导图社区 第七章脂质代谢
根据人卫第九版生物化学与分子生物学第七章脂质代谢整理，脂肪代谢是体内重要且复杂的生化反应，指生物体内脂肪，在各种相关酶的帮助下，消化吸收、合成与分解的过程，加工成机体所需要的物质，保证正常生理机能的运作，对于生命活动具有重要意义。
整理人卫第九版生物化学与分子生物学第六章生物氧化，内容包括：线粒体氧化体系与呼吸链、氧化磷酸化与ATP的生成、氧化磷酸化的影响因素。
根据人卫第九版生物化学与分子生物学第一章蛋白质的结构和功能相关整理，蛋白质是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氯化合物。
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脂质代谢
脂质
构成
脂肪（TG）（甘油三酯）
储脂供能
分布于脂肪组织、血浆
三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)，也称为甘油三酯 (triglyceride, TG)
体内还存在少量甘油一酯（monoacylglycerol）和甘油二酯（diacylglycerol，DAG）。
类脂
维持生物膜的结构和功能，分布于生物膜、神经、血浆
胆固醇
磷脂
糖脂
胆固醇酯
鞘脂
脂质是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并可为机体利用的有机化合物
（二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸
高等动植物脂肪酸碳链长度一般在14～20之间，为偶数碳。
标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。
同簇的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由ω-6簇母体亚油酸产生。但ω-3、ω-6和ω-9簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成ω-9及ω-7系的多不饱和脂酸，不能合成ω-6及ω-3系多不饱和脂酸。
（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类
磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。
分类
甘油磷脂：由甘油构成的磷脂（体内含量最多）
由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂
含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。
甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物
鞘磷脂：由鞘氨醇构成的磷脂
由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为鞘磷酯
鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂酸相连形成神经酰胺(ceramide)，为鞘脂的母体结构。
（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构
胆固醇(cholesterol)结构：
环戊烷多氢菲
生物学功能
（一）甘油三酯是机体重要的能源物质
（二）脂肪酸具有多种重要生理功能
1. 提供必需脂肪酸
人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为营养必需脂酸(essential fatty acid)，包括亚油酸（18:2，Δ9,12） 、亚麻酸（18:3，Δ9,12,15）和花生四烯酸（20:4，Δ5,8,11,14）
2. 合成不饱和脂肪酸衍生物
前列腺素（prostaglandin, PG） 、血栓烷(thromboxane, TX) 、白三烯(leukotrienes, LT)是廿碳多不饱和脂肪衍生物。
（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子
磷脂是构成生物膜的重要成分
磷脂酰肌醇是第二信使的前体
（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体
胆固醇是细胞膜的基本结构成分
胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物
可转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3
脂质分析技术
脂质的消化与吸收
（一）、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质
条件
① 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；
② 酶的催化作用
部位
主要在小肠上段
辅脂酶
辅脂酶是胰脂酶发挥脂肪消化作用必不可少的辅助因子。
（二）、吸收的脂质经再合成进入血循环
吸收部位
十二指肠下段及空肠上段。

甘油三酯的代谢
甘油三酯的分解代谢
脂肪动员
脂肪动员(fat mobilization)是指储存在脂肪细胞中的脂肪，在肪脂酶作用下逐步水解释放FFA及甘油供其他组织氧化利用的过程。
主要酶及蛋白
脂肪组织甘油三酯脂肪酶 (adipose triglyceride lipase，ATGL)
激素敏感性甘油三酯脂肪酶
关键酶
激素敏感性脂肪酶（HSL）
脂解激素
能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、ACTH 、 TSH等。
抗脂解激素、因子
抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。
甘油进入糖代谢
脂酸的β氧化
组 织：除脑组织外,大多数组织均可进 行， 其中肝、肌肉最活跃。
亚细胞：胞液、线粒体
主要过程
1. 脂肪酸的活化形式为脂酰CoA（胞液）
脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上
以COS~SH为脂酰基载体
1分子脂酰基活化消耗两个高能磷酸键
2.酯酰COA进入线粒体
肉酯酰转移酶Ⅰ
限速步骤
3.酯酰COA分解产生乙酰COA、FADH2和NADH
经历脱氢、加水、再脱氢、硫解
每进行一步，生成比原来少2C的酯酰COA
酯酰COA全部变成乙酰COA
进入三羧酸循环
肝：转变成酮体
4.脂肪酸氧化是机体ATP的重要来源
一分子软脂酸进行7次β氧化生成108ATP，净生成106ATP
四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解产物：
活化：消耗2个高能磷酸键
脂酸的其他氧化方式
1. 不饱和脂酸β-氧化需转变构型
2. 超长碳链脂肪酸需先在过氧化酶体氧化成较短碳链脂肪酸
3. 丙酰CoA转变为琥珀酰CoA进行氧化
4. 脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行
酮体的生成和利用
乙酰乙酸(acetoacetate) 、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体(ketone bodies)。
生成：肝细胞线粒体
利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体
产生的关键酶
HMG -COA合成酶
1.酮体在肝生成
2.酮体在肝外组织氧化利用
3.酮体是肝向肝外组织输出能量的重要形式
G供应不足时，脑组织可以利用酮体
饥饿或糖尿病，酮体含量增加
酮症酸中毒
4. 酮体生成受多种因素调节
（1）餐食状态影响酮体生成（主要通过激素的作用）
丙二酸单酰CoA抑制酮体生成
甘油三酯的合成代谢
合成主要场所
肝脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。
脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。
小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。
合成原料
甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢
CM中的FFA（来自食物脂肪）
基本过程
甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）
甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）
3-磷酸甘油主要来自糖代谢。
肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。
脂肪酸的合成代谢
软脂酸的合成
合成部位
组 织：肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织
亚细胞：
胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）
肝线粒体、内质网：碳链延长
乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+
乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过 柠檬酸-丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)出线粒体。
NADPH的来源:
磷酸戊糖途径（主要来源）
胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应
丙二酸单酰CoA的合成
ATP + HCO3- + 乙酰CoA
丙二酰CoA +ADP + Pi
乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的关键酶，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。其活性受别构调节和磷酸化、去磷酸化修饰调节 。
胰高血糖素能激活AMPK，抑制乙酰CoA羧化酶活性；胰岛素能通过蛋白磷酸酶的去磷酸化作用，使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脱磷酸恢复活性。
高糖膳食可促进乙酰CoA羧化酶蛋白合成，增加酶活性。
脂酸合成
从乙酰CoA及丙二酸单酰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。
软脂酸延长在内质网和线粒体内进行
1. 脂肪酸碳链在内质网中的延长
2. 脂肪酸碳链在线粒体中的延长
脂肪酸合成受代谢物和激素调节
1. 代谢物改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成
2. 胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素
乙酰CoA羧化酶的共价调节：
胰高血糖素：激活AMPK，使之磷酸化而失活
胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活
3.脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点
磷脂的代谢
磷脂酸
甘油磷脂合成的原料来自糖、脂质和氨基酸代谢
全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。
合成原料及辅因子
脂肪酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP
甘油磷脂合成有两条途径
（1）磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过甘油二酯途径合成
甘油二酯是该途径的重要中间物，胆碱和乙醇胺被活化成CDP-胆碱和CDP-乙醇胺后，分别与甘油二酯缩合，生成磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE）。
（2）磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂通过CDP-甘油二酯途径合成
甘油磷脂的合成在内质网膜外侧面进行。在胞质中存在一类能促进磷脂在细胞内膜之间进行交换的蛋白质，称磷脂交换蛋白(phospholipid exchange proteins)，催化不同种类磷脂在膜之间交换，使新合成的磷脂转移至不同细胞器膜上，更新膜磷脂。
鞘氨醇
鞘氨醇的合成
全身各细胞内质网，脑组织最活跃。
软脂酰CoA、丝氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2
神经鞘磷脂的合成
胆固醇代谢
体内胆固醇来自食物和内源性合成
存在形式：游离胆固醇、胆固醇酯
（一）体内胆固醇合成的主要场所是肝
除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。
细胞定位：胞质、光面内质网膜
（二）乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成基本原料
（三）胆固醇合成由以HMG-CoA 还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成
1.由乙酰CoA合成甲羟戊酸
2.甲羟戊酸经15碳化合物转变成30碳鲨烯
3.鲨烯环化为羊毛固醇后转变为胆固醇
胆固醇合成通过HMG-CoA还原酶调节
关键酶——HMG-CoA还原酶
饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。
摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。
胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。
胆固醇作用
是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用
是合成胆汁、类固醇激素和维生素D等生理活性物质的前体
转化成胆汁酸是胆固醇的主要去路
（一）胆固醇可转变为胆汁酸
胆固醇在在肝细胞中转化成胆汁酸(bile acid)，随胆汁经胆管排入十二指肠，是体内代谢的主要去路。
二）胆固醇可转化为类固醇激素
肾上腺
球状带
醛固酮
束状带
皮质醇
网状带
雄激素
睾丸
睾丸酮
卵巢
孕酮
（三）胆固醇可转化为维生素D3的前体
7-脱氢胆固醇
血浆脂蛋白代谢
血浆所含脂质统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。
外源性 从食物中摄取
内源性 肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血
血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。
（一）血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心法分类
电泳法分类
α-脂蛋白
β-脂蛋白
前β-脂蛋白
CM
超速离心法
HDL
高密度脂蛋白
LDL
低密度脂蛋白
VLDL
极低密度脂蛋白
乳糜微粒
（二）血浆脂蛋白是脂质与蛋白质的复合体
1. 血浆脂蛋白中的蛋白质称为载脂蛋白
载脂蛋白(apolipoprotein, apo) 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。
功能
① 结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构
② 载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别：
③ 载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性：
2. 不同脂蛋白具有相似基本结构
疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。
三、不同血浆脂蛋白代谢途径
（一）乳糜微粒要转运外源性甘油三酯及胆固醇
来源：
小肠合成的TG和合成及吸收的磷脂、胆固醇
LPL（脂蛋白脂肪酶）
存在于组织毛细血管内皮细胞表面
使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、FA及溶血磷脂等。
CM的生理功能：
运输外源性TG及胆固醇酯。
（二）极低密度脂蛋白主要转运内源性甘油三酯
以肝脏为主，小肠可合成少量。
（三）低密度脂蛋白主要转运内源性胆固醇
来源：由VLDL转变而来。
ACAT——脂酰CoA
胆固醇脂酰转移酶
LDL的非受体代谢途径
LDL的生理功能：
转运肝合成的内源性胆固醇。
（四）高密度脂蛋白主要逆向转运胆固醇
主要在肝合成；小肠亦可合成。
CM、VLDL代谢时，其表面apo AⅠ、AⅡ、AⅣ、 apo C及磷脂、胆固醇等离开亦可形成新生HDL。
LCAT的作用（由apo AⅠ激活）：
① 使HDL表面磷脂酰胆碱2位脂酰基转 移到胆固醇3位羟基生成溶血磷脂酰胆碱及胆固醇酯
② 使胆固醇酯进入HDL内核逐渐增多
③ 使新生HDL成熟
成熟HDL可与肝细胞膜SR-B1受体结合而被摄取。
胆固醇在肝内转变成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外。
胆固醇酯 部分由 HDL 转移到 VLDL
少量由 HDL 转移到肝
HDL的生理功能：
主要是参与胆固醇的逆向转运 RCT，即将肝外 组织细胞内的胆固醇，通过血循环转运到肝， 在肝转化为肝汁酸后排出体外。
HDL是apo的储存库。
四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症
（一）不同脂蛋白的异常改变引起不同类型高脂血症
① 按脂蛋白异常血症分六型
脱氢以NAD+,FAD+作为受体
