第六章 脂质代谢

饮食状态影响酮体的生成 糖代谢影响酮体的生成 丙二酰CoA抑制酮体生成


4.酮体的生理意义

酮体是脂肪酸在肝内经β -氧化后产生的正常中间代谢产物， 是肝向肝外组织输出能源的重要形式。

在饥饿、高脂饮食及患糖尿病的状况下，酮体生成增加， 可引起血中酮体升高，严重时还会造成酮症酸中毒。
葡萄糖
柠檬酸-丙酮酸循环
乙酰CoA羧化酶
柠檬酸↑ 异柠檬酸↑
高糖饮食
NADPH↑ 乙酰CoA↑
脂肪酸合成
（四）不饱和脂肪酸的合成

动物体内可以合成单不饱和脂肪酸，最常见的是软油酸
（棕榈酸，16：1Δ9）和油酸（18：1Δ9），他们的合成前
体分别是饱和脂肪酸——软脂肪酸和硬脂肪酸。

人和动物缺乏Δ9以上的去饱和酶，不能合成含有双键的
3. β -氧化的过程
O
O
硫解 脱氢 加水
R
CH2
CH2 C～SCoA
脂酰CoA脱氢酶
n× CH3
C～SCoA
FAD 脱氢 FADH2
O CH C～SCoA
脱氢
O C～SCoA + CH3
β-酮脂酰CoA 硫解酶
O C～SCoA
硫解
R
加水
CH
H2O
R
脱氢
L(+)-β-羟脂酰 CoA脱氢酶
Δ2-烯酰CoA水化酶
丙酮酸
丙酮酸
二、三酰甘油的合成代谢 胞液 基质
NADPH+H+
+
NADH+H +CO2 线 + CO2 苹果酸酶 （一）脂肪酸的合成 ATP CO2 粒 CoASH+NAD+ NADP+ 体 ADP + Pi 苹果酸 合成部位：主要是肝及哺乳期乳腺，另外脂肪组织、肾、 内 NAD+ 膜 苹果酸脱 草酰乙酸 乙酰CoA 小肠、脑、肺等细胞（胞质）； + 氢酶
（四）酮体的生成与利用
CoASH CH3CHOHCH 2COOH 酮体是乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮的统称，是脂肪酸在 β-氧化 NAD+ 脂肪酸 2CH CO ～SCoA CH3COCH2CO～SCoA 3β 羟丁酸脱氢酶 乙酰乙酰 NADH+H+ 肝细胞分解代谢转化生成的特殊产物。 CoA硫解酶
1
三、三酰甘油代谢调节
（一） 激素的调节作用
禁食、饥饿或肌肉锻炼耗能过多 脂解激素 激素敏感脂肪酶 cAMP-蛋白激酶系统
去磷酸化 磷酸化
抗脂解激素
脂肪动员 肝摄取FFA 脂肪酸β-氧化 酮体
乙酰CoA羧化酶
脂肪酸
（二） 代谢物的调节作用
高脂饮食
脂酰CoA↑
饥饿脂肪 动员增加
ATP
异柠檬酸脱氢酶
CoASH
OH R CH CH2
O C～SCoA
O R C CH2
O C～SCoA
NAD+ NADH+H+
4. 脂肪酸β -氧化的能量生成
例：软脂肪酸（16C）的β-氧化
7×FADH2： 7× 1.5 =
7×NADPH + H+： 7× 2.5 = 8×乙酰CoA： 8×10.0 = 10.5 17.5 80 108 mol ATP 脂肪酸活化消耗2mol ATP，故 净生成ATP：108 – 2 = 106 mol ATP
ATP CH3 (CH2)nCOOH + CoASH
Mg2+ 脂酰CoA合成酶
AMP
CH3
(CH2)n～SCoA + PPi
2. 脂酰CoA进入线粒体

关键 酶
中、短链脂酰CoA（＜10个碳原子）可以直接渗透 穿过线粒体内膜进入基质；

长链脂酰CoA不能自由穿过线粒体内膜，活化的长 链脂酰CoA需要载体转运进入线粒体。
第二节
三酰甘油的代谢
抗脂解激素 + 受体
抗脂解激素-受体
G蛋白
ATP
腺苷酸环化酶 （AC）
一、三酰甘油的分解代谢
脂解激素 + 受体

（一）脂肪动员
脂解激素-受体
G蛋白
cAMP 脂肪组织中的三酰甘油在脂肪酶催化下逐步水解生成甘油和 HSL 禁食、饥饿 （无活性） 游离的脂肪酸，释放入血后被运送到其他组织氧化利用的过
O H 2C HO OH R1 OH
O
C O
H 2C CH
O
C
R2
CH
H 2C
O O C R3
H 2C

人体脂肪酸的来源：外源性脂肪酸和内源性脂肪酸。 脂肪酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂肪酸和不饱和 脂肪酸（包括单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）。


多不饱和脂肪酸（如：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等） 在动物体内不能合成，只能从食物中摄取，这些多不饱和 脂肪酸称为营养必需脂肪酸。
肌肉锻炼耗能过多
交感神经兴奋

程，称为脂肪动员。
PKA
HSL 在脂肪动员过程中，催化三酰甘油水解成二酰甘油和脂肪酸
（有活性）
甘油
单酰甘油 二酰甘油 的三酰甘油脂肪酶是脂肪动员的关键酶，其活性受多种激素 脂肪酶 脂肪酶
单酰甘油 二酰甘油 的调控，所以又称为激素敏感性三酰甘油脂肪酶。
FFA FFA FFA

除脑组织外，大多数组织都能氧化脂肪酸，以肝、心肌和 骨骼肌能力最强。

在O2供给充足的条件下，脂肪酸可彻底分解生成CO2及H2O并
释放出大量能量，以ATP形式供机体利用。

广义β -氧化是指脂肪酸的活化、脂酰CoA转运进入线粒体、 β -氧化等三个阶段；狭义β -氧化则仅指氧化阶段。
1. 脂肪酸活化
HOOCCH2CH2COCH ～3SCoA COCH3
1.酮体的生成 CO
CH3COCH2COOH
CH3CO+ ～SCoA CoASH ATP CoASH
琥珀酰2 CoA转硫酶
HMGCoA合酶 乙酰乙酸硫激酶
（心、肾、脑）
（心、肾、脑、骨骼肌） 2.酮体的利用 HMGCoA裂解酶
CH COOHCH 3COCH 2COOH 2CH 2COOH
三酰甘油
（二）甘油的代谢
H2 C HO CH H2 C
OH
ATP
ADP
H2 C
OH
NAD+
NADH+H+
H2 C C H2 C
OH O O P
OH
甘油激酶 （肝、肾、肠）
HO
CH
H2 C O P
磷酸甘油 脱氢酶

由于脂肪组织及骨骼肌甘油激酶活性很低而不能有效地利用 游离甘油。
（三）脂肪酸β -氧化

磷酸化）
乙酰CoA羧化酶-生物素-CO2 乙酰CoA羧化酶-生物素

酶合成的调节：高糖低脂/高脂低糖（诱导/阻遏） ADP + Pi ATP + HCO3
HOOC SH
乙酰 丙二酸单 SH 转移酶 CO酰转移酶 β-酮脂 酰合成酶
CH3
CH3
CH3 ～
水化酶
乙酰CoA
CO2 胞液中软脂酸的合成并不是按脂肪酸β -氧化的逆反应进行， SH Ser SH 而是以乙酰 CoA为起始分子，丙二酸单酰 CoA 丙二酸 4 ＇-为二碳单位供体， 磷酸泛酰氨基乙硫醇

NADH+H
草酰乙酸 合成原料：乙酰CoA（主要来自葡萄糖）；此外还需要
ADP + Pi
-（CO ）及Mn2+等。 ATP、NADPH、HCO3 2
乙酰CoA
ATP + CoASH
柠檬酸
柠檬酸
3.脂肪酸合成过程
（1）丙二酰CoA的生成
变构调节：柠檬酸和异柠檬酸/长链脂肪酸（多聚体/单体） 乙酰CoA羧化酶 CH CO～SCoA HOOC CH2 CO～SCoA / 3 化学修饰调节：胰岛素/胰高血糖素和肾上腺素（去磷酸化 2+ Mn

血液中的脂质与载脂蛋白结合以血浆脂蛋白形式转运。
第一节
脂类的消化、吸收和转运
一、脂质的消化
食物中的脂类物质
乳化 胆汁酸盐
微团
消化酶 小肠上段
产物
①三酰甘油 辅脂酶 + 胰脂酶 ② 磷脂
磷脂酶A2
2-单酰甘油 + 2分子脂肪酸
脂肪酸 + 溶血磷脂 胆固醇 + 脂肪酸
③ 胆固醇酯
胆固醇酯酶
甘油
二、脂类的吸收和转运
NADP+ CO 在整个合成代谢过程中，每生成1分子软脂肪酸，共需要8分 S ～
Cys CO
酰CoA
NADP+ NADPH+H+
H2O
S
CoA
～
S
SH
S
～
CoA
S
S
～
（2）软脂酸的生成 SH CO
～
还原酶 CH β3酮脂 CO 酰还原酶 H2C 酰基载体 CO 硫酯酶 蛋白 CO
H 2C 烯酰
CO
Cys
4＇-磷酸泛酰氨基乙硫醇
单酰CoA CH3 3 3 软脂酸 通过重复的酰基转移、缩合、还原、脱水和再还原不断反应， SH +
CH2 CH HCOH NADPH+H H2C
SH
CH
CH
每一次“加成”可使碳链延长 2个碳。 CH2 CH CoA 软脂酰 -E Ser
CO S S ～ ～
SH
硫酯酶 酰基载体 β-酮脂 蛋白 SH SH β 酮脂 SH 子乙酰CoA，消耗 14 分子 NADPH 和 7 分子 ATP 。 酰合成酶 乙酰 丙二酸单 酰还原酶 烯酰 丙二酸单 转移酶 还原酶 水化酶 酰转移酶
（二）脂肪酸碳链的延长

内质网延长体系（与软脂肪酸合成相似，但脂酰基 连接在CoASH上）

线粒体延长体系（与β -氧化的逆反应基本相似， 由乙酰CoA为二碳供体，且烯脂酰CoA还原酶的辅酶
为NADPH+H+）
葡萄糖
（三）三酰甘油的合成
H2C OH CH2OH
O
脂酰CoA合成酶 CH2OCR1 RCOOH + CoASH PPiCoA转移酶 脂酰 CoA 2+ 转移酶 RCO～SCoA + 脂酰 Mg HOCH——肝、脂肪及小肠粘膜细胞的胞质 HOCH C O合成部位 ATP AMP R1CO～SCoA CoASH R2CO ～SCoA CoASH H C OH H C OH 2 2 O P H2C CH2O P ATP CH2O P ADP
H 2C
O
CHNH-CO(CH2)nCH OH3 OH OH CH2-O-X H H H 鞘脂 OH m多为12;n多在16～24之间 H OH H OH H
P
OX
葡萄糖
一、甘油磷酯的合成代谢 丝氨酸 3-磷酸甘油
甘油磷酯合成的原料来自于糖、脂质和氨基酸代谢。 乙醇胺 胆碱 磷脂酸
2-单酰甘油
血液循环
门静脉
中链脂肪酸 短链脂肪酸
脂肪酶
吸收部位——主要在十二指肠下端及空肠上段； 脂肪酸 吸收方式胆汁酸盐 —— 混合微团
溶血磷脂 胆固醇
小肠粘膜
短链及中链脂肪酸 构成的三酰甘油 长链脂肪酸 2-单酰甘油
脂酰CoA转移酶
ATP ADP
三酰甘油 血液循环 淋巴 乳糜微粒 载脂蛋白 磷脂 胆固醇
合成原料——甘油和脂肪酸 HO CH HO CH 甘油激酶 O O 合成途径—— （肝、肾、肠） O O O O P H C 2 OH O CH OH H2C O CH OCR O CH OCR

2 CH2OCR1 脂酰CoA转移酶 2 1 单酰甘油途径：小肠粘膜细胞 O CH OCR 2
O O CH2OCR1 2 1 脂酰CoA转移酶 磷脂肪酸磷酸酶 R2COCH 脂酰CoA转移酶 R2COCH O R2COCH R2COCH 二酰甘油途径：肝细胞及脂肪细胞 R COCH R COCH O R1CO～SCoA CoASH 2 R3CO～SCoA CoASH 2 CH2OH CH2OH R CO～SCoA CoASH CH2OCR3 Pi 3 CH2O P CH2OH CH2OCR3
亚油酸（18：2Δ9、12） 、亚麻酸（18：3Δ9、12、15）和花
生四烯酸（20：4Δ5、8、11、14），只能从食物中获得。
第三节
源自文库
磷脂代谢
CH2CH2N+(CH3)3 CH3(CH（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂 CH3(CH2)m-CH=CHCHOH 2)12-CH=CH-CHOH CH2CH2NH3+ CHNH2 CHNH-CO(CH2)nCH3 CH2CHNH2COOH 磷脂由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。 O 3OH CH CH2-OH CH2CHOHCH2OH 神经酰胺 鞘氨醇 CH2OCOR1 H C O C R O 含甘油的磷脂称为甘油磷脂。 2 1 O HCOCOR2 R2 C 含鞘氨醇或二氢鞘氨醇的磷脂称为鞘磷脂。 O CH O ) -CH=CHCHOH CH3(CH CH2CHOHCH2O P OCH2 2 m
第六章
脂质代谢
温州医学院生化教研室 李春洋

脂质是机体内广泛存在的一类不溶于水而溶于有 机溶剂的生物大分子。
脂肪
（三酰甘油或甘油三酯）
储存能量、氧化供能
脂质
类脂
磷脂 糖脂 胆固醇 生物膜结构的重要组分 细胞识别及信息传递
胆固醇酯
生理活性物质的合成前体

三酰甘油为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂肪酸 酯化形成的酯。
NADH+H+ NAD+
～PPi SCoA CH3COCH2CO～HOOCH SCoA 2COHCH2CH 2CO AMP +
CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶（心、 β-羟丁酸 CH CO～SCoA 3 肾、脑、骨骼肌） 脱氢酶
CH3CHOHCH2COOH
2CH3CO～SCoA
3.酮体代谢的调节