第九章脂代谢.doc

１第九章 脂代谢脂类的生理功能a. 生物膜的骨架成分 磷脂、糖脂b. 能量贮存形式 甘油三酯c. 参与信号识别、免疫 糖脂d. 激素、维生素的前体 固醇类激素，维生素 D、A 、K、Ee. 生物体表保温防护脂肪贮存量大，热值高，39KJ70kg 人体，贮存的脂肪可产生：2008320kJ蛋白质 105000kJ糖原 2520kJGlc 168kJ脂肪的热值：1g 脂肪产生的热量，是等量蛋白质或糖的 2.3 倍第一节 脂类的消化、吸收和转运一、 脂类的消化和吸收1、 脂类的消化（主要在十二指肠中）食物中的脂类主要是甘油三酯 80-90%还有少量的磷脂 6-10%胆固醇 2-3%胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌 HCO-3 至小肠（碱性） 脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解胰腺分泌的脂类水解酶：① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的 C1、C 3 酯键，生成 2-单酰甘油和两个游离的脂肪酸。

胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活）②磷脂酶 A2（水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）③胆固醇脂酶（水解胆固醇脂，产生胆固醇和脂肪酸）④辅脂酶（Colipase） （它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原）2、 脂类的吸收脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团（20nm） ，这种微团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成甘油三酯，结合上蛋白质、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM） ，经胞吐排至细胞外，再经淋巴系统进入血液小分子脂肪酸水溶性较高，可不经过淋巴系统，直接进入门静脉血液中二、 脂类转运和脂蛋白的作用甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质的转运形式载脂蛋白：（已发现 18 种，主要的有 7 种）在肝脏及小肠中合成，分泌至胞外，可使疏水脂类增溶，并且具有信号识别、调控及转移功能，能将脂类运至特定的靶细胞中脂蛋白的分类及功能：P151 表 15-1 各种脂蛋白的组成、理化性质、生理功能三、 贮脂的动用皮下脂肪在脂肪酶作用下分解，产生脂肪酸，经血浆白蛋白运输至各组织细胞中。

血浆白蛋白占血浆蛋白总量的 50%，是脂肪酸运输蛋白，血浆白蛋白既可运输脂肪酸，又可解除脂肪酸对红细胞膜的破坏贮脂的降解受激素调节促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素抑制：胰岛素２植物种子发芽时，脂肪酶活性升高，能利用脂肪的微生物也能产生脂肪酶第二节 脂肪酸和甘油三酯的分解代谢一、 甘油三酯的水解甘油三酯的水解由脂肪酶催化组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸这三种酶是：脂肪酶（激素敏感性甘油三酯脂肪酶，是限速酶）甘油二酯脂肪酶甘油单酯脂肪酶肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使 cAMP 浓度升高，促使依赖 cAMP 的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用胰岛素、前列腺素 E1 作用相反，可抗脂解油料种子萌发早期，脂肪酶活性急剧增高，脂肪迅速水解二、 甘油代谢在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为 3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径P152 反应式：三、 脂肪酸的氧化（一） 饱和偶数碳脂肪酸的 β 氧化1、 β 氧化学说早在 1904 年，Franz 和 Knoop 就提出了脂肪酸 β 氧化学说。

用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸结论：脂肪酸的氧化是从羧基端 β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断产生的终产物苯甲酸、苯乙酸对动物有毒害，在肝脏中分别与 Gly 反应，生成马尿酸和苯乙尿酸，排出体外β－氧化发生在肝及其它细胞的线粒体内2、 脂肪酸的 β 氧化过程脂肪酸进入细胞后，首先被活化成酯酰 CoA，然后再入线粒体内氧化1） 、 脂肪酸的活化（细胞质）RCOO- + ATP + CoA-SH → RCO-S-CoA + AMP + Ppi生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键，反应平衡常数为 1，由于 PPi 水解，反应不可逆细胞中有两种活化脂肪酸的酶：内质网脂酰 CoA 合成酶，活化 12C 以上的长链脂肪酸线粒体脂酰 CoA 合成酶，活化 4~10C 的中、短链脂肪酸（2） 、 脂肪酸向线粒体的转运中、短链脂肪酸（4-10C）可直接进入线粒体，并粒体内活化生成脂酰 CoA长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰 CoA，经肉碱转运至线粒体内肉(毒)碱：L-β 羟基-r-三甲基铵基丁酸P154.图 15-1 脂酰 CoA 以脂酰肉碱形式转运到线粒体内３线粒体内膜外侧（胞质侧）：肉碱脂酰转移酶Ⅰ催化，脂酰 CoA 将脂酰基转移给肉碱的 β羟基，生成脂酰肉碱。

线粒体内膜：线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体线粒体内:膜内侧：肉碱脂酰转移酶Ⅱ催化，使脂酰基又转移给 CoA，生成脂酰 CoA 和游离的肉碱脂酰 CoA 进入线粒体后，在基质中进行 β 氧化作用，包括 4 个循环的步骤3） 、 脂酰 CoA 脱氢生成 β-反式烯脂酰 CoAP154 反应式：线粒体基质中，已发现三种脂酰 CoA 脱氢酶，均以 FAD 为辅基，分别催化链长为 C4-C6，C 6-C14， C6-C18 的脂酰 CoA 脱氢4） 、 △ 2反式烯脂酰 CoA 水化生成 L-β-羟脂酰 CoAP155 反应式：β-烯脂酰 CoA 水化酶（5） 、 L-β-羟脂酰 CoA 脱氢生成 β-酮脂酰 CoAP155 反应式：L-β 羟脂酸 CoA 脱氢酶（6） 、 β-酮脂酰 CoA 硫解生成乙酰 CoA 和（n-2）脂酰 CoAP155 反应式：酮脂酰硫解酶3、 脂肪酸 β-氧化作用小结结合 P154 图 15-1 和 P156 图 15-2，回顾脂肪酸 β 氧化过程1） 脂肪酸 β-氧化时仅需活化一次，其代价是消耗 1 个 ATP 的两个高能键（2） 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰 CoA 合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰 CoA 合成酶活化。

3） β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解 4 个重复步骤（4） β-氧化的产物是乙酰 CoA，可以进入 TCA4、 脂肪酸 β- 氧化产生的能量以硬脂酸为例，18 碳饱和脂肪酸胞质中： ⑴活化：消耗 2ATP，生成硬脂酰 CoA线粒体内：⑵脂酰 CoA 脱氢：FADH 2 ，产生 2ATP⑶β-羟脂酰 CoA 脱氢：NADH，产生 3ATP⑷β-酮脂酰 CoA 硫解：乙酰 CoA → TCA，12ATP(n-2)脂酰 CoA → 第二轮 β 氧化活化消耗： -2ATPβ 氧化产生： 8×（2+3）ATP = 409 个乙酰 CoA： 9×12 ATP = 108净生成： 146ATP饱和脂酸完全氧化净生成 ATP 的数量：(8.5n-7)ATP (n 为偶数)硬脂酸燃烧热值：–2651 kcalβ-氧化释放：146ATP×(-7.3Kcal)=-1065.8Kcal转换热效率5、 β-氧化的调节⑴脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰 CoA 的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，限制脂肪氧化⑵[NADH]/[NAD +]比率高时，β—羟脂酰 CoA 脱氢酶便受抑制。

2.406518.４⑶乙酰 CoA 浓度高时；可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰 CoA 有两条去路： ①氧化②合成甘油三酯）（二） 不饱和脂酸的 β 氧化1、 单不饱和脂肪酸的氧化P157 油酸的 β 氧化△ 3 顺—△ 2 反烯脂酰 CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）（146-2 ）ATP 2、 多不饱和脂酸的氧化P158 亚油酸的 β 氧化△ 3 顺—△ 2 反烯脂酰 CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）β-羟脂酰 CoA 差向酶（改变 β-羟基构型：D→L 型）（146—2—2）ATP（三） 奇数碳脂肪酸的 β 氧化奇数碳脂肪酸经反复的 β 氧化，最后可得到丙酰 CoA，丙酰 CoA 有两条代谢途径：1、 丙酰 CoA 转化成琥珀酰 CoA，进入 TCA详细过程 P158动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖反刍动物瘤胃中，糖异生作用十分旺盛，碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙酸，进入宿主细胞，在硫激酶作用下产丙酰 CoA，转化成琥珀酰 CoA，参加糖异生作用2、 丙酰 CoA 转化成乙酰 CoA，进入 TCAP159这条途径在植物、微生物中较普遍。

有些植物、酵母和海洋生物，体内含有奇数碳脂肪酸，经 β 氧化后，最后产生丙酰 CoA四） 脂酸的其它氧化途径1、 α—氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）植物种子、叶子、动物的脑、肝细胞，每次氧化从脂酸羧基端失去一个 C 原子RCH2COOH→ RCOOH+CO2α—氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中 C22、C 24）有重要作用2、 ω—氧化（ω 端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）动物体内多数是 12C 以上的羧酸，它们进行 β 氧化，但少数的 12C 以下的脂酸可通过 ω—氧化途径，产生二羧酸，如 11C 脂酸可产生11C、 9C、和 7C 的二羧酸（在生物体内并不重要） ω—氧化涉及末端甲基的羟基化，生成一级醇，并继而氧化成醛，再转化成羧酸ω—氧化在脂肪烃的生物降解中有重要作用泄漏的石油，可被细菌 ω 氧化，把烃转变成脂肪酸，然后经 β 氧化降解四、 酮体的代谢脂肪酸 β-氧化产生的乙酰 CoA，在肌肉和肝外组织中直接进入 TCA，然而在肝、肾脏细胞中还有另外一条去路：生成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称酮体酮体在肝中生成后，再运到肝外组织中利用。

５1、 酮体的生成酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰 CoA 转移出去，乙酰乙酸占 30%，β—羟丁酸 70%，少量丙酮 （丙酮主要由肺呼出体外）肝脏线粒体中的乙酰 CoA 走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性饥饿状态下，草酰乙酸离开 TCA，用于异生合成 Glc当草酰乙酸浓度很低时，只有少量乙酰 CoA 进入 TCA，大多数乙酰 CoA 用于合成酮体当乙酰 CoA 不能再进入 TCA 时，肝脏合成酮体送至肝外组织利用，肝脏仍可继续氧化脂肪酸酮体的生成途径：P164 图 15-5 酮体的生成过程肝中酮体生成的酶类很活泼，但没有能利用酮体的酶类因此，肝脏线粒体合成的酮体，迅速透过线粒体并进入血液循环，送至全身2、 酮体的利用肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶1） 、 乙酰乙酸被琥珀酰 CoA 转硫酶（β-酮脂酰 CoA 转移酶）活化成乙酰乙酰 CoA心、肾、脑、骨骼肌等的线粒体中有较高的酶活性，可活化乙酰乙酸乙酰乙酸+琥珀酰 CoA→乙酰乙酰 CoA+琥珀酸然后，乙酰乙酰 CoA 被 β 氧化酶系中的硫解酶硫解，生成 2 分子乙酰 CoA，进入 TCA。

2） 、 β—羟基丁酸由 β—羟基丁酸脱氢酶催化，生成乙酰乙酸，然后进入上述途径3） 、 丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进入 TCA 或异生成糖肝脏氧化脂肪时可产生酮体，但不能利用。