导图社区 脂代谢
《生物化学与分子生物学》人民卫生出版社。第九版第二篇第七章脂质代谢详细归纳了甘油三酯代谢、磷脂代谢、胆固醇代谢和血浆脂蛋白及其代谢。学好脂质代谢这一篇思维导图就够了,希望对大家学习有帮助。
编辑于2023-02-18 16:30:11 四川省脂代谢
学习目标: 1、理解脂类在生物体内主要代谢途径及其调控机制 2、理解与脂类代谢相关的能量代谢途径 3、理解某些脂类中间代谢物在物质互变中的重要作用 4、脂在血浆中的转运机制和调节
脂质的构成及功能
构成
脂肪
甘油三酯(TG)
类脂
磷脂
依据骨架的不同分为两类
磷酸甘油酯(PL)
鞘磷脂
糖脂
脑苷脂
神经节苷脂
胆固醇(Ch)及其脂(ChE)
常作为结构成分,不会因胖瘦而有太大差别
功能
供能贮能,e.g.甘油三酯
保护脏器
节约蛋白质
增加饱腹感
构成生物膜,e.g.类脂
协助脂溶性维生素的吸收,e.g.脂质、胆汁酸
提供必需脂肪酸
必需脂肪酸(essential fatty avid)指机体需要但自身不能合成,必须要靠食物提供的多不饱和脂肪酸
作为某些生物活性物质的原料,e.g.脂肪酸——前列腺素(PG)、血栓噁烷、白三烯 胆固醇——各种类固醇激素、维生素D3
作为细胞信号转导的第二信使,e.g.磷脂酰肌醇-4,5-双磷酸(PIP2)、1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)
脂质的消化吸收
部位:十二指肠开始,以小肠为主(需胰腺分泌的水解酶)
小肠的脂质消化、吸收能力具有很大的可塑性
小肠脂质消化吸收能力调节的分子机制可能涉及小肠特殊的分泌物质或特异的基因表达产物
小肠被认为是介于机体内、外脂质间的选择性屏障。脂质通过该屏障过多会导致其在体内堆积,促进肥胖高脂血症、动脉粥样硬化、Ⅱ型糖尿病等疾病的发生。
过程:
作用:在维持机体脂质平衡中具有重要作用
甘油三酯代谢
分解
脂肪动员(fat mobilization)
概念:脂肪在脂肪组织中,在一系列脂肪酶作用下被分解为甘油和脂肪酸(FFA)并释放入血被组织器官利用的过程。

甘油可在血液循环中自由转运,脂肪酸需与清(白)蛋白形成复合体再转运。
结果:生成3分子的自由脂肪酸(free fatty acid)和1分子甘油

关键酶:激素敏感脂肪酶(HSL)
甘油的利用
甘油可直接经血液运输至肝、肾、肠等组织利用。在甘油激酶作用下,甘油转变为3-磷酸甘油,然后脱氢生成磷酸二羟丙酮,然后进入糖酵解或糖异生
脂肪酸分解
脂肪酸不能被脑组织利用(血-脑屏障)
过程
活化为脂酰CoA

部位:胞质
消耗两个高能磷酸键(ATP→AMP)即消耗两分子ATP
脂酰CoA进入线粒体

是脂肪酸氧化的限速步骤
载体:肉碱
脂酰肉碱转移酶Ⅰ、转位酶、脂酰肉碱转移酶Ⅱ
β-氧化分解
部位:线粒体内
过程:脱氢→加水→脱氢→硫解

产物:生成1分子FADH2,1分子NADH,乙酰CoA,少了两个碳的脂酰CoA
软脂酸:十六烷酸
三羧酸循环

脂肪酸在肝内分解可产生酮体
酮体:脂肪酸在肝细胞线粒体中可分解生成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮,这三者合称为酮体,是脂肪酸分解的中间代谢产物。 酮体是小分子物质,可以穿过血-脑屏障 乙酰乙酸可经尿液排出,β-羟丁酸可释放入血,丙酮是挥发性的气体有烂苹果味
原料:乙酰CoA(乙酰CoA的来源有两种,一是脂肪酸β-氧化分解,二是糖有氧氧化,此过程乙酰CoA的来源为脂肪酸β-氧化分解)
产生过程
关键酶:HMG-CoA合酶
利用
琥珀酰CoA含高能硫脂键
一分子β-羟丁酸经上述过程可产生20.5或22.5分子ATP
生理意义
正常情况下,酮体是肝输出能源的一种重要形式
饥饿或疾病情况下,该过程可为心、脑提供能量
调节
酮酸中毒机制
甘油三酯的合成
场所:肝、脂肪组织、小肠
原料:甘油和脂肪酸
途径
甘油一酯途径:小肠粘膜细胞
甘油二酯途径:肝和脂肪组织细胞
内源性脂肪酸的合成
需要先合成软脂酸
部位:胞质
原料:乙酰CoA、NADPH、ATP(16+7)
过程
乙酰CoA转运出线粒体
柠檬酸-丙酮酸循环消耗2分子ATP OAA:oxaloacetic acid 草酰乙酸 acetyl CoA:乙酰辅酶A citerate:柠檬酸 citerate lyase:柠檬酸裂解酶 cytosolic malate dehydrogenase:胞质苹果酸脱氢酶 malate:苹果酸 malic enzyme:苹果酸脱氢酶
丙二酸单酰CoA的合成
脂肪酸合成循环
缩合-还原-脱水-再还原
磷脂的代谢
甘油磷脂的基本介绍
基本结构
体内几种重要的甘油磷脂
二软脂酰胆碱(二棕榈酰卵磷脂)

代谢
合成
部位:各组织细胞的内质网(肝、肾、肠活性最高)
原料:甘油、脂肪酸、胆碱、丝氨酸、肌醇等
途径
CDP-胆碱途径(甘油二酯合成途径):脑磷脂、卵磷脂

有CTP参与
联想:糖原合成中有UTP参与,生成UDPG,作为G的供体将G连接到小分子糖原上
CDP-X+甘油二酯
CDP-甘油二酯途径

有CTP参与
CDP-甘油二酯+X
分解
关键酶:磷脂酶(phospholipase,PL)
过程
溶血磷脂2一头亲水,一头疏水,可引起细胞膜崩解 蛇毒、蜂毒中含磷脂酶A,可产生大量溶血磷脂,进而引起大量溶血,导致肾功能衰竭等
胆固醇的代谢
高血脂:胆固醇、甘油三酯过高或高密度脂蛋白过低
胆固醇(cholesterol)的结构
环戊烷多氢菲在人体内不能被降解,但17位上连接的支链可在体内代谢从而变为其他物质
3位羟基可连一个脂酰基团,从而使胆固醇变为胆固醇酯
代谢
合成
部位:肝和小肠的细胞质和滑面内质网
原料:乙酰CoA(来自糖代谢,需柠檬酸-丙酮酸循环从线粒体转运出)、ATP、NADPH
一分子胆固醇合成需要18分子乙酰CoA(故糖供充足可导致胆固醇合成增加),36分子ATP,16分子NADPH(可来自于磷酸戊糖途径也可来自于乙酰CoA转运出线粒体的过程)
过程

①乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸(MVA)
 甲羟戊酸的合成和酮体的合成过程基本一样,但部位不同,关键酶不同 甲羟戊酸的合成:部位:除成年动物脑组织和成熟红细胞外几乎所有组织细胞细胞质和内质网膜,主要是肝 关键酶:HMG-CoA还原酶 酮体的合成:部位:肝细胞线粒体 关键酶:HMG-CoA合酶
部位:细胞质和内质网膜
关键酶:HMG-CoA还原酶
②甲羟戊酸缩合生成鲨烯

部位:细胞质和内质网
③鲨烯环化为胆固醇

部位:内质网
胆固醇的脂化
组织细胞
关键酶:脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶(ACAT)
血浆
关键酶:卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)
胆固醇合成的调节
膳食因素及昼夜节律性
饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶活性,使胆固醇的合成减少
摄取高糖、高饱和脂肪膳食后,HMG-CoA还原酶活性增加而导致胆固醇合成增多
HMG-CoA还原酶的活性改变有昼夜节律性:午夜最高,中午最低
别构调节
胆固醇及其氧化产物,如7β-羟胆固醇,25-羟胆固醇等可反馈抑制HMG-CoA还原酶活性(负反馈调节)
共价修饰调节
HMG-CoA还原酶可被AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)磷酸化修饰而转变为无活性型
蛋白激酶可磷酸化修饰蛋白质
胰高血糖素、肾上腺素和糖皮质激素可激活PKA,并通过蛋白激酶级联反应系统激活AMPK,从而抑制HMG-CoA还原酶的活性
酶含量调节
胰岛素和甲状腺激素可通过诱导HMG-CoA还原酶的合成而使酶活性增加
甲状腺激素可促进胆固醇合成,也可使其变成其他物质
胆固醇及其氧化产物可阻遏HMG-CoA还原酶的合成而使酶活性降低
去路
转化为胆汁酸(main)
胆汁酸的作用
胆汁酸既具有亲水性也具有疏水性,可使低溶解度的胆固醇溶解在胆汁里,若胆汁酸含量降低,则胆固醇以沉淀的方式析出(胆汁酸+卵磷脂:胆固醇>10:1,可避免胆结石形成)
胆囊上皮可吸水,不吃早饭易得胆结石(不吃早饭,胆固醇不随胆汁排出,胆囊上皮吸水,导致胆汁内胆固醇浓度升高,更易析出)
转化成类固醇激素
胆固醇太少会导致类固醇激素合成异常
转化为维生素D3
血浆脂蛋白代谢
血脂
血浆中所含脂类物质统称为血脂
组成
甘油三酯(TG)及少量甘油一酯和甘油二酯
磷脂(PL),主要是卵磷脂,少量溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、神经磷脂等
胆固醇(Ch)及胆固醇酯(ChE)
自由脂肪酸(FFA)
特点
血脂水平波动大,受膳食因素影响大
血脂成分复杂
通常以脂蛋白的形式存在,但自由脂肪酸是与清蛋白构成复合体而存在
血浆脂蛋白是血脂的运输形式及代谢形式
血浆脂蛋白的分类、组成与结构

分类
组成
蛋白质(载脂蛋白,apo)、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇(Ch)、胆固醇酯(ChE)
不同脂蛋白仅有组分含量的差异而无本质上的不同
功能
结合和转运脂质,稳定脂蛋白的结构
载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别
AⅠ 识别HDL受体
B100、E 识别LDL受体
载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性

AⅠ激活LCAT(卵磷脂胆固醇脂酰转移酶)
AⅡ 激活HL(肝脂肪酶)
CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)
AⅣ 辅助激活LPL
CⅢ 抑制LPL
四种脂蛋白的代谢及功能
乳糜微粒 将食物中的TG转运到肝和脂肪组织

极低密度脂蛋白(VLDL) 将肝合成的甘油三酯转运到肝外组织
 IDL:中间密度脂蛋白
低密度脂蛋白(LDL)
来源:由VLDL转变而来
功能 转运肝合成的内源性胆固醇
  
高密度脂蛋白(HDL) 将胆固醇由肝外组织转运到肝
学习目标
掌握
脂肪分解及脂肪酸氧化的基本过程、关键酶
酮体生成及氧化利用的生理意义
脂肪合成及软脂酸合成过程中的关键酶
甘油磷脂的基本结构及分类、合成部位、合成原料
胆固醇合成代谢的关键酶及转化去路
血脂及其组成,血浆脂蛋白的分类及其功能,高脂血蛋白症
熟悉
脂类的生理功能
必需脂肪酸的概念
脂肪合成的基本过程
磷脂酸的生成
脂肪酸合成酶系的组成结构、酰基载体蛋白(ACP)
软脂酸合成的基本功能
脂肪酸合成的调节,代谢物的调节作用与激素的调节
脑磷脂和卵磷脂的组成成分
鞘氨醇的合成部位及原料
神经鞘磷脂合成
神经鞘磷脂酶
血浆脂蛋白的代谢过程
了解
脂类的概念和分类、不饱和脂肪酸分类
脂质的构成、功能、分析及消化吸收
脂肪的消化过程
脂类消化产物的吸收及入血途径
脂肪酸的其他氧化方式
脂肪酸碳链的加长及不饱和脂肪酸的合成
多不饱和脂肪酸的重要衍生物生理功能
鞘磷脂的代谢
血浆脂蛋白代谢紊乱