生物化学脂类代谢

第五章 脂类代谢Lipid Metabolism本章主要内容l脂类概述l脂类的消化吸收l甘油三酯代谢l磷脂的代谢l胆固醇代谢l血浆脂蛋白代谢脂肪和类脂总称为脂类(lipid) ) 脂肪 (fat)： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid ) 分类定义脂 类 概 述分类含量分布 生理功能脂肪脂肪甘油三酯95 脂肪组织 、血浆1. 储脂供能 2. 提供必需脂酸 3. 促脂溶性维生素吸收 4. 热垫作用 5. 保护垫作用 6. 构成血浆脂蛋白 类脂类脂 糖酯、胆 固醇及其 酯、磷脂5 生物膜、 神经、 血浆1. 维持生物膜的结构和功能 2. 胆固醇可转变成类固醇激 素 、维生素、胆汁酸等 3. 构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能 甘油三酯 甘油磷脂 (phosphoglycerides)胆固醇酯 FA胆固醇 脂类物质的基本构成FAFAFA甘油 FAFAPiX甘油 X = 胆碱、水、乙 醇胺、丝氨酸、甘 油、 肌醇、磷脂 酰甘油等 构成脂类的脂肪酸（脂酸）简称脂酸,包括饱和脂酸(saturated fatty acid)和不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)。游离脂肪酸（脂酸）的来源自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生 ，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。 食物供给 包括各种脂酸，其中一些不饱和脂 酸 ，动物不能自身合成，需从植物中摄 取。 * 必需脂酸（essential fatty acid, EFA）亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和 脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成 ，需从植物油摄取，故称必需脂酸。第一节 不饱和脂酸的分类及命名Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids§1.1 脂酸的命名 脂酸系统命名遵循有机酸命名的原则，将包括羧基碳原子在内的最长直链碳链作为主链，依其碳原子数称为某烷酸，并从羧基碳原子开始编号；若碳链中含有双键，从羧基端编号，称为某碳烯酸，并将双键位置写在其前面。 l 编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序l 或n编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序 系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双 键的位置。不饱和脂酸的命名 油酸含18个碳原子，在第9-10位间有一个双键，被称为9-十八碳单烯酸，写成18:1(9)或18:19 。例如：哺乳动物不饱和脂酸按（或n）编码体系分类族母体脂酸 -7（n-7）软油酸（16：1，-7） -9（n-9）油酸（18：1，-9） -6（n-6）亚油酸（18：2，-6，9） -3（n-3）-亚麻酸（18：3，-3，6，9）人体内的不饱和脂肪酸按体系可分为四族，各族的名称根据各族母体脂肪酸从甲基碳原子数起的第一个双键位置数命名。 §1.2 脂酸的分类l 脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸短链脂酸：碳链长度小于或等于10的脂酸如：癸酸(碳链长度为10)中链脂酸：碳链长度介于10和20之间的脂酸 如：油酸(碳链长度为18)长链脂酸：碳链长度大于或等于20的脂酸如：DHA(碳链长度为22)l脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸Ø 饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸(saturated fatty acid)以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同 。习惯名系统名碳原子数和 双键数簇分子式饱和脂酸 月桂酸 (lauric acid)n-十二烷酸12:0CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristic acid)n-十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸(palmitic acid)n-十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸(stearic acid)n-十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidic acid)n-二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenic acid)n-二十二烷酸22:0CH3(CH2)20COOH掬焦油酸(lignoceric acid)n-二十四烷酸24:0CH3(CH2)22COOH常见的饱和脂酸Ø不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸（monounsaturated fatty acid） 含一个双键的脂酸，如油酸 多不饱和脂酸（polyunsaturated fatty acid） 含二个或二个以上双键的脂酸，如DHA习惯名系统名碳原子数 和双键数簇分子式单不饱和脂酸棕榈(软)油酸 (palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸16:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2 )7COOH油酸(oleic acid)9-十八碳一烯酸18:1-9CH3(CH2)7CHCH(CH2 )7COOH异油酸(Vaccenic acid)反式11-十八碳一烯 酸18:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2 )9COOH神经酸(nervonic acid)15-二十四碳单烯酸24:1-9CH3(CH2)7CHCH(CH2 )13COOH常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子 数和双 键数簇分子式多不饱和脂酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸18:2-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2( CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenic acid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3( CH2)3COOH花生四烯酸 (arachidonic acid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4( CH2)2COOHtimnodonic acid (EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid (DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五 烯酸22:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid (DHA)4, 7,10,13,16,19-二十二碳 六烯酸22:6-3CH3CH2(CHCHCH2)6CH2 COOH哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。3、6及9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。 动物只能合成9及7系的多不饱和脂酸，不能合成6及3系多不饱和脂酸。常 见 的 不 饱 和 脂 酸习惯名系统名碳原子及 双键数双键位置族分布系n系 软油酸十六碳一烯酸16：197-7广泛 油酸十八碳一烯酸18：199-9广泛 亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9-6植物油 -亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9-3植物油 -亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12-6植物油 花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15-6植物油 timnodonic廿碳五烯酸（ EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸 （DPA）22：57,10,13,16,1 93,6,9,12,15-3鱼油， 脑 cervonic廿二碳六烯酸 （DHA）22：64,7,10,13,16, 193,6,9,12,15, 18-3鱼油第二节 脂类的消化和吸收Digestion and Absorption of LipidØ条件 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用； 酶的催化作用 Ø部位主要在小肠上段§2.1 脂类的消化胆盐在脂肪消化中的作用乳化 消化酶 甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯 + 2 FFA磷脂溶血磷脂 + FFA磷脂酶A2 胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇 + FFA胰脂酶辅脂酶 微团 (micelles)消化脂类的酶脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C10C)及短链脂酸(2C4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。消化的产物十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的TG 乳化 吸收 脂肪酶 甘油 + FFA 门静脉 血循环肠粘膜细胞 §2.2 脂肪的吸收Ø吸收部位Ø吸收方式长链脂酸及2-甘油一酯 肠粘膜细胞（ 酯化成TG）胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞（ 酯化成CE）淋巴管 血循环乳糜微粒 (chylomicron, CM) TG、CE、PL + +载脂蛋白(apo) B48 、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞（ 酯化成PL）第三节 甘油三酯代谢Metabolism of Triglyceride§3.1 甘油三酯概述 甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。 含有同一种脂酸的甘油三酯称为简单甘油三酯(simple triacylglycerol); 含有两种或三种脂酸的甘油三酯称为混合甘油三酯(mixed triacylglycerol) 。甘油三脂甘油甘油三酯结构脂酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂酸的链长和数目的增加而升高。消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三酯之中而存在于体内。1. 甘油三酯是脂酸的主要储存形式2. 甘油三酯的主要作用是为机体提供能量1. 甘油三酯是机体重要的能量来源2. 甘油三酯是机体的主要能量储存形式男性：21%，女性：26 物质1g产生的能量TG38kJ蛋白质17kJ碳水化合物17kJ甘油三酯代谢概况甘油 三酯脂肪动员FFA活化，-氧化乙酰CoA酮体氧化 供能TAC氧化磷酸化甘油3-磷酸 甘油甘油激酶磷酸二 羟丙酮糖酵解 或糖异 生途径葡 萄 糖乙酰CoA NADPH ATP CO23-磷酸 甘油软脂酸 甘油二酯途径§3.2 甘油三酯的分解代谢l（一）脂肪动员l（二）甘油的代谢l（三）脂肪酸的-氧化l（四）脂肪酸的其他氧化方式l（五）酮体的生成和利用（一）脂肪动员l定义：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水 解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血以供其它组 织细胞氧化利用，该过程称为脂肪的动员。 l关键酶：在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪 酶是限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激 素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）。脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白 AC ATPcAMP PKA + HSL(无活性) HSL(有活性)TG 甘油二酯（DG） 甘油一酯 甘 油 FFA FFA FFA 甘油二酯脂肪酶 甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶 l脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺