《脂类代谢》PPT课件.ppt

1、脂类代谢,第八章 脂类代谢第一节 脂类的化学、分布及生理功能第二节三酯酰甘油的分解代谢及合成代谢第三节磷脂的代谢第四节胆固醇代谢第五节血脂与血浆脂蛋白及代谢紊乱,脂类（lipid）的概念：是指脂肪（fat）和类脂 （lipiod）及其衍生物的总称。 脂肪的结构和分布 脂肪是一分子甘油和三分子脂肪酸组成的酯。 脂肪的分布：皮下、脂肪组织、肠系膜、大网膜，占体重的 1020%，女性稍高，脂肪在体内的含量变动较大，又称“可变脂”。,第一节 脂类的化学、分布,磷脂,R=胆碱 磷脂酰胆碱（PC） R=胆胺 磷脂酰胆胺（PE） R=丝氨酸 磷脂酰丝氨酸（PS） R=肌醇 磷脂酰肌醇（PI） R=甘油 磷脂

2、酰甘油（PG）,磷脂的化学与生理功能 含磷酸的脂类化合物称为磷脂（PL）,1.甘油磷脂的分布 磷脂是生物膜的基本组成成分，所以主要存在于细胞的各种膜性结构中。各种组织中磷脂含量不同，如脑磷脂和磷脂酰丝氨酸在脑组织含量较多；磷脂酰肌醇主要存在于肝和心肌；二磷脂酰甘油主要存在于心肌。 2. 鞘磷脂的分布 人体含量最多的是神经鞘磷脂，主要存在于脑髓鞘和红细胞膜，也存在于脾、肺和血液中，是构成生物膜的重要磷脂。,胆固醇的结构和分布 胆固醇是一个含环戊烷多氢菲母核和一个羟基的固体醇类化合物。 胆固醇分布于全身各组织，正常成人胆固醇总量约140g，25%分布于脑和神经组织，脑组织胆固醇的含量约占脑组织重量

3、的2%，肾上腺皮质中胆固醇含量高达5%。,O R C O,胆固醇的结构,胆固醇酯,胆固醇结构特点：全分子共27个碳原子； 第5、6位间有双键； 第3位有-羟基； 第10、13位各有一个-甲基； 第17位有一个8碳饱和烃链。,胆固醇,（一）脂肪酸 1. 脂肪酸的分类 按碳原子的数目的多少分为： 短链（2-4C） 脂肪酸 中链（6-10C） 长链（12-26C）,二、脂质的生理功能,按分子中是否含有双键分为： 饱和脂肪酸 豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、 花生酸 不饱和脂肪酸 软油酸、油酸、亚油酸、 亚麻酸花生四烯酸 机体不能合成，必须由食物提供的脂肪酸称为营养必需脂肪酸。如亚油酸、亚麻酸。花生四烯酸、可

4、由亚油酸、亚麻酸转化而来，但量很少，也必须由食物提供，故也称为必需脂肪酸。,脂肪酸,2.脂肪酸的生理功能,1）作为合成TG和磷脂的原料; 2）是磷脂的重要组成成分，与生物膜的结构，功能相关，还具有降低血脂，防止AS和血栓形成的作用。 3）花生四烯酸可转变成前列腺素、白三烯和血栓素。 4）二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）具有抗血栓、抗心律失常、抗炎、抗氧化及增强机体免疫功能的作用。临床用以治疗心脑血管疾病。,（二） 脂肪的生理功能 1.储能供能；正常1725%由脂肪供给。 2.缓冲机械撞击，保护内脏。 3.保温作用。 4.促进脂溶性Vit的吸收。,（三）类脂的生理功能 1.构成生

5、物膜的成分。 2.形成脂蛋白，参与脂类运输。 3.转变成多种生理活性物质。,一）三脂酰甘油的动员,TG脂肪酶是三脂酰甘油动员的限速酶，对激素敏感，故称为激素敏感脂肪酶。肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素能激活TG脂肪酶，促进三脂酰甘油动员，称为脂解激素。胰岛素能抑制TG脂肪酶，抑制三脂酰甘油动员，称为抗脂解激素。,储存于脂肪组织的三脂酰甘油，被脂肪酶逐步水解成甘油和脂肪酸，并释放入血供全身各组织利用的过程，称为三脂酰甘油动员。,第二节 三酯酰甘油代谢,一、脂肪分解代谢,（二）甘油的分解代谢,甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮,甘油激酶,脱氢酶,糖原,CO2 +H2O,特点： 1. 甘油磷酸激酶主要

6、存在肝、肾，故甘油的氧化主要肝、肾进行。 2. 磷酸二羟丙酮在肝脏经糖异生生成G或Gn。故甘油是糖异生的原料。 3. 甘油在肝脏可彻底氧化生成CO2 与H2O，并产生18.5分子ATP。,ATP ADP,（三）脂肪酸的氧化,氧化部位：肌肉和肝中最活跃。 氧化过程：分四个阶段。 1. 脂肪酸的活化；生成脂肪酰CoA。 2. 脂肪酰CoA的转运；通过肉毒碱。 3. 脂肪酰CoA的-氧化。 4. 乙酰CoA进入三羧酸循环氧化。,1.脂肪酸的活化脂酰CoA的生成 脂肪酸 + CoAHS + ATP 脂酰CoA + AMP +PPi,特点：1、反应在胞液中进行； 2、反应不可逆； 3、耗能，1分子ATP

7、，2个高能键。,2.脂酰基进入线粒体,RCOSCoA,HSCoA,RCO肉毒碱,肉毒碱,HSCoA,RCOSCoA,肉毒碱脂酰CoA转移酶,肉毒碱脂酰CoA转移酶,线粒体内膜,膜间腔,基质,内侧,-氧化,外侧,特点：1、脂酰基进入线粒体依赖载体转运， 载体为肉毒碱； 2、肉毒碱脂酰CoA转移酶是限速酶。,3.脂酰基的-氧化,概念：脂酰基进入线粒体基质后逐步氧化降解，其氧化是发生在脂酰基的-碳原子上，故称-氧化。,RCH2CH2COSCoA,RCH=CHCOSCoA,RCOSCoA,脂肪酰CoA,，-稀脂肪酰CoA,-羟脂肪酰CoA,-酮脂肪酰CoA,脂肪酰CoA,Cn-2,FAD,FADH2,

8、NAD+,NADH+H+,HSCoA,乙酰CoA,1.5ATP,2.5ATP,H2O,呼吸链,呼吸链,脱氢,再脱氢,水化,硫解,H2O,Cn,特点： 1、过程： -氧化是四步连续酶促反应，包括脱氢、加水、再脱氢和硫解。 2、产能：每次-氧化产生1.5+2.5=4ATP。 3、产物：-氧化的产物为乙酰CoA。,RCH2CH2COOH,RCH2CH2COSCoA,RCH2CH2COSCoA,RCH=CHCOSCoA,RCOSCoA,脂肪酸,脂肪酰CoA,脂肪酰CoA,，-稀脂肪酰CoA,-羟脂肪酰CoA,-酮脂肪酰CoA,脂肪酰CoA,Cn,Cn-2,ATP,AMP+PPi,FAD,FADH2,N

9、AD+,NADH+H+,HSCoA,HSCoA,乙酰CoA,H2O,1.5ATP,2.5ATP,H2O,呼吸链,呼吸链,脱氢,再脱氢,水化,硫解,脂肪酰CoA合成酶,继续进行-氧化,脂肪酸氧化的能量计算,一分子乙酰CoA进入三羧酸循环产生10分子ATP； 一次-氧化产生4分子ATP； 一分子脂肪酸经过-氧化的次数= 1； 一分子脂肪酸生成乙酰CoA的分子数= ； 脂肪酸活化时消耗的能量为2ATP； 故一分子脂肪酸彻底氧化产生的能量为 （ 1） 4 + 102,脂肪酸氧化小结 1. 脂肪酸氧化前必须活化 胞液 2. 脂酰基进入线粒体基质依赖载体转运 肉毒碱 3. 肉毒碱脂酰转移酶是脂肪酸氧化的限

10、速酶 4. 脂酰基的-氧化是四步连续酶促反应 脱氢、加水、再脱氢、硫解 5. 产能多，利用率高 40% 6. 能量的计算 （ 1） 4 + 102 7. 是需氧反应，必需有氧参与。,二、酮体代谢,1. 酮体的概念：指脂肪酸在肝中的不完全氧化生成的中间产物，包括乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮。 2. 酮体的生成：部位在肝，因肝中有酮体合成的酶（HMG-CoA合成酶）。 3. 酮体的利用：部位在肝外组织，因肝外组织存在利用酮体的酶（乙酰乙酸硫激酶or琥珀酰-CoA转硫酶）。 “肝内生酮肝外用”,4. 酮体生成的意义：酮体是肝脏输出的脂肪能源。因它分子小，溶于水，便于运输，能通过血脑屏障和毛细血管壁，成为

11、脑及肌肉的重要能源。 5. 血酮：正常为0.080.49mmol/L。在饥饿及糖尿病时，酮体生成远大于酮体的利用。,脂肪酸,2CH3COCoA,CH3COCH2 COSCoA,CH3COCH2 COOH,乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,丙酮,-羟丁酸,酮体,HMG-CoA,HMG-CoA合成酶,HMG-CoA裂解酶,NADH+H+,NAD+,CO2,-氧化,最后四碳阶段,硫解酶,乙酰CoA,CH3COCOOH,乙酰乙酸,酮体的生成,HSCoA,CH3CHOHCH2COOH,CH3COCH2COOH,CH3COCH2COSCoA,2 CH3COSCoA,琥珀酰-CoA,琥珀酸,CoA-SH+ATP,

12、PPi+AMP,CoA-SH,硫解酶,NAD+,NADH+H+,乙酰乙酸硫激酶,琥珀酰-CoA转硫酶,酮体的氧化,一） 合成途径 1. 食物中的三脂酰甘油转化为人体的三脂酰甘油 2. 将糖转变为三脂酰甘油(主要来源) 二） 合成部位 主要为脂肪组织和肝脏 三）合成过程 1. 脂肪酸的合成(进一步合成脂肪酰CoA) 2. -磷酸甘油的合成 3. 三脂酰甘油的合成,三、三酯酰甘油合成代谢,1. 来自糖代谢 NADH+H+ NAD+ 葡萄糖 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 2. 细胞内甘油再利用 ATP ADP 甘油 -磷酸甘油 甘油磷酸激酶,- 磷酸甘油的合成,1.合成部位:肝、肺、脑、乳腺及脂肪组织的

13、胞液中 2.合成原料:直接原料为乙酰CoA、NADPH+H + 1)乙酰CoA的来源 凡能生成乙酰CoA的物质都可以成为脂肪酸合成的原料来源 乙酰CoA是在线粒体内生成，但其本身不能自由通过线粒体膜，可通过 柠檬酸-丙酮酸循环,脂 肪 酸 的 合 成,柠檬酸,柠檬酸,草酰乙酸,草酰乙酸,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,苹果酸,苹果酸酶,CoASH,苹果酸脱氢酶,柠檬酸裂解酶,葡萄糖 丙酮酸 某些AA,乙酰CoA,ATP,ATP,ADP + Pi,ADP + Pi,NAD,NADP,NADPH + H,NADH + H,NAD,NADH + H,CO2,CO2,乙酰CoA,线粒体内膜,合成 脂肪酸, 柠

14、檬酸载体, 苹果酸载体, 丙酮酸载体,柠檬酸丙酮酸循环,作用:(1)转运乙酰CoA (2)提供NADPH+H+,NADPH+H+的来源： 主要来自磷酸戊糖途径， 一部分来自柠檬酸-丙酮酸循环。,（1）丙二酰CoA的合成,3. 软脂酸反应过程,（2）脂肪酸合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂肪酸，是一个重复加成过程，每一轮的加成反应均需通过缩合、还原、 脱水、再还原等四个步骤，每次延长2个碳原子。,软 脂 酸 的 合 成 总 图,1)丙二酸单酰CoA的合成 CH3-COSCoA HCO3H+ATP CH2-COSCoA ATPPi COOH 乙酰CoA羧化酶为限 速酶，受柠檬酸和乙酰CoA

15、的别构激活，受软脂酰CoA的抑制。 2)软脂酸的合成 (脂肪酸合成酶系催化下完成，由七种酶组成) 经过重复的缩合、还原、脱水、再还原的过程，每重复一次， 碳链增长二个碳原子。 CH3-COSCoA7HOOC CH2-COSCoA14NADPH14 H+ CH3（ CH2 ）14COOH7CO2 14NADP+ 8HSCoA6H2O,3.软脂酸合成过程,软脂酸,乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,4.软脂酸合成后的加工 （1）碳链的延长或缩短 碳链缩短经-氧化；碳链延长经脂肪酸延长酶系催化乙酰CoA的乙酰基参入软脂酰CoA中。每次延长2个碳原子，一般可延长至2426碳脂肪酸。 （2）不饱和脂肪酸的合成

16、 饱和脂肪酸可在9脱饱和酶催化生成不饱和脂肪酸。 硬脂酰CoANADHH+O2 油酰CoANAD+H2O 软脂酰CoANADHH+O2 软油酰CoANAD+H2O 但亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸在体内不能合成，是必需脂肪酸。,（三）甘油三酯的合成代谢,合成部位：肝、脂肪组织及小肠。 合成原料：甘油、脂酸主要由糖代谢提供。 合成基本过程： 甘油一酯途径 甘油二酯途径,甘油一酯途径：,小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯，称甘油一酯途径。,甘油一酯途径,甘油二酯途径：,肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯。,三脂酰甘油的合成,2RCOSCoA 2CoA-SH,

17、RCOSCoA CoA-SH,H2O H2PO4,脂酰转移酶,脂酰转移酶,磷脂酸磷酸酶,3磷酸甘油,磷脂酸,二脂酰甘油,三脂酰甘油,前列腺素、血栓素及白三烯前列腺素(PG)，血栓素(TX)和白三烯(LT)均由花生四烯酸衍生而来。,四、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,1PG的生理功能 PGE2是诱发炎症的主要因素之一，它能促进局部血管扩张及毛细血管通透性增加，引起炎性症状(红、肿、热、痛等)；PGA2和PGE2能使动脉平滑肌扩张，从而使血压下降；PGE2和PGI2具有抑制胃酸分泌，促进胃肠平滑肌蠕动的作用，PGI2还具有扩张血管平滑肌和抑制血小板聚集的作用；PGE2可促进卵巢平滑肌收缩引起排卵，增强

18、子宫收缩，促进分娩。,2TX的生理功能 TXA2主要由血小板产生，它具有强烈的促进血小板聚集并使血管收缩的作用，是促进凝血和血栓形成的重要因素，也可引起支气管平滑肌收缩及增加中性粒细胞的化学趋向性。,3LT的生理功能 白细胞、血小板、肥大细胞和巨噬细胞等都能合成LT，但主要在白细胞合成。它已被证实是一类引起过敏反应的慢反应物质，可使支气管平滑肌收缩，且作用缓慢而持久。此外，LT还具有调节白细胞游走趋化等功能，具有激活腺苷酸环化酶，诱发多核白细胞脱颗粒，促使溶酶体释放蛋白水解酶类，因而可使炎症及过敏反应加重.,（一）甘油磷脂的合成代谢 1.合成部位：各组织细胞的内质网，主要是肝、肾及小肠。 2.

19、合成原料：DG、胆碱、胆胺、丝氨酸、ATP、CTP。 3.合成过程：,第三节 类脂代谢,一、磷脂代谢,定义 含磷酸的脂类称磷酯。,分类 甘油磷脂 由甘油构成的磷酯 鞘 磷 脂 由鞘氨醇构成的磷脂,X 指与磷酸羟基相连的取代基,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂的代谢,组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物,结构：,功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,（一）甘油磷脂的组成、分类及结构,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、

20、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP,（二）甘油磷脂的合成,3. 合成的基本过程 （1）甘油二酯合成途经：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺； （2）CDP-甘油二酯合成途径：磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。,丝氨酸 乙醇胺 胆碱,磷酸乙醇胺 磷酸胆碱,CDP-乙醇胺 CDP-胆碱,磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱,卵磷脂 脑磷脂,CO2,3S-腺苷蛋氨酸,ATP,ADP,ADP,ATP,CTP,PPi,CTP,PPi,二脂酰甘油,CMP,CMP,二脂酰甘油,3S-腺苷蛋氨酸,甘油磷脂的合成,（1）甘油二酯合成途径,（2）CDP-甘油二酯合成途径,（三）甘油磷脂的降解,磷脂酶 (phospholipas

21、e , PLA),磷脂酶 A1：存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2。溶血磷脂1和溶血磷脂2是一类较强的面活性物质，能破坏红细胞膜及其他组织细胞膜，产生溶血和组织坏死。,磷脂酶 A2：存在于细胞膜及线粒体膜、 蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。 急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。,磷脂酶 B1：水解溶血磷脂1 磷脂酶 B2：水解溶血磷脂2 磷脂酶 C：存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌 磷脂酶 D：主要存在于高等植物，动物脑组织。,（二）甘油磷脂的分解代谢,甘油磷脂在各种磷脂酶的催化下，水解为甘油、磷酸、胆碱、胆胺，这些产物可重新利用或氧化分解。,A1,A2,C,D,（三）甘油磷

22、脂与脂肪肝,TG在肝内的含量超过2.5%、脂类总量超过10%，即称为脂肪肝。 形成脂肪肝的原因有： 1）TG来源过多：高脂底糖或高糖高热量饮食。 2）肝功能障碍：氧化脂肪酸及合成脂蛋白能力底。 3）合成磷脂减少：原料少。,二、胆固醇代谢,（一）合成部位：主要在肝的胞液及内质网中。每天合成量约1g。 （二）合成原料： 乙酰CoA：主要来自G。 NADPH：主要来自磷酸戊糖途径。 ATP：主要来自G有氧氧化。,一）胆固醇的合成,（三）合成基本过程：,(四) 胆固醇合成的调节,1. 饱食与饥饿,饱食、高糖、高脂饮 肝合成 HMG-CoA还原酶,糖及脂肪代谢产生的 乙酰CoA、ATP、NADPH+H+

23、等增多,过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢 提供了原料乙酰CoA,胆固醇合成增加,2. 胆固醇,食物Ch有限地反馈抑制HMG-CoA合成(25%).,3. 激素的影响,胰高血糖素,胰岛素,甲状腺素,胆固醇合成,胆固醇合成,胆固醇合成,无Ch摄入时解除此种抑制，故适量的Ch摄入有 利于此反馈抑制作用。,二）胆固醇的酯化,1、细胞内的酯化,2、血浆内的酯化,三）胆固醇在体内的转化与排泄,1. 胆固醇在肝中转化为胆汁酸； 2. 在肾上腺皮质和性腺转化为类固醇激素； 3. 脱氢生成7-脱氢胆固醇经紫外线照射转化成维生素D3。 4. 胆固醇的排泄：,第四节 血脂与血浆脂蛋白,一、血 脂 一）血脂：指血

24、浆中所含的脂类。 正常空腹血脂：TG：0.111.8mmol/L PL：1.943.23mmol/L Ch：3.16.5mmol/L,二)血脂的来源与去路：,血脂,食物中 体内合成 脂库动员,氧化供能 进入脂库储存 构成生物膜 转变为其他物质,来源,去路,二、血浆脂蛋白,血浆脂蛋白是脂类在血液中的运输形式。 脂蛋白=Apo + TG + Ch + PL （一）血浆脂蛋白的分类 1. 密度分类法：分成：CM、VLDL、LDL、 HDL。 2. 电泳法： 分成：CM、-LP、 pre-LP、-LP。,（二）血浆脂蛋白的组成 各类血浆脂蛋白都含有蛋白质、三脂酰甘油、磷脂、胆固醇但不同的脂蛋白其蛋白质的种类和脂类的组成比例不同。 血浆脂蛋白的组成,分 类 CM VLDL LDL HDL 密度 0.95 0.951.006 1.0061.063 1.0631.210 颗粒直径（nm）80500 2580 2025 7.510 组成（%） 蛋白质 0.52 510 2025 50 三脂酰甘油 8095 5070 10 5 胆固醇 45 1519 4850 2022 磷脂 57 15 20 25 载脂蛋白 B18，C，C C，C，C B100 A，A， C A，A B100 ，E C，C，D，E,