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1、第 九 章 脂 类 代 谢,Lipid Metabolism,授课教师：周枫,脂 类 概 述 P165,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。,分类,定义,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。,脂类的分布和生理功能 P165,一、脂类的分布 1、脂肪：分布在皮下、大网膜、肠系膜 和内脏周围（脂库）（储存脂）。 含量：占体重10%20%，受营养、 运动等因素影响而改变，称“可变脂”。 2、类脂：构成生物膜的基本成分 含量：占体重5%，含量较稳定， 不受营养和
2、运动状况的影响，称“固定脂”。,1 g 脂肪：38 kJ （9kcal） 1 g 葡萄糖：16.9kJ （4kcal）,1、 供能贮能(脂肪的主要功能),2、构成生物膜(类脂的主要功能) 类脂：胆固醇，磷脂,3、转变成生物活性物质 前列腺素，VD3，性激素,4、提供给机体一定量的必需脂肪酸 5、保护内脏与维持体温,二、脂类的生理功能,第一节 脂类的消化和吸收,Digestion and Absorption of Lipids,第一节 脂类的消化、吸收和转运,一、消化,1、脂肪在胃内经机械搅动，形成油水乳状物质（食物糜）（胃脂肪酶）。 2、小肠腔内，胆汁酸盐的乳化作用使脂肪分散成细小微滴。 3
3、、脂肪酶（胰腺）进行脂解作用。,胆汁酸盐作用（甘氨胆酸、牛磺胆酸）： （1）乳化脂肪 （2）激活脂肪酶 （3）促进脂类转运吸收,脂类的消化,条件 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用； 酶的催化作用 酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶；,部 位： 主要在小肠上段,产物：甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等， 与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。,消化过程及相应的酶,甘油三酯,产 物,食物中的脂类,2-甘油一酯 + 2 FFA,磷 脂,溶血磷脂 + FFA,胆固醇酯,胆固醇 + FFA,微团 (micelles),脂类的吸收,部 位 十二指肠下段及空肠上段,方式,长链脂酸及2-甘
4、油一酯,肠粘膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成CE）,溶血磷脂及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成PL）,磷脂 胆固醇酯 甘油三酯,消化产物,重新酯化,三、转运,脂类物质与载脂蛋白结合成血浆脂蛋白通过血液循环转运至肌肉、脂肪组织等，在靶组织细胞外经脂蛋白脂酶水解后利用。,四、储存,动物储存脂肪的组织主要为皮下组织、腹腔大网膜、肠系膜、结缔组织等，主要是油酸、软脂酸、硬脂酸组成的三酰甘油。 植物特别是油料作物多含中性脂，磷脂。,血脂的来源与含量,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
5、,定义：,来源：,第 二 节 甘油三酯（脂肪）的代谢,Metabolism of Triglycerides,甘油三酯结构,Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG),Glycerol,甘油三酯代谢概况,甘油三酯的中间代谢 甘油三酯 甘油 + 脂肪酸 进一步代谢,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P168,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
6、酶是限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激素敏感性脂肪酶（HSL）。,第二节 脂肪的分解代谢,（一）脂肪动员,HSL主要受共价修饰调节。 促脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、生长激素 、 甲状腺激素等。 抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。,过程：,23,脂肪动员,脂肪酸,肝、肾、肠,心、肝、骨骼肌,血液,清蛋白,甘油,脂肪动员产物的去向,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。经甘油激酶的作用转变为3-磷酸甘油进入糖代谢。 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
7、酸的-氧化,过 程：脂酸的活化 脂酰CoA的生成 脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA的-氧化,脂酸的活化 P169 脂酰 CoA 的生成（胞液）,* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上； *反应不可逆，消耗2个P,+ CoA-SH,酶：1）肉碱脂酰转移酶 I 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。 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）,2. 脂酰CoA进入线粒体,脂酰CoA结构较大不 易直接进入线粒体,在肉碱（carnitine）的协助下。,3. 脂酸的-氧化,脂酸在线粒体
8、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。,P170,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,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： 71.5+72.5+810-2 =106 1分子软脂酸氧化共生成106分子ATP。, 脂肪酸氧化前必须活化为脂酰CoA，仅需活化一次，消耗2ATP； -氧化过程在线粒体基质内进行，需肉碱携带； -氧化为循环反应过程，由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆，需要F
9、AD，NAD，CoA为辅助因子； 每循环一次，两次脱氢生成一分子FADH2，一分子NADH，进入电子传递链产生4ATP； 每一次-氧化产生一分子乙酰CoA，进入TCA循环产生10ATP。,脂肪酸氧化的特点：,1. 不饱和脂酸的氧化,（三）脂酸的其他氧化方式,在线粒体中进行-氧化,长链脂酸(C20、C22),（过氧化酶体）,脂肪酸氧化酶 （FAD为辅酶）,较短链 脂酸,（线粒体）,氧化,2. 过氧化酶体脂酸氧化,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,-羧化酶及异构酶,心肌、骨骼肌等组织,肝组织细胞,部分被 彻底氧化
10、；绝大多数生成酮体,（四）酮体的生成和利用 P171,酮体是脂肪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，主要来自脂肪酸的-氧化。 关键酶： -羟-甲基戊二酸单酰CoA(HMG CoA)合成酶,丙酮,乙酰乙酸,-羟丁酸,肝脏氧化脂肪酸的特殊代谢规律 （肝内生酮肝外用）,TCAC,1. 酮体的生成,-氧化四碳阶段的直接产物,亮氨酸,胆固醇,2. 酮体的利用（心、肾、脑组织的线粒体）,肝外组织利用（肝中缺乏利用酮体的酶）,酮体记忆口诀,酮体一家兄弟三，丙酮还有乙乙酸， 再加-羟丁酸，生成部位是在肝， 肝脏 生酮肝
11、不用，体小易溶往外送， 容易摄入组织中，氧化分解把能功。,3. 酮体生成的生理意义p172,酮体是肝脏输出脂肪酸类能源物质的一种形式。在长期饥饿时，是为脑和肌肉等组织提供持续性能源。 酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。 正常血酮体含量为0.30.5mmol/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。,酮血症、酮尿症、酮症酸中毒,4. 酮体生成的调节,（1） 饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）,（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响,糖代谢 旺盛， FA主要生成甘油三酯及磷脂,糖代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加
12、强。,（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 ，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸氧化减弱，酮体生产减少。,二、 甘油三酯的合成代谢,（一）脂肪酸的合成代谢 （二）甘油三酯的合成代谢,人体内的脂肪除食物中摄取外，也可以在体内合成。肝、脂肪及小肠等组织是脂肪合成的主要场所。,（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；而脂肪组织是储存脂肪的主要场所。 （2）合成原料P173 乙酰CoA为主要原料，主要来自糖的有氧氧化。 NADPH主要来自磷酸戊糖途径，少量来自
13、柠檬酸一丙酮酸循环 。 还需ATP 、生物素、CO2及Mn2+等。,线粒体内乙酰CoA主要通过柠檬酸一丙酮酸循环进入胞液 (转运),柠檬酸一丙酮酸循环,（3）合成过程,丙二酸单酰CoA的合成： 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。,(活化),软脂酸合成 P174,各种生物合成脂肪酸的过程基本相似。,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每一轮的加成反应均需通过缩合、还原、 脱水、再还原等四个步骤，每次延长2个碳原子。,脂肪酸合酶多功能酶,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。,脂肪酸合成酶系： 大肠杆菌： 有7种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系。 高
14、等动物： 7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶； 有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。,脂肪酸合成酶系：,脂酸合成酶系,P174,（一）脂肪酸（软脂酸）的合成,60,线粒体基质,乙酰辅酶A,内膜,乙酰辅酶A,柠檬酸丙酮酸循环,丙二酸单酰CoA,软脂酸,部位：肝、肾、脑、肺、乳腺、脂肪组织,细胞质,1.合成原料和部位,糖代谢,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 P175,脂肪酸合酶主要催化合成软脂酸，更长的脂肪酸是由其他酶系催化软脂酸进一步
15、延长合成的，延长反应在滑面内质网或线粒体内进行。,2. 脂酸碳链的加长,(1) 脂肪酸碳链在内质网中的延长： 内质网脂酸碳链延长酶体系作用下，以丙二酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢经缩合、加氢、脱水、再加氢等一轮反应增加2个碳原子，合成过程类似软脂酸合成，但脂酰基连在 CoASH 上进行反应，而不是以ACP为载体。可延长至24碳，以18碳硬脂酸为最多。,(2)脂肪酸碳链在线粒体中的延长： 在线粒体脂酸碳链延长酶系作用下， 以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢，过程与氧化的逆反应基本相似，需-烯酰还原酶，一轮反应增加2个碳原子，可延长至24碳或26碳，以硬脂酸
16、最多。,(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) 3-磷酸甘油的生成：P176,1由糖代谢转变而来,CH2OH HOCH CH2OH,磷酸二羟丙酮,NADH + H+,NAD+,3-磷酸甘油,CH2OH HOCH CH2O P,CH2OH C O CH2O P,ADP,ADPATP,甘油,3-磷酸甘油脱氢酶,甘油激酶,2. 由脂肪动员而来,甘油-3-磷酸的主要来源,（三）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：p177 图 甘油一酯途径 甘油二酯途径,甘油一酯途径：P177,小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂肪酸再合成甘油三酯，称甘油一酯途径。,
