医学课件第五部分脂类代谢教学课件

CH2OH
CH2OCOR1
R2CO-O— C
R3CO~SC0A
CH2O- P
CoA-SH
CH2OCOR1 R2CO-O— C
CH2OCOR3
磷脂酸
TG
三、脂酸的合成代谢
（一）软脂酸的合成
1 合成部位
肝（主） 及脑、肾、肺、乳腺、 脂肪组织等胞液中。
2 合成原料
• 乙酰CoA （来自G） 线粒体中的乙酰CoA通过柠檬酸-丙 酮酸循环运入胞液。
必需脂肪酸 ：人体需要但不能在体内
合成，必须由食物供给的脂肪酸，包括 亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
第二节 脂类的消化和吸收
一、 脂类的消化
小肠上段是消化的主要场所
脂类(TG、Ch、PL
等)
胆汁酸盐乳化
微团
胰脂肪酶、磷脂酶A2、胆固 醇酯酶及辅脂酶等水解
甘油一脂、溶血磷脂、
混合微团
长链脂肪酸、胆固醇等 乳化
二、 脂类的吸收 在十二指肠下段及空肠上段吸收
短链脂酸（2~4C）甘油三酯 中链脂酸（6~10C）
胆汁酸盐（乳化）
肠粘膜细胞
脂肪酶
血循环
脂肪酸 + 甘油
门静脉
长链脂酸（12~26C）甘油三酯 2-甘油一酯
肠粘膜细胞
甘油一酯途径
甘油三酯 乳糜微粒
载脂蛋白 PL、Ch
血循环 淋巴
第三节 甘油三酯代谢
磷脂(phospholipid,PL)
糖脂(glycolipid,GL)
O
‖
O CH2-O-C-R1 ‖|
R2-C-O-CH O
|
‖
CH2-O-C-R3
O ‖
甘油三酯
O CH2-O-C-R1 ‖|
R2-C-O-CH O |‖
甘油磷脂
CH2- P -X |
OH
共性：不溶或微溶于水而溶于有机溶剂。
分布：脂肪：主要分布于脂肪组织中，含量多 约占体重10～20% . •类脂：主要存在于生物膜中，含量少
反应
辅助因子 ATP
软脂酸→软脂酰CoA 肪酰CoA →反△2烯酰CoA
-2 7×FAD 7×2＝14
L-β-羟脂酰CoA →β-酮脂酰CoA 7×NAD+ 7×3＝21
8 乙酰CoA
净生成ATP
8×12＝96
129
软脂酸
CH3-(CH2)14-CO-SCoA + 7CoASH+7FAD+7NAD++7H2O
乙酰CoA和柠檬酸→乙酰CoA羧化酶 ↑→丙二酰CoA↑→脂酰CoA进入线粒体 ↓→β-氧化↓→酮体↓
口诀 ： FA 氧化为供能 肝内肝外有不同 肝内生酮肝外用 血中转运相沟通 糖供不足缺能量 FA 氧化来补充 若是产销不平衡 小心酮症酸中毒
二、甘油三酯的合成代谢
（一）合成部位
肝（最强）、脂肪组织及小肠
脂酰CoA不能直接透过线粒体内膜，必须与肉毒碱 (carnitine，L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸) 结合成脂酰 肉毒碱才能进入线粒体基质内。
反应由肉碱脂酰转移酶I和II (CAT-1和CAT-ll)催化：
RCO-SCoA CoA-SH
(CH3)3N+CH2CH CH2COOH 肉碱脂酰 (CH3)3N+CH2CH CH2COOH
苹果酸酶
NADP+ NADPH+H+
丙酮酸 CO2
具体步骤如下:
(1) 脱氢
RCH2CH2CH2CO~SCoA 脂酰CoA(162) 加水
H
FADH2 呼吸链 H2O
RCH2C C CO~CoA 反2-烯酰CoA
H
反2-烯酰CoA水化酶 H2O
OH RCH2 CH CH2
L-β-羟脂酰CoA
CO~SCoA
(3) 再脱氢
主要内容
• 概述 • 脂类的消化和吸收 • 甘油三酯代谢 • 磷脂的代谢 • 胆固醇的代谢 • 血浆脂蛋白代谢
第一节 概述
脂类是脂肪和类脂的总称。
脂肪(三酯酰甘油或甘油三酯)
(triglyceride,TG)
脂类 类脂
胆固醇(cholesterol,Ch) 胆固醇酯(cholesteryl ester,CE)
主要由肝甘油激酶催化分解，脂肪细 胞和骨骼肌甘油激酶活性低，甘油利用 率低。
CH2OH ATP ADP
CH2OH
HO CH
HO CH
甘油激酶 CH2OH（肝、肾、肠） 甘油
CH2O P 3-磷酸甘油
NAD+
甘油二酯 磷脂
CH2OH 磷酸二羟丙酮 O C
磷酸甘油脱氢酶 NADH+H+
CH2O P
糖异生
脂肪：主要分布于脂肪组织，含量多， 变动大，可变脂（储存脂）。
类脂：主要存在于生物膜中，含量少， 变动小，固定脂（基本脂）。
主要生理功能： 一、 储能和氧化供能 1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ （9kcal）， 1g糖彻底氧化仅供能16.7kJ （4kcal）。
合理饮食 空腹 禁食1~3天 饱食、少动
❖过程：
2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA硫解酶
HSCoA 乙酰乙酰CoA
乙酰CoA HMGCoA合成酶
HSCoA 羟甲戊二酸单酰CoA (HMGCoA)
HMG-CoＡ裂解酶
乙酰CoA
CO2
乙酰乙酸
丙酮
NADH＋H＋
β-羟丁酸脱氢酶
NAD＋
β-羟丁酸
3. 酮体的利用
酮体在肝脏线粒体合成，但肝脏缺乏利 用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体 生成后进入血液，输送到肝外组织（心、 肾、脑、骨骼肌等)线粒体利用。
酮血症 酸中毒
酮尿症
5.酮体生成的调节 ❖饱食及饥饿的影响
饱食后→胰岛素↑→脂解↓→酮体↓ 饥饿时→脂解激素↑→脂肪动员↑→酮体
↑
•肝细胞糖原含量及代谢的影响
肝糖原丰富→糖代谢旺盛→肝中脂酸 主要合成甘油三酯及磷脂→酮体↓
饥饿及糖供应不足时→糖代谢↓→脂 酸氧化↑→酮体↑
•丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体
乙酰CoA 三 ATP、CO2、H2O
4. 脂酸氧化的能量生成： 以16C的软脂酸为例
脂酰CoA RCH2CH2CO~SCoA
❖
FAD
脂酰CoA 脱氢
呼吸链
反△2- 烯酰CoA酶 RCH=CH-CO~SCoAFADH2
H20
氧
△2 -烯脂酰CoA 水化酶
H2O
化 的 生
L(+)-β-羟脂酰CoA RCHOHCH2CO~SCoA
CO2＋H2O＋能量
4.酮体生成的生理意义
• 酮体是肝输出能源的一种形式，是肌肉组 织，尤其是脑组织的重要能源。在长期饥 饿或糖供应不足的情况是脑组织的主要能 源。
• 正常情况血中含少量酮体
0.03~0.5mmol/L (0.3~5mg/dl)
高脂低糖饮食
饥饿
糖氧化供能↓
糖尿病
脂解↑ 酮体↑
肝生酮体>肝外利用
CO2+H2O
糖氧化
糖
（三）脂肪酸的β- 氧化
分为三个阶段：活化 进入线粒体 β-氧化
1. 脂肪酸的活化--脂酰CoA的生成（胞液）
部位：内质网和线粒体外膜
脂酰CoA合成酶
RCOOH + CoA—SH
RCO~SCoA
脂肪酸
ATP
Mg2+
脂酰CoA
AMP+PPi
H2O
反应不可逆！
2Pi
2.脂酰CoA进入线粒体
（二）合成原料
甘油和脂酸：主要由G代谢提 供
(三)合成基本过程
1. 甘油一酯途径；小肠粘膜细胞
CH2OH 脂酰CoA转移酶 R2CO-O-CH
CH2OCOR1
R2CO-O-CH
DG
MG CH2OH
CoA~SH
CH2OH 脂酰CoA
脂酰CoA
转移酶
RCOOH 合成酶 RCO~SCoA
CoA~SH
CH2OCOR1
OH RCH2 CH CH2 CO~SCoA
L-β-羟脂酰CoA
L-β-羟脂酰CoA脱氢酶
NAD+
3~ P
NADH+H+
O
H2O
(4) 硫解 RCH2C CH2CO~SCoA β-酮脂酰CoA
β-酮脂酰 CoA硫解酶
CoA-SH
(1) 脱氢
CH乙3C酰OC~oSACoA
RCH2CO~SCoA 脂酰CoA(14C) 继续β氧化
一、甘油三酯的分解代谢
（一）脂肪动员
1.概念 储存在脂肪细胞中的甘油三酯在脂肪
酶的作用下，逐步水解成甘油和脂肪酸并 释放入血供全身组织氧化利用的过程。
2. 过程：
O
‖
O CH2-O-C-R1 ‖|
R2-C-O-CH O
|
‖
CH2-O-C-R3
甘油三酯
甘油三酯
激素敏感脂肪酶（限速酶）
甘油二酯+脂肪酸
脂肪酶
甘油一酯+脂肪酸
脂肪酶
甘油 +脂肪酸
3. 激素敏感脂肪酶（HSL) : 甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受 多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶。
抗脂解激素：胰岛素、前列腺素 （抑制脂肪动员）
脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、 TSH 、 （促进脂肪动员）ACTH
（二）甘油的分解代谢
脂肪动员产生的甘油由血液运输至肝、 肾、肠等组织进行代谢。
乙酰乙酸 CH3-C-CH2-COOH
|| O
β羟丁酸 CH3-CH-CH2-COOH
| OH
丙酮
CH3-C-CH3 || O
30 % 70 % 少量
1 酮体的生成 • 部位：肝细胞线粒体 • 原料：脂酸分解得到的乙酰CoA • 过程：
2.酮体的生成 ❖部位：肝细胞线粒体 ❖原料：脂酸分解得到的乙酰CoA
8CH3CO-SCoA+7FADH2+7NAD++7H++ 2340 kcal/mol
活化：
-2 ATP
7次β氧化： 5 X 7 = 35 ATP
129 ATP
8个乙酰CoA：12 X 8 = 96 ATP
1分子16C的软脂酸彻底氧化净生成129个ATP
脂酸的其它氧化方式
1、不饱和脂酸的氧化
天然不饱和脂酸中的双键均为顺 式，而β氧化产生的是反式的中间 产物，所以需要异构酶将顺式双键 转变为反式双键才可以继续反应。
• ATP、NADPH、CO2 等
柠檬酸─丙酮酸循环 G
线粒体 内膜
载体
CoASH 柠檬酸
乙酰CoA 草酰乙酸 NADH+H+ NAD+
ADP+Pi
载体
苹果酸
ATP CO2
丙酮酸
载体
线粒体 外膜
胞液
合成脂酸
柠檬酸
柠檬酸 裂解酶
ATP、CoASH ADP+Pi
乙酰CoA
草酰乙酸 NADH+H+
NAD+ 苹果酸
L(+)- β-羟脂酰CoA 脱氢酶
NAD +
呼吸链
NADH
H20
β- 酮脂酰CoA RCOCH2CO~SCoA
β-酮酯酰CoA 硫解酶
CoASH
化
脂酰CoA R-CO~ScoA + CH3CO~SCoA 乙酰CoA
历
乙酰CoA
程
乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA
乙酰CoA
TCA
ATP
乙酰CoA
乙酰CoA
OH
转移酶Ⅰ
RCO-O
肉碱
脂酰肉碱
FFA ATP CoA 脂酰CoA +AMP + PPi
脂酰CoA进入线粒体机制
脂酰CoA 合成酶
转移酶I
线粒外膜
脂酰-CoA 肉碱
CoA 脂酰肉碱
转移酶II
转位酶
线粒内膜
CoA 脂酰肉碱
肉碱 脂酰CoA
脂酰肉碱 基质 β氧化
此过程为脂酸β -氧化的限速步骤， CAT-l是限速酶，饥饿、高脂低糖膳食 或糖尿病时，CAT-1活性增强。丙二酸 单酰CoA是强烈的竞争性抑制剂。
2 过氧化酶体脂酸氧化
过氧化酶体中的脂酸β-氧化酶系 可将极长链脂酸氧化成较短链脂 酸，而对较短链脂酸无效。
3.奇数碳原子脂肪酸的氧化：
丙酰CoA CH3-CH2-COSCoA
CO2
COOH-CH3-CH2-COSCoA 琥珀酰CoA
三羧酸循环
（四）酮体的生成和利用
• 酮体是脂肪酸在肝内分解氧化 时生成的中间产物，包括乙酰 乙酸、 β 羟丁酸和丙酮。
ATP
AMP+PPi
R2CO-O-CH
TG
CH2OCOR3
2. 甘油二酯途径；肝细胞、脂肪细胞
葡萄糖
CH2OH
NADH+H+ NAD+
CH2OH
HO—C
C=O
CH2O—P
磷酸甘油 脱氢酶
CH2O- P R1CO~SCoA
CH2OCOR1 R2CO-O- C
脂酰CoA 转移酶
R2CO~SC0A 2 CoA-SH
3.脂酸的β-氧化(脂酰CoA的β-氧化)
1904年Knoop 用苯基标记脂酸的ω甲基， 用来喂养犬，发现：
喂养标记偶数碳的脂酸，尿中排出 的代谢物是苯乙酸。
喂养标记奇数碳的脂酸，尿中排出 的代谢物是苯甲酸。
脂酸β-氧化是在脂酰基β-碳原子上依次进行 脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使 脂酰基在α与β-碳原子间断裂，生成1分子乙酰 CoA和少2个碳原子的脂酰CoA的过程。
肝内生酮肝外用
酮体的利用
心、肾、 脑细胞
HSCoA + ATP 乙酰乙酸硫激酶
AMP + PPi
β-羟丁酸 NAD+
β-羟丁酸脱氢酶
NADH+H+
乙酰乙酸
琥珀酰 CoA
琥珀酰 CoA 转硫酶
心、肾、脑、 骨骼肌细胞
乙酰乙酰 CoA
琥珀酸
硫解酶
2×乙酰 CoA
三羧酸循环
尿排 丙酮 呼排
转变成丙酮酸
脂肪氧化供能占20~30% 脂肪氧化供能占50%以上 脂肪氧化供能占85%
脂肪堆积，发胖
二、 生物膜的重要结构成分
甘油磷脂 鞘脂
生物膜脂双层的基本骨架 生物膜的重要成分
三、转变为生物活性物质
花生四烯酸
前列腺素等生物活性物质
胆固醇
类固醇激素、Vit D
3
四、其他作用
• 提供必需脂肪酸 • 促进脂溶性维生素的吸收