脂代谢

第二节脂类代谢脂类是脂肪和类脂的总称。类脂包括固醇及其酯、磷脂和糖脂。它们都是脂酸的酯或能与脂酸成酯的物质。不溶于水而溶于有机溶剂。一、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(0.11~1.69mmol/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)二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构分类电泳法超速离心法CM、VLDL、LDL、HDL血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。♁CM前CMVLDLLDLHDL密度＜0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210组成脂类含TG最多，80~90%含TG50~70%含胆固醇及其酯最多，40~50%含脂类50%蛋白质最少,1%5~10%20~25%最多，约50%载脂蛋白组成apoB48、EAⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apoAⅠ、AⅡ血浆脂蛋白的组成特点表6-4血浆脂蛋白的分类、性质、组成及功能分类密度法乳糜微粒极低密度脂蛋白低密度脂蛋白高密度脂蛋白电泳法乳糜微粒前-脂蛋白-脂蛋白-脂蛋白性质密度0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210Sf值40020~4000~20沉降电泳位置原点2-球蛋白-球蛋白1-球蛋白颗粒直径(mm)80~50025~8020~257.5~10组成蛋白质0.5~25~1020~2550(%)脂类98~9990~9575~8050甘油三酯80~9550~70105磷脂5~7152025胆固醇1~41545~5020游离1~25~785酯化310~1240~4215~17载脂apoAⅠ71—65~70蛋白apoAⅡ5——20~25组成apoAⅣ10———(%)apoB100—20~6095—apoB489———apoCⅠ113—6apoCⅡ156微量1apoCⅢ0-24140—4apoE微量7~1552apoD———3合成小肠粘膜肝细胞血浆肝、肠、部位细胞血浆功能转运外源性转运内源性转运内源性逆向转运胆甘油三酯及甘油三酯及胆固醇固醇胆固醇胆固醇三、三酰甘油的中间代谢MetabolismofTriglyceride（一）甘油三酯的分解代谢1.脂肪的动员储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为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)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2.甘油的代谢：甘油激酶（肝、肾、肠）磷酸甘油脱氢酶合成脂肪糖酵解；糖异生NAD+NADH+H+ATPADPCH2OHCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2O-PCH2OHC=OCH2O-P磷酸二羟丙酮3.脂酸的氧化部位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：胞液、线粒体1）脂酸的活化——脂酰CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上Mg2+RCO～SCoA脂酰CoA合成酶RCOOHHSCoAATPAMPPPi2)脂酰CoA进入线粒体★转运载体：肉碱（L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸）。★参与的酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ：线粒体内膜外侧面肉碱脂酰转移酶Ⅱ：线粒体内膜内侧面肉碱，脂酰肉碱转位酶：线粒体内膜内侧面，肉碱和脂酰肉碱转运载体。肉碱肉碱CoA脂酰肉碱CoA脂酸脂酰CoAATPAMP+PiCoA脂酰肉碱脂酰CoA脂酰肉碱脂酰CoA合成酶肉碱：脂酰转移酶Ⅰ线粒体外膜肉碱：脂酰转移酶Ⅱ肉碱：脂酰肉碱转位酶线粒体内膜脂酰CoA3)β-氧化过程①脱氢：脂酰CoA脱氢酶，FAD②加水：△2烯酰CoA水化酶③再脱氢：β-羟脂酰CoA脱氢酶，NAD+④硫解（脱乙酰CoA）：β-酮脂酰CoA硫解酶，HS-CoAH2ONAD+NADH+H+RCH=CHCO～SCoA△2反烯酰CoARCHCH2CO～SCoAOHL（+）β-羟脂酰CoARCCH2CO～SCoAOβ-酮脂酰CoA继续β氧化CH3CO～SCoACoAFADFADH2RCH2CH2CO～SCoA脂酰CoARCO～SCoA少二碳的脂酰CoA脂酸氧化的能量生成：以软脂酸为例：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ATP8×12+7×3+7×2=131净生成ATP131–2=129脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATP线粒体膜硬脂酸硬脂酰CoATACCH3CO~SCoA硬脂酰CoA△2反硬脂酰CoAβ-羟硬脂酰CoAβ-酮硬脂酰CoA16C脂酰CoA（继续β-氧化）硬脂酸经8次β-氧化产生9乙酰CoA1）酮体的生成：乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体。血浆水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体4.酮体的生成和利用酮体的生成脂酸β-氧化2CH3COSCoACoASH乙酰乙酰CoA硫解酶CH3COCH2COSCoACH3COSCoACoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)（接下页）HMGCoA合成酶羟甲基戊二酸单酰CoACH3COSCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3CO2NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶酮体NAD+CH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸丙酮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）CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸CHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OO==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OO==OO==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO2CHCH33CSCoACSCoA==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO==OO2乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）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。酮体是酸性物质。在饥饿、未被控制的糖尿病等情况下，酮体大量生成，超过肝外组织氧化利用酮体的能力，血中酮体堆积可导致酮症酸中毒，尿中出现酮体。（二）三酰甘油的合成代谢：1.脂酸的合成胞液内合成软脂酸。内质网和线粒体进行脂酸碳链加长。非必需不饱和脂酸由饱和脂酸去饱和生成。合成原料及部位合成原料乙酰CoA（主要来自糖代谢），还需NADPH、ATP、HCO3-（CO2）、Mn2+。合成部位：肝、肾、脑、肺、乳腺、脂肪组织。脂酸合成的基本过程：1）丙二酰CoA的合成：☆乙酰CoA羧化酶：脂酸合成的限速酶CH3CO～SCoACOOHCH2CO～SCoA乙酰CoA羧化酶生物素Mn2+ATPHCO3-ADPPi2）软脂酸的合成：总反应：CH3CO～SCoA+7HOOCCH2CO～SCOA+14NADPH+14H+→CH3（CH2）14COOH+14NADP+7CO2+6H2O+8HSCoA过程：由酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原反应构成的重复加成过程。葡萄糖CH2OHCHOHCH2-O-PCH2OCOR¹CHOHCH2-O-PCH2OCOR¹CHOCOR²CH2-O-PCH2OCOR¹CHOCOR²CH2-OHCH2OCOR¹CHOCOR²CH2OCOR³脂酰CoA转移酶3脂酰CoA脂酰CoA转移酶脂酰CoA转移酶CoACoA磷脂酸磷酸酶H2OPi磷脂酸3.三酰甘油的合成CH2O-C-R1R2C-O-CHCH2O-P-OXOOOHOOOO四、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。常为花生四烯酸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、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP1.甘油磷脂的合成3）合成基本过程CH2O-C-R1R2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOOOOOO2.甘油磷脂的降解PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1CH2OHR2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOOOOCH2O-C-R1HO-CHCH2O-P-O—XOOHO磷脂酶(phospholipase,PLA)五、胆固醇代谢MetabolismofCholesterol胆固醇在体内含量及分布含量：约140克分布：全身各组织中；大约¼分布在脑、神经组织；肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织较多；肌肉组织含量较低；肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高。胆固醇的外源性摄取和影响因素★机体胆固醇的来源：外源性摄取内源性合成膳食中胆固醇的来源动物性食物脑髓和内脏，禽卵蛋黄，鱼子和软体动物含胆固醇丰富（一）胆固醇的合成组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。细胞定位：胞液、光面内质网1.合成部位1分子胆固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化葡萄糖经磷酸戊糖途径乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体合成原料2.合成基本过程合成胆固醇的限速酶1.甲羟戊酸的合成2.鲨烯的合成3.胆固醇的合成（二）胆固醇的转化1.转变为胆汁酸(bileacid)（肝脏）2.转化为类固醇激素3.转化为7-脱氢胆固醇（皮肤）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）•转变为维生素Ｄ：胆固醇脱氢→7-脱氢胆固醇→紫外线→胆骨化醇(又称VitD3)→肝、肾转化→1,25-(OH)2Ｄ3