)；胆固醇超过6.21mmol/L(240mg/dl) 高脂蛋白血症分为六型。 高脂血症可分为原发性和继发性两大类。,高脂蛋白血症分型,
