脂肪酸与基因表达

分类
4.按双键位置 通常从CH3-的碳起计算第一个不 饱和键的位置。如油酸：C18:1，ω-9。
国际上也可以用n来代替ω的表示方法。 目前认为营养学上最具价值的脂肪酸：n-3和n-
6系列不饱和脂肪酸。包括EFA（必需脂肪酸）
和长链多不饱和脂肪酸。
共轭脂肪酸是由18个碳的多不饱和脂 肪酸衍生而来的，大多数共轭脂肪酸为亚 油 酸的衍生物，因此被命名为“共轭亚油 酸”（conjugated linoleic acid,CLA)。 CLA包 括不同的共轭双键模式，这决 定了它们在代谢中的特定功能。 植烷酸是一类由植物叶绿 醇衍生而来 的具有支链结构的脂肪酸，这种稀有脂肪 酸因其在基因表达中的作用而变得越来越 重要。
体内脂肪的生理功能
1.贮存和提供能量 1g脂肪＝9.46kcal能量
2.保温及润滑作用
3.节约蛋白质作用
4.机体构成成分 细胞膜
5.内分泌作用 瘦素、TNF-α、IL-6、IL-8、雌
激素、IGF等。 TNF肿瘤坏死因子 IL白细胞介素 IGF类胰岛素生长因子
食物中脂肪的作用
1.增加饱腹感 脂肪进入十二指肠时，刺激十二
脂肪酸可能是在与“接受孤儿受体” 中的成员如视黄酸X受体（retinoid X receptor，RXR)和过氧化物酶体增殖子活 化受体 （per-oxisome proliferator-activated receptor， PPAR) 结合后激活了基因的表 达。
脂肪酸作为PPAR系统的配体
（phospholipids）
脂类 （lipids）
类脂 （lipoids）
固醇类
（sterols）
近年来，越来越多的证据表明脂肪酸 参与了基因表达的转录调节过程。 这次课主要阐述脂肪作为转录因子的 配体在调节脂肪和葡萄糖代谢相关基因表 达以及细胞分化、生长及炎症反应中所起 的作用。
脂肪酸及其活性衍生物
2. 按饱和程度
饱和 ( 如棕榈酸 ) 、单不饱和 ( 如
油酸)、多不饱和(如亚油酸和α-亚麻酸)

脂肪随其脂肪酸的饱和程度越高、碳链越长，
熔点越高。
3.按空间结构 顺式、反式

自然状态下，大多数不饱和脂肪酸为顺式脂肪 酸，少数为反式脂肪酸（黄油、奶油）。
氢化：不饱和脂肪酸中的不饱和键与氢结合 变成饱和键 植物油发生氢化后可以加工为人造奶油。 氢化过程中，一些不饱和脂肪酸由顺式转为 反式脂肪酸。
不同的组织中PPAR的作用
不同组织中PPAR的作用
PPARα主要在肝脏和肌肉起作用。 PPARγ主要影响脂肪组织和肿瘤细胞中基 因的表达。 动脉内壁中内皮细胞和巨噬细胞对PPARα 和PPARγ都有反应
脂肪酸能够通过脂肪酸转运蛋白质的 作用被摄入细胞。 摄入的脂肪酸在细胞质中可以激活 PPAR，而与之相对应， 视黄酸受体（ RXR)可被类维生素A或脂肪酸激活。这两 种激活的核受体形成一异源二聚体，结合 在靶基因启动子的反应元件上。一个额外 的激活作用能够通过对辅激活子的补充而 得到，此辅激活子可以结合到异源二聚体 上。
胚和花生等。
胆固醇丰富的食物是动物脑、肝、肾等内脏和 蛋类，肉类和奶类也含有一定量的胆固醇。
脂类的供给量
脂肪摄入过多，可导致肥胖、心血管疾病、高
血压、癌症（乳腺癌、大肠癌等）发病率增高。
中国营养学会建议成人脂肪摄入应占总能量 20%~30%。
必需脂肪酸摄入不少于总能量3%。n-3、n-6比 例为1：4~6为宜。
最近几年，脂肪酸作为核受体尤其是作为PPAR的生理配体得到了人们越来 越多的关注。下表列出了三种同型PPAR 生理配体及其主要的生理功能。
Jump和Clarke (1999)总结了日粮脂肪 对基因表达调节的研究进展，并指出不同 脂肪酸与合成配体相比激活PPAR的相对潜 力。 在生理配体中，亚油酸具有最高的潜 力，其次是花生四烯酸和油酸，饱和脂肪 酸对这些受体只有低亲和性。 Wolfrum等 (2001)研究了不同脂肪酸 对肝脏脂肪酸结合蛋白（FABP)的特异影 响，并肯定了亚油酸和γ -亚麻油酸在其反 式激活系统中的高活性。
同时，国外企业认准了欧美掀起的 “反人造脂肪风”，纷纷推出代替人造脂 肪的新产品。 如芬兰一家食品公司开发出一种生产 含高植物固醇的植物黄油的新方法，瑞典 的人造奶油生产商则成功研制出了人造脂 肪替代物———新型脂肪酶，去掉了含有 人造脂肪的成分。在美国，立顿、雀巢等 公司也已经在一些食品中减少甚至去掉了 人造脂肪。
脂肪酸的基本结构为疏水的多碳链，其 结构因链长度和饱和度的不同而不同。小 于 14 个碳原子的中链和短链脂肪酸通常为 饱和脂肪酸，主要用于能量供应。 长链脂肪酸 (LCFA)中有饱和脂肪酸， 也有单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸 (PUFA) 。长链脂肪酸除了供能外还具有其 他的功能。
脂肪及其功能
脂肪酸结构不同。 脂肪因其所含的脂肪酸链的 长短、饱和程度和空间结构 不同，而呈现不同的特性和 功能。
9 脂肪酸与基因表达
贵州医科大学
脂肪酸（FA)是所有动物能量供应中最 重要的分子（营养素），同时也是类二十 烷 酸（前列腺素、凝血噁烷和白三烯）合 成的前体物。
脂类包括脂肪和类脂，脂肪又称甘油三 酯，约占体内脂类总量的95%，类脂主要包 括磷脂和固醇类，约占全身脂类总量的5%
脂肪
（fats）
磷脂
指肠产生肠抑胃素，使胃蠕动受到抑制。
2.改善食物的感观性状
3.提供脂溶性维生素 脂肪不仅是脂溶性维生素
来源，也可促进其吸收。
脂肪酸的分类及功能
大多数脂肪酸含有偶数碳原子。 基本分子式：CH3 [CH2] n COOH
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分类：
1.按碳链长度 链(≤6) 长链(≥14)、中链(8～12)、短
一些VCFA(very long-chain fatty acid) 分 布于大脑和一些特殊组织中，如视网膜和精 子。 脂肪组织中含有各种长度的脂肪酸，食物中 以18碳脂肪酸为主。
膳食脂肪的营养学评价
1. 脂肪的消化率 熔点低于体温的脂肪易消化，植物
脂肪>动物脂肪
2. EFA的含量 植物油亚油酸、α-亚麻酸含量高。 3. 提供的各种脂肪酸的比例
饱和：单不饱和：多不饱和
4. 脂溶性维生素的含量
植物油：E；肝脏：A、D；奶、蛋：A、D
5. 某些有特殊生理功能的FA含量 EPA、DHA
脂肪组织中基因的调节
许多研究者都认为PPARγ在脂肪生成过程 中是必需的而且也是充足的，再则，它还 影响脂肪细胞来源的信号分子的分泌。
通过LPL（脂蛋白酯酶）介导的脂解作用释放的脂肪酸被摄入脂肪细胞后， 可以被激活用于合成甘油三酯或被用作PPARγ的激活子。脂肪细胞中与脂类 代谢有关的几个重要基因都由PPARγ调节。
人类基因组中，目前已知被编码的转录因 子超过 2000 个。 近来，Brivanlou 和 Dranell (2002)提出 了新的真核细胞转录因子分类方法。 这种分类将正调节的真核细胞转录因 子划分为两组： ①恒定活性核因子 在任何时间都存在于所有细胞的细胞 核中，体外分析研究表明其具有激活转录 的潜在能力。
肿瘤细胞中基因的调节
生活方式和营养影响了许多病理生理过 程。对免疫系统而言，许多报道强调了营养 对癌的发育和生长的影响。Helmlinger等（ 2000)最近的研究成果支持了肿瘤代谢主要 是由底物可利用性决定而不是由肿瘤细胞新 陈代谢需要而决定的结论。 这一结论及其他的结论暗示了日常的膳 食组成在肿瘤治疗中发挥着一定的作用。
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸优缺点
饱和脂肪酸可升高LDL-C（低密度脂蛋白）； 但不容易被氧化；有助于HDL的形成，因此人
体不应完全限制饱和脂肪酸的摄入。
多不饱和脂肪酸可降低血清胆固醇和LDL-C，
同时也降低HDL-C（高密度脂蛋白）；且易被
氧化产生脂自由基和过氧化物。
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸优缺点
1990年配体诱导转录因子引起过氧化物 酶体增殖的发现开辟了基因表达调控研究 的新领域。 接着，有证据表明PPAR系统可能在脂 质内稳衡调节中起着重要的作用。通过对 过氧化物酶体的增殖作用而被明显识别的 PPAR 主要对啮齿动物发挥这种作用，而 在人类肝脏中对其他基因的调节作用也在 后来的研究中被证实。
ω-3脂肪酸多不饱和脂肪酸（PUFA)在脂类代谢中 的特殊作用，在健康和疾病方面具有特殊功能。
深海鱼油对于改善血液中脂肪状态有作用 美国俄勒岗大学卫星科学中心，他们以含 有EPA及DHA的鲑鱼为主体食物，供给被 试者连续食用十天后，结果健康人的血中 胆固醇降低17%，甘油三酯降低40%，而 高血脂的人胆固醇降低20%，甘油三酯猛 降低67%之多，说明EPA有明显降血脂作 用，而降甘油三酯的作用远比降胆固醇的 作用强。
单不饱和脂肪酸（橄榄油富含）能降低血清胆 固醇和LDL-C，HDL-C无变化，且不容易被氧 化。 以单不饱和脂肪酸取代部分饱和脂肪酸有重要 的意义。 地中海国家每日脂肪摄入量占总能量40%，但 主要来自单不饱和脂肪酸，冠心病发病率低。
脂肪酸调节基因表达
脂类代谢和动脉粥样硬化过程中基因的调节 PPARα的主要靶基因对禁食和饲喂过 程中能量的储存起着重要的作用， PPARγ是脂肪生成过程中一个关键的 调节者，并在细胞分化、胰岛素致敏、动 脉粥样硬化以及致癌过程中发挥重要作用 。
反式不饱和脂肪酸：
不具有必需脂肪酸的活性和对脂蛋白的作用。
增加心血管疾病的危险。
可能诱发肿瘤、2型糖尿病等。
人造奶油、蛋糕、饼干、油炸食品、花生酱等 是反式脂肪酸的主要来源。
欧美国家纷纷对人造脂肪进行立法限制。在欧 洲，从2003年6月1日起，丹麦市场上任何人造 脂肪含量超过2%的油脂都被禁，丹麦因此成为 世界上第一个对人造脂肪设立法规的国家。 此后，荷兰、瑞典、德国等国家也先后制定了 食品中人造脂肪的限量，同时要求食品厂商将 人造脂肪的含量添加到营养标签上。 2004年，美国食品和药品管理局（FDA）也规 定，从2006年起，所有食品标签上的“营养成 分”一栏中，都要加上人造脂肪的含量。FDA 同时提醒人们，要尽可能少地摄入人造脂肪。
脂类参考摄入量及食物来源
食物来源：
动物脂肪组织和肉类：主要含饱和脂肪酸和单
不饱和脂肪酸（海生动物和鱼例外）；胆固醇
含量较多。
植物油(种子)：主要含不饱和脂肪酸(椰子油、
棕榈油例外)。
亚油酸普遍存在于植物油中，α-亚麻酸在豆 油和紫苏籽油、亚麻籽油中较多。
鱼贝类含EPA和DHA较多。
磷脂含量较多的食物为蛋黄、肝脏、大豆、麦
②调节转录因子 又分成两个主要的类型，一为发育或 特定细胞型转录因子，二为信号依赖型转 录因子。 信号依赖型转录因子又可根据其不同的 信号机制划分为三个功能组分，即细胞核 受体超家族因子、胞内信号反应因子和细 胞表面受体（配体相互作用和信号级联） 激活因子。
脂肪酸激活转录因子是细胞核受体超 家族因子中的一员，包括内分泌受体如雌 激素受体、糖皮质激素受体（GR)和维生素 D 受体（ VDR) ，同时还包括未知配体的孤 儿受体和最近才确定配体的“接受孤儿受 体 ”（Mangelsdorf and Evans, 1995; Schoonjans et al.1997)。
关于PPAR功能的数据大多是通过对 在高脂血症和糖尿病药理学研究中使用的 合成PPAR激动剂（如非诺贝特类和噻唑烷 二酮类药）的研究得到的（Staelseid.， 1997)。 正如上面合成配体所揭示的那样，由于 PUFA（不饱和脂肪酸）可与PPAR以低亲 和力结合，因此它们被认为在基因调节中 有相同的影响，虽然它们的水平要低得多 。
肝脏中基因的调节
肝脏中脂肪酸对脂类代谢的调节不仅受PPARα的调节，HNF4a（ 肝细胞核因子4a）也包含在多种基因的调节中，这些基因参与了血 浆脂蛋白的产生和清除。而且，固醇与LXR（肝X受体）的结合能 调节胆固醇的内稳衡和胆酸代谢。LXR活性受到PUFA（不饱和脂 肪酸） 的抑制，因此减少了SREBP1c的表达。低浓度的SREBP1c 导致调节肝脂肪生成途径中关键酶表达的减少。
日粮（每日膳食）中脂肪的代谢 （自学）
转录因子和基因表达
健康生物中，特定细胞的能量代谢和 健康水平会受到环境的严格调节，而该环 境是由生物的发育状态、营养水平、微环 境（pH、离子梯度）以及生长因子和细胞 因子的 存在状态而决定的。 为了在特定的条件下能够提供全部所 需的酶和蛋白质，因而在细胞 内存在着一 个复杂的转录因子系统调节基因的表达。