第05章+脂类代谢.ppt

1、,天津医科大学生化教研室 解 用 虹,脂类代谢,教学要求,1. 熟悉脂类的组成和重要的生理意义。 2. 掌握血浆脂蛋白的概念、组成、分类、代谢和生理功能。 3. 掌握脂肪酸的-氧化，熟悉脂肪的动员和调节，熟悉营养必需脂肪酸的组成，了解脂肪酸合成的特点。 4. 掌握酮体的概念，组成，合成与代谢的特点和酮体代谢的生理和病理意义。 5. 掌握胆固醇的生理功能、来源、转化和其与医学临床的密切关系。 6. 了解磷脂的组成、生理意义和代谢特点。 7. 熟悉脂肪酸源激素的主要组成，代谢特点和其在医学临床的实际应用。,第一节 概论,1. 脂类的特点和组成。 2. 脂类的消化吸收。 3. 脂类代谢的生理意义。

2、4. 脂类代谢与医学。,1.脂类的特点和组成,一. 脂质是一类不易溶于水而易溶于 有机 溶剂的有机化合物. 二. 与医学相关脂类的化学组成: 1. 脂肪 (甘油三酯，三脂酰甘油) 2. 类脂 胆固醇和胆固醇酯 磷脂 糖脂,2. 脂类的消化吸收,3. 脂类代谢的生理意义,1. 脂肪是机体重要的供能物质。 2. 脂肪是机体有效的储能物质。 3. 磷脂是生物膜必不可少的结构成分。 4. 胆固醇是维系人体健康和生存必不 可少的物质。 5. 脂肪酸源激素在机体的调节中发挥 有重要的生理功能。,4. 脂类代谢与医学,1. 脂类代谢与肥胖 2. 脂类代谢与下列疾病的发生发展 密切相关：心血管疾病，脑血管疾病

3、，胰腺炎，老年痴呆，高血压，不孕与流产等疾病。 3. 脂类代谢与智力发育等非常密切。,第二节 血浆脂蛋白,1. 血浆脂蛋白的概念 2. 血浆脂蛋白的组成 3. 血浆脂蛋白的结构 4. 血浆脂蛋白的分类 5. 血浆脂蛋白的代谢 6. 载脂蛋白的功能 7. 异常脂蛋白血症,1. 血浆脂蛋白的概念,血浆脂蛋白（lipoprotein）是指血浆脂质和载脂蛋白组成的可溶性的生物大分子，由游离脂肪酸与血浆清蛋白（白蛋白）组成的脂清复合物不属于传统的脂蛋白概念的范畴。,2. 血浆脂蛋白的化学组成,1.脂质 甘油三酯 胆固醇 胆固醇酯 磷脂,2. 载脂蛋白 载脂蛋白A (A-,A-) 载脂蛋白 (B48, B

4、100) 载脂蛋白C 载脂蛋白E 其他,3.血浆脂蛋白的结构,4.血浆脂蛋白分类,5. 血浆脂蛋白的代谢,1. 乳糜微粒的代谢 2. 极低密度脂蛋白的代谢 3. 低密度脂蛋白的代谢 4. 高密度脂蛋白的代谢,1. 乳糜微粒的代谢,1. 乳糜微粒的组成特点。 2. 乳糜微粒的结构。 3. 乳糜微粒的代谢途径。 4. 乳糜微粒的生理功能。,乳糜微粒的组成特点,1. 乳糜微粒是颗粒最大，密度最小的脂 蛋白。 2. 乳糜微粒的脂质成分最为丰富，其中的甘油三酯可以达到90。 3. 乳糜微粒是蛋白质成分最少的脂蛋白，只占大约12。其最主要的载脂蛋白是B48。,乳穈微粒的形成,乳穈微粒的结构,乳糜微粒的代谢

5、,乳糜微粒的生理功能,乳糜微粒是在小肠合成的脂蛋白，其主要生理功能是转运外源性的脂肪（膳食摄入）供给全身组织利用。,2. 极低密度脂蛋白的代谢,1. 极低密度脂蛋白的组成特点。 2. 极低密度脂蛋白的结构。 3. 极低密度脂蛋白的代谢途径。 4. 极低密度脂蛋白的生理功能。,VLDL的组成特点,VLDL是含脂类较多的脂蛋白，脂类大约占90。主要是甘油三酯。 VLDL中蛋白质约占10，主要的载脂蛋白是apoB100, apoE和apoC。 VLDL是正常人空腹血浆中含甘油三酯最为丰富的脂蛋白。,VLDL的结构,极低密度脂蛋白的代谢,VLDL的生理功能,VLDL是在肝脏合成的脂蛋白，其主要的生理功

6、能是转运在肝脏合成的甘油三酯和胆固醇供给全身组织利用。,3. 低密度脂蛋白的代谢,1. 低密度脂蛋白的组成特点。 2. 低密度脂蛋白的结构。 3. 低密度脂蛋白的代谢途径。 4. 低密度脂蛋白的生理功能。,LDL的组成特点,LDL是血浆中含胆固醇最为丰富的脂蛋白，大约含量为45。血浆中胆固醇的大约2/3是以低密度脂蛋白的形式存在的。 LDL中的胆固醇称为低密度脂蛋白胆固醇，常以LDL-c表示。 LDL中主要或唯一的载脂蛋白是apoB100 。,细胞内胆固醇的调节,1.通过别构机制调节HMGCoA还原酶的活性和胆固醇的合成。 2.调节脂酰基甘油胆固醇脂酰基转移酶（ACAT）的活性，促进胆固醇的酯

7、化和储存。 3.通过转录环节调节LDL受体的合成和利用。,LDL的生理功能,LDL 是在血液中由VLDL代谢转变生成的，是富含胆固醇的脂蛋白，其是向机体组织转运胆固醇的主要载体。 LDL可以把肝脏合成的胆固醇转运到全身组织供组织利用，一般把这种胆固醇的转运称为胆固醇的正向转运。 LDL是一个致动脉粥样硬化因子，LDLc水平越高，发生动脉粥样硬化的危险越大。,4. 高密度脂蛋白的代谢,1. 高密度脂蛋白的组成特点。 2. 高密度脂蛋白的结构。 3. 高密度脂蛋白的代谢途径。 4. 高密度脂蛋白的生理功能。,高密度脂蛋白的组成特点,HDL是颗粒最小，密度最大的脂蛋白。 HDL是含脂类最少，蛋白质含

8、量最多的脂蛋白，蛋白质含量可达50。 HDL中的主要载脂蛋白是apoA1。,高密度脂蛋白的代谢,高密度脂蛋白的生理功能,1. HDL的主要生理功能是将外周组 织的胆固醇转运回肝脏，这种转运又称为胆固醇的逆向转运。 2. HDL是抗动脉粥样硬化因子。HDL的水平多用HDLc表示，HDLc越高，发生动脉粥样硬化的危险越小。,6. 载脂蛋白的功能,1. 载脂蛋白的概念。 2. 载脂蛋白的种类。 3. 载脂蛋白的功能。,1. 载脂蛋白的概念,血浆脂蛋白中的蛋白质又称为载脂蛋白（apolipoprotein, 简称 apo)。 载脂蛋白是决定脂蛋白结构、功能和代谢的核心成分。,2. 载脂蛋白的种类,3.

9、 载脂蛋白的功能,载脂蛋白是决定脂蛋白结构、功能和代谢的核心组分: 1. 载脂蛋白是脂蛋白必不可少的结构成分。 2. 载脂蛋白是其所在脂蛋白被相应脂蛋白受体识别的信号和标志。 3. 载脂蛋白是脂质代谢酶的调节因子。,7. 异常脂蛋白血症,血脂测定的常见项目,1. 总胆固醇 ( T C ) 2. 甘油三酯( T G ) 3. 低密度脂蛋白胆固醇 ( LDLc ) 4. 高密度脂蛋白胆固醇( HDLc ) 5. 载脂蛋白A-1 ( apo A-1 ) 6. 载脂蛋白B-100 ( apo B-100 ) 7. Lp(a),异常脂蛋白血症的概念,1 高脂血症 2 高脂蛋白血症 3 异常脂蛋白血症,家

10、族性高胆固醇血症,1. 血浆胆固醇水平明显升高 2. 早发的的动脉粥样硬化 3. 皮肤黄色瘤 4. 阳性家族史,皮肤黄色瘤,第三节 三脂酰甘油的代谢,1. 三脂酰甘油的化学 2. 三脂酰甘油的动员 3. 三脂酰甘油的分解代谢 4. 三脂酰甘油的合成代谢,1. 三脂酰甘油的化学,1. 脂肪酸中碳原子的标示 2. 饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸 3. 营养必需脂肪酸 4. 三脂酰甘油的生理功能,1. 脂肪酸碳原子的标示,2. 饱和与不饱和脂肪酸,1. 饱和与不饱和脂肪酸 2. 单不饱和与多不饱和脂肪酸 3. 3脂肪酸 4. “忘不了3A”与“脑黄金”,多不饱和脂肪酸,亚油酸（18:29,12 ） 亚麻酸

11、（18:39,12,15 ） 花生四烯酸（ 20:45,8,11,14 ） DHA(docosahexaenoic acid) 二十二碳六烯酸（22:64,7,10,13,16,19 ） DPA(docosapentaenoic acid) 二十二碳五烯酸（22:57,10,13,16,19 ） EPA(eicosapentaenoic acid) 二十碳五烯酸（20:55,8,11,14,17 ）,3. 营养必需脂肪酸,机体代谢需要，但机体自身不能合成，必需经膳食摄入获得的脂肪酸称为营养必需脂肪酸。人体营养必需脂肪酸主要包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。,4. 三脂酰甘油的生理功能,1. 是体

12、内供能和储能的重要物质 2. 脂肪组织还具有内分泌功能，如瘦蛋 白(瘦素) 的合成 3. 三脂酰甘油中的必需脂肪酸是机体代 谢所必需，具有重要的功能 4. 具有物理保温作用 5. 缓冲机械撞击保护内脏 6. 促进脂溶性维生素的吸收,2. 三脂酰甘油的动员,1. 脂肪动员的概念 2. 激素敏感脂肪酶 3. 甘油的分解代谢 4. 脂肪酸的分解代谢 5. 酮体的代谢,1. 脂肪的动员,2. 调节激素敏感脂肪酶的激素,1. 抗脂解激素： 胰岛素,2. 促脂解激素： 胰高血糖素 生长素 肾上腺素 ACTH,3. 甘油的分解代谢,4. 脂肪酸的分解代谢,1. 脂肪酸活化为脂酰CoA 2. 脂酰CoA进入线

13、粒体 3. 脂酰CoA的-氧化 4. 脂肪酸氧化的能量计算 5. 不饱和脂肪酸的-氧化,脂肪酸的活化,脂酰CoA进入线粒体,脂酰CoA的-氧化,软脂酸完全氧化的产能计算,1. 软脂酸(棕榈酸)为16碳饱和脂肪酸。 2. 软脂酸活化为软脂酰CoA消耗2个ATP. 3. 软脂酰COA经7次氧化，可以生成7分子的FADH2，7分子的NADH+H+和8分子的乙酰CoA。 4. 7分子的FADH2和7分子的NADH+H+可以产生28分子的ATP;而8分子的乙酰CoA可以产生80分子的ATP。 软脂酸彻底氧化可以净产生106分子ATP.,不饱和脂肪酸的-氧化,1. 不饱和脂肪酸的氧化分解与饱和 脂肪酸的氧

14、化分解基本相同。 2. 不饱和脂肪酸的氧化分解需要另外的附加酶。 3. 不饱和脂肪酸的氧化比同样碳原子的饱和脂肪酸氧化产生的能量要少。,4. 三脂酰甘油的合成代谢,1. 甘油的来源 2. 脂肪酸的合成 3. 三脂酰甘油的合成,1. 甘油的来源,(2) 脂肪酸的合成,1. 合成原料：乙酰CoA、NADPH、ATP 2. 合成的细胞定位：胞液 3. 合成的器官定位：肝最强，其次是脂肪组 织，肝的合成能力比其大8-9倍。 4. 乙酰CoA自线粒体转运至胞液：柠檬酸-丙酮酸循环 限速步骤：,3. 三脂酰甘油的合成,肥胖与瘦蛋白(瘦素) 如果人体的体质指数（BMI）26就可被诊断为肥胖。肥胖症是一种能量

15、代谢性疾病，其发生的根本原因是机体的能量摄入长期大于能量消耗使得多余的能量以脂肪的形式储存。肥胖发生的原因相当复杂，瘦蛋白的结构、水平和其生物学功能异常在肥胖的形成机制中具有重要意义。 瘦蛋白（Leptin）是由人脂肪细胞中位于7q31.1的肥胖基因编码由167个氨基酸残基组成一类多肽激素。瘦蛋白的生理功能相当广泛，其主要功能之一是促使机体减少摄食，增加能量释放，抑制脂肪细胞的合成等，其综合结果是减轻体重。,瘦蛋白受体是位于1号染色体受体基因编码的由1165个氨基酸残基组成的跨膜蛋白质。瘦蛋白通过与特异性受体结合发挥其生物学功能。一方面，瘦蛋白可与位于下丘脑的受体结合和信号转导系统抑制具有促进

16、食欲作用的神经肽Y（ NPY）的合成和释放，因此可以认为瘦蛋白是外周的抗食欲信号,通过降低食欲和减少摄食导致减轻体重。另一方面，瘦蛋白还可通过与位于胰岛-细胞的受体抑制具有促进瘦蛋白的合成和释放的胰岛素的合成和分泌，这就形成了瘦蛋白与胰岛素之间的双向调节。胰岛素不仅可抑制脂肪的动员还可促进脂肪合成和储存，是一个促使体质量增加的激素。,尽管理论上瘦蛋白水平应该与机体质量成反相关，但研究发现肥胖患者血循环中瘦蛋白浓度为正常人的2倍，是消瘦者的3倍以上，肥胖而瘦蛋白缺乏者仅占5%。肥胖患者普遍存在瘦蛋白抵抗。所谓瘦蛋白抵抗就是体液中的瘦蛋白由于多种原因不能发挥其降低体质量的生物学效应。瘦蛋白抵抗发生

17、机制是复杂的，瘦蛋白血液运输中抗体和抑制剂的存在，瘦蛋白跨越血脑屏障的转运障碍，受体结构变异和数目的减少，特别是受体后信号转导途径中众多因子的异常均可导致瘦蛋白抵抗。由于瘦蛋白抵抗的存在使得瘦蛋白不能正常地发挥抑制食欲和增强能量消耗的双重功能最终导致肥胖的发生。,5. 酮体的代谢,1. 酮体的概念和组成 2. 酮体的生成 3. 酮体的利用 4. 酮体生成的生理意义 5. 酮体生成的病理意义,1. 酮体的概念与组成,2. 酮体的生成,合 酶,3. 酮体的利用,乙酰乙酸硫激酶,4. 酮体生成的生理意义,1. 酮体分子量小，水溶性强，可以 通过血脑屏障，是肝脏向肝外组织转运脂肪酸能量的有效方式。 2

18、. 酮体保留了脂肪酸的大部分能量，在血糖水平低下时，心脏和脑组织可以利用酮体维持生命活动。,5. 酮体生成的病理意义,1. 酮体是较强的酸性物质，血液中酮 体超过一定水平称为酮血症，尿中有酮体排出称为酮尿症，由于酮体增加造成酸中毒称为酮症酸中毒，严重的酮症酸中毒可以造成患者死亡。 2. 治疗酮症酸中毒治标要纠正酸中毒。 治本要恢复和建立正常的糖代谢。,第四节 磷脂的代谢,1. 磷脂的概念与分类 2. 磷脂的生理功能 3. 常见的甘油磷脂 4. 甘油磷脂的合成代谢 5. 甘油磷脂的分解代谢,1. 磷脂的概念与分类,1. 含有磷酸的脂类称为磷脂 2. 磷脂可以依照其骨架不同分为以甘油为骨架的甘油磷

19、脂和以鞘氨醇为骨架的鞘磷脂，本节主要介绍甘油磷脂。,2. 磷脂的功能,1. 磷脂是生物膜的重要组成部分 2. 磷脂是脂蛋白的重要组分 3. 磷脂是必需脂肪酸的贮存库 4. 磷脂酰肌醇在跨膜信息传递中起作用 5. 二软脂酰磷脂酰胆碱是肺表面活性物质 6. 血小板激活因子是一种磷脂酰胆碱,3. 常见的甘油磷脂,磷脂酰胆碱,4. 甘油磷脂的合成,5. 甘油磷脂的分解,第五节 胆固醇的代谢,1. 胆固醇的结构 2. 胆固醇的生理功能 3. 胆固醇的来源 4. 胆固醇的酯化 5. 胆固醇的转化与排泄 6. 高胆固醇血症的治疗原则,1. 胆固醇的结构,2. 胆固醇的生理功能,1. 胆固醇是动物生物膜必不可

20、少的结构成分 2. 胆固醇是维生素D3的前体 3. 胆固醇是胆汁酸的前体 4. 胆固醇是类固醇激素的前体 5. 没有胆固醇就没有健康与生命!,3. 胆固醇的来源,1. 胆固醇的外源性摄取 食物来源 影响因素 2. 胆固醇的内源性合成 合成原料 限速反应 临床应用,1. 胆固醇的外源性摄取,1. 所有的胆固醇均来源于动物性食物，植物性食物不含胆固醇。 2. 膳食中胆固醇含量越多，胆固醇的吸收率越低， 但吸收总量还是增加。 3. 动物性食品中胆固醇的含量差别巨大， 动物脑髓、内脏和蛋黄是常见的高胆固醇食品。 4. 高胆固醇血症的饮食治疗是有效的，其疗效也是有限的。,2. 胆固醇的内源性合成,1.

21、合成原料： 乙酰辅酶A, NADPH+H+ 2. 能量提供: ATP 3. 限速反应：HMGCoA MVA 4. 限 速 酶：HMGCoA还原酶,合成原料,胆固醇合成的原料以乙酰辅酶A为唯一碳源，以NADPH为供氢体，ATP为合成的供能物质。 乙酰辅酶A为三大营养物质共同的代谢中间产物， NADPH主要来源于磷酸戊糖代谢途径，因此胆固醇的生物合成不存在原料的缺乏。,胆固醇合成的限速反应,胆固醇合成限速酶,HMGCoA还原酶,临床应用,他汀类药物的非降脂作用,调节和保护内皮功能 (升高eNO合酶活性) 抗炎作用(CRP显著降低 ) 降低基质金属蛋白酶(MMPs)的活性 抑制血小板活性和凝血 抑制

22、平滑肌细胞增殖和迁移 斑块稳定作用 抗氧化作用,4. 胆固醇的酯化,5. 胆固醇的转化与排泄,1. 转化为Vit D3: Vit D3 调节机体钙磷 代谢， Vit D3缺乏可致软骨病和骨质疏松。 2. 转化为胆汁酸: 胆汁酸是乳化剂，帮助脂类的消化吸收。胆汁酸也是机体排泄胆固醇的主要途径。 3. 转化为类固醇激素：类固醇激素具有广泛的生物学功能。,1. 维生素D3,2. 胆汁酸的肠肝循环,3. 胆固醇转化为类固醇激素,6. 高胆固醇血症的治疗原则,1. 饮食治疗： 控制胆固醇的外源性摄入。 2 . 抑制胆固醇的内源性合成： 竞争性抑制HMGCoA还原酶他 汀类药物 3 . 增加胆固醇的转化和

23、排泄： 胆汁酸结合树脂。,第六节脂肪酸源激素的代谢,1. 脂肪酸源激素的概念 2. 脂肪酸源激素的分类 3. 脂肪酸源激素的前体与分类 4. 前列腺素与血栓素 5. 白三烯与脂氧素 6. 脂肪酸源激素的临床应用,1. 脂肪酸源激素的概念,相继被发现的前列腺素、血栓素、白三烯和脂氧素等虽然同样具有激素的特征，但是它们既不属于蛋白多肽激素，也不属于类固醇激素。它们的前体均为多不饱和脂肪酸，主要是二十碳不饱和脂肪酸（花生四烯酸），故又成为二十碳烷酸衍生物。但是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)同样也可以合成上述激素，所以依其前体称为脂肪酸源激素更为合适。,2. 脂肪酸源激素的分类,脂肪

24、酸源激素可以依其合成途径和结构特征分为两大类：一是由环加氧酶催化合成的具有特征性环式结构的前列腺素和白三烯，二是由脂加氧酶催化合成的不具有环式结构的白三烯和脂氧素。,3 . 脂肪酸源激素的前体与分类,4. 前列腺素与血栓素,1. 前列腺素的结构与分型 2. 血栓素的结构与分型 3. 前列腺素与血栓素的合成 4. 前列腺素的生理功能 5. 血栓素的生理功能 6. 前列腺素与血栓素的临床应用,1. 前列腺素的结构与分型,2. 血栓素的结构与分型,3. 前列腺素与血栓素的合成,4. 前列腺素的生理功能,1. 前列腺素的特点是细胞内水平低，半衰期短和生理作用极强，因此前列腺素主要发挥局部激素的作用。

25、2 .前列腺素的作用显示有明显的组织器官多元性和生理作用的复杂性：其对心血管、呼吸、消化和生殖等全身均可发挥作用，同时其可作用于炎症、过敏、血凝和免疫等多种生理与病例过程。此外结构不同的前列腺素生理作用也具有显著的不同。 3 .前列腺素与血管内血溶和血凝密切相关：不仅可以扩张冠状动脉血管，而且是血小板聚合的强有力的抑制剂，因此具有防止凝血和血栓形成的作用，与动脉粥样硬化的形成和防治密切相关。,5. 血栓素的生理功能,1. 血栓素的特点是细胞内水平低，半衰期短和生理作用极强，因此血栓素主要发挥局部激素的作用。 2 .血栓素的作用显示有明显的组织器官多元性和生理作用的复杂性：其对心血管、呼吸、消化

26、和生殖等全身均可发挥作用，同时其可作用于炎症、过敏、血凝和免疫等多种生理与病例过程。此外结构不同的血栓素生理作用也具有显著的不同。 3 .血栓素与前列腺素作用相反，其不仅可以收缩冠状动脉血管，而且可以促进血小板的聚合，促进凝血和血栓的形成，因此也与动脉粥样硬化的形成和防治密切相关。,5. 白三烯与脂氧素,1. 白三烯与脂氧素的结构 与合成 2. 白三烯与脂氧素的生理 功能,1. 白三烯与脂氧素的结构与合成,2. 白三烯与脂氧素的生理功能,1.白三烯与脂氧素作为局部激素，功能也是多方面的。在炎症、过敏和免疫反应中尤为突出。 2.过敏反应的慢反应物质（slow reaction substance of anaphylaxis, SRS-A）是LTC4、 LTD4和LTE4 的混合物。 3 .脂氧素被认为是机体内一类重要的内源性脂质抗炎介质，在炎症，特别是在炎症消退机制的研究中备受关注。,6. 脂肪酸源激素的临床应用,1. 格陵兰岛爱斯基摩人的流行病学调查 2. 小剂量阿斯匹林预防冠心病发作 3. 糖皮质激素的抗炎作用 4. 非甾体抗炎药物的应用,1. 格陵兰岛流行病学调查,早在20世纪中期，科学家们就发现居住在格陵兰岛上的爱斯基摩人冠心病的发病率和死亡率都较低，同时显示有较低的血小板聚合能力和出血时间延长。科学家们把这一现象归因于当地居民较多食用富含-3脂肪