第七章脂代谢

医学生物化学脂代谢：胆固醇的主要合成途径、调控及转化；酮体生成和胆固醇合成比较；血浆脂蛋白的分类、组成、生理功能及代谢。

第七章 脂代谢

• 脂肪分解代谢过程及能量的生成
  • ⒈脂肪动员：
    • 储存在脂肪细胞内的脂肪在脂肪酶的作用下，逐步水解释放游离脂肪酸和甘油供其他组织细胞氧化利用的过程
  • ⒉脂肪酸氧化供能四个阶段
    • 一、脂肪酸活化
      • 第一步
        • 过程
          • CH₃(CH₂)nCOOH→CH₃(CH₂)nCO-SCoA
        • 酶
          • 脂酰辅酶A合成酶
        • 部位
          • 线粒体外膜上
        • 特点
          • 脂酰辅酶A的生成代表脂肪酸的活化已经完成
          • 该过程消耗ATP→AMP
            • 相当于两个ATP
    • 二、经肉碱转移至线粒体
      • 第二步
        • 过程
          • 脂酰辅酶A→脂酰肉碱
        • 酶
          • 肉碱脂酰转移酶Ⅰ
        • 部位
          • 酯酰辅酶进入线粒体内外膜间隙
      • 第三步
        • 过程
          • 脂酰肉碱自线粒体膜间隙进入线粒体基质
        • 酶
          • 肉碱-脂酰肉碱转位酶
      • 第四步
        • 过程
          • 酯酰肉碱→酯酰辅酶A
        • 酶
          • 肉碱酯酰转移酶Ⅱ
        • 部位
          • 线粒体基质
    • 三、β-氧化生成乙酰辅酶A
      • ①脱氢
        • 过程
          • 脂酰辅酶A+FAD→烯酯酰辅酶A+FADH₂
        • 酶
          • 脂酰辅酶A脱氢酶
        • 特点
          • 生成的FADH₂可产生1.5个ATP
      • ②加水
        • 过程
          • 烯酯酰辅酶A→β-羟脂酰辅酶A
        • 酶
          • 水化酶
      • ③再脱氢
        • 过程
          • 羟脂酰辅酶A→酮脂酰辅酶A
        • 特点
          • 生成的NADH可产生2.5个ATP
      • ④硫解
        • 过程
          • 酮脂酰辅酶A + HS-CoA→乙酰辅酶+脂酰辅酶A
    • 四、乙酰辅酶A进入三羧酸循环
  • ⒊酮体的生成、利用和意义
    • ①酮体生成和利用过程
      • 酮体
        • 乙酰乙酸
          • 加氢→
            • ←β-羟丁酸
          • 脱羧→
            • 丙酮
      • 酮体生成
        • 2乙酰CoA ↓
        • 酶1：乙酰乙酰辅酶A硫解酶
        • ↓ 乙酰乙酰CoA ↓
        • 酶2：HMG辅酶A合酶
        • ↓ HMGCoA ↓
        • 酶3：HMGCoA裂解酶
        • ↓ 乙酰乙酸
          • β-羟丁酸
          • 丙酮
      • 酮体利用
        • 心肾脑
          • 过程
            • 乙酰乙酸 ↓
            • 酶Ⅰ/酶Ⅱ
            • ↓ 乙酰乙酰CoA ↓
            • 酶：乙酰乙酰CoA硫解酶
            • ↓ 2乙酰CoA
          • 酶
            • 酶Ⅰ：乙酰乙酸硫激酶
              • 以游离CoA为底物
            • 酶Ⅱ：琥珀酰COA转硫酶
              • 以自身CoA为底物
        • 骨骼肌
          • 酶：只有琥珀酰COA转硫酶
        • 肝内生酮肝外用
          • 原因：肝内没有酶Ⅰ、酶Ⅱ
    • ②酮体生成的意义
      • ⒈酮体是肝输出能源的一种形式
      • ⒉酮体分子小，可通过血脑屏障，是脑组织的重要来源
      • ⒊在饥饿或高脂低糖膳食时，脂肪动员加强，酮体生成和利用增加，可减少糖的利用
    • ③酮体生成的调节
      • ⒈进食状态
        • 饥饿
          • 胰高血糖素
            • 脂肪动员↑
              • 酮体生成↑
        • 饱食
          • 胰岛素
            • 脂肪动员↓
              • 酮体生成↓
      • ⒉糖代谢旺盛
        • 乙酰CoA↑
          • 丙二酰CoA（丙二酸单酰CoA）↑
            • 别构抑制肉碱酯酰转移酶-1
              • 酮体生成↓
      • ⒊糖尿病酮症酸中毒（烂苹果味）
        • 治疗：推射胰岛素
• 甘油三酯的合成
  • ⒈甘油一酯途径
    • ①部位：
      • 小肠粘膜细胞
    • ②原料：食物脂肪消化产物（2-甘油一酯）重新 合成脂肪
    • 反应：
      • 2-甘油一酯+2脂酰CoA→甘油三酯
  • ⒉甘油二脂途径
    • ①部位：
      • 肝、脂肪细胞
    • ②原料：
      • 甘油来自糖代谢
      • 脂肪酸来自糖代谢（主要）和CM
    • ③反应：3-磷酸甘油+3脂酰CoA→甘油三酯
    • ④脂肪酸合成：
      • Ⅰ合成部位
        • 细胞：肝、脂肪组织
        • 亚细胞
          • 胞液：合成软脂酸
          • 肝线粒体、内质网：
            • 延长碳链
            • 去饱和生成碳碳双键
      • Ⅱ合成原料
        • 乙酰CoA（糖和氨基酸代谢、柠檬酸-丙酮酸循环）
        • NADPH（磷酸戊糖途径）
      • Ⅲ关键步骤
        • 反应：
          • 乙酰CoA+CO₂+ATP→丙二酸单酰CoA+ADP+Pi
          • 丙二酸单酰CoA
            • 乙酰CoA的活化形式
            • 二碳单位的供体
        • 酶：乙酰CoA羧化酶
          • 辅酶因子：生物素
          • 激活剂：Mn²⁺
          • 调节
            • ㈠共价调节
              • 胰高血糖素加磷酸
                • 降低乙酰CoA羧化酶活性
              • 胰岛素去磷酸
                • 升高乙酰CoA羧化酶活性
            • ㈡别构调节
              • 别构激活剂
                • 柠檬酸、异柠檬酸
              • 别构激活剂
                • 软脂酰CoA、长链酯酰CoA
            • ㈢自身结构
              • 多聚体有活性，单体无活性
    • ⑤软脂酸活化过程
      • 原料：
        • 七个丙二酸单酰CoA+一个乙酰CoA
      • 酶：
        • 脂肪酸合成酶
• 胆固醇的主要合成途径、调控及转化
  • ⒈合成部位：
    • 肝、小肠胞质
    • 成年动物脑组织和红细胞不能合成
  • ⒉原料
    • 18分子乙酰CoA
      • 糖有氧氧化、柠檬酸-丙酮酸循环
    • 16分子NADPH
      • 磷酸戊糖途径
    • 36分子ATP
  • ⒊关键酶：
    • HMGCoA还原酶
  • ⒋胆固醇合成调节
    • 对HMGCoA还原酶的调节
      • ①昼夜节律性，午夜活性高，正午活性低
      • ②磷酸化失活（胰高血糖素） 去磷酸化恢复活性（胰岛素）
      • ③受胆固醇的反馈抑制作用
      • ④胰岛素、甲状腺素诱导肝HMGCoA还原酶的 合成，增加胆固醇的合成
      • ⑤甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸
    • 特点
      • 胰岛素使HMGCoA还原酶活性又高又多
      • 甲状腺素促进HMGCoA还原酶合成， 又促进胆固醇转化为胆汁酸，总体上使胆固醇↓
  • ⒌胆固醇的转化
    • 吸收
      • 内源性胆固醇
      • 外源性胆固醇
    • 转化为
      • 胆汁酸盐
      • 粪固醇
      • 类固醇
      • 维生素D₃
• 酮体生成和胆固醇合成比较
  • 不同点
    • ⒈部位不同
      • 酮体生成
        • 肝细胞线粒体
      • 胆固醇合成
        • 胞液
    • ⒉原料不同
      • 酮体生成
        • 乙酰CoA来源于脂肪动员、脂肪分解
      • 胆固醇合成
        • 乙酰CoA来源于糖代谢
    • ⒊酶不同
      • 酮体生成
        • 关键酶：HMGCoA合酶
      • 胆固醇合成
        • 关键酶：HMGCoA还原酶
  • 共同点
    • 中间产物都是HMGCoA（羟甲基戊二酸单酰CoA）
      • 他汀药物是HMGCoA还原酶的竞争抑制剂
• 血浆脂蛋白的分类、组成、生理功能 及代谢
  • 载脂蛋白
    • 概念：
      • 血浆脂蛋白中的蛋白质称为载脂蛋白
    • 分类
      • apoA
        • A₁、A₂、A₄、A₅
      • apoB
        • B100、B48
      • apoC
        • C₁、C₂、C₃、C₄
      • apoD
      • apoE
  • ②血浆脂蛋白分类
    • 血浆蛋白
      • CM
        • 密度
          • 最小
        • 组成
          • 脂类
            • 含TG最多
          • 蛋白质
            • 最少
        • 特征载脂蛋白
          • apoB48
        • 合成部位
          • 小肠黏膜细胞
        • 功能
          • 转运外源性甘油三酯及胆固醇
      • VLDL
        • 密度
          • 极低
        • 组成
          • 脂类
            • 主要含TG
          • 蛋白质
            • 5%～10%
        • 特征载脂蛋白
          • apoB100
        • 合成部位
          • 肝细胞
        • 功能
          • 运输内源性甘油三酯及胆固醇
      • LDL
        • 密度
          • 低
        • 组成
          • 脂类
            • 主要含胆固醇及胆固醇酯
          • 蛋白质
            • 20%～25%
        • 特征载脂蛋白
          • apoB100
        • 合成部位
          • 血浆
        • 功能
          • 转运内源性胆固醇
      • HDL
        • 密度
          • 高
        • 组成
          • 脂类
            • 含脂类50%
          • 蛋白质
            • 最多
        • 特征载脂蛋白
          • apoA₁、apoA₂
        • 合成部位
          • 肝、肠
        • 功能
          • 逆向转运胆固醇
  • ③血浆脂蛋白代谢
• 脂肪酸 ↓ 脂酰辅酶A ↓ 肉碱酯酰 ↓ 酯酰辅酶A