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1、脂 类 代 谢,Metabolism of Lipid,脂 类 概 述,脂肪和类脂总称为脂类(lipid),脂肪 (fat)： 三酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯 (triglyceride, TG),类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid),分类,定义,脂类的分类、含量、分布及生理功能,甘油三酯,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,甘油,胆固醇酯,体内脂肪酸（脂
2、酸）来源：,机体自身合成（饱和脂酸及单不饱和脂酸） 食物供给（各种脂酸，多不饱和脂酸）,必需脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、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。,三酰甘油是由1分子甘油与3分子脂肪酸通过酯键结合而成,条件：,部位： 主要在小肠上段,脂类是如何消化的？,第一节 脂质的消化、吸收和转运, 乳化剂（胆汁酸盐）的乳化作用, 酶的催化作用,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,
3、长链脂酸及2-甘油一酯,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）,CH2O O-CH CH2O,第二节 甘油三酯的代谢,H,H,H,（一）脂肪分解代谢始于脂肪动员,定义 脂肪组织中的甘油三酯在一系列脂肪酶的催化下分解生成甘油和FFA ，释放入血并被运送到其他组织氧化利用的过程。,限速酶 甘油三酯脂肪酶（激素敏感脂肪酶） (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL),一、甘油三酯的分解代谢,脂解激素,抗脂解激素,能直接激活甘油三酯脂肪酶，促进脂肪分解的激素，如胰高血糖素、肾上腺
4、素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺激素、去甲肾上腺素等。,能抑制甘油三酯脂肪酶，抑制脂肪动员的激素，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。,脂肪动员过程,甘油二酯 （DG）,甘油一酯,甘 油,FFA,FFA,FFA,甘油二酯脂肪酶,甘油一酯脂肪酶,甘油三酯脂肪酶 HSL-激素敏感脂肪酶,甘油三酯 TG,甘油溶于水，可以直接由血液运输，而游离脂肪酸不溶于水，必须与血浆清蛋白结合才能运输,甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮,ATP ADP NAD+ NADH,甘油磷酸激酶,-磷酸甘油 脱氢酶,糖酵解或有氧氧化,异生为葡萄糖 或糖原,糖代谢,3磷酸甘油醛,（脂肪细胞及骨骼肌细胞缺乏甘油激酶不能利用甘油）,（二）、
5、甘油的代谢,部位：肝、肾、肠等组织 其中肝甘油激酶活性很高,（三）、脂肪酸的-氧化,1、脂酸的活化 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,+ CoA-SH,关键酶,2. 脂酰CoA 进入线粒体,3、脂肪酸的氧化过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂肪酰CoA,L(+)-羟脂肪酰CoA,酮脂肪酰CoA,脂肪酰CoA+乙酰CoA,经过一次-氧化脂酰CoA生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA，1分子的FADH2，1分子的NADH+H+。,肉碱转运载体,线粒体膜,活化 转运 -氧化 TAC 氧化磷酸化,
6、4、脂肪酸的氧化的能量生成,（十六碳软脂酸为例）,（脱氢）,次-氧化,个乙酰CoA,8= 80,(8次TAC),活化：, 2,总计：,108- 2=106,7,8,10,4、脂肪酸氧化产生大量的ATP,ATP,18碳的脂肪酸彻底氧化生成多少个ATP？,对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：,酮体是脂肪酸在肝脏中分解代谢时产生的中间代谢物，主要包括：,血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),代谢定位： 生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体,（四）、酮体的生成和利用,乙酰乙酸,（约1/3）,-羟丁酸,（约2/3）,CoAS
7、H,CoASH,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA 合成酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,1、酮体的生成,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2. 酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图,2乙酰CoA,3、酮体生成的生理意义,酮
8、体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。 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。,酮症酸中毒：,在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂酸动员加强，酮体生成增加。尤其在未控制糖尿病患者，血液酮体的含量可高出正常情况的数十倍，这时丙酮约占酮体总量的一半。 酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒。,酮尿：酮症酸中毒时酮体随尿液排出引起酮尿可高达5000mg/24h 尿，正常为125 mg/24h尿。,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,反之，糖
9、代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加强。,丙二酰CoA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。,（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,三酰甘油分解代谢小结,1、脂肪动员的定义及关键酶。 2、脂肪酸-氧化发生部位，包括3个阶段， -氧化过程的4步反应。能量计算。 3、酮体的定义，酮体生成和利用的特点，酮体生成过程中的关键酶，酮体生理意义。,二、甘油三酯的合成代谢,合成途径,1、利用脂肪被消化后的小分子直接合成甘油三酯。,2、机体利用乙酰CoA等为原料合成脂肪酸，进而再合成甘油三酯。,脂肪酸的生物合成不是其氧化作用的逆反应，而是有其特有的途径： 两者进行的
10、场所不同 两者利用的酶体系不同,（一）、脂肪酸的合成,组 织： 肝（主要） 、脂肪等。 亚细胞： 细胞质：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） 肝线粒体、内质网：碳链延长。,1、合成部位,乙酰CoA、ATP、CO2、NADPH、Mn2+,2、合成原料,线 粒 体 膜,细胞质,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,苹果酸,柠檬酸-丙酮酸循环,（1）丙二酰CoA的合成,3. 软脂酸合成酶系及反应过程,限速酶,乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。 酶活性受变构及化学修饰
11、调节。,（2）脂肪酸的合成,以乙酰CoA为起始分子，丙二酰CoA为二碳单位供体，是一个重复加成过程，每次增加两个碳原子，最终释出软酯酸。,各种生物合成脂肪酸的过程基本相似。,脂肪酸合成的生化历程,O CH3CSACP,+,|, CH3-CH=CH-C-SACP,|, CH3-CH2 - CH2 - C-SACP,|,O H O CH3-C-CH2 - CSACP,CO2,H,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA + 14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,脂酸合成酶系,脂酸合成酶
12、系：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1个酰基载体蛋白（ACP）的核心和7种酶的活性部位。,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,乙酰CoA:ACP转移酶 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,脂肪酸合成的特点小结： 以乙酰CoA为起始分子，丙二酰CoA为二碳单位供体，是一个重复加成过程，每次增加两个碳原子，直接生成的产物是软脂酸； 在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶； 需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖途径有依赖性。,（二）脂肪酸碳链的改造,（1）碳链缩短：-氧化 （2）碳链延
13、长：线粒体或内质网 （3）不饱和脂肪酸的生成：去饱和酶。,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：小肠粘膜细胞。 甘油二酯途径：肝细胞及脂肪细胞。,（三）、甘油三酯的合成,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，称甘油一酯途径。,甘油一酯途径,肝细胞、脂肪细胞主要利用糖代谢产物3-磷酸甘油，在脂酰转移酶催化下，加上2分子脂酰基生成磷脂酸，然后在磷脂酸磷酸酶作用下脱去磷酸生成1，2-甘油二酯，最后加上1分子脂酰基生成甘油三酯。,甘油二酯途径：,脂肪酸的合成和氧化的异同,第三节 磷脂的代谢,Metab
14、olism of Phospholipids,定义 含磷酸的脂类称磷脂。,分类 （一）甘油磷脂 由甘油构成的磷酯 （体内含量最多的磷脂） （二）鞘 磷 脂 由鞘氨醇构成的磷脂,X 指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,磷脂,磷脂,甘油磷脂,鞘磷脂,磷脂酰肌醇,磷脂酰胆碱（卵磷脂）,磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,二磷脂酰甘油（心磷脂）,磷脂的种类：,1.维持生物膜的结构和功能 2.促进脂类消化吸收 3.构成血浆脂蛋白，运输脂类物质 4.其他作用,磷脂的生理功能,磷脂双分子层的形成,1. 合成部位 全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织
15、最活跃。 2.合成原料和辅因子： 甘油、脂酸、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP 等。 活性中间物质：CDP-乙醇胺、CDP-胆碱、CDP-甘油二酯,（二）甘油磷脂的合成,3. 合成过程,(1)甘油二酯合成途径,(2)CDP-甘油二酯合成途径,二、甘油磷脂的降解,磷脂酶 (phospholipase , PLA),第 五 节 胆固醇代谢 Metabolism of Cholesterol,胆固醇（cholesterol）,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。,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、胆固醇的生物合成,（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,葡萄糖经磷酸戊糖途径,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体,（二）合成原料,（三）胆固醇的合成基本过程,1. 甲羟戊酸 的合成,2. 鲨烯的合成,3. 胆固醇的合成,胆固醇的母核环戊烷多氢
