第七章 脂质代谢

第七章 脂质代谢的思维导图，内容有脂质的构成、功能及分析、脂质的消化与吸收、甘油三酯代谢、磷脂代谢、血浆脂蛋白及其代谢，一起看看。

第七章 脂质代谢

• 一、脂质的构成、功能及分析
  • 脂质
    • 脂肪（即甘油三酯），甘油三酯是甘油的脂肪酸酯
      • 脂肪酸分类
        • 饱和脂肪酸
        • 不饱和脂肪酸（含双键）
          • 单不饱和脂肪酸：一个双键
          • 多不饱和脂肪酸：两个及以上双键
    • 类脂 组成
      • 固醇及其酯
        • 胆固醇（类固醇化合物）
          • 形成：环戊烷多氢菲母体结构衍生形成
          • 分类
            • 动物体：胆固醇
            • 植物：植物固醇，β-谷固醇
            • 酵母：麦角固醇
      • 磷脂（含磷酸）
        • 组成
          • 甘油或鞘氨醇
          • 脂肪酸（是脂肪烃的羧酸）
          • 磷酸
          • 含氮化合物
        • 结构通式
          • 
      • 糖脂
  • 脂质生物学功能
    • 1、甘油三酯是机体重要的能源物质
      • 特点
        • I. 疏水
        • II. 储存不带水分子，占体积小
        • III. 氧化分解产能多，1g甘油三酯彻底氧化可产生38KJ能量，1g蛋白质或碳水化合物彻底氧化只能产生17KJ能量
    • 2、脂肪酸具有多种重要的生理功能
      • (1) 提供必需脂肪酸
        • 概念：人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，必须从含有△9及以上去饱和酶的植物食物中获得
        • 人体缺乏△9及以上去饱和酶，不能合成亚油酸，α-亚麻酸
        • ps：花生四烯酸，能从人体亚油酸为原料合成，消耗必需脂肪酸，一般也归位必须脂肪酸
      • (2) 合成不饱和脂肪酸衍生物
        • 二十碳多不饱和脂肪酸衍生物：前列腺素（PG）、血栓噁烷（TXA2）、白三烯（LT）
      • (3) 磷脂是重要的结构成分和信号分子
        • 1| 构成生物膜重要成分
          • 磷脂酰胆碱（卵磷脂）：细胞膜
          • 二磷脂酰甘油（心磷脂）：线粒体膜
        • 2| 磷脂酰肌醇是第二信使的前体
          • 位置：细胞膜内层
          • 磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）是细胞膜磷脂的重要组成成分
        • 3| 胆固醇生物膜重要成分和具有重要生物学功能类固醇物质的前体
          • a. 动物细胞膜的另一结构成分，但亚细胞器膜含量较少
          • b. 环戊烷多氢菲环是胆固醇比细胞膜其他脂质更强直，是决定细胞膜性质的重要分子
          • c. 肾上腺皮质、率丸、卵巢等能以胆固醇（酯）为原料合成类固醇激素；胆固醇在肝可转变为胆汁酸，在皮肤可转 化为维生素 D3
• 二、脂质的消化与吸收
  • 脂质消化主要场所：小肠上段
    • 胆汁酸盐协助消化酶消化脂质
      • 胆汁酸盐
        • 特点：具体较强的乳化作用
        • 作用：降低脂-水相间的界面张力，将脂质乳化成细小微团，促进脂质消化
      • 脂质消化酶
        • 1| 胰脂酶
          • 甘油三酯➪➪➪2-甘油一酯+2FFA
        • 2| 辅脂酶
          • 本身不具脂酶活性
          • 通过疏水键与甘油三酯结合，通过氢键与胰脂酶结合
          • 防止胰脂酶在脂﹣水界面上变性、失活。
          • 辅脂酶是胰脂酶发挥脂肪消化作用必不可少的辅助因子。
        • 3| 磷脂酶A2
          • 磷脂➪➪➪FFA+溶血磷脂
        • 4| 胆固醇酯酶
          • 胆固醇酯➪➪➪胆固醇+FFA
  • 脂质吸收的主要场所：十二脂肠下段及空肠上段
    • 吸收的脂质经再合成进入血液循环
      • 肠黏膜细胞➪（脂肪酶）➪甘油+2FFA ➪（门静脉）➪血液循环
      • 肠黏膜细胞➪➪甘油三酯、磷脂、肝固醇酯 ➪（载体蛋白）➪乳糜微粒
• 三、甘油三酯代谢
  • 甘油三酯合成代谢
    • 主要场所：肝（能力最强），脂肪细胞及小肠
      • 脂肪肝：营养不良、中毒以及必需脂肪酸、胆碱或蛋白质缺乏引起肝细胞VLDL生成障碍，导致甘油三酯在肝细胞蓄积
      • 脂肪细胞：大量贮存甘油三酯，是机体贮存甘油三酯的“脂库”
    • 基本原料：甘油和脂肪酸
    • 合成途径
      • 甘油一酯合成途径（小肠黏膜细胞）
        • 1| 脂肪酸活化成脂酰CoA
        • 2|
          • 消耗能量：2个ATP
        • 3| 2-甘油一酯➜➜（脂酰转移酶）➜➜1，2甘油二酯➜➜（脂酰CoA合成酶））➜➜甘油三酯
      • 甘油二酯合成途径（肝和脂肪组织细胞）
        • 1| 糖酵解途径）➜➜3-磷酸甘油
        • 2|
  • 内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸
    • 1、软脂酸由乙酰CoA在脂肪酸合酶复合体催化下合成
      • 合成部位：肝、脑、肾、肺、乳腺及脂肪等多种组织的细胞质，肝的脂肪酸合酶复合体活性最高（合成能力较脂肪组织大8～9倍），是人体合成脂肪酸是主要场所
      • 合成原料：
        • 乙酰CoA：葡萄糖分解供给，线粒体产生
        • NADPH
          • 磷酸戊糖途径（主要）
          • 苹果酸酶催化苹果酸氧化脱羧过程提供（少量）
        • HCO3-、ATP、Mn+
      • 合成过程
        • 7次循环
          • 用1分子乙酰 CoA 及7分子丙二酸单酰 CoA 合成长链脂肪酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。经7次缩合-还原-脱水-再还原合成。
          • 过程
            • a、底物进入：与酶结合
            • c、脂肪酸水解脱离
              • 消耗一个水分子
            • 总反应
              • 
            • b、循环反应：缩合、还原、脱水、再还原
          • 
            • 催化软脂酸合成的酶
              • 哺乳类动物脂肪酸合酶
              • 为两相同亚基首尾相连组成的二聚体
              • 7种酶活性在一条多肽链上，每个亚基含有3个结构域
                • 结构域1：乙酰基转移酶（AT）、丙二酸单酰转移酶（MT）、β ﹣酮脂酰合酶（KS），与底物进入有关
                • 结构域2：β﹣酮脂酰还原酶（KR）、β﹣羟脂酰脱水酶（HD）、 α，β﹣烯脂酰还原酶（ACP），催化还原反应，该结构含有一个肽段---酰基载体蛋白（ACP）
                • 结构域3：硫脂酶（TE），与脂肪酸释放有关
    • 2、软脂酸延长在内质网和线粒体内进行
      • 软脂酸延长
        • 内质网
          • 二碳单位供体：丙二酸单酰CoA
          • 脂酰基载体： CoASH
          • 主要是18碳硬脂酸，可延长至24碳
        • 线粒体
          • 二碳单位供体：乙酰 CoA
          • 脂酰基载体： CoASH
          • 产物：主要是18碳硬脂酸，可延长至24碳或26碳
    • 3、不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶催化
      • 不饱和脂肪酸的合成
        • 
    • 4、脂肪酸合成受代谢物和激素调节
      • 合成受代谢物和激素调节作用
        • 
        • 
        • 胰岛素促进脂肪酸合成 胰高血糖素抑制脂肪酸的合成
  • 甘油三酯氧化分解代谢
    • 1、脂肪的动员
      • 过程：甘油三酯👉👉甘油二酯👉（激素敏感性脂肪酶HSL，是关键酶）👉甘油一酯👉👉甘油
      • 脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素和去甲肾上腺素等。
      • 抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2
      • 关键酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶
      • 定义：储存在白色脂肪细胞中的脂肪在脂肪酶作用下，逐步水解为游离脂肪酸（FFA ）及甘油供其他组织细胞氧化利用的过程。
    • 2、甘油的氧化分解代谢
    • 3、脂肪酸的β-氧化
      • 部位：除脑外，机体绝大多数组织均能氧化脂肪酸，以肝、心肌、骨骼肌能力最强
      • a、脂肪酸的活化
        • 消耗2个高能磷酸键
      • b、脂酰CoA进入线粒体
        • 
        • 过程：活化的脂酰 CoA 必须进人线粒体才能被氧化。长链脂酰 CoA 不能直接透过线粒体内膜，需要肉碱（ L - β羟-γ-三甲氨基丁酸）协助转运。进入线粒体的脂酰肉碱，在线粒体内膜内侧肉碱脂酰转移酶II作用下，转变为脂酰CoA并释放出肉碱。
        • ps：该步骤是脂肪酸β-氧化限速步骤，肉碱脂酰转移酶I是脂肪酸β-氧化的关键酶。
      • c、脂酰CoA分解（β氧化）
        • 部位：除脑外，机体大多数均能氧化脂肪酸，以肝、心肌、骨骼肌能力最强
          • 循环过程：脱氢、水化、再脱氢、硫解
          • 产物：1分子乙酰 CoA 1分子少两个碳原子的脂酰 CoA 1分子FADH2 1分子 NADH + H +
      • 机体ATP重要来源
        • 一分子软脂酸彻底氧化共生成108个ATP
        • 因脂肪酸活化消耗两个高能磷酸键，故净生成106个ATP
    • 4、酮体的生成和利用
      • a. 定义：脂肪酸在肝细胞中不完全氧化的中间产物
      • b. 组成：β﹣羟丁酸（约70%)、乙酰乙酸（约30%）及丙酮（微量）
      • c. 生成场所：肝脏线粒体
      • d. 生成原料：乙酰辅酶A
      • e. 过程
        • 
      • f. 利用
        • 
        • 过程
      • g. 生理意义：长期饥饿、糖供应不足时代替葡萄糖成为脑和肌肉的主要能源。
      • h. 酮症产生原因
        • 正常血浆水平： 0.03~0.5mmol/ L (0.3~5mg/ dl )
        • ●长期饥饿、高脂低糖膳食和糖尿病时，血中酮体蓄积，称为酮血症。
        • ●当酮体水平高过肾脏的吸收能力，尿中有酮体排出，称酮尿症。
        • ●严重时可导致代谢性酸中毒，称酮症酸中毒。
• 四、磷脂代谢
  • 1、甘油磷脂的合成
    • 1| 合成部位：各组织细胞内质网，肝、肾、肠最活跃
    • 2| 原料
      • 甘油、脂肪酸：葡萄糖转化
      • 胆碱：食物供给
      • 丝氨酸
      • 肌醇
      • ATP功能
      • CTP参与乙醇胺、胆碱、甘油二酯活化
      • 磷酸盐
    • 3| 合成过程
      • 甘油二酯途径
      • CDP甘油二酯途径
    • 4| 新生儿呼吸窘迫综合征
      • l I型肺泡上皮细胞可合成由2分子软脂酸构成的特殊磷脂酰胆碱，生成的二软脂酰胆碱是较强乳化剂，能降低肺泡表面张力，有利于肺泡伸张。新生儿肺泡上皮细胞合成二软脂酰胆碱障碍，会引起肺不张。
  • 2、降解
    • 甘油磷脂由磷脂酶催化降解
    • 神经鞘磷脂由神经鞘磷脂酶催化降解
• 五、血浆脂蛋白及其代谢
  • 血脂（血浆含脂质的统称）
    • 来源
      • 外源性脂质：食物中摄取入血
      • 内源性脂质：由肝细胞、脂肪细胞及其他组织细胞合成入血
    • 血浆脂质：甘油三酯、磷脂、胆固醇、及其酯，以及游离的脂肪酸
    • 磷脂：卵磷脂（70%）、神经鞘磷脂（20%）、脑磷脂（10%）
  • 血浆脂蛋白是血脂的运输形式及代谢形式
    • 血浆脂蛋白：血脂+载脂蛋白
    • 电泳法按电场中的迁移率对血浆脂蛋白分类
      • 原理：不同脂蛋白的质量和表面电荷不同，同一电场中移动的快慢也不同
      • 电泳谱
    • 超速离心法按密度对血浆脂蛋白分类
      • 原理：不同脂蛋白因含脂质和蛋白质种类和数量不同，密度也不同
      • IDL：中密度脂蛋白，是VLDL在血浆中向LDL转化的中间产物。
      • Lp（a）：脂蛋白（a）
    • 载体蛋白分布及含量：apoB48是CM特征载脂蛋白，LDL只含apoB100，HDL主要含apoAI及apoAII
  • 不同脂质的功能和代谢途径
    • 1| 乳糜微粒
      • 部位：小肠黏膜细胞
      • 脂蛋白脂肪酶（LPL）
        • 位置：骨骼肌、心肌、脂肪等组织毛细血管内皮表面
        • 激活剂：apoCII
        • 作用：使CM中TG及磷脂水解，产生甘油、脂肪酸、溶血磷脂
      • 功能：转运外源性甘油三酯及胆固醇
    • 2| 极低密度脂蛋白
      • 部位：肝细胞
      • 功能：转运内源性甘油三酯及胆固醇
      • 脂蛋白脂肪酶（LPL）
        • 部位：肝外组织毛细血管内皮细胞表面
        • 作用：TG在LPL作用下，水解释放出脂肪酸和甘油供肝外组织利用
    • 3| 低密度脂蛋白
      • 部位：血浆
      • 转运内源性胆固醇
    • 4| （新生）高密度脂蛋白
      • 部位：肝、肠、血浆
      • 卵磷脂：胆固醇脂肪酰基转移酶（LACT）
        • 位置：肝
        • 激活剂：apoAI
      • 功能：逆向转运胆固醇