猪脂肪代谢的整个网络

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1、猪脂肪代谢的整个网络（消化-吸收-转运-贮存-分解 合成）一） 脂肪的消化 猪的口腔和胃几乎不消化脂肪。脂类到达十二指肠后，在肠蠕动的作用下与胰液 和胆汁混合，胆汁中的胆汁酸盐使脂肪乳化并形成水包油的小胶体颗粒，以便于脂 肪和胰液在油水界面充分接触，脂肪被充分的消化。胰液中含多种消化脂肪的酶类， 包括胰脂肪酶，辅脂酶，胆固醇酯酶和磷脂酶A2等。胰脂肪酶在辅酯酶的协助下将 甘油三酯水解为甘油二酯和甘油一酯;磷脂酶A2将饲粮磷脂水解为溶血磷脂和脂肪 酸；胆固醇酯酶将胆固醇酯水解为胆固醇和游离脂肪酸。二） 脂肪的吸收脂肪消化产物在十二指肠下段和空场被吸收。甘油和短中链脂肪酸直接经小肠粘膜 细胞吸收入

2、门静脉血液，而长链脂肪酸和 2-甘油一酯以混合微粒到达小肠粘膜细胞 被吸收，随后在黏膜细胞中转化为甘油三酯，磷脂，胆固醇酯及少量胆固醇，再与 黏膜细胞内合成的载脂蛋白一起形成能溶于水的乳糜微粒，乳糜微粒以胞饮作用的 逆过程溢出黏膜细胞，经细胞间隙进入乳糜管，再经淋巴系统进入血液，然后由血 管内皮细胞的脂蛋白酶水解为游离脂肪酸和甘油而被组织利用。（三）脂类的转运 血浆中所含的脂类叫做血脂，包括甘油三酯，磷脂，胆固醇及其酯和游离脂肪酸。游离脂肪酸是与血浆清蛋白结合形成可溶性复合物运输，其他血浆中的脂类常与肝 脏和小肠粘膜细胞合成的载脂蛋白结合形成脂蛋白，并以脂蛋白的形式运输。脂蛋 白酯酶LPL对其

3、运输有重要的调节作用，LPL活性的高低是脂肪蓄积程度的标志，也 是决定脂肪细胞大小的重要因素。血浆中各种脂蛋白的基本结构基本相似，由疏水 性较强的甘油三酯和胆固醇酯形成的内核和由双极性分子以单分子层形式形成的表 层结构。根据不同脂蛋白所含脂类，蛋白质的多少，用超速离心法将脂蛋白分为五 类，即乳糜微粒，极低密度脂蛋白，中密度脂蛋白，低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。 血中脂肪转运到脂肪组织，肌肉，乳腺等的毛细血管后，游离脂肪酸通过被动扩散 进入细胞内，甘油三酯经毛细血管壁中的酶分解成游离脂肪酸后再被吸收，未被细 胞吸收的物质经血液循环回至肝脏代谢。四） 脂类的代谢 动物体内脂类的代谢受饲粮营养物质含量

4、的影响，超过需要时多余的营养物质转变 成脂肪沉积在脂肪组织中，低于需要时分解体脂肪供能。1 肝脏中脂肪的代谢：肝脏是脂肪合成，运转和利用的主要器官，进入肝脏的脂 肪来自于消化道的吸收，少部分来自体内脂肪组织。肝细胞可氧化游离脂肪酸 转变为能量，供细胞代谢利用。饲料来源的游离脂肪酸和内源性脂肪酸都可被 肝细胞摄取并重新合成甘油三酯，新合成的甘油三酯很快以脂蛋白的形式释放 入血液，少部分的内源性脂肪酸还可合成磷脂和胆固醇。多余的沉积在肝中。2 脂肪组织中脂肪的代谢：猪和反刍动物在脂肪组织中进行脂肪代谢，脂肪组织 也是储存脂肪的主要部位，沉积在脂肪组织的甘油酯是预先合成的，或是在机 体内脂酰辅酶A和

5、L-3-磷酸甘油反应合成。脂酰辅酶A的合成：一是在细胞液中由乙酰辅酶A或丁酰辅酶A合成棕榈酸， 棕榈酸可转化成几乎所有其他脂肪酸。二是主要在内质网也有少量在线粒体中 合成丙二酰CoA，丙二酰辅酶A与酰基载体蛋白（ACP）结合形成丙二酰ACP复 合物，乙酰辅酶A与ACP结合，使脂肪酸连接上两个碳原子而延长，最终形成 棕榈酸 ACP 复合物。三是仅在内质网中进行，其作用是使饱和脂肪酸去饱和， 脂肪酸在脂酰辅酶A去饱和酶的作用下形成双键。3-磷酸甘油的合成：通过糖酵解而生成的磷酸二羟丙酮被还原可生成L-甘油-3- 磷酸。另外，肠道吸收的游离甘油或甘油三酯分解产生的甘油均可生成L-甘油-3- 磷酸。甘

6、油三酯的合成：甘油三酯合成时， 3-磷酸甘油上的游离羟基被两个分子的脂酰 辅酶 a 取代形成磷脂酸，随后磷脂酸脱去磷酸水解成甘油二酯，甘油二酯上的 羟基被脂酰辅酶 A 取代形成甘油三酯。在小肠黏膜内小肠消化吸收的 2-单酰甘 油可直接合成甘油三酯。3 肌肉细胞中脂类的代谢：肌肉是机体消耗能量的主要组织，肌肉细胞中的脂肪 代谢是以氧化供能为主， 2/3 的氧用于脂肪的氧化。肌肉组织中也沉积部分脂肪， 通过局部循环进入细胞进行氧化代谢。4 脂肪的分解：脂肪的分解是在线粒体内进行的，人们对分解的研究较少，某些机理尚不清楚，仅有的文献认为，在激素敏感脂酶 HSL 的催化下，脂肪水解为 甘油和脂肪酸，测

7、定脂肪中 HSL 的活性和血液中脂肪酸的浓度，可以反映脂肪 分解的状况（五） 脂肪的沉积 脂肪的沉积是能量储存的主要形式，动物体脂的沉积量是脂肪合成代谢和分解代谢的一种平 衡状态。当合成代谢加强，或分解代谢降低时，会打破原有的平衡而导致脂肪沉积量的增加。 脂肪的沉积过程一方面是脂肪组织细胞内脂肪的不断合成，蓄积过程，另一方面是脂肪细胞 的不断分化过程。在生长发育前期，以脂肪细胞分裂为主，后期则以脂肪细胞膨大为主。猪 合成脂肪的部位主要在脂肪组织中，合成途径除醋酸盐外，还可由葡萄糖合成，多为16碳和18 碳的脂肪酸。还原型辅酶2是合成反应的还原媒介，它提供化学反应的全部氢。脂肪的生物合成由若干酶

8、催化完成，如糖代谢过程中苹果酸脱氢酶，提供NADPH的磷酸戊糖途径中的葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶，6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶，脂肪酸生物合成中的乙酰辅酶a羧化酶ACC和脂肪酸合成酶 FAS等，因此，无论是脂肪酸还是脂肪的合成，任何影响其酶促反应的因素如酶的活性和酶的含 量等，都会影响脂肪合成的强弱。脂肪的合成除受酶活性的直接调节外，还会受到激素的间接作 用，如雌激素，胰岛素促进脂肪的合成，而雄激素，生长激素却有抑制作用激素对脂肪的调控激素对脂肪代谢调节一方面通过自身的受体介导，另一方面又通过干扰其他激素的 信号传导通路的某个环节起作用。其作用既可从DNA水平上调节相关基因的表达和 mRNA 水平上调

9、节转录的稳定性，也可从蛋白质水平上通过磷酸化来调节酶及相关 蛋白质的活性。生长激素：（猪生长激素PST）,生长激素由腺垂体生长激素细胞所分泌，是不通过 靶腺而起作用的激素，它的受体遍布全身。在促进生长和改变胴体组成方面有显著 的生物学效应，可与许多不同的调节系统协作，使更多营养成分被用于肌肉组织中 蛋白质的合成，而较少的用于脂肪组织的增生。 GH 对脂肪代谢具有双重效应。生长 激素的生理效应（及抗胰岛素样效应）表现为迟发型低剂量GH可引起机体脂肪分 解，血液游离脂肪酸FFA含量升高，抑制葡萄糖氧化，减少葡萄糖消耗。生长激素 的药理效应（及胰岛素样效应）则表现为促进葡萄糖摄取，利用和进入细胞，促

10、进 细胞组织的酯化作用。猪用生长激素处理后，体脂沉积降低60-80%，肌肉生长增加 40-60%。体内和体外实验均表明，用生长激素处理过的猪，脂肪沉积减少是由于葡 萄糖转运和脂肪合成明显减少，而脂肪分解相对不受影响。进一步研究表明，它是 通过降低脂肪细胞对胰岛素的敏感性，从而降低胰岛素刺激FAS基因以及其表达以 及 FAS 的活性，从而导致受胰岛素调控的葡萄糖向胞内运输和脂肪合成过程显著降 低。猪脂肪合成的减少是几种FAS含量降低的结果，而FAS含量降低与编码这些酶 蛋白的mRNA丰度降低有关。有人在猪上用重组猪生长激素处理，结果猪脂肪组织 和肝脏中FAS mRNA丰度都明显降低。Harris

11、每天给阉公猪注射生长激素，11天后 屠宰，结果脂肪组织中FAS酶活性降低67%, FAS mRNA丰度降低90%, FAS mRNA 丰度与FAS酶活性相关系数为0.9,这个结果表明，生长激素主要在FAS基因转录或 FAS mRNA的稳定性上发挥作用。但生长激素是通过拮抗胰岛素抑制FAS基因转录从 而降低FAS mRNA丰度，还是直接抑制FAS基因的表达，目前还不十分清楚。胰岛素：胰岛0细胞分泌的一种多功能激素，其作用是通过细胞表面丰富的胰岛素 受体诱导细胞DNA合成以引起细胞分裂增殖。促进合成代谢的作用以对脂肪组织的 效应最强。猪脂肪组织是重要的葡萄糖利用组织，每日摄入的葡萄糖的 40%都会

12、被 脂肪组织利用。葡萄糖运输受激素调节，INS作为一种重要的合成代谢调节激素可改 变质膜与胞内运输蛋白的分布，刺激葡萄糖被脂肪细胞吸收利用。许多体外实验均 表明胰岛素有刺激葡萄糖吸收，脂肪合成和抑制脂解的作用。胰岛素会刺激动物FAS 基因在转录水平上调表达。在大鼠体内试验表明，给大鼠注射INS，一小时后，FAS mRNA丰度增加2倍，6小时候增加到19倍并达到峰值。INS介导FAS基因表达是 由于INS与FAS基因启动子区5,端71-50位的INS的应答元件IRE结合，从而激活 FAS基因转录的结果。甲状腺素：甲状腺素包括三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸，其对脂肪的调节主要 是加速脂肪分解，提高

13、血液游离脂肪酸水平。甲状腺素不仅可以促进生长激素的合 成和释放而影响脂肪代谢，还可以增加脂肪组织对儿茶酚胺和胰高血糖素的敏感性， 增强脂肪组织中腺苷酸环化酶的活性使ATP转化为CAMP, CAMP作为第二信使激活 CAMP依赖性蛋白激酶，使无活性的HSL转变为有活性的HSL,促进脂肪组织脂解过 程加快，进而提高血液游离脂肪酸水平，甲状腺素也具有拮抗胰岛素的作用，能抑 制cAMP磷酸二酯酶的活性，延长cAMP的作用时间。同时，camp依赖性蛋白激酶 使 aCC 磷酸化而失活，影响脂肪的合成。瘦素：瘦素是有ob基因编码的一种由167个氨基酸组成的分泌性蛋白，是反映体内 脂肪含量和调节体重的重要信号

14、因子。猪ob基因位于18号染色体，在脂肪组织中 大量表达，猪脂肪细胞ob基因表达与血清瘦素水平均随体重增加而显著增加，血清 手速水平与体脂含量呈正相关。研究表明，瘦素具有广泛的生物学效应。不仅能调 节摄食，而且能影响脂肪组织及其他组织特定的代谢途径。脂肪细胞分泌的瘦素， 作用于下丘脑部位的受体，使采食量降低，能量摄入减少，能量消耗增加，从而减 少脂肪沉积。同时，瘦蛋白还可通过自分泌或旁分泌途径作用于脂肪细胞本身，促 进脂肪组织内甘油三酯的分解，因此瘦素又称为脂肪分解激素。另外，瘦素的增加 可在体内抑制白色脂肪组织FAS的基因表达，从而使白色脂肪组织中脂肪酸的合成 速度下降，脂肪沉积减少。利用基

15、因工程技术将瘦蛋白基因在体外进行表达生产重 组瘦蛋白，可为改善动物胴体组成，减少脂肪沉积提供新的技术途径。Ramsay报到， 瘦素可改变脂肪组织的脂质分解作用，直接影响体外培养的猪脂肪细胞，促进脂肪 分解。牛淑玲报到，外源性牛重组瘦素可促进体外原代培养的脂肪细胞甘油三酯的 分解和脂肪代谢。B -肾上腺素能受体兴奋剂：是一类儿茶酚激素的衍生物，和胰岛素互为拮抗物，可 促进三酰甘油的水解，降低体内脂肪酸的合成，INS作用则相反，可使蛋白激酶A 激活，从而引起激素敏感脂酶和三酰甘油水解酶的磷酸化激活。由PKA参与的磷酸 化可对许多将葡萄糖转变为贮存三酰甘油过程中的关键反应产生短时或长时的抑制 作用，

16、短时间的处理，可使INS受体及乙酰辅酶a羧化酶磷酸化，从而干扰INS信 号通路，影响葡萄糖运输及脂肪酸合成；长时间处理可抑制关键的调控基因如苹果 酸酶及乙酰辅酶a羧化酶的表达。众多试验表明。B肾上腺素能受体激动剂促进脂 肪分解，减少脂肪合成，达到降低脂肪沉积的本质是通过去甲肾上腺素类似途径， 激活细胞膜B -AR，产生多相膜电位变化，引起细胞内钙离子释放和细胞外钙离子内 流，肌浆钙离子升高，过量钙离子负载又增加了膜的离子通透性，并与CaM 一起介 入cAMP酶系统，进一步激活cAMP依耐性蛋白激酶，后者使激素敏感脂酶磷酸化， 从而催化甘油三酯水解为甘油和脂肪酸，脂肪又被生成酰基辅酶a,在进入B氧化 和三羧酸循环氧化产热。体内游离脂肪酸浓度的提高可使线粒体进入解偶联状态， 底物氧化耗能增加，最终脂肪分解代谢加强。胰岛素样生长因子：是一类多功能细胞增殖调控因子，能以自分泌的形式刺激干细 胞自身生长，对肝外其他组织细胞的增长调节作用则以内分泌和旁分泌的形式参与， 对胰岛素的靶器官起