《医学生物化学》课件第5章-脂质代谢

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1、1.1.脂肪动员脂肪动员2.2.脂肪酸氧化脂肪酸氧化3.3.酮体的生成与利用酮体的生成与利用4.4.三酰甘油的合成代谢三酰甘油的合成代谢5.5.胆固醇代谢胆固醇代谢 6.6.血脂与血浆脂蛋白血脂与血浆脂蛋白 本章主要内容本章主要内容1第第 一一 节节脂类的组成、分布及生理功用脂类的组成、分布及生理功用 脂类脂类(lipid):包括包括脂肪脂肪和和类脂类脂，是一类不溶于水而易溶于有机溶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。剂，并能为机体利用的有机化合物。一、脂类是脂肪和类脂的总称一、脂类是脂肪和类脂的总称 （一）脂肪（一）脂肪 (fat)(fat)：三酯酰甘油或甘油三酯三酯

2、酰甘油或甘油三酯 (triglyceride,TG)由由1 1分子甘油与分子甘油与3 3分子脂肪酸酯化而成的化合物分子脂肪酸酯化而成的化合物 （二）类脂（二）类脂(lipoid)(lipoid)：胆固醇胆固醇 (cholesterol,Ch)胆固醇酯胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂磷脂 (phospholipid,PL)糖脂糖脂（glycolipid,GL）甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 脂类基本构成脂类基本构成FAFAFA 甘甘油油 FAFAPiX 甘甘油油 X=X=胆碱、水、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、乙醇胺、丝氨酸、甘油、甘油、

3、肌醇、磷肌醇、磷脂酰甘油等脂酰甘油等 甘油二酯甘油二酯亚油酸亚油酸（十八碳二烯酸，（十八碳二烯酸，18:2,9,12）亚麻酸亚麻酸（十八碳三烯酸（十八碳三烯酸18:3,9,12,15）花花 生生 四四 烯烯 酸酸（二二 十十 碳碳 四四 烯烯 酸酸，20:4,5,8,11,14）在在体体内内不不能能合合成成，必必须须从从植植物物油油中摄取，这类脂肪酸称为人体必需脂肪酸。中摄取，这类脂肪酸称为人体必需脂肪酸。人人体体每每日日需需从从膳膳食食的的脂脂类类中中获获得得必必需需脂脂肪肪酸酸（essential fatty acid,EFA），它它是是维维持持生生长长发发育和皮肤正常代谢所必需的育和皮肤

4、正常代谢所必需的。（三）（三）必需脂肪酸必需脂肪酸 分类分类含量含量 分布分布 生理功能生理功能脂肪脂肪脂肪脂肪（可变脂）（可变脂）占体占体重重 10%10%2020脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1.1.储脂和供能储脂和供能2.2.提供必需脂酸提供必需脂酸3.3.促进脂溶性维生素吸收促进脂溶性维生素吸收4.4.热垫作用热垫作用5.5.保护垫作用保护垫作用6.6.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白类脂类脂类脂类脂（基本脂）（基本脂）（基本脂）（基本脂）占体占体重重55生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1.1.构成生物膜成分构成生物膜成分2.2.胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、

5、胆汁酸等素、维生素、胆汁酸等3.3.细胞间信息的传递与调控细胞间信息的传递与调控 二、脂肪和类脂在体内的分布与功能二、脂肪和类脂在体内的分布与功能第二节第二节脂类的消化和吸收脂类的消化和吸收膳食中的脂类主要是甘油三酯、少量的磷脂、胆固醇、胆固醇酯膳食中的脂类主要是甘油三酯、少量的磷脂、胆固醇、胆固醇酯消化的主要场所：小肠上段消化的主要场所：小肠上段消化酶：胰脂酶、胆固醇酯酶、磷脂酶消化酶：胰脂酶、胆固醇酯酶、磷脂酶A2A2和辅脂酶等。和辅脂酶等。乳化作用：胆汁酸盐乳化作用：胆汁酸盐消化产物：甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等。消化产物：甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等。食物中脂类食物中脂

6、类甘油一酯、脂肪酸甘油一酯、脂肪酸胆固醇、溶血磷脂胆固醇、溶血磷脂胰脂酶胰脂酶 磷脂酶磷脂酶A2 胆固醇酯酶胆固醇酯酶 辅酯酶辅酯酶胆汁酸盐（乳化剂）胆汁酸盐（乳化剂）一、脂类的消化需要胆汁酸盐及脂消化酶一、脂类的消化需要胆汁酸盐及脂消化酶消化过程消化过程 乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯 产产 物物 食物中的脂类食物中的脂类 2-2-甘油一酯甘油一酯+2 FFA 磷脂磷脂 溶血磷脂溶血磷脂+FFA 磷脂酶磷脂酶A A2 2 胆固醇酯胆固醇酯 胆固醇酯酶胆固醇酯酶 胆固醇胆固醇+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶微团微团(micelles)（一）部位：（一）部位：主要在十二指肠下段及空

7、肠上段主要在十二指肠下段及空肠上段（二）形式：（二）形式：1、短链（短链（24C）中链中链(610C)脂酸构成的脂酸构成的TG：经经胆胆汁汁酸酸盐盐乳乳化化，在在肠肠黏黏膜膜细细胞胞脂脂肪肪酶酶的的作作用用，水解为脂肪酸及甘油，通过水解为脂肪酸及甘油，通过门静脉门静脉进人血循环。进人血循环。2、长长链链脂脂酸酸（1226C）构构成成的的TG：在在肠肠黏黏膜膜细细胞胞经经甘甘油油一一酯酯合合成成途途径径合合成成甘甘油油三三酯酯，形形成成乳乳糜糜微粒，经微粒，经淋巴淋巴进入血循环。进入血循环。二、脂类吸收二、脂类吸收第第 三三 节节 甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢 一、一、脂肪的动员脂肪的动

8、员（一一）概概念念 储储存存在在脂脂肪肪细细胞胞中中的的甘甘油油三三酯酯，被被脂脂肪肪酶酶逐逐步步水水解解为为游游离离脂脂肪肪酸酸（FFA）和和甘甘油油，并并释释放放入入血血以以供供其其他他组组织织氧氧化化利利用用的的过过程程。甘油三酯甘油三酯甘油二酯甘油二酯甘油一酯甘油一酯甘油甘油甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶脂肪酸H2O甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶脂肪酸H2O甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶脂肪酸H2O脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸（二）调节酶（二）调节酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL

9、)（三）脂解激素（三）脂解激素 能促进脂肪动员的激素，能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、如胰高血糖素、去甲肾上腺素、ACTH 等。等。（四）抗脂解激素（四）抗脂解激素 可抑制脂肪动员，如胰岛可抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素素、前列腺素E2、烟酸等。烟酸等。二、脂肪动员产物甘油的代谢：二、脂肪动员产物甘油的代谢：甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖异生。（一）（一）组织：组织：肝、肌肉肝、肌肉最活跃，脑组织除外。最活跃，脑组织除外。（二）具体部位（二）具体部位：细胞质、线粒体细胞质、线粒体（三）过（三）过 程程：1.脂酸的活化脂酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成2.脂酰脂酰CoA

10、进入线粒体进入线粒体 3.脂酰脂酰CoA的的-氧化氧化 三、脂肪酸的氧化：三、脂肪酸的氧化：脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATP AMP PPi +CoA-SH CoA-SH 脂酰脂酰 CoA CoA 的生成（细胞质）的生成（细胞质）1、脂酸的活化（耗能）、脂酸的活化（耗能）2.脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体酶：（酶：（1 1）肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 I（CAT）是脂酸是脂酸-氧化的氧化的调节酶调节酶 （2 2）肉碱脂酰肉碱转位酶）肉碱脂酰肉碱转位酶 （3 3）肉碱脂酰转移酶）肉碱脂酰转移酶(CAT)载体：肉碱载体：肉碱（L-L-羟羟-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸）脂酰脂酰CoA进入线粒体

11、的机制进入线粒体的机制线粒体内膜线粒体内膜外侧外侧基质基质脂酰CoAHSCoA肉碱脂酰肉碱肉碱脂酰肉碱HSCoA脂酰CoA脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoACoA -羟脂酰羟脂酰CoACoA-酮脂酰酮脂酰CoACoA脂酰脂酰CoA+CoA+乙酰乙酰CoACoA 脂酰脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶-烯酰烯酰CoACoAL(+)-L(+)-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2 2-烯脂酰烯脂酰CoACoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoACoA 硫解酶硫解酶CoA-SH 少二碳二碳二碳1.5ATP2.5ATP(1)过程过程3.

12、脂酸的脂酸的-氧化氧化乙酰辅酶乙酰辅酶A A分子数分子数=脂肪酸碳原子数脂肪酸碳原子数/2/2氧化次数氧化次数=脂肪酸碳原子数脂肪酸碳原子数/2-1/2-1ATPATP生成数生成数=（乙酰辅酶（乙酰辅酶A A分子数分子数10+10+氧化次氧化次数数4 4）-2-2TCATCA(2)脂酸脂酸-氧化中各种物质生成的分子数氧化中各种物质生成的分子数 活活 化：化：消耗消耗2 2个高能磷酸键（个高能磷酸键（-2ATP-2ATP）-氧化：氧化：7 7 轮循环产物生成：轮循环产物生成：8 8分子乙酰分子乙酰CoA 7 7分子分子NADH+H+7 7分子分子FADH2 （3）软脂酸氧化的生成物及能量）软脂酸

13、氧化的生成物及能量生成生成ATP：812+72.5+71.5=108 净生成净生成ATP：108 2=106（4）16碳软脂酸能量计算碳软脂酸能量计算乙酰乙酰CoACoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环三羧酸循环 生成酮体生成酮体 肝外组织氧化利用肝外组织氧化利用 （5）脂酸）脂酸-氧化生成乙酰氧化生成乙酰CoA的去路的去路1.1.不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化 2.奇数碳原子的脂肪酸奇数碳原子的脂肪酸氧化氧化极少数奇数碳原子脂肪酸，经活化、转移及多次极少数奇数碳原子脂肪酸，经活化、转移及多次氧化生氧化生成多个乙酰成多个乙酰CoA及丙酰及丙酰CoA。丙酰。丙酰CoA经羧化转变成琥经羧化转变成

14、琥珀酰珀酰CoA，沿三羧酸循环、糖异生变为丙酮酸。其在体，沿三羧酸循环、糖异生变为丙酮酸。其在体内可被彻底氧化，亦可转生成糖。内可被彻底氧化，亦可转生成糖。不饱和脂肪酸的顺式结构需异构酶使其变为反式结构，再不饱和脂肪酸的顺式结构需异构酶使其变为反式结构，再继续继续-氧化。此外，不饱和脂肪酸氧化时因少一次脱氢氧化。此外，不饱和脂肪酸氧化时因少一次脱氢反应，故产生的反应，故产生的ATPATP数少于含相同碳原子数的饱和脂肪酸。数少于含相同碳原子数的饱和脂肪酸。（6）脂肪酸的其他氧化方式）脂肪酸的其他氧化方式酮体酮体(ketone bodies)：是脂酸在肝分解：是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物氧

15、化时特有的中间代谢物乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮羟丁酸及丙酮的总称。的总称。其中以其中以-羟丁酸为最羟丁酸为最多，约占总量的多，约占总量的70，乙酰乙酸约占，乙酰乙酸约占30，丙酮含量极微。丙酮含量极微。四、酮体的生成、利用及意义四、酮体的生成、利用及意义1.1.生成部位生成部位：肝肝细胞线粒体；细胞线粒体；2.2.原料原料：脂酸氧化生成的大量乙酰：脂酸氧化生成的大量乙酰CoA；3.3.调节酶调节酶 ：HMG-CoA合成酶。合成酶。（一）酮体的生成（一）酮体的生成CO2 CoASH CoASH NAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMG-CoA 合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA

16、CoA硫解酶硫解酶HMG-CoA 裂解酶裂解酶4.酮体的生成过程酮体的生成过程 2 2肝能生成酮体，但缺乏氧化、利用酮体的酶系肝能生成酮体，但缺乏氧化、利用酮体的酶系 1.1.琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶：转硫酶：催化乙酰乙酸活化，生成催化乙酰乙酸活化，生成 乙酰乙酰 乙酰乙酰CoACoA。2.2.乙酰乙酰硫激酶：乙酰乙酰硫激酶：直接活化乙酰乙酸生成乙直接活化乙酰乙酸生成乙 酰乙酰酰乙酰CoACoA，3.3.乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶：硫解酶：催化乙酰乙酰催化乙酰乙酰CoACoA硫硫 解，生成解，生成2 2分子乙酰分子乙酰CoACoA。（二）酮体在肝外组织利用（二）酮体在肝外组织利用（脑组织、肌肉）（脑组织、肌肉）NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶酮体的利用酮体的利用酮体肝内生成，肝外利用酮体肝内生成，肝外利用1.1.正正常常情情况况下下是是肝肝输输出出能能源源的的一一种种形形式式；酮酮体体