[临床医学]5新脂代谢.ppt

第 五 章,脂 类 代 谢,Metabolism of Lipid 张善锋 zsf@,脂 类 概 述,脂肪和类脂总称为脂类(lipid),是一类不溶于水易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物脂肪(fat)：甘油三酯(triglyceride,TG) 类脂(lipoid)： 胆固醇 (ch) 胆固醇酯 (CE) 磷脂 (PL),分类,定义,甘油三酯,甘油磷脂 (phosphoglycerides),胆固醇酯,脂类物质的基本构成,X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等,甘油三脂,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,甘油,鞘 脂,鞘磷脂,鞘糖脂,Phospholipids,PL,R2COOH多为花生四烯酸(arachidonic acid),Cholesterol(Ch) and Cholesteryl Ester(CE),Cholesterol,Cholesteryl Ester,Fluid mosaic model for membrane structure (流动镶嵌模型),脂类的分类、含量、分布及生理功能,第一节 脂肪酸的分类和命名 1、习惯命名：丁酸、油酸等 2、系统命名  编码体系： -COOH 始 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序  或  编码体系： CH3- 始 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序  （希腊字母 ： -CH2COOH ）,,,脂肪酸碳原子的编码体系,△编码体系 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ω编码体系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,,,CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH,,,亚麻酸 18:3 ω3, 6, 9,CH3CH2CH CHCH2CH CH CH2CH CH (CH2)7COOH,,,,,,,,,, 3 6 9,15 12 9 ,,,,,,,,,油酸 18:1 ω 9,CH3（ CH2）7 CH CH (CH2)7COOH,,,,,, 9,9 ,,,,ω（或η）编码系统,族 母体脂肪酸,ω-7 软油酸 (16:1, ω7 ),ω-9 油酸 (18:1, ω9 ),ω-6 亚油酸 (18:2, ω6,9 ),ω-3 亚麻酸 (18:3, ω3,6,9 ),,,,,动物体内重要脂肪酸,习惯名称 系统名称 碳原子数 双键数 族,双键位置,Δ系 ω系,,,乙酸 2 0,月桂酸 十二碳脂酸 12 0,肉豆蔻酸 十四碳脂酸 14 0,软脂酸 十六碳脂酸 16 0,硬脂酸 十八碳脂酸 18 0,油酸 十八碳一烯酸 18 1 9 9 ω-9,亚油酸 十八碳二烯酸 18 2 9,12 6,9 ω-6,亚麻酸 十八碳三烯酸 18 3 9,12,15 3,6,9 ω-3,γ-亚麻酸 十八碳一烯酸 18 3 6,9,12 6,9,12 ω-6,花生四烯酸 二十碳四烯酸 20 4 5,8,11,14 6,9,12 , 15 ω-6,鱼油五烯酸 二十碳五烯酸 20 5 5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 ω-3,,,,,脂肪酸(fatty acid)：,1.甘油三酯 磷脂 脂肪酸 糖脂,,饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,双键,3 .,2.,长链脂肪酸 20- c,中链脂肪酸 11-19c,短链脂肪酸 4-10c,16c,18c,,,,,Fatty Acid, FA,游离脂肪酸的来源,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 必需脂肪酸—亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸是人体不可缺乏的营养素,不能自身合成,需从食物摄取,故称必需脂肪酸第 二 节 脂类的消化与吸收 Digestion and Absorption of Lipid,脂类的消化,部位：主要在小肠上段 条件: ①乳化剂（胆汁酸盐等）的乳化作用； ②胰脂酶、辅酯酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶的催化,产物,食物中的脂类,微团 (micelles),消化过程,胆汁酸盐(bile)：,作用：是较强的乳化剂,可增加消化酶对脂类的接触面积,有利于脂类的消化和吸收胆 盐 在 脂 肪 消 化 中 的 作 用,,,,,目 录,Pancreatic lipase：,辅脂酶:能与胰脂酶及脂肪结合,增加胰脂酶活性,促进脂肪水解消化过程中相应的反应,辅脂酶(colipase)是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子,分子量约10,000 辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成,随胰液进入肠腔后,辅脂酶原被胰蛋白酶从其N端切下一个五肽而被激活 辅脂酶本身不具脂肪酶的活性,但它具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域。

它与胰脂酶结合是通过氢键进行的,它与脂肪通过疏水键进行结合辅脂酶,phospholipase A2：,cholesteryl esterase：,(lysophospholipid),MG、ch、溶血磷脂及FFA 短链及中链FA构成的TG.,消化产物:,脂类的吸收,部 位 十二指肠下段及空肠上段,方式,长链脂酸及2-MG,,酯化成TG,胆固醇及游离脂酸,,酯化成CE,溶血磷脂及游离脂酸,,酯化成PL,肠粘膜细胞,吸收：,甘油一酯途径,第 三 节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride,食物脂肪(外源),,合成脂肪(内源),,,CM,,CM,,VLDL,,FFA,,动员FFA,,,,,一、合成部位： 肝脏 合成不储,VLDL运出 脂肪组织 合成又储,优质脂库 小肠粘膜 改造为体脂 细胞 以CM进入循环,,,,,,,1. 甘油和脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢 2. CM中的FFA（来自食物脂肪）,（二）合成原料,1. 甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）,2. 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）,（三）合成基本过程,* 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。

甘油代谢,甘油→α-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮→丙酮酸→TCA FA ↓ ↓ TG 3—磷酸甘油醛 ↓(糖异生) 葡萄糖 ↓ Gn 磷酸二羟丙酮是联系甘油代谢和糖代谢的关键物质甘油二酯途径,（一） 脂肪动员,定义 储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为FFA及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (HSL),二、甘油三酯的分解代谢,脂肪动员过程,TG,甘油二酯 （DG）,甘油一酯,甘 油,HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶,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:抑制脂肪动员的激素,如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等HSL,脂肪动员过程,脂解激素-受体,G蛋白,AC,ATP,cAMP,PKA,,,HSLa(无活性),HSLb(有活性),TG,甘油二酯 （DG）,甘油一酯,甘 油,HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶,（二）脂酸的氧化,过程:脂肪酸的活化;进入线粒体;β氧化 概念:脂肪酸氧化从羧基端β-碳原子开始,每次释放出一个乙酰CoA,同时产生FADH2,NADH+H+. 部位: 组织：除脑组织外,多数组织均可进行,其中肝、肌 肉最活跃。

亚细胞：胞液、线粒体,Knoop实验（苯环标记）,1904年 Knoop,脂酸的活化 —— 脂酰 CoA 的生成（胞液）,+ CoA-SH,脂肪酸活化的要点 底 物：游离脂肪酸 所需条件：ATP,CoA,Mg2+ 所需酶：脂肪酰CoA合成酶 反应场所：胞浆 产物：脂肪酰CoA含有高能硫脂键,水溶性也增加 能量消耗:2ATP,反应不可逆!!!!,Mitochondrion,关键酶,2. 脂酰CoA 进入线粒体,脂酸氧化的酶系存粒体基质内,但胞液中长链脂酰CoA(12C)却不能直接透过线粒体内膜,须与肉碱结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内 酶: 肉碱脂酰转移酶I(CAT-Ⅰ); 肉碱脂酰肉碱转位酶; 肉碱脂酰转移酶II(CAT-Ⅱ). 特点： (1)肉碱脂酰转移酶I是脂酸氧化的限速酶 (2)饥饿、高脂低糖饮食活性↑,饮食后活性↓,脂酸氧化减慢,,调节： 饥饿、高脂低糖、糖尿病 肉碱脂酰转移酶Ⅰ 饱食、TG合成 、丙二酰CoA,,,,,,,,,,,合成FA的原料,3. 脂酸的β氧化,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-β羟脂酰CoA,β酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,,,,,目 录,,,,,,,5,,,,,目 录,活化：消耗2个高能磷酸键 β氧化每轮循环 四个重复步骤：脱氢、加水、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NADH+H+;1分子FADH2,4. 脂酸氧化的能量生成 —— 以16碳软脂酸的氧化为例,7轮循环产物：8分子乙酰CoA;7分子NADH+H+; 7分子FADH2,能量计算： 生成ATP 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108 净生成ATP 108 – 2 = 106,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,,,肉碱转运载体,,线粒体膜,脂肪酸β-Oxidation要点,β-氧化过程脱氢,加水,再脱氢,硫解 产物FADH2,NADH+H+,乙酰CoA 部位:线粒体 脂酰CoA脱氢酶的辅助因子是FAD Β-羟脂酰CoA脱氢酶的辅助因子是NADH 16C脂肪酸彻底氧化净生成106ATP 脂肪酸氧化过程包括:活化,转运,B-氧化 脂酰CoA由肉毒碱转运入线粒体. 脂肪酸的氧化除β氧化外,还有α-氧化,ω-氧化等.,1. 不饱和脂酸的氧化,（三）脂酸的其他氧化方式,亚油酰CoA （⊿9顺，⊿12顺）,,3次β氧化,,十二碳二烯脂酰CoA （⊿3顺，⊿6顺）,十二碳二烯脂酰CoA （⊿2反，⊿6顺）,⊿3顺,⊿2反-烯脂酰 CoA异构酶,,,,,,,2次β氧化,八碳烯脂酰CoA （⊿2顺）,D(+)-β-羟八碳脂酰CoA,L(-)-β-羟八碳脂酰CoA,,,,4 乙酰CoA,4次β氧化,β-羟脂酰CoA 表构酶,烯脂酰CoA 水化酶,长链脂酸(C20、C22),（过氧化酶体）,,,脂肪酸氧化酶 （FAD为辅酶）,较短链 脂酸,,（线粒体）,β氧化,2. 过氧化酶体脂酸氧化,3. 丙酸的氧化,Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸 胆固醇侧链,CH3CH2CO~CoA,D-甲基丙二酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,,TAC,不饱和FA中：多一个双键,氧化时就少生成 1分子FADH2,即少生成2分子ATP 奇数碳FA 丙酰CoA 琥珀酰CoA,,,三羧酸 循环,-氧化,β-氧化的生理意义。