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第六章脂类代谢

【目的和要求】

1.了解脂类的分布及主要生理功能。

2．详尽描述脂肪酸氧化过程、有关酶，能进行能量计算。

3．解释酮体概念。复述酮体代谢、生理意义。

4．了解脂肪合成过程，结合软脂酸合成途径，熟记脂肪酸合成部位、原料 ( 包括来源 ) 及辅助因子，乙酰辅酶 A 羧化酶、脂肪酸合成酶系的特点及脂酰基载体蛋白（ ACP ）在脂肪酸合成中的作用。

5．熟悉鞘磷脂和鞘糖脂的化学组成。

6．掌握胆固醇合成原料、部位及胆固醇在体内的转化与排泄。

7．叙述血浆脂蛋白的分类和生理功能、熟悉血浆脂蛋白代谢及异常。

【本章重难点】

1.脂酸分解代谢过程及能量计算，脂酸β氧化。

2．酮体生成部位、原料、过程，酮体生理意义。

3．脂酸合成过程、原料及来源。

4．胆固醇合成关键步骤。

5．胆固醇转化产物及意义。

6. 血浆脂蛋白的种类及功能。

学习内容

第一节三酯酰甘油的代谢

第二节磷脂和鞘糖脂的代谢

第三节胆固醇的代谢

第四节血浆脂蛋白的代谢

第一节三酯酰甘油的代谢

一、脂类物质的分类和生理功用

脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。

脂肪（甘油三酯，TG）

脂类磷脂（PL）(甘油磷脂和鞘磷脂）

类脂糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）

胆固醇(Ch)及胆固醇酯(CE)。

脂类物质具有下列生理功用：

①贮存及氧化供能

②构成生物膜

③协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。必需脂肪酸是指机体需要，但自身不能合成，必须要靠食物提供的一些不饱和脂肪酸。

④保护内脏和保温作用

二、甘油三酯的分解代谢

⒈脂肪动员：贮存于脂肪细胞中的甘油三酯，在脂肪酶的催化下水解为游离脂肪酸(FFA)及甘油并释放入血，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）是脂肪动员的关键酶。能促进脂肪动员的激素称为脂解激素，如胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素(ACTH)和促甲状腺激素(TSH)；胰岛素、前列腺素E2和烟酸等能抑制脂肪动员，是抗脂解激素。

一分子甘油三酯可分解生成三分子的游离脂肪酸（FFA）和一分子的甘油。脂肪酸进入血液后与清蛋白结合成为复合体再转运到全身各组织，甘油则转运至肝、肾、肠等组织，主要在肝甘油激酶作用下，磷酸化为3-磷酸甘油，再脱氢生成磷酸二羟丙酮，或彻底氧化分解，或转变成糖，因此甘油是糖异生的原料。

⒉脂肪酸的β-氧化

除脑组织外，体内大多数的组织细胞均可循此途径氧化利用脂肪酸。其代谢反应过程可分为三个阶段：

⑴活化：在线粒体外膜或内质网进行此反应过程。在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，由脂酰CoA合成酶催化脂肪酸生成脂酰CoA。每活化一分子脂肪酸，需消耗两分子ATP。

⑵转运：借助于线粒体内膜两侧的两种肉碱脂酰转移酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应，脂酰CoA由肉碱（肉毒碱）携带进入线粒体。位于线粒体内膜外侧面的肉碱脂酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的关键酶，脂酰CoA进入线粒体是脂肪酸β-氧化的主要限速步骤。

⑶β-氧化：由四个连续的酶促反应组成。

①脱氢：脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，生成FADH2和α,β-烯脂酰CoA。

②加水：在水化酶的催化下，生成L-β-羟脂酰CoA。

③再脱氢：在β-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，生成β-酮脂酰CoA和NADH及H+。

④硫解：在硫解酶的催化下，分解生成1分子乙酰CoA和1分子少两个碳原子的脂酰CoA。后者可继续氧化分解，直至全部分解为乙酰CoA。

乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解， FADH2和NADH+H+通过呼吸链经氧化磷酸化后产生能量。

⒊脂肪酸氧化分解时的能量释放：

以16C的软脂酸为例来计算，其生成ATP的数目为：一分子软脂酸可经七次β-氧化全部分解为八分子乙酰CoA，故β-氧化可得5×7=35分子ATP，八分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP，故一共可得131分子ATP，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸可净生成129分子ATP。即对于偶数碳原子的长链脂肪酸，可按下式计算：ATP净生成数目=（碳原子数

÷2 -1）×5 + （碳原子数÷2）×12 -2 。

⒋酮体的生成及利用

肝内脂肪分解代谢很活跃。脂肪酸分解生成的乙酰CoA，除部分氧化供能外，其余还能在肝内特有酶的作用下合成酮体，供肝外组织氧化利用。酮体是脂肪酸在肝内分解生成的一类中间产物，包括乙酰乙酸、b-羟丁酸和丙酮。

⑴酮体的生成：酮体合成部位主要在肝脏的线粒体中生成，其合成原料为乙酰CoA，关键酶是羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）合成酶。乙酰CoA先缩合成HMG-CoA，接着HMG-CoA 被裂解产生乙酰乙酸。乙酰乙酸再通过加氢还原成β-羟丁酸，或经自发脱羧生成丙酮。

⑵酮体的利用：肝脏没有利用酮体的酶。酮体在肝内合成，肝外利用。在肝外组织中，能利用酮体的酶有琥珀酰CoA转硫酶．乙酰乙酰CoA硫解酶和乙酰乙酸硫激酶等。β-羟丁酸和乙酰乙酸都先被转化成乙酰CoA，然后由其进入三羧酸循环彻底氧化。丙酮主要随呼气和尿排出体外。

⑶酮体生成及利用的生理意义：

①在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式。

②在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源。

正常生理情况下，酮体生成量不多，而肝外组织利用酮体能力较强，故血中酮体含量很低(2mg／dL以下)。在持续饥饿或糖尿病等糖代谢障碍情况下，脂肪动员增强，于是酮体生成增多。脑和心肌等组织可依赖酮体氧化获取能量。一旦酮体生成量超过肝外组织利用的限度，则出现酮症酸中毒。对酮症的治疗原则是制止脂肪大量动员，以便酮体生成减少；同时应增加糖的有氧氧化，以便产生足够量的草酰乙酸，使酮体的氧化增加，最终达到血酮体含量正常。故对各种病因引起的糖来源少的患者应静点葡萄糖，而对糖尿病患者还需加用胰岛素等。

三、甘油三酯的合成代谢

肝脏、小肠和脂肪组织是合成脂肪的主要组织器官，其合成的亚细胞部位主要在胞液。脂肪合成时，首先合成长链脂肪酸和3-磷酸甘油，然后再将二者缩合起来形成甘油三酯（脂肪）。

⒈脂肪酸的合成：脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA，其合成过程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化而完成，不是β-氧化过程的逆反应。

⑴乙酰CoA转运出线粒体：线粒体内产生的乙酰CoA，与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，穿过线粒体内膜进入胞液，裂解后重新生成乙酰CoA，产生的草酰乙酸转变为苹果酸或丙酮酸后重新进入线粒体，这一过程称为柠檬酸-丙酮酸循环。

⑵丙二酰CoA的合成：在乙酰CoA羧化酶（需生物素）的催化下，将乙酰CoA羧化为丙二酰CoA。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的关键酶，属于变构酶，其活性受柠檬酸和异柠檬酸的变构激活，受长链脂酰CoA的变构抑制。

⑶脂肪酸合成：脂肪酸合成时碳链的延长过程是一循环反应过程，即缩合→加氢→脱水→再加氢，每次延长2个碳原子。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸。在此基础上，再继续使脂肪酸的碳链延长、缩短、去饱和，便可生成除必需脂肪酸以外的多种脂肪酸。

脂肪酸合成与β-氧化逆反应不同之处主要有四个方面：

①场所不同：脂肪酸合成在胞液进行，β-氧化在线粒体内进行；

②原料不同：脂肪酸合成原料为乙酰CoA，产物为软脂酸，β-氧化的原料为脂酰CoA，产物为乙酰CoA；

③酶不同：脂肪酸合成酶系是一种多酶体系，属多功能酶，可连续催化脂肪酸的合成。

④供氢体不同：脂肪酸合成的供氢体是NADPH，β-氧化的供氢体是FADH2和NADH。

⒉3-磷酸甘油的生成：合成甘油三酯所需的3-磷酸甘油主要有两条途径生成。