正常人体功能单元2-2脂类代谢

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1、案例： 某14岁患者，发病2周前饮食好，口渴多饮，夜尿次数多，因昏迷到当地儿童医院就诊，呼气有水果味，经检查：血乙酰乙酸、-羟丁酸水平异常升高，血糖显著升高，尿糖强阳性，尿酮体强阳性。诊断：重度型糖尿病伴酮症酸中毒。 其发病机制?护理人员如何做好相关的工作?,4-2-1 脂类化学与生理功能 4-2-2 甘油三酯代谢 4-2-3 甘油磷脂的代谢 4-2-4 胆固醇代谢 4-2-5 血脂与血浆脂蛋白,思考,一、脂类的概念及分类：,脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水 而溶于有机溶剂。,脂类,脂肪又称三酯酰甘油或甘油三脂 (triglyceride,TG),类脂,胆固醇(cholesterol,Ch)

2、胆固醇脂(cholesteryl ester,CE),磷脂(phospholipid,PL),糖脂(glycolipid,GL),二、脂类化学,甘油三酯：,甘油磷脂的分子结构：,磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC),磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE),磷脂酰丝氨酸(PS),X= -CH2CH2N+(CH3)3,X= -CH2CH2NH3+,X= -CH2CH2NH2COOH,胆固醇：,三、生理功能,（二）脂肪的主要生理功能,1、储能和供能,1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ，而1g糖彻底氧化仅供销能16.7kJ.,脂肪组织储存脂肪,约占体重1020%.,合理饮食 脂肪氧化供能占2030%,空腹 脂肪氧化

3、供能占50%以上,禁食13天 脂肪氧化供能占85%,饱食、少动 脂肪堆积，发胖,2、合成磷脂和生理活性物质 3、固定脏器、保持体温 4、促进脂溶性维生素的吸收,（三）类脂的生理功能,1、类脂是细胞膜的重要组分。广泛分布于人体各种组织，约占体重的5%，含量比较固定，称固定脂。 2、磷脂参与血浆脂蛋白的合成。 3、甘油磷脂分子中甘油的第二碳原子上脂酰基多是必需脂肪酸，成为必需脂肪酸贮存库。 4、胆固醇在体内还能转变为胆汁酸、维生素D3、各种类固醇激素等重要物质。,一、甘油三酯的分解代谢 （一）脂肪的动员 （二）脂肪酸的氧化 （三）酮体的生成与利用 （四）甘油的代谢 二、甘油三酯的合成代谢,返回,3

4、-3-2,一、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪动员,概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血供其他组织利用的过程，称。,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。,脂解激素：促进脂肪动员的激素。肾上腺素、胰 高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素等。,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

5、活性,蛋白激酶,+,无活性,有活性,+,+,（二）脂肪酸的氧化,脂肪酸活化为脂酰CoA 脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA的-氧化 还原当量和乙酰CoA的彻底氧化,位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸与CoA-SH 生成活化的脂酰CoA。,RCOOH,+,CoASH,RCOSCoA,脂酰CoA合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg2+,（胞液）,H2O,2Pi,反应不可逆！,脂肪酸,脂酰CoA,1. 脂肪酸活化为脂酰CoA,脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上） 却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸) 结

6、合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。,RCO-SCoA,CoA-SH,肉碱脂酰 转移酶,反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-1和CAT-ll)催化：,2. 脂酰CoA进入线粒体,此过程为脂肪酸 -氧化的限速步骤，CAT-l是限速酶，丙二酸单酰CoA是强烈有竞争性抑制剂。,2. 脂酰CoA进入线粒体,脂酰CoA进入线粒体基质后， 经脂肪酸-氧化酶系的催化作用，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个碳单位的脂酰CoA，,具体步骤如下:,3.脂酰CoA的-氧化过程,(1) 脱氢,H2O,1.5,P,呼吸链,(2) 加水,(3)

7、再脱氢,(4)硫解,(1) 脱氢,2.5,H2O,CoA-SH,-酮脂酰 CoA硫解酶,FADH2+ NADH+ 乙酰CoA +（比原来少2C）脂酰CoA,而nC的脂肪酸可进行 次氧化,（n2）-1,共生成,（n/2-1） FADH2,+ （n/2-1） NADH,+ n/2乙酰CoA,脂肪酸每次-氧化可生成：,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+7NAD+ + 7CoASH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+),1分子软脂酸彻底氧化共生成: (1.57)+(2.57)+(108)=108分

8、子ATP,脂肪酸-氧化的能量生成,减去脂肪酸活化时消耗的2分子ATP， 净生成106分子ATP。,4.还原当量和乙酰CoA的彻底氧化,返回,然而在肝脏中脂肪酸氧化生成的乙酰CoA， 有一部分转变成乙酰乙酸、羟丁酸及丙酮。这三种中间产物统称为酮体(ketonebodies)。,脂肪酸在心肌、骨骼肌等组织中-氧化生成的大量乙酰CoA，通过TAC彻底氧化成CO2和H2O。,羟丁酸约70，乙酰乙酸约30，丙酮含量极微。,1、酮体的生成 肝细胞线粒体中含有活性较强的酮体合成的酶系。脂肪酸在线粒体氧化生成的乙酰CoA是合成酮体的原料,（三）酮体的生成与利用,CoASH,乙酰乙酰CoA 硫解酶,CoASH,

9、HMG-CoA 合酶,HMG-CoA 裂解酶,NADH+H+,NAD+, -羟丁酸脱氢酶,CO2,限速酶,酮体的生成途径,酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。,肝内生酮肝外用,2、酮体的利用,酮体代谢的特点,CH3COCH2COOH 乙酰 乙酸,CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA,ATP+CoASH,PPi+AMP,2 Pi,乙酰 CoA CH3COCoA, -羟丁酸 CH3CH(OH)CH2COOH, -羟丁酸脱氢酶,NADH+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酸硫激酶,H2O,HSCoA

10、,硫解酶, 酮体是脂肪酸在肝内代谢的正常中间产物，是肝输出脂肪能源的一种形式。,（具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁。长期饥饿时，酮体供给脑组织75%的能量。禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。可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。二者统称酮体症(酮症).可导致代谢性酸中毒，称酮 症酸中毒。,3、酮体生成的生理意义,返回,甘油二酯,磷脂,CO2+H2O,（四）甘油代谢,（一）脂肪酸的生物合成,1. 合成

11、部位,在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA 合成脂肪酸的酶系，称为脂肪酸合成酶系。肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大89倍。,二、甘油三酯的合成, 脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。,ATP、NADPH、HCO3-(CO2)及Mg2+等。,线粒体产生的乙酰 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸 循环运到胞液中，才能成为脂肪酸合成的原料。,其中NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸丙酮酸循环。,2. 脂肪酸的合成原料,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,CoASH,线粒体 内膜,线粒体外膜,ATP、CoASH,ADP+Pi,乙酰

12、CoA,合成脂肪酸,NADH+H+,NAD+,苹果酸,NADP+,NADPH+H+,CO2,苹果酸酶,丙酮酸载体,苹果酸,NAD+,NADH+H+,ADP+Pi,ATP,CO2,胞 液,G,aa,柠檬酸 裂解酶,柠檬酸 载体,苹果酸-酮戊二酸载体,柠檬酸丙酮酸循环,软脂酸（16C）合成的总反应式：,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA 14NADPH14H+H2O,软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoASH,脂肪酸合成酶系 （7次循环）,软脂酰CoA或软脂酸生成后， 可在滑面内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。,脂肪酸碳链的延长,不饱和脂肪酸的合成,人体内有

13、4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。,至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。,必需脂肪酸 指人体不能合成，必需由食物提供的脂肪酸，有3种：,亚油酸(18C:2, 9,12 ),亚麻酸(18C:3, 6,9,12 ),花生四烯酸(18C:4, 5,8,11,14 ) （半必需）,1、合成部位,以肝、脂肪组织及小肠为主，其中肝的合成能力最强。,2、合成原料：-磷酸甘油和脂酰SCoA 3、合成过程,（二）甘油三酯的合成,葡萄糖,磷脂酸,TG,返回,返回,3-3-3,一、甘油磷脂的合成 二、甘油磷脂与脂肪肝,1. 合成部位,2.

14、 合成原料,* 甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺,丝氨酸、食物,糖代谢,食物,* CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等,3. 合成过程,全身各组织，肝、肾、肠最活跃。,一、 甘油磷脂的合成,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDPOCH2CH2NH2,CDPOCH2CH2N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,（1）乙醇胺和胆碱的活化,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷酸乙醇胺转移酶,CDP-乙醇胺,（2）磷脂酰胆碱与磷脂酰乙醇胺的生成,1、脂肪肝的概念 正常人的肝内含脂类约占细胞重量的3%5%，其中三脂酰甘油占一半 脂肪肝：三脂酰甘油在肝

15、内过量存积超过25，脂类总是超过 2、形成原因： 合成磷脂的原料不足 肝内的三脂酰甘油的来源过多 肝功能障碍,二、甘油磷脂与脂肪肝,返回,返回,一、胆固醇的生物合成 二、胆固醇合成的调节 三、胆固醇在体内的转变与排泄,3-3-4,(一)合成部位,全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。,(二)合成原料,乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP,(三)合成的基本过程,包括近30步反应，分3个主要阶段。,一、胆固醇的生物合成,2 CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,HMG-CoA,甲羟戊酸(MVA),关键酶,1. 甲羟戊酸的生成,甲戊酸(MVA) (6C),异戊烯焦磷酸(IPP) (5C),鲨烯 (30C),2. 鲨烯的生成,羊毛固醇 (30C),鲨烯 (30C),胆固醇 (27C),3. 胆固醇的生成,食物种类的影响,高糖、高饱和脂肪膳食时，能诱导肝 HMG-CoA还原酶合成,糖及脂肪代谢产生的 乙酰CoA、ATP、NADPH+H+等增多,过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢 提供了原料乙酰CoA,胆固醇合成增加,二、胆固醇合成的调节,食物胆固醇的影响,食物Ch有限地反馈抑制HMG-CoA合成(25%).,激素的影响,胰高血糖素,胰岛素,甲状腺素,胆固醇