生化-第5章-脂代谢课件.ppt

第五章 脂类代谢,Chapter 5 Metabolism of Lipids,本章要求 1. 熟悉各类血浆脂蛋白的合成部位、组成特点、代谢途径和主要生理功能 2. 熟悉脂肪动员的概念和调节因素；掌握脂肪酸β氧化的基本过程和能量生成 3. 掌握酮体的组成、生成和利用 4. 熟悉脂肪酸合成的特征和代谢调节 5. 熟悉磷脂的分类、磷脂酶的水解部位和主要产物 6. 熟悉胆固醇的结构、分类和生理功能; 掌握机体胆固醇内源性合成的原料、受调节的酶第一节 概述 Introduction,一、脂类的概念与组成,不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等脂溶性溶剂三酰甘油 (triacylglycerol, TAG),胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid),定义:,分类:,类脂(lipoid),脂肪 (fat),三酰甘油,甘油磷脂 (phosphoglyceride),胆固醇酯,X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等脂类物质的基本构成：,二、脂类的生理功能,1.供能与储能,1g 脂肪 = 38kJ 1g 蛋白质 = 17kJ 1g 葡萄糖 = 17kJ,三酰甘油疏水，储存时不带水分子，体积小。

2.维持生物膜的正常结构与功能,构成生物膜的脂质主要是磷脂、糖脂和胆固醇，以磷脂最多3.脂肪组织是内分泌器官,4.脂类是机体众多信号分子的前体,5.其他功能,瘦蛋白、脂联素和抵抗素为脂肪源性,胆固醇转化为维生素D3和类固醇激素； PIP2分解为IP3和DAG，作为第二信使胆固醇转化生成胆汁酸，促进脂类消化吸收； 促进脂溶性维生素的消化、吸收和运转； 肺表面活性物质和血小板活化因子,三、脂类的消化吸收,条件: ① 乳化剂如胆汁酸盐的乳化作用 ② 酶的催化作用,部位: 胃及小肠上段,胆盐在脂肪消化中的作用,,乳化,消化酶,三酰甘油,食物中的脂类,2-单酰甘油+ 2 FFA,磷脂,溶血磷脂 + FFA,胆固醇酯,胆固醇 + FFA,微团 (micelles),消化脂类的酶:,,吸收方式:,长链脂酸及2-单酰甘油,,肠黏膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及游离脂酸,,肠黏膜细胞（酯化成CE）,溶血磷脂及游离脂酸,,肠黏膜细胞（酯化成PL）,第二节,Lipoprotein,血浆脂蛋白,血浆所含脂类统称血脂，包括：三酰甘油、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——脂库中三酰甘油动员释放 肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血,定义：,来源：,一、血脂,血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响，波动范围很大，故临床抽取空腹血进行血脂检测,测定：,去路：,氧化分解 构成生物膜 进入脂库储存 转变为其他物质,正常成人空腹血脂的组成及含量,注：括号内为均值,血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。

各种血浆脂蛋白所含脂类及蛋白质不同，故其理化性质（密度、颗粒大小、表面电荷、电泳速率及免疫性）也不同，利用不同的技术和方法可将血浆脂蛋白分为若干类. 目前应用最为广泛的是超速离心法和电泳法二、血浆脂蛋白的分类,超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL,乳糜微粒 chylomicron (CM),极低密度脂蛋白 very low density lipoprotein (VLDL),低密度脂蛋白 low density lipoprotein (LDL),高密度脂蛋白 high density lipoprotein (HDL),电泳法,图注：缓冲液pH=8.6，↑表示血浆加样位置,三、血浆脂蛋白的组成,载脂蛋白(apolipoprotein, apo) 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分apo A: AⅠ、AⅡ、AⅣ 、AV apo B: B100、B48 apo C: CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ apo D apo E,载脂蛋白,定义：,种类:（20多种）,③ 载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性：,AⅠ激活LCAT (卵磷酯胆固醇脂转移酶) CⅡ激活LPL (脂蛋白脂肪酶) AⅣ辅助激活LPL； CⅢ抑制LPL AⅡ激活HL (肝脂肪酶),② 载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别：,AⅠ识别HDL受体; B100、E 识别LDL受体,① 结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构,功能：,疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。

脂蛋白的结构一般为球状，可分为极性（亲水）的表面和非极性（疏水）的核心,四、脂蛋白的结构,亲水表面由具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇构成，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外一）CM,（二）VLDL,（三）LDL,（四）HDL,运输外源性TG的主要形式,运输内源性脂肪的主要形式,参与胆固醇的逆向转运,运输内源性胆固醇的主要形式,五、血浆脂蛋白的代谢,脂类代谢异常可引起血脂水平改变，若血脂浓度高于正常值上限即可称为高脂血症一）高脂血症(hyperlipidermia),六、血脂测定与血脂异常,（二）异常脂蛋白血症(dyslipoproteinemia),血浆中的脂类以血浆脂蛋白的形式运输和代谢，故血脂的异常必然反映为血浆脂蛋白的异常，称为异常脂蛋白血症血脂项目 (mg/dL),实验室检查：,《中国成人血脂异常防治指南》,中华心血管病杂志,2007,35(5):390,诊断：,Ⅰ型 家族性高乳糜血症:外源性三酰甘油升高； Ⅱ型 家族性高胆固醇血症:ⅡA型胆固醇增高，三酰甘油正常,LDL增高；ⅡB型胆固醇和三酰甘油都升高； Ⅲ型 家族性异常β脂蛋白血症:胆固醇、三酰甘油均明显升高（CM残粒及VLDL均增高）； Ⅳ型 高前β脂蛋白血症:VLDL增高，三酰甘油明显升高，胆固醇正常或偏高； Ⅴ型 混合型高三酰甘油血症:CM及VLDL增高，三酰甘油及胆固醇均升高，以三酰甘油明显升高为主。

诊断：分类,高胆固醇血症 高三酰甘油血症 混合型高脂血症 低高密度脂蛋白血症,诊断：临床分型,原发性血脂异常：未找到系统性疾病引起血脂异常，往往由于遗传因素或后天环境因素、生活方式不良所致 继发性血脂异常：常见于①糖尿病 ；②甲减 ；③肾病④药物性；⑤其它—肝胆系统疾病、胰腺炎、长期过量饮酒等诊断：分型,第三节,三酰甘油的代谢,Metabolism of Triglyceride,三酰甘油： 又称脂肪或甘油三酯（triacylglycerol，TG），是由甘油和三分子脂肪酸组成，占体重的10%～20%，是机体内产能最多的营养物质，也是机体内最为有效的储能形式一、脂肪酸的化学,脂肪酸是含有羧基的有机烃类化合物，体内天然存在的脂肪酸多含有偶数碳原子一）脂肪酸分类,根据碳原子 数目多少,短链脂肪酸（碳链中碳原子少于6个） 中链脂肪酸（6C～12C） 长链脂肪酸（碳链中碳原子多于12个）,根据有无双键,饱和脂肪酸 (saturated fatty acid) 不饱和脂肪酸 (unsaturated fatty acid),单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸,顺式不饱和脂肪酸 反式不饱和脂肪酸,,,,,,,（二）脂肪酸命名,脂肪酸中的碳原子表示方法： （1）羧基碳为Δ1，向甲基碳方向标记为Δ2、Δ3等； （2）把邻近羧基碳的碳原子标记为α碳原子，向甲基方向顺序标记为β和γ等原子； （3）甲基碳为ω-1，向羧基方向依次为ω-2和ω-3等。

命名原则：先说明所含碳原子数目，再指明不饱和双键的位置和数目例如亚油酸（18个碳原子，两个不饱和键):,Δ编码体系: 18∶2,Δ9,12； ω编码体系: 18∶2,ω-6，9,脂肪酸中的碳原子表示方法：,依据第一个不饱和双键碳原子的位置，脂肪酸可以分为ω-3、ω-6、ω-7和ω-9等不饱和脂肪酸类别，称为ω族亚油酸归属为ω-6脂肪酸 同ω族的不饱和脂肪酸可以相互转化的，而不同ω族的不饱和脂肪酸不可以相互转化的自身合成——营养非必需脂肪酸（non-nutritional essential fatty acid） 从食物中摄取——营养必需脂肪酸（nutritional essential fatty acid）,（三）脂肪酸来源,机体内脂肪酸的来源有两条途径：,机体需要但是自身不能合成、必须由膳食摄入的脂肪酸常见的人体营养必需脂肪酸有亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸等营养必需脂肪酸：,表5-5 常见脂肪酸的命名、分类和主要来源,二、脂肪动员,脂肪动员(fat mobilization)，是指储存在脂肪组织中的脂肪在各种脂肪酶作用下被水解为游离脂肪酸和甘油，水解产物释放入血并被机体组织利用的过程。

定义：,调节酶:,激素敏感性三酰甘油脂肪酶----HSL,脂肪动员过程：,HSL,HSL-----激素敏感性三酰甘油脂肪酶,,促脂解激素(lipolytic hormone)：能增强HSL的活性，包括肾上腺素、胰高血糖素和促肾上腺皮质激素 抗脂解激素(anti-lipolytic hormone)：能抑制HSL活性，抑制脂肪动员，包括胰岛素和前列腺素等╋,HSL,脂肪动员,━,HSL,,,,,,,脂肪动员,抑制,激活,,,脂肪动员的调节：,,,血液运输,甘油,,肝（含甘油激酶）,脂肪动员的产物：,,,糖酵解,糖异生,三、脂肪酸的分解代谢,在氧供应充足的条件下，脂肪酸可在体内分解成CO2和H2O，释放出大量能量，以ATP形式供机体利用大致分为活化、转移、β氧化和ATP生成四个阶段肝和肌肉反应最为活跃，但脑、神经组织及红细胞等不能直接分解利用脂肪酸定义：,部位：,(一)脂肪酸的活化,RCOOH,脂酰CoA合成酶,AMP + PPi,RCO～SCoA,,脂肪酸获能的过程,部位：线粒体外 耗能：2分子高能磷酸键,(二)脂酰CoA转移进入线粒体,CH3 | CH3-N+-CH2-CH-CH2-COOH | | CH3 OH,肉碱,肉碱脂酰转移酶Ⅰ 肉碱脂酰转移酶Ⅱ 肉碱-脂酰肉碱转位酶,三个酶,,膜间腔,线粒体基质,肉碱,脂酰肉碱,β氧化,脂酰CoA,胞液,,,酶Ⅰ,酶Ⅱ,外膜,内膜,,酶Ⅲ,(二)脂酰CoA转移进入线粒体,酶Ⅰ：肉碱脂酰转移酶Ⅰ 酶Ⅱ：肉碱脂酰转移酶Ⅱ 酶Ⅲ：肉碱-脂酰肉碱转位酶,,酶Ⅲ,,调节酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ,调节：受到丙二酰CoA抑制。

丙二酰CoA又受胰岛素的诱导饥饿或禁食,胰岛素↓,丙二酰CoA ↓,肉碱脂酰转移酶Ⅰ ↑,脂肪酸进入线粒体↑,脂肪酸氧化↑,,,,,,(三)脂肪酸的β氧化,脂肪酸从羧基端开始，每次断裂两个碳原子，以乙酰CoA的形式释放由于反应均发生在β-碳原子上，故称脂肪酸β氧化(β-oxidation of fatty acid)定义：,细胞定位：细胞质、线粒体,部位：,组织定位：除脑组织外大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃1.偶数碳饱和脂肪酸的氧化,脱氢,加水,再脱氢,硫解,过程:,图5-8 脂肪酸β氧化,亚油酰CoA,3次β氧化,烯脂酰CoA顺反异构酶,,,,,,,,2.不饱和脂肪酸的氧化,烯脂酰CoA顺反异构酶,3.奇数碳脂肪酸的氧化,产物：乙酰CoA和丙酰CoA 丙酰CoA,琥珀酰CoA,TCA循环,,,,(四) ATP生成,活化：消耗2个高能磷酸键,β氧化：,以棕榈酸为例：16个碳，饱和脂肪酸,7 轮循环：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,(五)脂肪酸氧化的其他方式,α-氧化,在动物体中，C10 或C11脂肪酸的-碳原子可以先被氧化形成二羧酸。

二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行-氧化植物种子萌发时，脂肪酸-碳被氧化成羟基，再脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸由单氧化酶催化，需要。