生物化學 吳偉平版 第六章 脂類代謝

1、第六章 脂類代謝,（一）概念 脂類是脂肪和類脂的總稱，它是由脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，統(tǒng)稱為脂質(zhì)或脂類，是動物和植物體的重要組成成分。,脂類的概念、分布和功能,分類：,脂肪 甘油三酯 類脂,磷脂糖脂固醇類,膽固醇膽固醇酯,甘油磷脂鞘氨醇磷脂,卵磷脂腦磷脂,,,,,,(二)分布,脂肪(可變脂) 分布在脂肪組織，如皮下、大網(wǎng)膜、腸系膜、腎周圍等處，這些部位脂肪稱為儲存脂，脂肪組織則稱為脂庫。

2、約占體重的10%～20% 。 類脂分布于各組織中，以神經(jīng)組織中較多，它是構(gòu)成生物膜的基本成分。約占體重的5%。,脂類的消化,場所：小腸上段酶：胰脂酶、磷脂酶A2、膽固醇酯酶及輔酶；乳化作用：膽汁酸鹽；產(chǎn)物：甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等，與膽汁酸鹽乳化成更小的混合微團。,一、脂類的消化吸收,第一節(jié) 概 述,部位：主要在十二指腸下段及空腸上段形式： 1、中鏈脂酸及短鏈脂酸構(gòu)成的甘油三酯：在腸粘膜細胞，經(jīng)脂

3、肪酶的作用，水解為脂肪酸及甘油，通過門靜脈進入血循環(huán)。 2、長鏈脂酸及甘油一酯：在腸粘膜細胞經(jīng)甘油一酯合成途徑合成甘油三酯，形成乳糜微粒，經(jīng)淋巴進入血循環(huán)。,脂類的吸收,1.脂肪的生理功能（1）儲能及氧化供能。（2）保持體溫和保護內(nèi)臟。 （3）提供必需脂肪酸。（4）協(xié)助脂溶性維生素的吸收。2.類脂的生理功能 （1）構(gòu)成生物膜，是生物膜的重要結(jié)構(gòu)組分。 （2）合成一些生物活性物質(zhì)。如膽汁酸、類固醇激素、維

4、 生素D3等。,二、脂類的生理功能,脂肪（甘油三酯）——是脂類中含量最豐富的一大類脂肪分子的組成：脂肪酸 + 甘油（丙三醇）,?；视王?,甘油,,常溫下：液態(tài)，油； 固態(tài)，脂,脂肪酸,(甘油三酯）,常見的脂肪酸,必需脂肪酸：機體必需但自身又不能合成或合成量不足，必須從植物油中攝取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。,第二節(jié)　血脂與血漿脂蛋白,一 、血脂 血漿中所含的脂類稱為血脂。主要包括甘油三酯、

5、磷脂、膽固醇、膽固醇酯及游離的脂肪酸。,表7-1 正常人空腹血脂的組成及含量,來源,食物中脂類,體內(nèi)合成的脂類,脂庫動員釋放,,,血脂,,去路,氧化供能,進入脂庫儲存,構(gòu)成生物膜,轉(zhuǎn)變成其它物質(zhì),,血脂的來源與去路,注：血脂測定常在餐后12-14小時采血,脂肪代謝概況,,肝,糖→脂肪→VLDL,,,,小,腸,CM,,,脂肪細胞合成、儲存、動員脂肪,,心,,,,,,肌 肉,,腎,,CM,,,食物脂肪(外源性),,合成脂肪(內(nèi)

6、源性),,CM,VLDL,FFA,,動員 FFA,,,* FFA: 游離脂肪酸** CM: 乳糜微粒,二、血漿脂蛋白,血脂的運輸形式：血漿脂蛋白（一）血漿脂蛋白的分類 密度分離法：根據(jù)密度不同而分開 高密度脂蛋白（HDL） 高　低密度脂蛋白（LDL）　極低密度脂蛋白（VLDL）　乳糜微粒（CM） 低,,電泳分離法：根據(jù)電泳遷移率不同而分開?！　?/p>

7、 ?-脂蛋白（ ?- LP） 快　前?-脂蛋白（pre ?-LP)　?-脂蛋白（ ?-LP)　乳糜微粒（CM） 慢 血中游離脂酸與清蛋白結(jié)合運輸，不列入血漿脂蛋白之內(nèi)。,,兩種分類法的對應(yīng)關(guān)系,乳糜微粒（ CM） CM極低密度脂蛋白（VLDL） 前β脂蛋白(preβ-LP)低密度脂蛋

8、白（LDL） β脂蛋白(β-LP)高密度脂蛋白（HDL） α-脂蛋白(α-LP),密度分類法 電泳分類法,二、血漿脂蛋白組成特點與功能,組成：蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇、膽固醇酯,血漿脂蛋白的分類、組成及功能,血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)特點,apoA- Ⅰ ,apoC-Ⅱ,游離膽固醇,磷 脂,,,apoB-1

9、00,apoB-48,磷脂單分子層,膽固醇酯,脂蛋白疏水核心,甘油三酯,載脂蛋白,,脂蛋白當中的蛋白質(zhì)成分稱為載脂蛋白，主要有A、B、C、D、E等五類。 主要功能：是參與脂類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運及穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu) 、調(diào)節(jié)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶活性、識別脂蛋白受體。,食物脂肪,,,甘油三酯,小腸粘膜細胞,,,apoB48apoA磷脂膽固醇,新生CM,,血液HDL,,成熟CM,,apoCⅡ,LPL,CM殘余顆粒,,肝細胞降解,,甘

10、油脂肪酸,載脂蛋 白交換,進入血液,(1)乳糜微粒(CM)代謝,消化吸收,（三） 血漿脂蛋白代謝,①合成部位：小腸粘膜細胞②主要成分：甘油三酯約90%③功能：運輸外源性甘油三酯④半壽期短(5～15分鐘)，空腹血漿不含CM⑤CM↑，高脂血癥，血漿渾濁,乳糜微粒CM代謝小結(jié)：,(2)極低密度脂蛋白（VLDL）代謝,,甘油、脂肪酸,極低密度脂蛋白（VLDL）代謝小結(jié)：,①合成部位：肝細胞②主要物質(zhì)：甘油三酯約60%③功能：運輸內(nèi)

11、源性甘油三酯④半壽期為6～12小時 ⑤VLDL↑，高脂蛋白血癥,(3)低密度脂蛋白（LDL）的代謝,水解釋放,低密度脂蛋白（LDL）代謝小結(jié)：,①合成部位：血漿中VLDL轉(zhuǎn)變而來②主要物質(zhì)：膽固醇酯50%③功能：轉(zhuǎn)運內(nèi)源性膽固醇至肝外④半壽期為2～4天，正常人空腹血漿的主要脂蛋白⑤LDL↑，易引起動脈粥樣硬化,(4)高密度脂蛋白（HDL）的代謝,高密度脂蛋白（HDL）小結(jié)：,①合成部位：肝細胞、小腸粘膜細胞②主要物質(zhì)：磷脂

12、、游離膽固醇、apoA、C、E③功能：將肝外組織膽固醇轉(zhuǎn)運到肝臟代謝④半壽期為3～5天 ⑤HDL↑，有抗動脈粥樣硬化的作用,血漿脂蛋白代謝示意圖,三、 常見的脂蛋白代謝異常,（一）高脂血癥,概念：空腹血脂濃度持續(xù)高于正常。成人空腹 12～14小時血漿甘油三酯超過1.8 mmol/L， 膽固醇超過6.7 mmol/L。主要是血漿膽固醇及甘油三酯含量超過正常分為六型：Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ、Ⅳ、

13、Ⅴ原發(fā)性：遺傳基因缺陷、家族史、肥胖等繼發(fā)性：糖尿病、腎病、甲狀腺功能減退等 易引起心血管疾病,血漿脂蛋白代謝的臨床意義,CM ↑VLDL ↑ 高脂蛋白血癥LDL ↑LDL↑：動脈粥樣硬化危險性↑HDL↑：抗動脈粥樣硬化,,,（二）脂肪肝,脂肪肝是指由于各種原因引起的肝細胞內(nèi)脂肪堆積過多的病變。正常肝內(nèi)脂肪占肝重的3％-4％，如果脂

14、肪含量超過肝重的5％或肝細胞脂肪化超過30%即為脂肪肝。,,,三、動脈粥樣硬化,血漿膽固醇（VLDL、LDL）,粥樣斑塊,官腔狹窄動脈內(nèi)皮細胞損傷,防治原則：降低LDL、VLDL，提高HDL 控制飲食、適當運動、服降脂藥,（四）肥胖癥,肥胖癥：全身性脂肪堆積過多，導致體內(nèi)一系列病理生理變化肥胖度的衡量標準：體重指數(shù)（body mass index） BMI = 體重（k

15、g）/ （身高）（m） 過輕：低于18.5 正常：18.5-24.99 適中：20-25 過重：25-28 肥胖：28-32 非常肥胖：高于32專家指出最理想的體重指數(shù)是22。注：對不同人群超重或肥胖的檢

16、出率進行粗略的比較。,肥胖癥常伴有高血糖、高血脂、高血壓、高胰島素血癥,第三節(jié) 三酰甘油的代謝,一、脂肪的分解代謝 （一）脂肪的動員 　　　　　甘油三酯 ↓甘油三酯脂肪酶 脂肪酸+甘油二酯 ↓甘油二酯脂肪酶 脂肪酸+甘油一酯 ↓甘油一酯脂肪酶 脂肪酸+甘油,胰高血

17、糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、ACTH,激素敏感脂肪酶,甘油三酯脂肪酶是脂肪水解的限速酶。該酶受多種激素的調(diào)控，又稱為“激素敏感脂肪酶”,（二）甘油的分解代謝,肝、腎、腸,,1. 脂酸的活化——脂酰CoA的生成,在胞液中進行反應(yīng)不可逆，消耗2個～P,,,+,,H,S,C,o,A,,,脂酰CoA合成酶,,,M,g,2,+,A,T,P,A,M,P,,+,,P,P,i,,,R,C,,O,,,O,,,,,,,,,,,,,R,C,

18、,O,,,S,,C,o,A,,,,,,,,,,,（三）脂肪酸的分解代謝,2. 脂酰CoA進入線粒體,由肉堿的攜帶,,,3.脂肪酸β-氧化,,脂肪酸?-氧化的特點：脂肪酸?-氧化過程：①脫氫　?、诩铀　　　　　　　　、墼倜摎洹、芰蚪獾谝淮蚊摎溆蒄AD 接受；第二次脫氫由NAD+接受。脂肪酸?-氧化產(chǎn)物：乙酰CoA,以軟脂酸(16C)為例：7×2+7×3+8×12-2 =1291分子軟

19、脂酸氧化共生成129分子ATP。,4.乙酰COA的徹底氧化,乙酰COA經(jīng)TAC循環(huán)徹底氧化生成CO2和H2O，并釋放能量。,（四）酮體的代謝,脂肪酸在肝臟中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮三種中間代謝產(chǎn)物，統(tǒng)稱為酮體。CH3COCH2COOH 乙酰乙酸CH3CH(OH)CH2COOH β-羥丁酸 CH3COCH3

20、 丙酮,1.酮體的生成：,生成部位：肝臟的線粒體合成原料：乙酰CoA。合成過程：1.兩分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，　縮合生成一分子乙酰乙酰CoA。2.乙酰乙酰CoA再與1分子乙酰CoA縮合，生成HMG-　CoA。HMG-CoA合成酶是酮體生成的關(guān)鍵酶。3.HMG-CoA裂解成乙酰乙酸和乙酰CoA。4.乙酰乙酸在β-羥丁酸脫氫酶的催化下，加氫還原　為β-羥丁酸。5.乙酰乙酸也可自發(fā)脫羧生成丙酮。,酮

21、體的生成過程,2.酮體的利用,肝內(nèi)生酮肝外用（肝中缺乏利用酮體的酶）,,心、腎、腦、骨骼肌細胞,心、腎、腦細胞,,,酮體的利用的過程,,酮體代謝示意圖,(三)酮體代謝的生理意義 肝內(nèi)生酮肝外用。酮體是機體代謝的正常代謝產(chǎn)物，是肝臟輸出脂類能源的一種形式。酮體分子小，易溶于水，便于血液運輸，容易透過血腦屏障和毛細血管壁而被人體各組織攝取利用，是心肌，腦和骨骼肌等組織的重要能源。,酮癥及其產(chǎn)生原因：,長期饑餓和糖尿病時

22、，脂肪動員加強，酮體生成增多。當肝內(nèi)產(chǎn)生酮體超過肝外組織氧化酮體的能力時，血中酮體蓄積，稱為酮血癥。尿中有酮體排出，稱酮尿癥。二者統(tǒng)稱為酮體癥(酮癥).酮癥可導致代謝性酸中毒，稱酮癥酸中毒，嚴重酮癥可導致人死亡。,知識窗 在冬眠的動物中，脂肪酸氧化提供代謝所需的能量、熱量和水；脂肪降解時所釋放的甘油通過糖異生作用轉(zhuǎn)化為血液中的葡萄糖。,一只灰熊正準備它冬眠的居所,知識窗 駱駝在其駝峰中貯存有大量的脂肪，在

23、沙漠條件下，通過脂肪的氧化來獲得額外的水分，這是能量和水分的主要代謝來源。,二、 脂肪的合成代謝,一、α-磷酸甘油的生物合成1.糖代謝 糖代謝中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮，還原生成α-磷酸甘油，是其主要來源。,,,2.細胞內(nèi)甘油磷酸化,,肝、腎、哺乳期乳腺及小腸粘膜富含甘油激酶，而肌肉和脂肪組織細胞內(nèi)甘油激酶的活性很低，因而不能利用甘油來合成甘油三酯。,二、脂肪酸的生物合成,（一）合成部位、原料 肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪

24、等組織的胞液中。肝是主要場所。 原料：乙酰CoA NADPH ATP CO2及Mn2+等。,ATPCoA,,檸檬酸－丙酮酸循環(huán),(二)軟脂酸的合成過程,,1.丙二酸單酰CoA的合成：,,乙酰COA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，檸檬酸和異檸檬酸為此酶的別構(gòu)激活劑，軟脂酰COA為此酶的別構(gòu)抑制劑，高糖低脂飲食可促進此酶的合成。,2.軟脂酸合成,1分子乙酰CoA先后與7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重復進行縮合、還原、脫

25、水和再還原的過程。每重復一次碳鏈延長2個碳原子。,3. 脂肪酸碳鏈的延長,三、脂肪的生物合成,甘油三酯是以α-磷酸甘油和脂酰COA為原料，在細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中由脂酰轉(zhuǎn)移酶催化合成。 α-磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶是甘油三酯合成的限速酶。,,,,第四節(jié) 磷脂的代謝,磷脂是一類含有磷酸的類脂，是生物膜的重要組分，對脂類的吸收及轉(zhuǎn)運都起重要作用。,甘油磷脂的結(jié)構(gòu),,,,,甘油磷脂的分類,磷脂酰膽堿,脂肪酸,含氮堿,甘油,腦磷脂、卵磷脂的作用

26、,充足的腦磷脂、卵磷脂可提高各神經(jīng)細胞間的信息傳遞速度及準確性，并促使信息通道進一步建立和豐富，使寶寶反映迅速，學習能力增強，改善大腦功能。,(一)甘油磷脂的合成,1.合成部位 各組織細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均能合成磷脂，尤其以肝、腎、小腸最為活躍。 2.合成原料 甘油磷脂的合成原料主要有甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺、絲氨酸及肌醇等物質(zhì)。,二、甘油磷脂的代謝,3. 合成過程,(二)甘油磷脂的分解,在各種磷脂酶（PL）的作用下水解。

27、,,溶血磷脂－1,溶血磷脂－2,第五節(jié)　膽固醇的代謝,膽固醇具有環(huán)戊烷多氫菲的基本結(jié)構(gòu)，是細胞膜及血漿脂蛋白的重要成分，又是類固醇激素、膽汁酸及維生素D3等的前體 。,,植物(29碳),酵母(28碳),植物不含膽固醇,但含植物固醇，以β-谷固醇為最多。植物固醇結(jié)構(gòu)與膽固醇相似，但不易吸收，攝入過多可抑制膽固醇的吸收。,* 膽固醇的生理功能,是生物膜的重要成分，對控制生物膜的流動性有重要作用；,是合成膽汁酸、類固醇激素及維生素D等生理活性

28、物質(zhì)的前體。,* 膽固醇在體內(nèi)含量及分布,含量： 約140克,分布：廣泛分布于全身各組織中大約 ¼ 分布在腦、神經(jīng)組織肝、腎、腸等內(nèi)臟、皮膚、脂肪組織中也較多肌肉組織含量較低腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高,存在形式：游離膽固醇膽固醇酯,一、膽固醇的合成代謝,1.合成部位：主要在肝的胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 中。每天合成量約1～1.5g。2.合成原料：乙酰CoA NADPH ATP

29、 糖是膽固醇合成原料的主要來源,,3.合成過程：,4.膽固醇合成的調(diào)節(jié),HMG-COA還原酶是膽固醇合成的限速酶，各種因素對膽固醇合成的調(diào)節(jié)，主要是通過對HMG-COA還原酶的活性及合成量的影響來實現(xiàn)的。,二、膽固醇的酯化,1．細胞內(nèi)膽固醇的酯化,2．血漿內(nèi)膽固醇的酯化,三、 膽固醇的轉(zhuǎn)化與排泄,（一）膽固醇的轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化為膽汁酸(2)轉(zhuǎn)化成類固醇激素 如醛固酮、皮質(zhì)醇、 皮質(zhì)酮及少量性激素等。(3)轉(zhuǎn)化成維