脂质代谢

生物化学与分子生物学，脂质种类繁多，结构复杂，甘油三酯是机体重要的能源物质，磷脂是重要的结构成分和信号分子（生物膜，磷脂酰肌醇是第二信使的前体），胆固醇是生物膜的主要成分，作为胆汁酸和类固醇激素的前体.

脂质代谢

• 脂质的构成、功能及分析
  • 1、种类繁多，结构复杂
    • 1、甘油三酯是羟基被脂肪酸酯化形成的酯
    • 2、脂肪酸是脂肪烃的羧酸
    • 3、磷脂分子含磷酸
      • 1、含甘油的磷脂（磷脂酰胆碱、乙醇胺、肌醇）
      • 2、含鞘氨醇的磷脂（神经酰胺）
    • 4、胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构
  • 2、多种生物学功能
    • 1、甘油三酯是机体重要的能源物质
    • 2、重要生理功能（提供必需脂肪酸；合成不饱和脂肪酸，前列腺素、血栓恶烷，白三烯，具有很强的生物活性）
    • 3、磷脂是重要的结构成分和信号分子（生物膜，磷脂酰肌醇是第二信使的前体）
    • 4、胆固醇是生物膜的主要成分，作为胆汁酸和类固醇激素的前体
  • 3、分析技术复杂
    • 有机溶剂提取、层析分离等等
• 甘油三酯代谢
  • 1、脂肪动员
    • 饥饿或交感兴奋时，脂解激素作用于白色脂肪膜受体，激活腺苷酸环化酶，激活PKA，激活下游反应。1、甘油三酯脂肪酶催化生成甘油二酯和脂肪酸；2、激素敏感性脂肪酶催化生成甘油一酯；3、最后甘油一酯脂肪酶催化生成甘油和脂肪酸
  • 2、甘油转变为3-磷酸甘油后被利用（主要在肝内在甘油激酶催化，再转变为磷酸羟丙酮进入糖酵解或糖异生）
  • 3、β-氧化是脂肪酸分解的核心过程
    • 1、脂肪酸活化为脂酰CoA（线粒体外模或内质网上的脂酰CoA合成酶催化生成，需要消耗两个高能磷酸键=2ATP）
    • 2、脂酰CoA进入线粒体：1）线粒体外膜的肉碱脂酰转移酶1催化长链脂酰CoA与肉碱合成脂酰肉碱；2）内膜上的肉碱-脂酰肉碱转位酶作用下进入基质，并将等分子的肉碱转出；3）内膜内侧的肉碱脂酰转移酶2作用下转变为脂酰CoA和肉碱。
    • 3、脂酰CoA分解产生乙酰CoA、NADH、FADH2（1、脱氢：生成烯脂酰CoA，1FADH2；2、加水：生成羟脂酰CoA；3、再脱氢：生成β-酮脂酰CoA，1NADH；4、硫解：生成乙酰CoA和少两个碳原子的脂酰CoA）还原当量进入呼吸链，乙酰CoA主要进入TCA，在肝内部分乙酰CoA转变为酮体
    • 4、脂肪酸氧化分解是机体ATP的重要来源：以软质酸（16C）为例，彻底氧化需要7次β-氧化，生成7NADH、7FADH2、8乙酰CoA，7×（1.5+2.5）+8×10-2=106ATP
  • 4、脂肪酸在肝分解产生酮体
    • 1、过程：1）两分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA；2）乙酰乙酰CoA与乙酰CoA在HMG-CoA合酶作用下生成HMG-CoA；3）HMG-CoA在HMG-CoA裂解酶作用下产生乙酰乙酸和乙酰CoA；4）乙酰乙酸还原为β-羟丁酸（NADH供氢），少量转变为丙酮
    • 2、酮体在肝外组织氧化利用（1、乙酰乙酸活化为乙酰乙CoA--乙酰乙酰CoA硫解为乙酰CoA；2、β-羟丁酸氧化为乙酰乙酸后再转变为乙酰CoA利用；3、丙酮很少，经肺呼出）
    • 3、酮体是肝向肝外组织输出能量的重要形式：分子小，可透过血脑屏障，在葡萄糖供应不足时供脑组织利用。严重糖尿病人脂肪动员增强，血中酮体含量升高，导致酮症酸中毒，酮尿，呼吸烂苹果味
    • 4、酮体生成受多因素调节：1）胰岛素，胰高血糖素；2）糖代谢；3）丙二酸单酰CoA抑制酮体生成：饱食后，柠檬酸和乙酰CoA增多别构激活乙酰CoA羧化酶，促进丙二酸单酰CoA合成，后者竞争性抑制肉碱脂酰转移酶1，阻止β-氧化，从而抑制酮体生成
  • 5、甘油三酯在不同器官有不同的合成途径
    • 1、甘油三酯主要在肝内合成，但却不能储存，需要载脂蛋白、磷酸、胆固醇组装成极低密度脂蛋白（VLDL）运输至肝外组织。脂肪酸必须活化为脂酰CoA才能参与甘油三酯的合成
    • 2、小肠黏膜细胞以甘油一酯途径合成甘油三酯
    • 3、肝和脂肪细胞以甘油二酯途径合成甘油三酯
  • 6、内源性脂肪酸合成需先合成软质酸
    • 乙酰CoA是合成软脂酸的的原料，乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环运出线粒体，在胞质内的脂肪酸合酶复合体作用下合成软脂酸，另外合成软脂酸还需要ATP、NADPH、碳酸根，锰离子等原料。
    • 乙酰CoA羧化酶是脂肪合成的关键酶，将乙酰CoA转化成丙二酸单酰CoA，以丙二酸单酰CoA为原料合成软脂酸
• 胆固醇代谢
  • 1、体内胆固醇来自食物和内源性合成
    • 1、胆固醇的主要合成场所是肝，合成酶系位于细胞质和滑面内质网
    • 2、乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成基本原材料（16NADPH、18乙酰CoA、36ATP）
    • 3、胆固醇合成以HMG-CoA还原酶为关键酶（该酶受多种因素调节：昼夜节律、别构调节，化学修饰，酶含量调节；胆固醇含量；餐食状态；激素调节）
    • 4、胆固醇的主要去路是转化为胆汁酸：胆固醇的母核在体内不能被降解，在肝内转化为胆汁酸是主要去路；胆固醇还是合成肾上腺皮质激素、性激素的原料；胆固醇在皮肤被氧化为7-脱氢胆固醇，经紫外线照射转变为VD3
• 血浆脂蛋白及其代谢
  • 血浆脂蛋白是血脂的运输、代谢形式
    • 1、根据密度可以分为：乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）
    • 2、不同脂蛋白具有相似结构：甘油三酯（TG）、胆固醇酯（CE）疏水性较强，作为脂蛋白的内核；磷脂，载脂蛋白，游离胆固醇单层分子覆盖于内核表面形成复合体，保证脂质能在血浆中正常运输。CM、VLDL主要以甘油三酯为内核；LDL、HDL主要以胆固醇酯为内核
  • 不同来源脂蛋白具有不同功能
    • 1、乳糜微粒主要转运外源性甘油三酯和胆固醇：小肠黏膜细胞摄取脂肪酸再合成甘油三酯，组装成乳糜微粒入血，被骨骼肌、心肌等细胞表面的脂蛋白脂肪酶（LPL）水解产生甘油、脂肪酸、溶血磷脂
    • 2、极低密度脂蛋白主要转运内源性甘油三酯及胆固醇：肝利用葡萄糖分解代谢中间产物、食物来源脂肪酸可以合成TG，再与载脂蛋白、磷脂等组装成VLDL，和CM利用途径一样供肝外组织利用，随着LPL作用下，逐渐变为中密度脂蛋白，最后变为LDL
    • 3、低密度脂蛋白主要转运内源性胆固醇：LDL在血浆中生成，可被大多数组织摄取、降解，50%在肝内降解，肾上腺皮质，性腺等摄取能力较强。通过LDL受体结合后，经内吞进入细胞，与溶酶体结合后水解释放胆固醇
    • 4、高密度脂蛋白主要逆向转运胆固醇：HDL将肝外组织的胆固醇运输至肝，转化为胆汁酸排除，部分胆固醇也可随着胆汁排入肠腔
  • 脂蛋白异常血症
    • 1、CM升高：甘油三酯，胆固醇均升高；LDL升高：胆固醇升高；VLDL升高：甘油三酯升高；中密度脂蛋白（IDL）：甘油三酯，胆固醇均升高