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《生化》第9版：6、脂质代谢
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编辑于2024-06-20 22:27:29
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脂质代谢
概述
酮体、胆固醇、脂肪酸合成原料均为乙酰CoA
脂肪酸合成关键酶：乙酰CoA羧化酶
酮体和胆固醇代谢
酮体生成
HMG-CoA（6碳）：由1+1+1个乙酰CoA合成（合成酮体和胆固醇的乙酰CoA有来源不同）
酮体包括：乙酰乙酸（75-80%）、β-羟丁酸（25%）、丙酮（＜1%，肺排出）
HMG-CoA相关酶：合酶（共同）、裂解酶（酮体）、还原酶（胆固醇）
(2)酮体生成的意义
供能
①酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝向肝外组织输出能量的重要形式。心、肾、脑均可利用酮体供能
②长期饥饿、糖供应不足时，酮体是脑组织的主要能源物质
临床病症
DKA（糖尿病酮症酸中毒）
糖尿病时血中酮体↑↑，可致酮症酸中毒，呼出气烂苹果味（丙酮）
酮症
正常血中有少量酮体，为0.03~0.5mmol/L
饥饿、糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成↑，可导致酮症
酮尿
血酮体超过肾阈值，便可随尿排出，引起酮尿
（3）酮体生成的调节
饮食因素
饱食后↓：胰岛素↑、脂解受抑制，脂肪动员↑—酮体生成↓
饥饿时↑：胰高血糖素↑、脂解↑，脂肪动员↑—酮体生成↑
糖代谢
糖供应不足、糖代谢障碍（糖尿病）时酮体生成↑
糖代谢旺盛时，促进丙二酸单酰CoA合成，其可竞争性抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ（脂肪酸β氧化关键酶），脂肪酸β氧化受抑制，酮体生成↓
3、酮体在肝外的氧化利用
肝细胞
缺乏利用酮体的琥珀酰CoA转硫酶，不能利用酮体
心肾脑、骨骼肌
有高活性琥珀酰CoA转硫酶，可利用酮体供能
心肌和肾皮质利用酮体能力远大于利用葡萄糖
总结
酮体是肝内合成，肝外利用；脂肪是肝内合成，肝外储存。
脂肪细胞可合成、储存、动员脂肪，但不能利用脂肪(甘油)。
4、胆固醇的合成
（1）合成部位与原料
部位
除脑组织、成熟红细胞外均可合成
主要在肝（70%~80%）、小肠(10%）。胞质、光面内质网
原料
乙酰CoA——葡萄糖、氨基酸、脂肪酸在线粒体内的分解产物
NADPH——糖代谢的磷酸戊糖途径
记忆
合成1分子胆固醇需消耗18乙酰CoA、36ATP、16NADPH+H+（高耗料、高耗、高耗氢）
（3）胆固醇合成的调节
胆固醇代谢产物反馈抑制胆固醇合成
甲状腺激素既可诱导肝HMG-CoA还原酶，从而增加胆固醇的合成；又能促进胆固醇在肝转变为胆汁酸。 后代谢作用较强，故甲亢时胆固醇↓
5、胆固醇的转化
概述
母核
胆固醇的母核（环戊烷多氢菲）在体内不能降解，故胆固醇不能在体内被彻底分解为CO2、H2O
侧链
可被氧化、还原、降解转变为其他类固醇激素
胆固醇的转化与去路
于皮肤生成VitD3
拓展
甘油三酯代谢
甘油三酯的合成
脂质
是脂肪、类脂的总称
脂肪
即甘油三酯，是机体重要的能量来源，由甘油三酯是甘油的3个羟基被相同或不同的脂肪酸酯化而成
脂肪酸的结构式=CH3（CH2）nCOOH
类脂
包括固醇及其酯、磷脂、糖脂等
(1)甘油三酯（TG)的合成部位——胞质内合成
肝细胞
★肝能合成脂肪，但不能储存脂肪。需与apo组装成VLDL分泌入血，运输至肝外组织利用。
营养不良、中毒时，肝细胞VLDL生成障碍，导致TG在肝细胞蓄积，发生脂肪肝
脂肪细胞
既可合成甘油三酯，也可储存甘油三酯（能量仓库）
小肠黏膜
利用脂肪消化产物合成TG，以CM形式经淋巴入血
（2）甘油三酯的合成原料
概念
甘油三酯是1分子甘油与3分子脂肪酸酯化而成
①甘油
3-磷酸甘油的来源
甘油转变为3-磷酸甘油消耗1分子ATP
A、主要来自糖酵解(主要）
合成TG的3-磷酸甘油主要来自糖酵解产生的3-磷酸甘油
B、也可来自游离甘油
肝、肾可利用游离甘油磷酸化生成3-磷酸甘油，合成TG
脂肪细胞缺乏甘油激酶，不能直接利用甘油合成TG
②脂肪酸
3个脂肪酸分子可为同一脂肪酸，也可为三种不同的脂肪酸
来源
肝细胞（主要）
利用葡萄糖代谢中间产物乙酰CoA，合成脂肪酸——主要
脂肪组织
可水解VLDL甘油三酯，释放脂肪酸，用于合成TG
小肠黏膜
吸收的脂类物质运送至脂肪组织、肝后，重新合成脂肪酸
（3）甘油三酯的合成途径
①脂肪酸的活化
脂肪酸作为TG合成的基本原料，必须活化成脂酰CoA才能参与TG的合成，催化该反应的酶为脂酰CoA合成酶
消耗2分子 ATP（2个高能磷酸键）
甘油三酯两种合成途径
甘油一酯途径
小肠黏膜细胞合成甘油三酯的主要途径
甘油二酯途径
肝细胞、脂肪细胞合成甘油三酯的主要途径
关键酶：脂酰CoA转移酶
②甘油一酯途径（从甘油一酯开始）
合成部位
小肠黏膜细胞，胞质
关键酶
脂酰CoA转移酶
合成途径
小肠黏膜细胞利用摄取的甘油三酯消化产物(甘油一酯） 由脂酰CoA转移酶催化、ATP供能，将脂酰CoA的脂酰基转移至2-甘油一酯羟基上，合成甘油三酯
③甘油二酯途径
合成部位
肝细胞、脂肪细胞，胞质
关键酶
脂酰CoA转移酶
合成途径
以葡萄糖酵解途径生成的3-磷酸甘油为起始物，先合成1,2-甘油二酯，最后酯化甘油二酯羟基，生成甘油三酯
2、脂肪酸的合成
（1)合成部位和合成原料
合成部位
肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺、脂肪组织的胞质
脂肪酸β-氧化在线粒体中进行
合成原料
主料
乙酰CoA，来源于糖的有氧氧化
在线粒体内产生，经柠檬酸-丙酮酸循环进入胞质
辅料
ATP、NADPH、HCO3-(CO2)、Mn2+、生物素（乙酰CoA羧化酶的辅酶）
（2）柠檬酸-丙酮酸循环
循环原因
糖有氧氧化产生的乙酰CoA位于线粒体内，不能自由通过线粒体内膜，进入胞质用于脂肪酸的合成
生理作用
将线粒体内的乙酰CoA转移至胞质用于脂肪酸的合成
★产生少量的NADPH，可作为还原当量（供氢体）
拓展
葡萄糖-丙氨酸循环
肝脏糖异生⇆肌肉糖酵解
乳酸循环
肝脏糖异生⇆肌肉糖酵解
鸟氨酸循环（尿素循环）
鸟氨酸（结合氨、CO2）→瓜氨酸（结合氨）→精氨酸（水解）→尿素+鸟氨酸
NADH进入线粒体
苹果酸-天冬氨酸穿梭
α-磷酸甘油穿梭
（3）软脂酸的合成过程
①丙二酸单酰（丙二酰）CoA合成
软脂酸合成的第一步，关键酶：乙酰CoA羧化酶（耗能）
存在部位：该酶存在于胞质中，以Mn2+为激活剂，辅基为生物素
起转移羧基的作用，它的活性受多种因素的调节
关键酶调节
三羧酸循环中间物（柠檬酸、异柠檬酸）、原料（乙酰CoA）起正性调节作用
②软脂酸的合成
经4步反应不断重复加成反应，生成C16
加成延长
以丙二酸单酰CoA为基本原料，从乙酰CoA开始经反复加成反应完成，每次循环延长2C
循环反应
A、每次循环反应包括缩合→还原→脱水→再还原
B、合成16C的软脂酸需经7次循环反应
2n个碳的软脂酸需要经过n-1次循环
C、循环时乙酰CoA与丙二酸单酰CoA分别形成硫酯键而结合在β-酮脂酰合酶、酰基载体蛋白（ACP)上
③软脂酸的延长
C18、C24的脂肪酸在线粒体、内质网中进行
碳链延长
脂肪酸合成酶复合体催化合成的是16C的软脂酸
更长碳链脂肪酸的合成需通过对软脂酸加工延长
在内质网中
软脂酸碳链可延长至24C，但以18C的硬脂酸最多见
在线粒体中
软脂酸碳链可延长至24C或26C，但以18C的硬脂酸多见
(4)不饱和脂肪酸的合成
①概念
举例：
②合成
不饱和脂肪酸
单不饱和脂肪酸——油酸、软油酸（非必需脂肪酸）
多不饱和脂肪酸——亚油酸★→亚麻酸→花生四烯酸（必需脂肪酸）
记忆：用麻（亚麻酸）子花（花生四烯酸）生压油（亚油酸）
拓展：DHA是多不饱和脂肪酸（脑黄金）
转变
亚油酸→亚麻酸→花生四烯酸→经前列腺素合成酶→前列腺素：PGH2,PGF2α,PGD2,PGE2,PGl2,TXA2血栓素A2
3、甘油三酯的分解代谢
(1）脂肪动员
定义
甘油三酯分解代谢从脂肪动员开始。脂肪动员是指储存在白色脂肪细胞内的脂肪在脂肪酶作用下，逐步水解，释放游离脂肪酸、甘油，供其他组织细胞氧化利用的过程
脂肪酸β氧化、甘油进入糖酵解
关键酶
激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）
脂解激素与抗脂解激素
脂解激素（促进脂肪动员）
禁食、饥饿、交感神经兴奋时能升高血糖的激素（肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、ACTH、TRH）
抗脂解激素（能抑制脂肪动员）
胰岛素、前列腺素E2
（2）甘油的利用
肝、肾、肠等组织
甘油激酶活性高，可利用甘油
脂肪细胞、骨骼肌
甘油激酶活性很低，不能利用甘油
（3)脂肪酸的分解——β氧化
关键酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ
①脂酸活化为脂酰CoA
脂酸活化
脂肪动员产生的3分子FFA（游离脂肪酸），在氧化前必须活化
脂酰CoA含高能硫酯键，可提高反应活性，增加水溶性
催化酶
内质网、线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶
特点
1分子脂肪酸活化需消耗1ATP，2个高能磷酸键，故计算时-2ATP
②脂酰CoA进入线粒体
脂酰CoA进入Mt
胞质内活化的脂酰CoA必须进入Mt才能被氧化
关键酶
肉碱脂酰转移酶I是脂肪酸β-氧化的关键酶
线粒体外膜
肉碱脂酰转移酶I催化脂酰CoA与肉碱合成脂酰肉碱，在Mt内膜肉碱-脂酰肉碱转位酶作用下，通过内膜进入Mt基质，同时将等分子肉碱转运出Mt
线粒体内膜
进入Mt的脂酰肉碱，在Mt内膜肉碱脂酰转移酶Ⅱ作用下，转变为脂酰CoA，并释放出肉碱
③饱和脂肪酸的β-氧化（此处酶可能会考）
④脂酸β-氧化的能量产生
⑤脂肪酸β-氧化的特点
需耗能
脂肪酸活化需消耗1ATP，2个高能磷酸键（ATP→AMP）
RBC（红细胞）
β-氧化在线粒体内进行，无线粒体的红细胞不能进行β-氧化
产能
β-氧化有FADH2、NADH+HI+生成，经氧化呼吸链产生能量
(4)脂肪酸的其他氧化方式
①不饱和脂肪酸的氧化
与饱和脂酸流程相似
在胞质中活化，通过肉碱转运进入Mt进行β-氧化
过程有所差异
饱和脂肪酸——β-氧化产生的烯脂酰CoA是反式△2烯脂酰CoA，而不饱和脂肪酸中的双键为顺式
不饱和脂酸——β-氧化产生的烯脂酰CoA是顺式△3烯脂酰CoA或顺式A2烯脂酰CoA，不能继续β-氧化
补充：异构酶催化
顺式△3烯脂酰CoA在线粒体特异的△3顺→△2反烯脂酰CoA异构酶催化下，转变为β-氧化酶系能识别的△2反式构型，继续进行β-氧化
②超长碳链脂肪酸的氧化
软脂酸C16、硬脂酸C18
常规行脂肪酸β-氧化
超长碳链脂肪酸C20、C22
先被过氧化酶体中存在的脂肪酸β-氧化同工酶，氧化成较短碳链的脂肪酸（≤C8）；然后再进入线粒体内进行β-氧化
③奇数碳原子脂肪酸的氧化
生成丙酰CoA
①人体含有极少量奇数碳原子的脂肪酸，经β-氧化后，除生成乙酰CoA外，还生成1分子丙酰CoA
②支链氨基酸氧化分解时，也可产生丙酰CoA
丙酰CoA的氧化
丙酰CoA彻底氧化需经β-羧化酶、异构酶作用，转变为琥珀酰CoA，进入三羧酸循环彻底氧化
或经三羧酸循环转变为草酰乙酸，然后异生为糖（而乙酰CoA不能异生为糖）
4、脂肪酸合成与分解的比较
5、多不饱和脂肪酸衍生物的生理作用（少考）
（1）前列腺素(PG）的生理作用
（2）血栓噁烷（TXA2）和白三烯（LTs）的生理作用
三、磷脂代谢
概述
定义
含磷酸的脂类，称为磷脂
组成
磷脂由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸、含氮化合物等组成
根据组成成分不同，可分为两大类
（1）甘油磷脂
甘油磷脂——是指由甘油构成的磷脂
磷脂酸
甘油第1位、第2位的两个OH被脂肪酸酯化
甘油第3位OH被磷酸酯化成为磷脂酸
甘油磷脂
磷脂酸的磷酸OH再被胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇等取代，可形成不同类型的甘油磷脂
乙脑、二心、胆卵
（2)鞘磷脂
由鞘氨醇、或二氢鞘氨醇构成的磷脂，称为鞘磷脂
特点
鞘氨醇的氨基——通过酰胺键与脂肪酸相连形成神经酰胺
鞘氨醇的羟基——通过酯键与取代基团x结合而成为鞘脂
分类
按取代基x的不同，鞘脂可分为鞘磷脂、鞘糖脂
合成途径
2、甘油磷脂的合成
（1）合成原料
骨架
甘油
主要由葡萄糖转化而来
取代基
脂肪酸
主要由葡萄糖转化而来，R,多不饱和脂肪酸为营养必需脂肪酸
胆碱
既可由食物供给，也可由丝氨酸、甲硫氨酸合成
丝氨酸
是合成磷脂酰丝氨酸的原料
供能
ATP
活化
CTP
参与乙醇胺、胆碱、甘油二酯的活化，形成CDP-乙醇胺、CDP-胆碱、CDP-甘油二酯等活化中间物
（2）甘油磷脂的合成途径
两条途径
1,2-甘油二酯合成途径、CDP-甘油二酯合成途径
★
卵磷脂
主要经甘油二酯途径合成（占75%）
由S-腺苷甲硫氨酸提供甲基，使脑磷脂甲基化而生成(15%）
3、鞘磷脂的合成
(1）鞘氨醇的合成
特点
鞘氨醇是合成神经鞘磷脂的主要中间产物
部位
人体各组织细胞，内质网
原料
软脂酰CoA、丝氨酸、胆碱
步骤
软脂酰CoA与丝氨酸缩合并脱羧，生成3-酮基二氢鞘氨醇，再由NADPH供氢，还原酶催化生成二氢鞘氨醇，脱氢生成鞘氨醇
（2）神经鞘磷脂的合成
特点
是人体含量最多的鞘磷脂，由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸胆碱构成
合成
鞘氨醇的氨基——与脂酰CoA进行酰胺缩合，生成N-脂酰鞘氨醇
鞘氨醇的羟基——由CDP-胆碱提供磷酸胆碱，生成神经鞘磷脂
4、磷脂的分解
(1）甘油磷脂的降解
四、血浆脂蛋白及其代谢
1、血浆脂蛋白分类
电泳法分类
α-脂蛋白、前β-脂蛋白、β-脂蛋白、CM(正极至负极）
超速离心法
CM、VLDL、LDL、HDL
2、血浆脂蛋白的组成
apo（载脂蛋白）
血浆脂蛋白中的蛋白质，称为载脂蛋白（apo），已分离20多种
结构
内核—由甘油三酯、胆固醇酯组成
外表——由载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇单分子层组成
功能
保证不溶于水的脂质，能在水相的血浆中正常运输
3、血浆脂蛋白的生理功能
卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(LCAT)由肝合成：从肝或小肠分泌的新生HDL，进入血浆后，在LCAT催化下，生成溶血卵磷脂及胆固醇酯
4、血浆脂蛋白代谢
（1）乳糜微粒（CM)
功能
①由小肠黏膜细胞合成，转运外源性甘油三酯及胆固醇
②小肠黏膜细胞利用摄取的中、长链脂肪酸合成TG；吸收的磷脂、胆固醇；加上apo等组装成CM，经淋巴道入血
特点
正常人CM在血浆中代谢迅速，半寿期为5～15min
正常人空腹12~14h后，血浆中不应含CM
所以查血浆脂蛋白应该空腹
（2）极低密度脂蛋白（VLDL)
合成
肝细胞以葡萄糖分解代谢物、食物来源的脂肪酸为原料合成甘油三酯，再与apoB100、E等组装成VLDL。
营养不良、中毒，肝合成VLDL发生障碍，甘油三酯大量堆积，可导致脂肪肝
降解
VLDL中的甘油三酯在LPL（脂蛋白脂肪酶)作用下，逐步水解，经IDL转变为LDL(VLDL→IDL→LDL)
功能
VLDL是运输内源性甘油三酯的主要形式
（3)低密度脂蛋白（LDL）
合成
LDL由VLDL在血浆中转变而来
降解
肝是降解LDL的主要器官。正常人血浆LDL，每天45%被清除
其中2/3经LDL受体途径降解，1/3经单核-吞噬细胞系统降解
LDL受体广泛存在于各种细胞膜表面
LDL可修饰成Ox-LDL，被清除细胞清除
功能
转运肝脏合成的内源性胆固醇（顺向转运胆固醇：肝→组织）
（4)高密度脂蛋白(HDL）
合成
主要由肝合成，小肠可合成部分
功能
参与胆固醇的逆向转运
即将肝外组织细胞内的胆固醇，转运到肝，代谢后排出体外
HDL、VLDL在肝脏合成
5、高脂血症类型及特点
IDL中间密度脂蛋白