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第七章脂类代谢,第一节脂类的消化和吸收第二节甘油三酯的分解代谢第三节甘油三酯的合成代谢第四节磷脂的代谢第五节胆固醇代谢第六节血浆脂蛋白代谢,脂类,脂肪:甘油三酯,类脂,胆固醇,胆固醇酯,磷脂,糖脂,脂类,是动、植物细胞原生质的主要成分分子中除C、H、O外，还有P和N,脂类的生理功能（一）脂肪的生理功能：1、是生物机体内重要的贮能和供能物质：脂肪完全氧化产能9.3千卡/g；蛋白质完全氧化产能4千卡/g；糖完全氧化产能大约4千卡/g。但不是主要贮能和供能物质：脂肪少而糖类多，则对机体无大碍，但脂肪多而糖类少，则对机体有碍。这是因为TCA中乙酰CoA和草酰乙酸是起始物质，而草酰乙酸则主要由糖生成，故脂肪的生物氧化需要有糖类生物氧化配合。2、是良好的脂溶剂3、供给人和动物营养必需的不饱和脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸是机体必须的，缺少时会产生一些疾病，如上皮功能丧失（皮炎）等。亚油酸：治心血管病。,4、物理性保护作用一是绝缘、二是隔热、三是保护内脏、四是保温（胖人如果怕冷是因为缺铁）5、脂肪氧化时可产生大量水100g脂肪氧化后可产生：107.1g100g淀粉氧化后可产生：55.5g100g蛋白质氧化后可产生：41.3g驼峰中主要为脂肪，可供缺水情况下水的平衡。,类脂的生理功能1、作为细胞膜结构的基本原料膜中类脂主要以卵磷脂为主。2、胆固醇的作用是合成类固醇激素、维生素、胆汁酸的原料；神经纤维中也有，作为绝缘材料。,第一节脂类的消化和吸收,消化：小肠：胆汁酸盐、胰脂酶、辅酯酶、胰磷脂酶A2、胆固醇酯酶消化产物：甘油一酯(MG)、FFA、Cholesterol、溶血磷脂,辅酯酶：能与胰脂酶及脂肪结合，增加胰脂酶活性，促进脂肪水解。,由甘油一酯合成的途径,第二节甘油三酯的分解代谢,一、脂肪的动员二、甘油的代谢三、脂肪酸的-氧化四、脂肪酸的其他氧化五、酮体的生成和利用,一、脂肪的动员,限速酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)脂解激素：肾上腺素、胰高血糖素等抗脂解激素：胰岛素、前列腺素E2及烟酸,胰高血糖素,胰岛素,(+),(-),腺苷酸环化酶,ATP,cAMP,(+),蛋白激酶,HSL,TG,DG,MG,FFA,甘油,FFA,限速酶,脂肪的动员,二、甘油的代谢,甘油的分解代谢基本上沿糖分解代谢进行,脂肪酸-氧化(-Oxidation)实验证据,三、脂肪酸的-氧化,概念：脂肪酸氧化从羧基端-碳原子开始，每次释放出一个二碳片段（乙酰CoA），故称-氧化。过程：脂肪酸的活化进入线粒体氧化TAC,（1）脂肪酸的活化脂酰CoA的形成,亚细胞部位：胞液,（2）肉碱携带脂酰CoA进入线粒体,(Acylcarnitine),(Acyl-CoA),(Carnitine),+HSCoA,肉碱脂酰转移酶CAT,脂酰CoA进入线粒体,限速酶,（3）线粒体内脂肪酸-氧化,亚细胞部位：线粒体基质过程：在脂肪酸-氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基碳原子开始，经脱氢、加水、再脱氢、硫解四步，生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA。,步骤1：脱氢步骤2：加水（水化）,步骤3：再脱氢步骤4：硫解由此产生2碳的乙酰CoA，剩下少掉2个碳的脂酰CoA，再进入-氧化循环。一个16碳的软脂酸经过完全分解总共可产生129个ATP。,(dehydrogenation),(hydration),(dehydrogenation),(thiolysis),脂肪酸-氧化要点,脂肪酸仅需活化一次（cytosol），消耗一个ATP的两个高能键；脂酰-CoA由肉碱运入线粒体，限速酶：CAT-；-氧化（mitochondrion）:包括脱氢、加水、再脱氢、硫解四个重复步骤。,脂肪酸氧化的能量生成,如软脂酸（C16）：7次-氧化，生成8分子乙酰CoA、7分子FADH2及7分子NADH即128+27+37=131分子ATP脂肪酸活化时消耗2个高能磷酸键净生成131-2=129分子ATP计算公式：12+5(-1)2,能量利用率：,脂肪氧化的能量生成,以三硬脂酸甘油酸为例：（1）甘油部分：共产生23ATP-1ATP=22ATP,（2）硬脂酸（18C）部分：在-氧化中，2次脱氢：FAD2H（+2ATP），NADH（+3ATP），共5ATP；硬脂酸为18C：85=40ATP，活化时消耗2ATP，实际产生：40ATP-2ATP=38ATP；三分子硬脂酸：383=114ATP；三分子硬脂酸：93=27个CH3-COScoA（每个产生12ATP）1227=324ATP所以一分子三硬脂酸甘油酸共产生：22+114+324=460ATP,四、脂肪酸的其他氧化方式,饱和奇碳脂酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化-氧化作用-氧化作用,1、饱和奇碳脂酸的-氧化作用奇碳脂酸最后-氧化的一个产物不是乙酰CoA，而是丙酰CoA。,丙酰CoA羧化酶,甲基丙二酸单酰CoA差向酶,2、不饱和脂肪酸的-氧化作用,所有饱和脂肪酸-氧化作用的酶也都参与，但因为有烯键，所以需要顺-反-烯脂酰CoA异构酶。,-羟脂酰CoA,3、脂肪酸的其他氧化方式1、-氧化作用：植物线粒体内除了-氧化外，还有-氧化作用。结果产生一个CO2生理作用：人若缺乏-氧化作用，就会造成体内植烷酸累积，导致外周神经炎类型的运动失调和视网膜炎等。,2、-氧化作用：脂肪酸（C10C12）位的碳（远离羧基端）首先被氧化成二羧酸（包括-原子的羟基化，然后再氧化为羧基），然后再通过-氧化作用脱下C2物。如浮游细菌中如此。,五、酮体的生成和利用,酮体：乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮酮体的生成酮体的利用酮体生成的生理意义酮体生成的调节,酮体(KB),(acetoacetate),(-hydroxybutyrate),(acetone),脂肪酸在肝脏中会发生不完全氧化，产生乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮，这些统称为酮体：,酮体的生成,限速酶,3,（1）肌肉中的-羟丁酸首先被氧化成乙酰乙酸（-羟丁酸脱氢酶）（2）乙酰乙酸通过两条途径转变为乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA转硫酶（心肌、骨骼肌）乙酰乙酸硫激酶（肾脏）（3）乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA,酮体的利用,为肝外组织提供能源利用（在肌肉中氧化）形成乙酰CoA，可作为大脑发育中脂类合成的原料。,-羟丁酸脱氢酶,（肾脏）,（心肌、骨骼肌）,Urine,AcetoneLungs,Citricacidcycle,Citricacidcycle,LiverBlood,ExtrahepaticTissues,各组织依赖的主要能源物质,酮体生成的生理意义,它是肝为肝外组织提供的一种能源(Fuel)物质，是肌肉和大脑等组织的重要能源；正常情况下血中仅含少量酮体，但饥饿、高脂低糖或糖尿病时，酮体生成过多，可引起酮血症(ketonemia)、酮尿症(ketonuria)或酮症酸中毒(Ketoacidosis)。,酮体生成的调节,本小节要求,掌握脂肪及类脂的生理功能；掌握胆汁酸盐在脂类消化吸收中的作用及脂类的吸收形式。掌握脂肪动员的概念、限速酶、脂肪酸-氧化过程；了解脂肪的合成过程。掌握酮体的生成、利用及其生理意义；了解酮体生成的调节。,复习题,名词解释1、脂肪的动员(lipolysis)；2、激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)；3、脂解激素；4、脂肪酸的-氧化(-oxidation)；5、必需脂酸(essentialfattyacid)；6、酮体(ketonebodies),问答1、简述胆汁酸盐的生理作用。2、简述酮体生成的生理意义。3、写出甘油异生为葡萄糖的过程。4、一分子三软脂酰甘油彻底氧化成CO2和H2O，产生多少分子ATP？写出代谢途径的全过程。,测试题,1、胆汁酸盐在脂类消化中主要作用：A、有使脂肪乳化的作用B、有促进脂肪吸收的作用C、有促进胰脂酶活性的作用D、使水解的脂类呈溶解状态E、有促进辅脂酶活性的作用,(A、B),测试题,2、参与脂肪酸氧化，以FAD为辅基的酶催化:A、还原不饱和脂酰CoAB、-羟脂酰CoA脱氢C、脂肪酸的激活D、脂酰CoA脱氢E、-酮脂酰还原,(D),测试题,3、一分子14碳的肉豆蔻酸经-氧化为乙酰CoAA、活化肉豆蔻酸消耗2分子高能磷酸键B、肉豆蔻酸需经7次-氧化才生成7分子乙酰CoAC、生成6分子FADH2和6分子NADH+H+D、肉毒碱脂酰转移酶是豆蔻酸-氧化的关键酶,(A、C),测试题,4、对脂酸分解代谢而言下列哪一种叙述是错误的？A、存在于胞液B、生成CH3COCoAC、氧化的活性形式是RCH2CH2CH2COCoAD、一种中间物是RCH2CHOHCH2COCoAE、反应进行时NAD+NADH,(A),测试题,5、彻底氧化1分子硬脂酰CoA（18：0）共需消耗多少分子O2？A、23B、26C、30D、16E、32,(B),测试题,6、有关酮体的正确叙述是：A、酮体包括丙酮、乙酰乙酸和-羟丁酸B、酮体可以从尿中排出C、饥饿可引起酮体增加D、糖尿病可引起酮体增加,(A、B、C、D),测试题,7、能将酮体氧化成CO2和H2O的组织是A、心肌B、红细胞C、脑D、肝,(A、C),第三节甘油三酯的合成代谢,一、甘油三酯的合成二、脂肪酸的合成三、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,合成部位：肝、脂肪组织和小肠合成原料：葡萄糖、食物脂肪合成过程：甘油一酯途径：甘油二酯途径：,一、甘油三酯的合成代谢,食物脂肪(外源),合成脂肪(内源),CM,CM,VLDL,FFA,动员FFA,CM：乳糜微粒VLDL：极低密度脂蛋白,由甘油一酯合成的途径,由甘油二酯合成的途径,二、脂肪酸的合成代谢,软脂酸的生物合成脂酸碳链的加长内质网脂酸碳链延长酶体系线粒体酶体系不饱和脂酸的合成脂酸合成的调节,（一）软脂酸的生物合成,合成部位：肝(主要部位,VLDL)、肾、乳腺、脂肪组织亚细胞定位：胞液合成原料：脂酰-CoA、NADPH、ATP、HCO3-(CO2)及Mn2+合成酶系及合成过程丙二酰CoA的生物合成脂肪酸的生物合成,柠檬酸-丙酮酸循环,FA,由此说明为什么脂肪分解代谢必须建立在糖代谢的基础上,1、丙二酰CoA的合成,限速酶,2、脂肪酸的合成代谢,脂肪酸合成酶系：7种酶以无酶活性的酰基载体蛋白（ACP）为中心组成一簇；具活性的酶是二聚体以乙酰CoA为引物，以丙二酸单酰CoA为原料，由脂肪酸合成酶系催化合成,4磷酸泛酰氨基乙硫醇(phosphopantetheine,Pan),脂肪酸合成酶二聚体,1：乙酰转移酶2：丙二酰转移酶3：酮脂酰合成酶4：酮脂酰还原酶5：水化酶6：烯酰还原酶7：硫酯酶Pan：4磷酸泛酰氨基乙硫醇,1,2,缩合(condensation),加氢(reduction),脱水(dehadration),加氢(reduction),酰基转移,软脂酸合成与分解的区别,（二）脂酸碳链的加长内质网脂酸碳链延长酶体系线粒体酶体系,二碳共体（乙酰CoA）NADPH+H+线粒体酰基载体（HSCoA）短链脂肪酸的合成（C12C16）C12C16脂酰CoA二碳共体（丙二酸单酰CoA）内质网NADPH+H+酰基载体（HSCoA）饱和或不饱和长链脂肪酸合成（C24）,（三）脂酸合成的调节,代谢物的调节进食糖类，有利于脂酸的合成激素的调节胰岛素，“储存激素”，可增加脂肪的合成胰高血糖素，“释放激素”，抑制脂酸合成,G,G-6-P,3-P-甘油醛,P二羟丙酮,PEP,PA,LA,PA,乙酰CoA,2CO2,糖原,P戊糖途径,MA,MA,OA,Fat(TG),甘油+FA,3-P-甘油,脂酰CoA,乙酰乙酰CoA,酮体,乙酰CoA,丙二酰CoA,H+e,氧化磷酸化,H2O,ADP,ATP,线粒体,（四）不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸有：软油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（必需脂肪酸）必需脂肪酸：维持哺乳动物正常生长所需而体内又不能合成的脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸。花生四烯酸为半必需脂肪酸。,如亚油酸：,三、多不饱和脂肪酸的重要衍生物前列腺素、血栓噁烷及白三烯,前列腺素(PG)、血栓噁烷(TX)、白三烯(LT)的化学结构及命名PG、TX及LT的合成PG、TX及LT的生理功能,血栓噁烷A2,白三烯A4(LTA4),PG、TX及LT的合成,PG、TX及LT的生理功能,PG：PGE2能诱发炎症；PGE2、PGA2可降低血压；PGF2可促进排卵、分娩TX：TXA2及PGE2可促进凝血及血栓形成；PGI2：抑制凝血及血栓形成LT：使支气管平滑肌收缩，慢反应物质（SRS-A）是LTC4、LTD4及LTE4的混合物。,本小节要求,掌握软脂酸合成的原料、限速酶；了解软脂酸合成过程及合成的调节。熟悉前列腺素、血栓噁烷及白三烯合成的原料；了解其合成过程及生理功能。,第四节磷脂(PL)的代谢,甘油磷脂的代谢甘油磷脂的组成、分类及结构,R2COOH多为花生四烯酸,甘油磷脂的分类-1,X-OHX-磷脂名称,甘油磷脂的分类-2,X-OHX-磷脂名称,甘油磷脂的合成,合成部位：全身各细胞，主要在肝，肾，肠。亚细胞定位：内质网(ER)合成原料：脂肪酸，甘油，磷酸，含氮碱（胆碱，乙醇胺，丝氨酸，肌醇等），ATP，CTP含氮碱的直接供体：CDP-含氮碱活性甘油二脂的供体:CDP-甘油二脂,甘油二脂合成途径脑、卵磷脂,甘油二酯途径,CDP-胆碱与CDP-甘油二酯,CDP-含氮碱的合成,甘油二脂合成途径脑、卵磷脂,CDP-甘油二脂合成途径磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂,CDP-胆碱与CDP-甘油二酯,甘油磷脂的降解,鞘脂(sphingolipids)的代谢,鞘脂的化学组成及结构:,本小节要求,掌握软脂酸合成的原料、限速酶；了解软脂酸合成过程及合成的调节。熟悉前列腺素、血栓噁烷及白三烯合成的原料。熟悉常见甘油磷脂的名称、组成、合成原料及CTP的作用；了解各种磷脂酶作用的部位。,作业题,1、以下两题任选一题（必做）吃的多动的少容易长胖，试从生化角度分析其原因。从生化角度谈谈你对减肥的认识。2、请用代谢图将糖类与脂类的合成与分解代谢联系起来。（必做）3、简述甘油磷脂合成的原料及辅助因子。4、葡萄糖如何为脂酸合成提供原料？,测试题,彻底氧化1分子硬脂酰CoA（18：0）共需消耗多少分子O2？A、23B、26C、30D、16E、32,(B),复习题,1、关于脂酸生物合成的途径正确的是：A、不需乙酰CoAB、中间产物是丙二酰CoAC、在线粒体内进行D、以NADH为还原剂E、最终产物为十碳以下脂酸,(B),复习题,2、脂酸合成所需的乙酰CoA由A、胞浆直接提供B、线粒体合成并转化为柠檬酸转运到胞浆C、胞浆的乙酰肉毒碱提供D、线粒体合成，以乙酰CoA的形式E、胞浆的乙酰磷酸提供,(B),复习题,3、下列磷脂中哪一个含有胆碱？A、脑磷脂B、卵磷脂C、磷脂酸D、心磷脂,(B),复习题,4、合成卵磷脂时所需的活性胆碱是A、TDP-胆碱B、ADP-胆碱C、UDP-胆碱D、GDP-胆碱E、CDP-胆碱,(E),第五节胆固醇(Ch)代谢,胆固醇(cholesterol,Ch),胆固醇酯(cholesterolester,CE),胆固醇及其酯:,胆固醇的分布及生理功能,分布：形式：游离(Ch)；胆固醇酯(CE)。胆固醇的生理功能：生物膜的重要成分胆汁酸、类固醇激素及VD的前体,胆固醇的合成,合成部位：肝，小肠亚细胞定位：胞液及内质网合成原料：18乙酰CoA、16NADPH、36ATP合成基本过程：乙酰CoA甲羟戊酸鲨烯胆固醇,胆固醇合成的具体过程-1,胆固醇的合成-2,胆固醇合成的调节,限速酶：HMGCoA还原酶调节因素：饥饿与饱食饥饿(-),禁食(-)胆固醇抑制HMGCoA还原酶激素胰岛素和甲状腺素诱导肝HMGCoA还原酶的合成；胰高血糖素和皮质醇抑制肝HMGCoA还原酶的活性。,胆固醇的转化,转变为胆汁酸转化为类固醇激素合成器官：肾上腺皮质睾丸卵巢肾上腺皮质球状带、束状带及网状带可分别合成醛固酮、皮质醇及雄激素转化为7-脱氢胆固醇，后者可进一步转变为维生素D3,本小节要求,熟悉常见甘油磷脂的名称、组成、合成原料及CTP的作用；了解各种磷脂酶作用的部位、鞘磷脂的组成；掌握胆固醇结构特点、合成原料、限速酶；了解其合成过程及调节；熟悉胆固醇的转化产物。,第六节血浆脂蛋白代谢,血脂：血浆所含脂类。脂类：500mg%TG：100mg%PL：200mg%；卵磷脂70%，神经鞘磷脂20%，脑磷脂10%Ch与CE：200mg%；Ch:55mg%,CE:145%mg%FFA：55mg%来源：外源性；内源性,血浆脂蛋白的分类、组成及结构,分类：电泳法(electrophoresis)：CM、pro-、超离心法(ultracentrifugation)：CM(chylomicron)、VLDL(verylowdensitylipoprotein)、LDL、HDL组成：TG，Ch及CE，PL，载脂蛋白（apolipoprotein,apo),血浆脂蛋白的分类超离心法,脂蛋白的结构,载脂蛋白(apo)-1,载脂蛋白分布功能AHDLLCAT(+)；识别HDL受体AHDLHL(+)；稳定HDLAHDL,CMLPL(+)B100VLDL,LDL识别LDL受体B48CM促进CM合成CCM,VLDL,LDLLCAT(+)CCM,VLDL,LDLLPL(+)CCM,VLDL,LDLLPL(-),抑制apoER,载脂蛋白(apo)-2,载脂蛋白分布功能DHDL转运CEECM,VLDL,LDL识别LDL受体JHDL结合转运脂质CETPHDL转运CE,TG