第1页:第六章 脂类代谢
第六章 脂类代谢:本章先介绍脂类的种类、分布与生理意义,再重点展开三酯酰甘油的分解与合成、酮体代谢,随后讲磷脂与胆固醇代谢,最后落到血脂与血浆脂蛋白的分类和功能。
- 第一节 概述
- 第二节 三酯酰甘油的中间代谢
- 第三节 类脂代谢
- 第四节 血脂
第2页:脂类的种类与生理意义
第一节 概述——一、脂类的种类、分布和意义
- 脂肪(三酯酰甘油)
- 分布在脂肪组织,储能与供能、促进脂溶性维生素吸收、维持体温、保护内脏;储存脂——含量常受营养状况和活动量影响而变动
- 类脂
- 包括磷脂(脑磷脂/卵磷脂)与胆固醇,分布在生物膜,作为生物膜的重要组分、提供不饱和脂肪酸、维持生物膜结构与功能、调节代谢;基本脂(固定脂)——不受营养状况及机体活动影响
第3页:脂类的结构通式
二、脂类的结构通式
- 脂肪(三酯酰甘油)
- 甘油 + 3 分子脂肪酸;MG 为一酯酰甘油,DG 为二酯酰甘油,TG 为三酯酰甘油
- 磷脂
- 甘油 + 脂肪酸 + 磷酸 + 有机碱:胆胺——脑磷脂;胆碱——卵磷脂
- 胆固醇
- 含环戊烷多氢菲骨架与羟基(HO—)
第4页:脂肪酸与脂肪酰辅酶A
脂肪酸的结构通式与活化
- 脂肪酸通式:R-COOH
- 软脂酸:CH3(CH2)14-COOH;硬脂酸:CH3(CH2)16-COOH
- 活化形式:软脂酰辅酶A CH3(CH2)14-CO~S-CoA;硬脂酰辅酶A CH3(CH2)16-CO~S-CoA
- 脂肪酰辅酶A通式:R-CO~S-CoA
第5页:脂肪酸的分类
脂肪酸的分类
- 按有否不饱和键
- 饱和脂肪酸;不饱和脂肪酸(单价不饱和脂肪酸、多价不饱和脂肪酸)
- 按营养学角度
- 非必需脂肪酸;必需脂肪酸(多价不饱和脂肪酸)
- 营养必需脂肪酸
- 机体需要但不能自身合成,必需依赖食物供给的脂肪酸,分 ω6 族(亚油酸等)与 ω3 族(DHA、EPA 等)
- ω3族必需脂肪酸的功能:促进儿童智力发育、延缓老人大脑衰退、降低血液胆固醇浓度
第6页:三酯酰甘油的分解代谢
第二节 三酯酰甘油的中间代谢
- (一)三酯酰甘油的水解
- TG → DG → MG → 甘油,分别由TG脂肪酶、DG脂肪酶、MG脂肪酶催化
- 激素敏感性脂肪酶受脂解激素(肾上腺素、糖皮质激素)促进(+),受抗脂解激素(胰岛素)抑制(−)
- (二)脂肪酸的氧化
- 1、脂肪酸的活化;2、脂肪酸的转运;3、脂肪酸的β-氧化;4、乙酰辅酶A的氧化
第7页:脂肪酸的活化与转运
(二)脂肪酸的氧化
- 1、脂肪酸的活化
- R-CH2-COOH + HS-CoA + ATP → R-CH2-CO~S-CoA + AMP + PPi,由脂酰辅酶A合成酶催化
- 2、脂肪酸的转运
- 转运方向:胞液 → 线粒体;转运载体:肉毒碱;活性形式:脂酰辅酶A;耗能:相当于 2ATP
第8页:脂肪酸的β-氧化
3、脂肪酸的氧化——β-氧化
- 反应过程
- 脱氢(FAD)、加水(H2O)、脱氢(NAD+)、硫解(HS-CoA)
- 一次β-氧化的产物
- 两次脱氢:FADH(2ATP)、NADH(3ATP),合计 5ATP
- 少两个碳原子的脂酰辅酶A——进入下一轮β-氧化
- 一分子乙酰辅酶A——进入三羧酸循环
4、乙酰辅酶A的氧化——进入三羧酸循环。
第9页:软脂酸氧化的能量计算
脂肪酸氧化的能量计算(以软脂酸为例)
- 软脂酸(16C)活化生成软脂酰辅酶A:−2ATP
- 7 次β-氧化:(2+3)×7 = 35ATP
- 8 分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环:12×8 = 96ATP
- 合计 131ATP,净生成 129ATP
通式:β-氧化次数 =(n/2)−1,乙酰辅酶A分子数 = n/2。
说明:课件沿用旧版换算(NADH=3ATP、FADH2=2ATP),按现行换算净生成约 106ATP,此处保留课件原值并标注。
第10页:酮体的生成
(三)酮体的氧化和利用
- 1、酮体的概念
- 酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全而形成的一类中间产物的统称
- 2、酮体的生成
- 2 乙酰辅酶A → 乙酰乙酰辅酶A → HMG-辅酶A(HMG-辅酶A合成酶,在肝)→ 酮体
- 酮体包括:乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮
第11页:酮体的利用与生酮意义
3、酮体的利用;4、生酮意义
- 酮体的利用
- 乙酰乙酸、β-羟丁酸 → 乙酰乙酰辅酶A → 乙酰辅酶A → 三羧酸循环(肝外组织)
- 生理意义
- 肝脏向肝外(肌肉/大脑)组织输出脂肪酸能源的有效形式——肝内生酮,肝外利用
- 病理意义
- 肝生酮 > 肝外利用时(糖尿病/严重饥饿)可致酮症酸中毒
第12页:甘油的代谢
(四)甘油的代谢
- 甘油 →(α-磷酸甘油激酶,消耗ATP)→ α-磷酸甘油
- α-磷酸甘油 →(α-磷酸甘油脱氢酶,生成NADH)→ 3-磷酸甘油醛
- 3-磷酸甘油醛 → 进入糖代谢 → CO2 + H2O + ATP,或用于糖原与葡萄糖合成
- α-磷酸甘油也可再利用,作为合成脂肪的原料
第13页:三酯酰甘油的合成
二、三酯酰甘油的合成
- (一)α-磷酸甘油的合成
- 来源有二:来自糖代谢(G → 3-磷酸甘油醛 → α-磷酸甘油);细胞内甘油再利用
- (二)脂肪酸合成
- 1、合成原料:碳架原料乙酰辅酶A(来自糖代谢);供氢体 NADPH(来自磷酸戊糖途径);ATP 供能
- 2、合成部位——胞液;关键酶——乙酰辅酶A羧化酶
第14页:磷脂的代谢
第三节 类脂代谢——一、磷脂的代谢
- 磷脂的组份和功能
- 磷脂的合成原料:二酯酰甘油、胆胺、胆碱、丝氨酸、ATP 和 CTP
- 活化形式:CDP-胆胺、CDP-胆碱
- 合成部位:肝、肾(内质网)
- 脂肪肝的成因
第15页:胆固醇的合成
二、胆固醇的代谢
- 来源与分布
- 体内合成与食物中摄取;分布于生物膜等
- 功能
- 生物膜的结构成分;胆汁酸、类固醇激素及维生素D的合成原料
- 1、合成部位
- 组织部位——肝及小肠等(脑细胞、红细胞例外);细胞部位——胞液及内质网
- 2、合成原料与关键酶
- 碳架原料——乙酰辅酶A(主要来自糖);供氢体 NADPH(来自磷酸戊糖途径);能源 ATP;关键酶——HMG-CoA还原酶
第16页:胆固醇合成过程与调节
3、合成过程;4、合成调节
- 合成过程
- 2 乙酰辅酶A → 乙酰乙酰辅酶A → HMG-CoA →(HMG-CoA还原酶)→ 甲羟戊酸(MVA)→ 鲨烯 → 胆固醇
- (1)膳食调节
- 饱食 → HMG-CoA还原酶合成增加 → 胆固醇合成增加(饥饿相反)
- (2)激素调节
- 胰岛素、甲状腺素使 HMG-CoA还原酶合成增加,胆固醇与胆汁酸合成增加(+)
第17页:胆固醇的转化与排泄
(三)胆固醇的转化与排泄
- 在肝内转化成胆汁酸——体内胆固醇的主要代谢去路,促进脂类的消化、吸收
- 转化成类固醇激素——肾上腺皮质激素、性腺激素(参与机体代谢调节)
- 转化成维生素D3——胆固醇 → 7-脱氢胆固醇 →(紫外光)→ VitD3
- 经肠道菌还原成粪固醇,排出体外
(二)胆固醇的酯化:胆固醇 + 卵磷脂 →(LCAT)→ 胆固醇酯 + 溶血卵磷脂
第18页:血脂的组成及含量
第四节 血脂——一、血脂的概念、组成及含量
概念:血液中脂类的总称,包括三酯酰甘油、磷脂、胆固醇、脂肪酸。
正常成人空腹血脂组成及含量| 组成 | 正常参考值 mmol/L | 正常参考值 mg/L |
|---|
| 三酯酰甘油 | 0.11 ~ 1.69 | 10 ~ 150 |
|---|
| 总胆固醇 | 2.59 ~ 6.47 | 100 ~ 250 |
|---|
| 磷脂 | 1.81 ~ 5.17 | 70 ~ 200 |
|---|
| 胆固醇酯 | 1.03 ~ 1.81 | 40 ~ 70 |
|---|
| 游离胆固醇 | 48.44 ~ 80.73 | 150 ~ 250 |
|---|
| 游离脂肪酸 | 0.20 ~ 0.78 | 5 ~ 20 |
|---|
说明:源文件中项目名称与数值为分离排列,本表按常规参考值范围对应整理;其中游离胆固醇一行数值明显超出常规范围,疑为源文件错位或单位有误,已保留原值,建议对照原课件表格核对。
第19页:血浆脂蛋白的概念与分类
二、血浆脂蛋白
- (一)概念
- 由脂类和载脂蛋白组成,是脂类在血中的存在和运输形式
- (二)分类方法
- 超速离心法(按密度由大到小):CM、VLDL、LDL、HDL
- 电泳法(按移动速度快慢):α-Lp、β-Lp、前β-Lp、CM
第20页:脂蛋白的分类组成及功能
(三)脂蛋白的组成特点与生理功能
脂蛋白的分类、组成及功能| 密度法 | 电泳法 | 蛋白质 Pr(%) | 三酯酰甘油 TG(%) | 胆固醇 Ch(%) | 磷脂 PL(%) | 生理功能 |
|---|
| CM | CM | 1~2 | 80~95 | 2~7 | 6~9 | 转运外源性TG |
|---|
| VLDL | 前β-Lp | 5~10 | 50~70 | 10~15 | 10~15 | 转运内源性TG |
|---|
| LDL | β-Lp | 20~25 | 10 | 45~50 | 20 | 转运胆固醇(肝至外周) |
|---|
| HDL | α-Lp | 40~50 | 5 | 20~22 | 30 | 转运磷脂、胆固醇(外周至肝) |
|---|
说明:源文件中 CM 的三酯酰甘油含量记为“8~95”,按常规应为 80~95,已修正并标注。
第21页:胆汁酸的代谢
胆汁酸的代谢
- 初级胆汁酸(肝)
- 胆固醇 →(7α-羟化酶,肝)→ 胆酸、鹅脱氧胆酸(游离胆汁酸)
- 与甘氨酸结合生成甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸;与牛磺酸结合生成牛磺胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸(结合胆汁酸)
- 次级胆汁酸(肠)
- 经细菌还原作用生成脱氧胆酸、石胆酸,随粪便排出
- 胆汁酸的功能
- 乳化脂粒、激活脂酶,促进脂类的消化吸收
- 胆汁酸的肠肝循环
- 肠内次级胆汁酸约90%由肠道重吸收,经门静脉入肝,与新合成的初级胆汁酸一起重又排入肠腔,反复利用
第22页:三酯酰甘油的合成(附图)
三酯酰甘油的合成(附图)
- 甘油 + ATP → α-磷酸甘油
- α-磷酸甘油 + 2 脂肪酰辅酶A → 磷脂酸
- 磷脂酸 → 二酯酰甘油(DG)+ 脂肪酰辅酶A → 三酯酰甘油(TG)
说明:源文件本页为代谢途径图,文字依图中标注整理,走向建议对照原课件图片核对。