脂肪酸的分解代谢

第28章脂肪酸的分解代谢

28.1 本章主要内容

1）脂肪酸代谢的主要途径

2）脂肪酸代谢中的能量变化

3）酮体的代谢

28.2 教学目的和要求

通过本章学习，使学生掌握饱和脂肪酸的β-氧化途径和能量变化以及酮体的代谢，了解代谢障碍引起的疾病的发病机制与防治。

28.3 重点难点

1. 脂肪酸的β-氧化途径和能量变化

2. 酮体的代谢

28.4 教学方法与手段

讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。

28.5授课内容

一、脂类的消化和吸收

1.脂类的消化（主要在十二指肠中）

食物中的脂类主要是甘油三酯80-90%，还有少量的磷脂6-10%，胆固醇2-3%。

胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌HCO-3至小肠（碱性）。脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。

胰腺分泌的脂类水解酶如下：

①三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、C3酯键，生成2-单酰甘油和两

个游离的脂肪酸。胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活。）

②磷脂酶A2（水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）。

③胆固醇脂酶（水解胆固醇脂，产生胆固醇和脂肪酸）。

④辅脂酶（Colipase）（它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原）。

2.脂类的吸收

脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成

更小的混合微团（20nm），这种微团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成甘油三酯，结合上蛋白质、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM），经胞吐排至细胞外，再经淋巴系统进入血液。

小分子脂肪酸水溶性较高，可不经过淋巴系统，直接进入门静脉血液中。

3.脂类转运和脂蛋白的作用

甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运。

脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质的转运形式。

载脂蛋白：（已发现18种，主要的有7种）在肝脏及小肠中合成，分泌至胞外，可使疏水脂类增溶，并且具有信号识别、调控及转移功能，能将脂类运至特定的靶细胞中。

4.脂蛋白的分类及功能

1）皮下脂肪在脂肪酶作用下分解，产生脂肪酸，经血浆白蛋白运输至各组织细胞中。

2）血浆白蛋白占血浆蛋白总量的50%，是脂肪酸运输蛋白，血浆白蛋白既可运输脂肪酸，又可解除脂肪酸对红细胞膜的破坏。

二、甘油三酯的水解

甘油三酯的水解由脂肪酶催化。组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸。

分解甘油三酯的三种酶是：

脂肪酶（激素敏感性甘油三酯脂肪酶，是限速酶）

甘油二酯脂肪酶

甘油单酯脂肪酶

1.甘油代谢

在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。

2．脂肪酸的氧化

1）饱和偶数碳脂肪酸的β氧化

脂肪酸进入细胞后，首先被活化成酯酰CoA，然后再入线粒体内氧化。

RCOO-+ ATP + CoA-SH →RCO-S-CoA + AMP + ppi

生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键，反应平衡常数为1，由于PPi 水解，反应不可逆。

细胞中有两种活化脂肪酸的酶：

内质网脂酰CoA合成酶，活化12C以上的长链脂肪酸

线粒体脂酰CoA合成酶，活化4~10C的中、短链脂肪酸

2）脂肪酸向线粒体的转运

中、短链脂肪酸（4-10C）可直接进入线粒体，并在线粒体内活化生成脂酰CoA。

长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰CoA，经肉碱转运至线粒体内。

线粒体内膜外侧（胞质侧）：肉碱脂酰转移酶Ⅰ催化，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的β羟基，生成脂酰肉碱。

线粒体内膜：线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。

线粒体内:膜内侧：肉碱脂酰转移酶Ⅱ催化，使脂酰基又转移给CoA，生成脂酰CoA和游离的肉碱。

脂酰CoA进入线粒体后，在基质中进行β氧化作用，包括4个循环的步骤。

3）脂酰CoA脱氢生成β-反式烯脂酰CoA

线粒体基质中，已发现三种脂酰CoA脱氢酶，均以FAD为辅基，分别催化链长为C4-C6，C6-C14，C6-C18的脂酰CoA脱氢。

4）△2反式烯脂酰CoA水化生成L-β-羟脂酰CoA

5）L-β-羟脂酰CoA脱氢生成β-酮脂酰CoA

6）β-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和（n-2）脂酰CoA

3. 脂肪酸β-氧化作用小结

1）脂肪酸β-氧化时仅需活化一次，其代价是消耗1个ATP的两个高能键。

（1）长链脂肪酸由线粒体外的脂酰CoA合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰CoA合成

酶活化。

（2） β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤

（3） β-氧化的产物是乙酰CoA ，可以进入TCA

2）脂肪酸β-氧化产生的能量

以硬脂酸为例，18碳饱和脂肪酸

胞质中： ⑴活化：消耗2ATP ，生成硬脂酰CoA

线粒体内：⑵脂酰CoA 脱氢：FADH 2 ，产生2ATP

⑶β-羟脂酰CoA 脱氢：NADH ，产生3ATP

⑷β-酮脂酰CoA 硫解：乙酰CoA → TCA ，12ATP

(n-2)脂酰CoA → 第二轮β氧化

活化消耗： -2ATP

β氧化产生： 8×（2+3）ATP = 40

9个乙酰CoA ： 9×12 ATP = 108

净生成： 146ATP

饱和脂酸完全氧化净生成ATP 的数量：(8.5n-7)ATP (n 为偶数)

硬脂酸燃烧热值：–2651 kcal

β-氧化释放：146ATP ×(-7.3Kcal)=-1065.8Kcal

转换热效率

3）β-氧化的调节

⑴脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA 的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，限制脂肪氧化。

⑵[NADH]/[NAD +]比率高时，β—羟脂酰CoA 脱氢酶便受抑制。

⑶乙酰CoA 浓度高时；可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰CoA 有两条去路： ①氧化。②合成甘油三酯） %2.402651

8.1065