脂类代谢课件

第五章脂类代谢MetabolismofLipid脂类概述脂肪和类脂总称为脂类(lipid),不溶于水而溶于有机溶剂。

脂肪(fat)：

三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯(triglyceride,TG)类脂(lipoid)：固醇(sterol)

固醇酯(sterolester)

磷脂(phospholipid)

糖脂(glycolipid)等

分类定义脂类物质的基本构成甘油三酯

甘油磷脂胆固醇酯FA胆固醇FAFAFA

甘油FAFAPiX

甘油X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等FA：脂肪酸（fattyacid）是指一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链。低级的脂肪酸是无色液体，有刺激性气味，高级的脂肪酸是蜡状固体。甘油三酯X=胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇等甘油磷脂甘油第二节脂类的消化吸收胆汁酸盐使脂类乳化小肠上段消化小肠吸收甘油一酯途径乳糜微粒第三节甘油三酯(TG)的代谢

MetabolismofTriglyceride脂肪细胞TG是机体主要的能量储存形式（一）脂肪的动员

定义

储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。关键酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)二、TG的分解代谢脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLa(无活性)HSLb(有活性)TG

甘油二酯（DG）甘油一酯甘油FFAFFAFFA

甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶P380（二）甘油经糖代谢途径代谢（三）脂酸的β-氧化组织：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。亚细胞定位：胞浆、线粒体部位

脂肪酸的活化――脂酰CoA的生成脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA的β-氧化脂酸氧化的能量生成（三羧酸循环和氧化磷酸化）

脂肪酸氧化四个阶段脂酸的活化

——脂酰

CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶

ATPAMPPPi脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上

+CoA-SH关键酶2.脂酰CoA

进入线粒体3.脂酸的β氧化脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH目录活化：消耗2个高能磷酸键β氧化：

每轮循环

四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解

产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2

4.脂酸氧化的能量生成

——以16碳软脂酸的氧化为例7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算：

生成ATP

8×10+7×2.5+7×1.5=108

净生成ATP

108–2=106硬脂酸（18C）脂肪酸的氧化分解小结部位：(除脑组织外/多数组织/以肝脏和肌肉最为活跃)1.FFA的活化(胞液)2.脂肪酸的β-氧化(β-Oxidation)(线粒体)限速酶：肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ原料：饱和脂肪酸产物：乙酰CoA、NADH、FADH2能量：软脂酸:106ATP生理意义：正常情况下，人体以糖供能为主，但在禁食空腹时，脂肪氧化分解的能力加强，其供能约占总能量的50％。（五）酮体的生成和利用乙酰CoA彻底氧化三羧酸循环生成酮体肝外组织氧化利用

FFA经β氧化生成的乙酰CoA在肝外组织中能彻底氧化，而在肝细胞中因具有活性较强的合成酮体（ketonebody）的酶系，大多数转变为酮体。酮体是肝脏脂肪酸代谢特有的中间产物，包括乙酰乙酸（占30％）、β-羟丁酸（占70％）和丙酮（微量）。酮体合成的部位:肝细胞线粒体酮体合成的原料:乙酰CoA特点：肝内生酮肝外用（四）酮体的生成和利用CO2

CoASH

CoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶1.酮体的生成NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮体的利用琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）酮体的氧化：肝外组织3.酮体生成的生理意义酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。

饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增加，超出肝外组织利用酮体的能力，血中酮体含量升高，称为酮血症，若尿中酮体增多则称为酮尿症。其危害之处在于造成酮症酸中毒。当患者糖代谢紊乱时，机体需要大量动用脂肪供能，脂肪氧化不完全会出现继发性脂代谢紊乱：

当脂肪分解加速，酮体生成增多，超过了组织所能利用的程度时，酮体在体内积聚使血酮超过2毫克%，即出现酮血症。多余的酮体经尿排出时，尿酮检查阳性，称为酮尿症。糖尿病时发生的酮血症和酮尿症总称为糖尿病酮症。酮体为较强的有机酸，在体内堆积超过了机体的代偿能力时，血的PH值就会下降（<7.35），这时机体会出现代谢性酸中毒，即我们通常所说的糖尿病酮症酸中毒。*酮症酸中毒也是糖尿病的急性并发症之一饱食与饥饿时血中能源物质浓度(mmol/L)Full(ofeating)Hungry(5-6weeks)Glucose5.04.49β-Hydroxybutyrate0.026.67Acetoacetate1.17

酮体的生成部位：肝细胞线粒体原料：乙酰CoA产物：乙酰乙酸

β-羟丁酸丙酮肝内合成，肝外利用酮体的氧化部位：线粒体/肝外组织（心、肾、脑及骨骼肌）原料：乙酰乙酸β羟丁酸产物：乙酰CoA

丙酮酮体小结酮体的概念

脂肪(甘油三脂)脂肪酸CO2+NADH/FADH2+能量★脂肪分解代谢小结甘油糖异生

糖代谢中间物进入酵解途径磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛酮体肝肝外乙酰CoA进入三羧酸循环

氧化分解合成肝外三、脂酸的合成代谢组织：肝（主要）、脂肪等组织亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）1.合成部位（一）软脂酸的合成NADPH的来源磷酸戊糖途径（主要来源）乙酰CoA、ATP、NADPH、HCO3﹣、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要来源乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环

(citratepyruvatecycle)出线粒体乙酰CoA氨基酸糖（主要）胞液中以乙酰CoA为原料合成脂肪酸的过程不是β-氧化的逆过程，而是以丙二酸单酰CoA为基础的一种缩合反应反应需CO2、生物素、Mg2+或Mn2+参与。生物素在反应过程中起转移羧基的作用乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。首先合成（16C）的软脂酸

乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA～SH

脂酸合成酶系（7次循环）3.脂肪酸合成过程缩合加氢脱水再加氢脂肪酸合成酶系大肠杆菌有6种酶蛋白和一个脂酰基载体蛋白ACP聚合在一起构成多酶体系脂酰基转移酶丙二酸单酰CoA酰基转移酶β酮脂酰合成酶-SH(CE)β酮脂酰还原酶β羟脂酰基脱水酶脂烯酰还原酶和硫酯酶酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体´三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位高等动物：7种酶蛋白活性都在一条多肽链上,属多功能酶*软脂酸的合成过程*底物进入

乙酰CoACE-S-乙酰基(缩合酶)丙二酰CoAACP-S-丙二酰基软脂酸合成酶

乙酰基（第一个）丙二酰基缩合CO2还原NADPH+H+NAD+脱水H2O再还原NADPH+H+NAD+目录*转位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至E1-半胱-SH（CE上）ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS转位

脂肪酸生物合成的原料是乙酰辅酶A，但丙二酸单酰辅酶A才是二碳单位直接供体，除末端二个碳原子来源于乙酰辅酶A，其他均来自丙二酰辅酶A，合成为偶数碳脂肪酸，终止于16碳(二)脂肪酸碳链的延长*◆脂肪酸合成酶系催化的合成产物是软脂酸◆碳链的缩短是通过β-氧化作用◆延长是在线粒体和内质网中的两个不同的酶系催化下进行的①线粒体:

乙酰CoA提供碳源，NADPH提供还原当量，反应过程类似β-氧化的逆过程②内质网：丙二酸单酰CoA提供碳源，NADPH供氢，反应过程与软脂酸的合成相似，不同的是CoASH代替ACP作为酰基载体(三)多不饱和脂肪酸的合成◆软油酸（16C:1,Δ9）◆油酸（18C:1,Δ9）亚油酸（18C:2,Δ9,12）亚麻酸（18C:3,Δ9,12,15）花生四烯酸（20C:4,Δ5,8,11,14）1、种类2、合成酶——去饱和酶动物：Δ4,5,8,9去饱和酶植物：Δ9,12,15去饱和酶*花生四烯酸还是合成前列腺素、血栓素和白三烯等重要生理活性物质的前体*高度不饱和脂肪酸也是磷脂的重要组成成分1.代谢物的调节作用乙酰CoA羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA

激活剂：柠檬酸、异柠檬酸大量进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸的合成（四）脂酸合成的调节2.激素调节+

脂酸合成

胰岛素

胰高血糖素肾上腺素生长素脂酸合成﹣﹣TG合成乙酰CoA羧化酶的共价修饰调节

胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活

2、脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪四、甘油三酯的合成代谢（一）合成部位1、肝脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。亚细胞定位：胞液3、小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪，以 乳糜微粒的形式经淋巴进入血液胆汁酸盐使脂类乳化小肠上段消化小肠吸收甘油一酯途径乳糜微粒1.

甘油和脂酸主要来自于糖代谢（内源性）2.CM中的FFA（来自食物脂肪，外源性）（二）合成原料1.甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2.甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（三）合成基本过程甘油二酯途径*酯酰CoA转移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

转移酶

CoAR3COCoA五、多不饱和脂酸的重要衍生物前列腺素(Prostaglandin,PG)血栓烷(thromboxane,TXA2)白三烯(leukotrienes,LTs)均以花生四烯酸为合成的前体花生四烯酸（20:4△5，8，11，14）前列腺酸合成部位：

PG:

除红细胞外的全身各组织

TX:血小板合成原料:花生四烯酸（二）*PG、TX、LT的合成1.前列腺素及血栓烷的合成2.白三烯的合成花生四烯酸氧化廿碳四烯酸

脂氧合酶脱水酶白三烯（LTA4）

LTB4、LTC4、LTD4及LTE4等

不同类型的前列腺素具有不同的功能，如PGE能舒张支气管、胃肠、血管等的平滑肌，降低通气阻力，可用于治疗哮喘、胃肠溃疡病、休克、高血压及心血管疾病而PGF的作用则相反，可使卵巢平滑肌收缩，引起排卵；分娩时使子宫收缩加强，促进分娩。作为药物应用于足月妊娠的引产、人工流产及避孕等方面前列腺素的半衰期极短（1～2分钟），不像典型的激素通过循环影响远距离靶组织的活动，而是在局部产生和释放，对本身或对邻近细胞的生理活动发挥调节作用,对内分泌、生殖、消化、呼吸、心血管、泌尿和神经系统均有作用（三）*PG、TX及LT的生理功能1.PG

PGF2、TXA2强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，PGI2、PGI3对抗它们的作用北极地区因纽特人摄食富含廿碳五烯酸（EPA）的海水鱼类食物，能在体内合成PGI3等，抑制花生四烯酸从膜磷脂释放，抑制TXA2合成，因此因纽特人抗凝血作用较强，被认为是不易患心血管疾病的重要原因之一2.TX

EPA鱼油的主要成分，人体自身不能合成但又不可缺少的重要营养素，也是人体必需脂肪酸。虽然亚麻酸在人体内可以转化为EPA，但此反应在人体中的速度很慢且转化量很少，远不能满足人体对EPA的需要，因此必须从食物中直接补充3.LTLTC4、LTD4及LTE4被证实是参与过敏反应。三者的混合物可引起支气管及胃肠平滑肌剧烈收缩LTD4还使毛细血管通透性增加LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展类脂lipoids磷脂糖脂胆固醇胆固醇酯甘油磷脂的结构X：胆碱，磷脂酰胆碱（卵磷脂），细胞膜中含量最丰富的磷脂X：乙醇胺，磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）含量仅次于卵磷脂甘油磷脂在体内的重要生理功能：构成生物膜1.合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。

2.合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP甘油磷脂的合成磷脂酶A：甘油磷脂1位或2位的酯键溶血磷脂+脂肪酸磷脂酶C：甘油磷脂3位的磷酸酯键甘油二酯+磷酸胆碱等磷脂酶D：磷酸取代基团间的酯键磷脂酸+胆碱等磷脂酶B：溶血磷脂1位或2位的酯键甘油磷酸胆碱等11234甘油磷脂的降解溶血磷脂是一组含有仅一个脂酸的磷脂；溶血磷脂的亲脂和亲水能力平衡，这种磷脂的特殊溶解性增强了它的净化性质和加速胞膜与胞浆间交换的速度。溶血卵磷脂具有高度细胞毒性，破坏细胞膜的磷脂层，如使红细胞发生溶血；容易由蛇毒和胰液磷脂酶A的作用生成。*溶血磷脂类脂lipoids磷脂糖脂胆固醇胆固醇酯

类固醇共同结构环戊烷多氢菲胆固醇血浆胆固醇增高是形成动脉粥样硬化的重要危险因素，可引起脑血管、冠状动脉病变一、胆固醇的合成合成部位：胞液及光面内质网

除脑组织和成熟红细胞以外的组织都可以合成胆固醇，每天合成1g左右。其中：70-80%由肝脏合成，10%由小肠合成。

合成原料：

关键酶：HMG-CoA还原酶胆固醇合成的基本过程1.甲基二羟戊酸的合成2.鲨烯的合成3.胆固醇的合成HMG-CoA还原酶15C5C5C30CP148二、胆固醇的转化

（一）转变为胆汁酸（肝脏）（二）转化为类固醇激素（三）转化为维生素D的前体胆固醇的母核——环戊烷多氢菲在体内不能被降解，但侧链可被氧化、还原或降解，实现胆固醇的转化：（肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺）胆固醇的生理功能胆固醇是细胞膜的重要结构成分胆固醇可以调节体内激素平衡缺乏胆固醇可能导致佝偻病、骨质疏松等胆固醇可以形成胆酸盐，促进脂肪的消化人体免疫系统的必需成分，有助于人体抗肿瘤的能力胆固醇有助于血管壁的修复，保持其完整。胆固醇水平过低的时候会增加脑出血的风险第六节

血浆脂蛋白代谢

MetabolismofLipoprotein

血脂定义血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。来源

外源性——从食物中摄取

内源性——肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血*血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响，波动范围很大组成与含量总脂

400~700mg/dl

(5mmol/L)

甘油三酯

10~150mg/dl(0.11~1.69

mmol/L)

总磷脂

150~250mg/dl(48.44~80.73mmol/L)

总胆固醇

100~250mg/dl(2.59~6.47mmol/L)

游离脂酸

5~20mg/dl(0.195~0.805mmol/L)血浆脂蛋白的结构疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外血浆脂蛋白的分类

电泳法

将脂蛋白依次分为：α-脂蛋白、前β-脂蛋白、β-脂蛋白，乳糜微粒血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳图谱+CMβ

前βα电泳法超速离心法乳糜微粒(chylomicron,CM)极低密度脂蛋白

(verylowdensitylipoprotein,VLDL)低密度脂蛋白

(lowdensitylipoprotein,LDL)高密度脂蛋白

(highdensitylipoprotein,HDL)超速离心法：血浆在一定密度的盐溶液中超速离心，根据密度不同而漂浮或沉降，可分为四类：不同血浆脂蛋白的功能★CM：转运外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。半衰期5~15min空腹采血不含CM。

★VLDL：运输内源性甘油三酯的主要形式。半衰期6~12h,空腹时血中甘油三酯的水平主要反映在VLDL的量上。★LDL：在血浆中由VLDL代谢转变而来,转运肝脏合成的内源性胆固醇的主要形式。★HDL:主要功能是参与胆固醇的逆向转运。四、血浆脂蛋白代谢异常高脂血症——血脂高于参考值上限。

成人

TG>2.26mmol/l或200mg/dl（空腹12~14h）胆固醇>6.21mmol/l或240mg/dl

儿童