第八章-脂类代谢-脂类介绍

第八章 脂质代谢 (Lipids Metabolism )
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第一节 脂质的构成、功能及分析
The composition, function and analysis of lipids
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一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类 大分子物质
n 定义: n 分类:
脂肪 (fat)
三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)，也 称为甘油三酯 (triglyceride, TG)
促分娩。
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2. TX
Ø PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血 栓形成，PGI2 、PGI3对抗它们的作用。 Ø TXA3促血小板聚集，较TXA2弱得多。
3. LT
Ø LTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。 Ø LTD4还使毛细血管通透性增加。 Ø LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症 及过敏反应的发展。
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不饱和脂肪酸
棕榈(软)油酸 (palmitoleic acid) 油酸(oleic acid) 异油酸 (Vaccenic acid) 亚油酸 (linoleic acid) a-亚麻酸 (a-linolenic acid) g-亚麻酸 (g-linolenic acid) 花生四烯酸 (arachidonic acid) timnodonic acid (EPA) clupanodonic acid (DPA) cervonic acid (DHA) 9-十六碳一烯酸 9-十八碳一烯酸 反式11-十八碳一烯 酸 9,12-十八碳二烯酸 9,12,15-十八碳三烯 酸 6,9,12-十八碳三烯酸 5,8,11,14-二十碳四 烯酸 5,8,11,14,17-二十碳 五烯酸 7,10,13,16,19-二十二 碳五烯酸 4, 7,10,13,16,19-二十 二碳六烯酸 16:1 18:1 18:1 18:2 18:3 18:3 20:4 20:5 22:5 22:6 w-7 CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH w-9 CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH w-7 CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH w-6 CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOH w-3 CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOH w-6 CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH w-6 CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOH w-3 CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOH w-3 CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOH w-3 CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH
含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。
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X＝磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺、 单糖或寡糖
按取代基X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂
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（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构
n
胆固醇(cholesterol)结构： 固醇共同结构： 环戊烷多氢菲
2 A 3 4 5 11 1 H 10 9 H B 6 12 H C H 8 7 H 13 17 D 14 15 16
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脂酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱 和脂酸的链长和数目的增加而升高。
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（一）脂肪酸是脂肪烃的羧酸
脂肪酸（fatty acids）的结Βιβλιοθήκη Baidu通式为: CH3（CH2）nCOOH。 高等动植物脂肪酸碳链长度一般在14～20之间， 为偶数碳。
n
系统命名法
标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。
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磷脂双分子层的形成
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2. 磷脂酰肌醇是第二信使的前体
Ø 磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生成的磷脂酰肌醇-4,5-二 磷酸（phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2）是 细胞膜磷脂的重要组成，主要存在于细胞膜的内层。 在激素等刺激下可分解为甘油二酯（DAG）和三磷 酸肌醇（inositol triphosphate，IP3），均能在胞内传 递细胞信号。 Ø 各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。
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（二）磷脂是重要的结构成分和信号分子
1. 磷脂是构成生物膜的重要成分
Ø 磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集 成脂质双层，是生物膜的基础结构。 Ø 细胞膜中能发现几乎所有的磷脂，甘油磷脂中以磷 脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸含量最高， 而鞘磷酯中以神经鞘磷酯为主。 Ø 各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。磷脂酰胆 碱（也称卵磷脂）存在于细胞膜中，心磷脂是线粒 体膜的主要脂质。
(cephalin)
(lecithin) 磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine)
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心磷脂 (cardiolipin)
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由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为鞘磷酯
鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂酸相 连形成神经酰胺(ceramide)，为鞘脂的母体结构。
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鞘脂(sphingolipids)
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（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有 重要生物学功能固醇类物质的前体
Ø 胆固醇是细胞膜的基本结构成分 Ø 胆固醇可转化为一些具有重要生物学功 能的固醇化合物
Ø可转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3
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三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析 技术的复杂性
（一）用有机溶剂提取脂质 （二）用层析分离脂质 （三）根据分析目的和脂质性质选择分析方法 （四）复杂的脂质分析还需特殊的处理
四烯酸（20:4，Δ5,8,11,14） 。
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2. 合成不饱和脂肪酸衍生物
• 前列腺素（prostaglandin, PG） 、血栓烷 (thromboxane, TX) 、白三烯(leukotrienes, LT)是 廿碳多不饱和脂肪衍生物。 • 前列腺素以前列腺酸（prostanoic acid）为基本骨 架，有一个五碳环和两条侧链（R1及R2）。
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动物胆固醇(27碳)
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植物(29碳)
酵母(28碳)
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二、脂质具有多种复杂的生物学功能
（一）甘油三酯是机体重要的能源物质
首先，甘油三酯氧化分解产能多。 第二，甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。 第三，机体有专门的储存组织——脂肪组织。 甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。 甘油二酯还是重要的细胞信号分子。
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（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类
磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪 酸、磷酸和含氮化合物组成。 n 分类： 甘油磷脂：由甘油构成的磷脂（体内含量最多） 鞘磷脂：由鞘氨醇构成的磷脂
n
FA FA
鞘氨醇
甘油
FA
Pi
X
Pi
X
X指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、 乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。
类脂 胆固醇 (cholesterol, CHOL) (lipoid) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid) 鞘脂 (sphingolipid)
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（一）甘油三酯是甘油的脂酸酯
• 甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水 的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟 基分别被相同或不同的脂酸酯化。 • 其脂酰链组成复杂，长度和饱和度多种多样。 • 体内还存在少量甘油一酯（monoacylglycerol） 和甘油二酯（diacylglycerol，DAG）。
1g TG = 38KJ 1g 蛋白质 = 17KJ 1g 葡萄糖 = 17KJ
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（二）脂肪酸具有多种重要生理功能
1. 提供必需脂肪酸
人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸， 称为营养必需脂酸(essential fatty acid)，包括亚油酸
（18:2，Δ9,12） 、亚麻酸（18:3，Δ9,12,15）和花生
9 8 10 6 5 3 1 COOH CH3 11 12 14 15 17 19 20 10 11 13 15 9 7 5 3 1COOH R1
CH3 R2 17 19 20
花生四烯酸 （20:4△5，8，11，14）
前列腺酸
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n
血栓噁烷（thromboxane A2, TX A2）
Ø 有前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的噁烷代替。
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表7-1 常见的脂肪酸
惯名 饱和脂肪酸 月桂酸 (lauric acid) 豆寇酸(myristic acid) 软脂肪酸(palmitic acid) 硬脂肪酸(stearic acid) 花生酸(arachidic acid) 山箭酸 (behenic acid) 掬焦油酸 (lignoceric acid) n-十二烷酸 n-十四烷酸 n-十六烷酸 n-十八烷酸 n-二十烷酸 n-二十二烷酸 n-二十四烷酸 12:0 14:0 16:0 18:0 20:0 22:0 24:0 － CH3(CH2)10COOH － CH3(CH2)12COOH － CH3(CH2)14COOH － CH3(CH2)16COOH － CH3(CH2)18COOH － CH3(CH2)18COOH － CH3(CH2)18COOH 系统名 碳原子数和 簇 双键数 分子式
Ø Ø
△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。 ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。
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脂酸根据其碳链是否存在双键分为 饱和脂酸和不饱和脂酸 1.饱和脂酸的碳链不含双键 饱和脂酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构， 不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基 (-CH2-)的数目不同。 2.不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键 Ø 单不饱和脂酸(monounsaturated fatty acid) Ø 多不饱和脂酸(polyunsaturated fatty acid)
2-甘油一酯 + 2 FFA 溶血磷脂 + FFA 胆固醇 + FFA
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胆固醇酯 胆固醇酯酶
Ø 消化的产物 脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、 脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸 (6C～10C)及短链脂酸(2C～4C)构成的的甘 油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团 (mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。
表7-2 不饱和脂肪酸 簇 -7 -9 -6 -3 母体不饱和脂肪酸 软油酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 结 构 9-16:1 9-18:1 9,12-18:2 9,12,15-18:3
同簇的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花 生四烯酸可由-6簇母体亚油酸产生。但-3、-6 和-9簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。 动物只能合成 ω - 9 及 ω - 7 系的多不饱和脂酸，不能 合成ω-6及ω-3系多不饱和脂酸。
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由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂
组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物 结构：
O O CH2O-C-R1 O OH CH2O-P-OX
R2C-O-CH
功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜 的磷脂双分子层。
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机体内几类重要的甘油磷脂
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磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol)
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二、吸收的脂质经再合成进入血循环
Ø 吸收部位 十二指肠下段及空肠上段。 Ø 吸收方式 中链及短链脂酸构成的TG 甘油 + FFA 门静脉 乳化 吸收 肠粘膜 细胞
脂肪酶
血循环
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长链脂酸及2-甘油一酯 胆固醇及游离脂酸 溶血磷脂及游离脂酸 TG、CE、PL
肠粘膜细胞 （酯化成TG） 肠粘膜细胞 （酯化成CE） 肠粘膜细胞 （酯化成PL） 载脂蛋白(apo) B48、 C、 AⅠ 、 AⅣ 乳糜微粒 (chylomicron, CM)
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第二节
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一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质
Ø 条件 ① 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘 油二酯等）的乳化作用； ② 酶的催化作用 Ø 部位 主要在小肠上段
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胆盐在脂肪消化中的作用
Ø 消化脂类的酶 食物中的脂类
乳化
微团 (micelles)
消化酶
甘油三酯 磷脂
胰脂酶 辅脂酶 磷脂酶A2
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n
白三烯（leukotrienes，LT） Ø 分子中不含前列腺酸骨架有四个双键，三个 共轭双键。
(LTB4)
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PG、TX和LT具有很强生物活性
1. PG
Ø PGE2诱发炎症，促局部血管扩张。 Ø PGE2、PGA2 使动脉平滑肌舒张而降血压。 Ø PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。 Ø PGF2α使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强