《脂肪与能量代谢》课件

脂肪与能量代谢深入探讨脂肪在人体中的存储、转化和利用课程概述脂肪基础知识化学结构、分类与生理功能代谢途径β-氧化、脂肪酸合成与调控健康关联脂肪代谢紊乱与疾病调节策略学习目标理解脂肪的化学本质掌握脂质分类与结构特点掌握代谢核心途径β-氧化与脂肪酸合成机制分析能量平衡原理基础代谢率与运动消耗关系评估健康影响代谢紊乱与疾病发生机制什么是脂肪？生化定义由碳氢氧组成的有机物能量密度高（9千卡/克）主要形式中性脂肪（三酰甘油）磷脂质、固醇类存在状态脂肪组织中储存细胞内脂滴脂肪的化学结构甘油骨架三羟基丙醇分子提供酯化位点脂肪酸碳氢链（14-24个碳原子）羧基与甘油酯化酯键连接形成三酰甘油水解释放能量脂肪的分类甘油脂三酰甘油主要能量储存磷脂细胞膜主要成分双分子层结构固醇类胆固醇为代表膜流动性调节蜡质保护性涂层防水防损伤饱和脂肪酸vs不饱和脂肪酸类型特点来源健康影响饱和脂肪酸无双键肉类、奶制品升高LDL胆固醇单不饱和一个双键橄榄油、鳄梨有益心脏健康多不饱和多个双键鱼油、亚麻籽降低炎症脂肪的生理功能能量存储高密度能量库保护作用器官缓冲保护体温调节隔热保温层维生素载体脂溶性维生素吸收能量储存9千卡/克脂肪能量密度是碳水化合物的两倍多15%体重比例男性健康脂肪比例25%体重比例女性健康脂肪比例8万千卡成人脂肪储备总能量细胞膜组成磷脂双层亲水头和疏水尾排列形成流动镶嵌模型成分可在膜面自由移动胆固醇调节维持膜流动性和稳定性平衡保护器官物理缓冲减轻外力冲击如肾周脂肪包膜器官固定维持位置稳定减少移位风险特殊保护眼窝脂肪垫足底脂肪垫维持体温冷环境刺激体表温度下降隔热作用皮下脂肪减少热散失褐色脂肪激活产热保持核心温度体温稳定维持37°C左右脂溶性维生素的载体维生素A视觉、免疫功能维生素D钙吸收、骨骼健康维生素E抗氧化保护维生素K凝血功能什么是代谢？生化转化物质转换与能量变化过程动态平衡同化与异化的协调酶催化特异性反应的加速代谢的基本概念代谢是生命维持的核心过程包括分解合成的化学反应网络通过多级酶控制调节同化作用vs异化作用同化作用小分子合成大分子需要能量输入如脂肪酸合成储存能量异化作用大分子分解为小分子释放能量如β-氧化产生ATP能量代谢概述营养素摄入碳水、脂肪、蛋白质营养物分解消化系统初步处理代谢途径细胞内化学转化4ATP产生生物可用能量形式ATP：细胞能量货币三磷酸腺苷高能磷酸键储存能量能量转换ATP→ADP+Pi释放能量快速循环人体每天合成约体重等量的ATP代谢连接连接分解代谢与合成代谢脂肪酸代谢的主要途径脂肪动员脂肪组织释放血液运输白蛋白或脂蛋白携带细胞摄取脂肪酸转运蛋白β-氧化线粒体内分解β-氧化过程活化脂酰CoA合成酶催化消耗ATP转运肉碱棕榈酰转移酶系统穿越线粒体膜螺旋过程每轮切除两个碳生成乙酰CoA三羧酸循环乙酰CoA完全氧化产生CO₂和H₂Oβ-氧化的四个步骤脱氢FAD接受电子1水合加水生成L-β-羟酰CoA2再次脱氢NAD+接受电子3硫解CoA裂解为乙酰CoA4脱氢酶催化酰基CoA脱氢酶含FAD辅基反应位点α和β碳之间形成反式双键能量传递FADH₂将电子传递进入电子传递链水合催化酶烯酰CoA水合酶立体选择性加水反应本质水分子加成双键断裂产物L-β-羟酰CoA含羟基的中间产物再次脱氢1催化酶L-β-羟酰CoA脱氢酶2辅酶NAD+接受电子3产物β-酮酰CoA形成硫解碳链裂解β-酮酰CoA断裂CoA参与新CoA分子攻击产物形成乙酰CoA和短链酰CoAβ-氧化能量产生脂肪酸合成底物来源碳水化合物过剩生成乙酰CoA柠檬酸穿梭转运碳链延长二碳单位累加脂肪酸形成主要为棕榈酸脂肪酸合成酶复合物7功能域单一多肽链上不同催化活性区域2亚基组成二聚体结构形成功能复合物16碳原子合成的主要终产物棕榈酸长度脂肪酸合成的调控胰岛素促进脂肪酸合成高碳水饮食增加脂肪合成SREBP转录因子激活相关基因三酰甘油的合成与分解甘油-3-磷酸骨架来源酰基CoA添加三次酯化反应脂肪酶水解分步释放脂肪酸甘油回收返回代谢循环脂肪组织中的脂肪代谢白色脂肪组织主要储能功能单个大脂滴分布广泛褐色脂肪组织产热功能多个小脂滴线粒体丰富米色脂肪组织白色脂肪"褐变"冷刺激诱导增加能量消耗脂肪动员激素信号肾上腺素、胰高血糖素等cAMP激活第二信使触发信号级联脂肪酶活化磷酸化增强酶活性激素敏感性脂肪酶关键酶脂肪动员限速步骤蛋白激酶A磷酸化激活催化作用三酰甘油水解逐步去除脂肪酸调控胰岛素抑制活性交感神经兴奋激活脂肪酸在血液中的运输溶解性问题脂肪酸疏水性难溶于水游离脂肪酸与白蛋白结合运输三酰甘油需包装成脂蛋白颗粒脂蛋白类型乳糜微粒、VLDL、LDL、HDL脂蛋白的作用脂蛋白类型密度主要功能来源乳糜微粒最低运输食物脂肪小肠VLDL很低输出肝脏脂肪肝脏LDL低向组织供应胆固醇VLDL转化HDL高胆固醇逆转运肝脏和小肠胆固醇代谢内源合成肝脏为主要场所外源摄入动物性食品中含有动态平衡合成、摄入与排泄平衡多重功能膜成分、激素前体胆固醇的合成乙酰CoA提供碳骨架HMG-CoA中间产物甲羟戊酸限速步骤产物胆固醇经27步反应形成胆固醇的调控医疗干预他汀类药物抑制HMG-CoA还原酶2基因表达SREBP调控相关酶合成3饮食影响膳食胆固醇反馈抑制合成能量平衡能量摄入食物热量碳水、脂肪、蛋白质饮食模式能量消耗基础代谢率体力活动食物热效应基础代谢率肝脏大脑肌肉肾脏心脏其他组织影响基础代谢率的因素肌肉含量肌肉组织代谢活跃年龄年龄增长基础代谢率降低性别男性通常高于女性激素水平甲状腺激素提高代谢率热量消耗的组成基础代谢体力活动食物热效应非运动性活动产热（NEAT）日常活动走路、站立、家务劳动姿势维持坐立不安、踮脚尖个体差异可相差高达2000千卡/天体重管理增加NEAT有助减重运动与脂肪燃烧脂肪动员运动促进脂肪酶活化脂肪酸运输血液携带至肌肉组织3肌细胞摄取脂肪酸转运蛋白介导线粒体氧化β-氧化产生ATP有氧运动vs无氧运动有氧运动持续时间长中低强度主要燃烧脂肪例如：慢跑、游泳无氧运动短时高强度无氧糖酵解主要消耗糖原例如：举重、冲刺最大脂肪燃烧区运动强度(%最大心率)脂肪燃烧比例(%总能耗)总能量消耗(卡/分钟)运动后过量氧耗（EPOC）氧债偿还补充ATP和肌酸磷酸乳酸清除转化为糖原或氧化体温下降降温所需额外能量激素恢复儿茶酚胺水平正常化脂肪代谢与健康心血管健康血脂水平影响血管状态1体重管理脂肪存储与消耗平衡神经功能必需脂肪酸维持脑功能免疫调节脂质介质参与炎症过程4肥胖与脂肪代谢失调300%风险增加肥胖者糖尿病发病风险70%全球比例代谢综合征与肥胖相关5倍风险增长肥胖者心脏病风险增加胰岛素抵抗定义细胞对胰岛素反应减弱葡萄糖摄取障碍脂肪因素脂肪组织炎症游离脂肪酸水平升高健康影响2型糖尿病前兆代谢综合征核心特征脂肪肝脂肪累积肝细胞中三酰甘油沉积炎症发展肝细胞损伤激活炎症纤维化胶原沉积与瘢痕形成肝硬化组织结构改变功能减退心血管疾病血脂异常LDL升高，HDL降低动脉粥样硬化脂质沉积血管壁斑块形成狭窄血管腔心脏事件心肌梗死、中风代谢综合征调节脂肪代谢的策略药物干预必要时医疗支持优质睡眠促进代谢平衡规律运动增加能量消耗4均衡饮食健康脂肪摄入均衡饮食健康脂肪：橄榄油、坚果、鳄梨限制反式脂肪和饱和脂肪增加Omega-3脂肪酸摄入规律运动有氧运动每周150分钟中等强度力量训练每周2-3次增肌活动高强度间歇提高代谢率和EPOC日常活动增加NEAT消耗睡眠质量7-8小时/日最佳睡眠时长16%代谢率下降睡眠不足导致56%胰岛素敏感性睡眠剥夺后降低