07脂质代谢.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 七 章,脂 质 代 谢,Lipid Metabolism,The biochemistry and molecular biology department of CMU,脂质的构成、功能及分析,The composition,function and analysis of lipids,第一节,脂质,(lipids),是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。,脂质,一、脂质是一类大分子物质,甘油三酯,(triacylglycerol),是非极性、不溶于水的甘油脂肪酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂肪酸酯化。,（一）甘油三酯是甘油的脂肪酸酯,脂肪酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂肪酸的链长和数目的增加而升高。,饱和脂肪酸的结构通式为,:,CH,3,(CH,2,),n,COOH,。,不饱和脂肪酸的碳链含有一个或一个以上双键,单不饱和脂肪酸,(monounsaturated fatty acid),多不饱和脂肪酸,(polyunsaturated fatty acid),高等动植物脂肪酸碳链长度一般在,1420,之间，为偶数碳。,（二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸,编码体系,从,脂肪,酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。,或,n,编码体系,从,脂肪,酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。,系统命名法：,标示脂肪酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。,CH,3,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH=CH-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-COOH,16:1,9,16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,16:1,-7,-1,-2,-3,-7,常见的脂肪酸,惯名,系统名,碳原子数和双键数,簇,分子式,饱和脂肪酸,月桂酸,(lauric acid),n-,十二烷酸,12:0,CH,3,(CH,2,),10,COOH,豆寇酸,(myristic acid),n-,十四烷酸,14:0,CH,3,(CH,2,),12,COOH,软脂酸,(palmitic acid),n-,十六烷酸,16:0,CH,3,(CH,2,),14,COOH,硬脂酸,(stearic acid),n-,十八烷酸,18:0,CH,3,(CH,2,),16,COOH,花生酸,(arachidic acid),n-,二十烷酸,20:0,CH,3,(CH,2,),18,COOH,山箭酸,(behenic acid),n-,二十二烷酸,22:0,CH,3,(CH,2,),18,COOH,掬焦油酸,(lignoceric acid),n-,二十四烷酸,24:0,CH,3,(CH,2,),18,COOH,习惯名称,碳原子,及双键数,双键位置,族,系,系,月桂酸,120,肉豆蔻酸,140,软脂酸,160,硬脂酸,180,油酸,181,9,9,-9,亚油酸,182,9,，,12,6,，,9,-6,亚麻酸,183,9,，,12,，,15,3,，,6,，,9,-3,花生四烯酸,204,5,，,8,，,11,，,14,6,，,9,，,12,，,15,-6,磷脂,(phospholipids),由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成，是脂质中极性最大的化合物。,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,(,二氢,鞘氨醇,),构成的磷脂,FA,FA,Pi,X,甘油,FA,Pi,X,鞘氨醇,（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类,X=,胆碱、,H,、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,磷脂酰胆碱,脂肪酸,胆碱,甘油,甘油磷脂通常第,1,位脂肪酸是饱和脂肪酸，第,2,位是花生四烯酸。,甘油磷脂是极性最强的脂质，含一个极性头，两个疏水尾，具有两性，构成生物膜的磷脂双分子层。,X-OH,X,取代基,甘油磷脂的名称,水,H,磷脂酸,胆碱,CH,2,CH,2,N+(CH,3,),3,磷脂酰胆碱,(,卵磷脂,),乙醇胺,CH,2,CH,2,NH,3,+,磷脂酰乙醇胺,(,脑磷脂,),丝氨酸,CH,2,CHNH,2,COOH,磷脂酰丝氨酸,甘油,CH,2,CHOHCH,2,OH,磷脂酰甘油,磷脂酰甘油,二磷脂酰甘油,(,心磷脂,),肌醇,磷脂酰肌醇,体内几种重要的甘油磷脂,鞘氨醇或二氢鞘氨醇的氨基通过酰胺键与,1,分子长链脂肪酸相连形成,神经酰胺,(ceramide),，为鞘脂的母体结构。,X,磷脂胆碱、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖，,鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂,胆固醇,(cholesterol),属固醇类化合物,固醇共同结构：环戊烷多氢菲,（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构,胆固醇,(27,碳,),动物胆固醇,(27,碳,),植物,(29,碳,),酵母,(28,碳,),甘油三酯,胆固醇酯,FA,胆固醇,FA,FA,FA,甘油,FA,FA,Pi,X,甘油,X=,胆碱、,H,、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,磷脂,CH,3,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH=CH-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,-COOH,二、脂质具有复杂的生物学功能,（一）甘油三酯是机体重要的能源物质,1g TG=38 kJ,1g,蛋白质,=17 kJ,1g,葡萄糖,=17 kJ,甘油三酯氧化分解产能多。,甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。,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。,二、脂质具有复杂的生物学功能,（二）脂肪酸具有多种重要生理功能,必需脂肪酸,人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为必需脂肪酸,(essential fatty acid),，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。,合成不饱和脂肪酸衍生物：,前列腺素,(PG),、血栓噁烷,(TX),、白三烯,(LT),是廿碳多不饱和脂肪酸衍生物，具有很强生物活性。,饱和脂肪酸,软脂酸,(16C),硬脂酸,(18C),不饱和脂肪酸,油酸,(18:1),亚油酸,(18:2),亚麻酸,(18:3),花生四烯酸,(20:4),必需脂肪酸,非必需脂肪酸,常见的脂肪酸,PGE,2,诱发炎症，促局部血管扩张。,PGE,2,、,PGA,2,使动脉平滑肌舒张而降血压。,PGE,2,、,PGI,2,抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。,PGF,2,使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。,1.PG,PG,、,TX,和,LT,具有很强生物活性,2.TX,PGF,2,、,TXA,2,强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，,PGI,2,、,PGI,3,对抗它们的作用。,TXA,3,促血小板聚集，较,TXA,2,弱得多。,3.LT,LTC,4,、LTD,4,及,LTE,4,被证实是过敏反应的慢反应物质。,LTD,4,还使毛细血管通透性增加。,LTB,4,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。,二、脂质具有复杂的生物学功能,（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子,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；细胞膜中能发现几乎所有的磷脂。,磷脂酰肌醇是第二信使的前体；磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate,，,PIP,2,),，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,(IP,3,),，均能在胞内传递细胞信号。,甘油磷脂作为乳化剂促进脂质的消化吸收与转运。,磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,（,PIP,2,）,二、脂质具有复杂的生物学功能,（四）胆固醇的生物学功能,胆固醇是细胞膜的基本结构成分。,胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物：,在肝脏转变为胆汁酸,在肾上腺皮质、睾丸、卵巢等部位合成类固醇激素在皮肤可转化为维生素,D,3,第二节,脂质的消化和吸收,Digestion and Absorption of Lipids,酶,作用的脂质,消化产物,胰脂酶、辅脂酶,甘油三酯,脂肪酸、,2-,甘油一酯,磷脂酶,A,2,磷脂,脂肪酸、溶血磷脂,胆固醇酯酶,胆固醇酯,脂肪酸、胆固醇,参与脂质消化的主要酶类,第三节,甘油三酯的代谢,Metabolism of Triglycerides,Triglyceride(TG),or,Triacylglycerol(TAG),甘油三酯代谢概况,甘油三酯代谢概况,脂肪酸的合成代谢,甘油三酯的合成代谢,甘油三酯的分解代谢,脂肪动员,甘油进入糖代谢,脂肪酸的,氧化,脂肪酸的其他氧化方式,酮体的生成和利用,一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯,（一）合成部位,肝脏：合成能力最强，不能储存。肝,内质网合成的,TG,，组成,VLDL,入血运输至肝外组织。,脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用,CM,或,VLDL,中的,FFA,合成脂肪。,小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪，不储存脂肪，以,CM,形式经淋巴进入血液循环。,一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯,（二）合成原料,甘油主要来自于葡萄糖代谢产生的,3-,磷酸甘油,脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢产生的乙酰,CoA,CM,中的,FFA,（来自食物脂肪）,（三）合成基本过程,甘油一酯途径,/,甘油二酯途径,二、内源性脂肪酸的合成,（一）软脂酸由乙酰,CoA,在脂肪酸合酶催化下合成,（二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行,（三）不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶催化,（一）软脂酸的合成,1.,合成部位,组织：,肝,(,主要,),、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织,亚细胞：,胞液,：主要合成,16,碳的软脂酸,(,棕榈酸,),肝线粒体、内质网：碳链延长,（一）软脂酸的合成,2.,合成原料,乙酰,CoA,、,ATP,、,HCO,3-,、,NADPH,、,Mn,2+,G(,主要,),乙酰,CoA,氨基酸，乙酰,CoA,全部在线粒体内产生，通过柠檬酸,-,丙酮酸循环进入胞质。,NADPH,的来源,:,磷酸戊糖途径,(,主要来源,),胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应,柠檬酸,丙酮酸循环,脂肪酸合酶及反应过程,（,1,）丙二酸单酰,CoA,的合成：,乙酰,CoA,羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。,丙二酸单酰,CoA,（,2,）软脂酸合成,由丙二酸单酰,CoA,提供二碳单位，从乙酰,CoA,开始在脂肪酸合酶催化下合成软脂酸；实际上是重复加成反应过程，每次延长,2,个碳原子。,1,分子的乙酰,CoA,与,7,分子的丙二酸单酰,CoA,在脂肪酸合酶催化下重复进行,7,次,缩合、还原、脱水、再还原,反应生成软脂酸。,各种生物合成软脂酸的过程基本相似。,脂肪酸合酶复合体：,大肠杆菌：,7,种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系，并有,酰基载体蛋白（,ACP,）,核心。,ACP,是脂肪酸合成过程中,脂酰基的载体,，合成的各步反应都在,ACP,的辅基上进行。,高等动物：,7,种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶；有活性的酶为两,个,相同的亚基首尾相连组成二聚体，,每个亚基含有一个,ACP,核心和七种酶的活性部位,中文名称,英文名称,缩写,酰基载体蛋白,Acyl carrier protein,ACP,乙酰,CoA-ACP,转酰基酶,Acetyl-CoA-ACP transacetylase,AT,丙二酸单酰,CoA-ACP,转酰基酶,Malonyl-CoA-ACP transferase,MT,-,酮脂酰,-ACP,合酶,-Ketoacyl-ACP synthase,KS,-,酮脂酰,-ACP,还原酶,-Ketoacyl-ACP reductase,KR,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,-Hydroxyacyl-ACP dehydratase,HD,烯脂酰,-ACP,还原酶,Enoyl-ACP reductase,ER,脂肪酸合酶复合体,加氢,再加氢,软脂酸的合成总图,缩合,CO,2,还原,NADPH+H+,NADP+,脱水,H,2,O,再还原,NADPH+H+,NADP+,软脂肪酸合成的总反应式：,1,分子乙酰,CoA,与,7,分子丙二酰,CoA,在脂肪酸合成酶系的分子上依次重复进行,缩合、还原、脱水和再还原,的过程。每重复一次碳链延长,2,个碳原子。,乙酰,CoA,7,丙二酸单酰,CoA,14NADPH,14H+,软脂肪酸,7CO,2,14NADP+,8HSCoA,6H,2,O,（二）软脂酸碳链的延长,肝内质网,肝线粒体,长链脂肪酸的前体,软脂酰,CoA,软脂酰,CoA,二碳单位的供体,丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,酰基载体,HSCoA,HSCoA,终产物,18C24C,18C26C,（三）不饱和脂肪酸的合成,只能合成单不饱和脂肪酸,部位：内质网,酶：去饱和酶,在胞液中进行,脂肪酸的活化形式为脂酰,CoA,反应不可逆,消耗,2,个,P,肪,甘油和脂肪酸合成甘油三酯,甘油一酯途径：小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂肪酸再合成甘油三酯的途径。,甘油和脂肪酸合成甘油三酯,甘油二酯途径：肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯。,甘油和脂肪酸合成甘油三酯,（肝、脂肪组织）,3-,3-,磷酸甘油,3-,磷酸甘油,脱氢酶,脂酰,CoA,转移酶,CoA,R,1,CO,CoA,脂酰,CoA,转移酶,CoA,R,2,CO,CoA,磷脂酸,磷酸酶,Pi,脂酰,CoA,转移酶,CoA,R,3,CO,CoA,三、甘油三酯氧化分解代谢,（一）甘油三酯分解从,脂肪动员,开始,（二）甘油转变成,3-,磷酸甘油后被利用,（三）脂肪酸经,-,氧化分解供能,（四）脂肪酸的其他氧化方式,（五）脂肪酸在肝分解可产生酮体,（一）甘油三酯分解从脂肪动员开始,脂肪动员,(fat mobilization),是指储存在脂肪细胞中的脂肪，在肪脂酶作用下逐步水解释放游离脂肪酸,(FFA),及甘油供其他组织氧化利用的过程,脂肪动员过程,甘油二酯,（,DG,）,甘油一酯,（,MG,）,甘油三酯,（,TG,）,激素敏感性甘油三酯脂肪酶,(HSL),FFA,甘油二酯脂肪酶,FFA,甘油一酯脂肪酶,甘油,FFA,在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是关键酶，其活性受多种激素的调节，因此称为激素敏感性甘油三酯脂酶（,hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL,）。,脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。,抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素,E,2,。,HSL,HSL-,P,FFA FFA FFA,脂肪动员,心肌、肝、,骨骼肌,肝、肾、肠,FFA,转运蛋白,（二）甘油转变为,3-,磷酸甘油后被利用,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行,糖异生,。,脂肪细胞及骨骼肌,等组织因,甘油激酶,活性很低，故不能很好利用甘油。,（肝、脂肪组织）,3-,3-,磷酸甘油,3-,磷酸甘油,脱氢酶,脂肪酸在血液中由清蛋白运输，每分子清蛋白可结合,10,分子,FFA,。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。,（三）脂肪酸经,-,氧化分解供能,部位：肝及肌肉最活跃，脑组织不能进行,步骤：,脂肪酸的活化,脂酰,CoA,的生成,脂酰,CoA,进入线粒体,脂肪酸的,-,氧化,1.,脂肪酸的活化形式为脂酰,CoA,在胞液中进行,反应,不可逆,消耗,2,个,P,肪,2.,脂酰,CoA,进入线粒体,线粒体内膜,O,R-C-S-,CoA,O,R-C-OH,ATP,CoASH,AMP+PPi,外侧,脂酰肉碱,载体,肉碱,-,脂酰肉碱转位酶,-,氧化,内侧,CoASH,肉碱,O,R-C-S-,CoA,肉碱脂酰转移酶,肉碱,CoASH,肉碱脂酰转移酶,脂酰肉碱,肉碱脂酰转移酶,脂肪酸,-,氧化的关键酶,3.,脂肪酸,分解产生,乙酰CoA,、,FADH,2,和,NADH,脂肪酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基的,-,碳原子开始的，故称为,-,氧化。,CH,3,-(CH,2,),n,-,CH,2,-,CH,2,-COOH,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰,CoA,L(+)-,羟脂酰,CoA,-,酮脂酰,CoA,脂酰,CoA,+,乙酰,CoA,脂酰,CoA,脱氢酶,反,2,烯酰,CoA,-,羟脂酰,CoA,脱氢酶,NAD+,NADH+H+,2,烯酰,CoA,水化酶,H,2,O,FAD,FADH,2,-,酮脂酰,CoA,硫解酶,CoA-SH,脂肪酸,-,氧化,脂肪酸,-,氧化的四步反应：,脱氢、加水、再脱氢、硫解,第一次脱氢由,FAD,接受；第二次脱氢由,NAD,+,接受。,脂肪酸,-,氧化产物：,乙酰,CoA,通过,TCA,循环彻底氧化,合成酮体,乙酰,CoA,FAD,FADH,2,NAD+,NADH,RCH,2,CH,2,CO-SCoA,脂酰,CoA,RCHOHCH,2,COScoA,RCOCH,2,CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,+,CH,3,COSCoA,R-COScoA,TCA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,ATP,1.5ATP,呼吸链,2.5 ATP,呼吸链,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,4.,脂肪酸,氧化,是体内能量的重要来源,脂肪酸,-,氧化本身并不生成能量，只能生成乙酰,CoA,和还原当量，它们分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化生成,ATP,。,以软脂肪酸,(16,：,0),为例：,7(1.5+2.5)+810,2=106,软脂酸,2ATP,7,次,-,氧化,8,乙酰,CoA,7NADH+7H+,7FADH,2,软脂酰,CoA,活化,TCA,循环,琥珀酸氧化,呼吸链,NADH,氧化,呼吸链,1,分子软脂酸氧化共生成,106,分子,ATP,。,（四）,脂肪酸的,其他氧化方式,1.,不饱和脂肪酸的,-,氧化需转变构型,反,2-,烯酰,CoA,3,顺,-2,反烯酰,CoA,异构酶,-,氧化,L(+),-,羟脂酰,CoA,D(-),-,羟脂酰,CoA,D(-)-,羟脂酰,CoA,表构酶,H,2,O,顺,2-,烯酰,CoA,顺,3-,烯酰,CoA,不饱和脂肪酸,-,氧化,（四）,脂肪酸的,其他氧化方式,2.,超长碳链脂肪酸的氧化,极长链脂肪酸,(C,20,，,C,22,),（过氧化酶体）,脂肪酸氧化酶,（,FAD,）,较短链,脂肪酸,氧化,H,2,O,2,线粒体,（四）,脂肪酸的,其他氧化方式,3.,奇数碳原子脂肪酸的氧化,奇数碳原子脂肪酸经氧化后，生成,1,分子,丙酰,CoA,；支链氨基酸氧化分解亦可产生丙酰,CoA,。丙酰,CoA,经羧化酶及异构酶的作用转变为,琥珀酰,CoA,，再经三羧酸循环进行代谢。,丙酰,CoA,琥珀酰,CoA,-,羟化酶,异构酶,（四）,脂肪酸的,其他氧化方式,4.,脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行,与内质网紧密结合的脂肪酸,-,氧化酶系由羧化酶、脱氢酶、,NADP,、,NAD+,及细胞色素,P,450,等组成。脂肪酸,-,甲基碳原子在脂肪酸,-,氧化酶系作用下，经,-,羟基脂肪酸、,-,醛基脂肪酸等中间产物，形成,-,二羧酸，称为,-,氧化,(-oxidation),。这样，脂肪酸就能从任一端活化并进行,-,氧化。,（五）脂肪酸在肝分解可产生酮体,酮体是脂肪酸在肝氧化分解时特有的中间代谢产物，是乙酰乙酸,(30%),、,-,羟丁酸,(70%),和丙酮,(,微量,),三者的统称。,1.,酮体在肝细胞中生成,部位：,肝线粒体,原料：,脂肪酸的,-,氧化的乙酰,CoA,关键酶：,HMG CoA,合酶,丙酮,-,羟丁酸,乙酰乙酸,酮体,羟甲基戊二酸单酰,CoA(HMG CoA),乙酰乙酰,CoA,硫解酶,2CH,3,COSCoA,CH,3,COCH,2,COSCoA,乙酰乙酰,CoA,CoASH,HMGCoA,合酶,CH,3,COSCoA,CoASH,CH,3,COCH,2,COOH,CH,3,CHOHCH,2,COOH,乙酰乙酸,丙酮,-,羟丁,酸,-,羟丁,酸脱氢酶,CO,2,NADH+H+,NAD+,CH,3,COCH,3,乙酰乙酸脱羧酶,HMGCoA,裂解酶,HOOCCH,2,-C-CH,2,COSCoA,|,CH,3,OH,CH,3,COSCoA,CO,2,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-,羟丁酸,脱氢酶,HMGCoA,合酶,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,HMGCoA,裂解酶,NAD+,NADH+H+,琥珀酰,CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,心、肾、脑及骨骼肌的线粒体,心、肾和脑的线粒体,心、肾、脑及骨骼肌线粒体,琥珀酰,CoA,转硫酶,乙酰乙酸硫激酶,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,2.,酮体在肝外组织利用,2,乙酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-,羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰,CoA,琥珀酰,CoA,琥珀酸,2,乙酰,CoA,酮体的生成和利用的总示意图,3.,酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源物质的重要形式，并且酮体可通过血脑屏障，长期饥饿时，是肌肉尤其是脑组织的重要能源物质。,酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。,正常血酮体含量为,0.030.5mmol/L,。在长期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下，肝内生成酮体超过肝外利用能力时，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒，引起酮尿。,餐后与饥饿状态血浆能源物质的浓度,(mmol/L),餐后,饥饿,40,小时,饥饿,7,天,葡萄糖,5.5,3.6,3.5,游离脂肪酸,0.30,1.15,1.19,酮体,微量,2.9,4.5,酮体生成和利用的概况,第四节,磷 脂 代 谢,Metabolism of Phospholipids,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,(,二氢,鞘氨醇,),构成的磷脂,一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物,1.,合成部位：全身各组织内质网，肝、肾、肠最活跃。,2.,合成原料及辅因子：,脂肪酸、甘油：由糖代谢提供,多不饱和脂肪酸：从植物油摄取,磷酸盐：由,ATP,提供,含氮化合物：从食物摄取或体内合成,CTP,：构成活化的中间物,（一）甘油磷脂合成的原料,（二）甘油磷脂合成有两条途径,1.,甘油二酯合成途径,磷脂酰乙醇胺,(PE),和磷脂酰胆碱,(PC),的主要合成途径,甘油二酯是该途径的重要中间物,乙醇胺和胆碱由活化的,CDP-,乙醇胺和,CDP-,胆碱提供,转移酶,转移酶,磷脂酰胆碱（,PC,）和磷脂酰乙醇胺（,PE,）这两类磷脂占组织及血液磷脂,75%,以上。,PC,是真核生物细胞膜含量最丰富的磷脂，在细胞增殖和分化过程中具有重要作用，对维持正常细胞周期具有重要意义。,一些疾病如肿瘤、阿尔茨海默病和脑卒中等的发生与,PC,代谢异常密切相关。,磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从,S-,腺苷甲硫氨酸获得甲基生成。但这种方式合成量仅占人,PC,合成总量,10%15%,。,哺乳类动物细胞,PC,的合成主要通过甘油二酯途径完成。该途径中，胆碱需先活化成,CDP-,胆碱，所以也被称为,CDP-,胆碱途径，,CTP:,磷酸胆碱胞苷转移酶（,CCT,）是关键酶，它催化磷酸胆碱与,CTP,缩合成,CDP-,胆碱。后者向甘油二酯提供磷酸胆碱，合成,PC,。,磷脂酰丝氨酸也可由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。,CTP:,磷酸胆碱胞苷转移酶（,CCT,）氨基酸序列结构示意图,2.CDP-,甘油二酯合成途径,磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂的主要合成途径,CDP-,甘油二酯是合成磷脂的直接前体,磷脂酰,胞苷转移酶,合成酶,甘油磷脂的合成在内质网膜外侧面进行。在胞质中存在一类能促进磷脂在细胞内膜之间进行交换的蛋白质，称磷脂交换蛋白,(phospholipid exchange proteins),，分子量在,1600030000,，,pI,大多在,pH5.0,左右，催化不同种类磷脂在膜之间交换，使新合成的磷脂转移至不同细胞器膜上，更新膜磷脂。,二软脂酰胆碱,R,1,、,R,2,为软脂肪酸,X,为胆碱,由,型肺,泡上皮细胞合成，可降低肺泡表面张力。,二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解,各种磷脂酶,(phospholipase,，,PL),的水解作用。,溶血磷脂,-1,溶血磷脂,-2,（溶血磷脂酶,1,）,（溶血磷脂酶,2,）,PLA,1,PLA,2,PLC,PLD,PLB,2,PLB,1,第五节,胆固醇代谢,Metabolism of Cholesterols,胆固醇,(cholesterol),一、体内胆固醇来自食物和内源性合成,（一）合成部位,除成年动物脑细胞及成熟红细胞外，几乎所有组织均可合成，肝是主要的合成场所，每天合成量约,1g(70%-80%),，其次是小肠，合成,10%,。,胆固醇的合成酶系存在于细胞的胞质和光面内质网膜上,一、体内胆固醇来自食物和内源性合成,（二）合成原料：,乙酰,CoA,：主要来自,G,。,NADPH,：主要来自磷酸戊糖途径。,ATP,：主要来自,G,有氧氧化。,1,分子胆固醇,18,乙酰,CoA+,36,ATP+,16,(NADPH+H+),葡萄糖有氧氧化,磷酸戊糖途径,乙酰,CoA,通过,柠檬酸,-,丙酮酸循环,出线粒体,（二）乙酰,CoA,和,NADPH,是胆固醇合成基本原料,（三）胆固醇合成由以,HMG-CoA,还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成,HMG CoA,还原酶,是合成胆固醇的限速酶,（三）合成基本过程,（四）胆固醇合成受多种因素调节,二、胆固醇的酯化,1,细胞内胆固醇的酯化,2,血浆内胆固醇的酯化,Lecithin-cholesterol,Acyl transferase,(LCAT),三、胆固醇的转化,（一）胆固醇可转变为胆汁酸,（二）胆固醇可转化为类固醇激素,（三）胆固醇可转化为维生素,D,3,的前体,（一）胆固醇可转变为胆汁酸,初级胆汁酸,：在肝脏由胆固醇直接转变生成的胆汁酸。包括游离型和结合型。胆汁酸合成的,限速酶是,7-,-,羟化酶,。,次级胆汁酸,：初级胆汁酸经胆道系统排入肠道，在肠道细菌作用下的产物。,胆汁酸种类,游离型,结合型,初,级,胆酸,甘氨胆酸,牛磺胆酸,鹅脱氧胆酸,甘氨鹅脱氧胆酸,牛磺鹅脱氧胆酸,次,级,脱氧胆酸,甘氨脱氧胆酸,牛磺脱氧胆酸,石胆酸,甘氨石胆酸,牛磺石胆酸,初级胆汁酸的生成,部位：肝细胞的胞液和微粒体中,原料：胆固醇,胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路,限速酶：胆固醇,7-,羟化酶,胆固醇,(27C),7-,羟化胆固醇,初级胆汁酸,(24C),结合型初级胆汁酸,7-,羟化酶,过程,次级胆汁酸的生成与肠肝循环,部位：小肠下段和大肠,过程,初级胆汁酸,次级胆汁酸,肠菌,胆汁酸的肠肝循环,胆汁酸排入肠道后，大部分结合胆汁酸在回肠部被主动重吸收，其余游离胆汁酸在各部被动吸收。肠道吸收的胆汁酸经门静脉入肝，肝细胞将重吸收的游离型胆汁酸重新转变为结合型胆汁酸，并与新合成的初级胆汁酸一起再排入肠道，这一过程称为胆汁酸的肠肝循环。,胆固醇,结合胆汁酸,（合成,0.40.6g/d,代谢池,35g/d,）,胆汁酸的生理作用,胆汁酸具有亲水和疏水的两个侧面，是一种很强的乳化剂。,功能：,促进脂质的消化与吸收；,增加胆固醇在胆汁中的溶解度，防止胆固醇析出形成结石。,（二）胆固醇可转化为类固醇激素,在性腺和肾上腺皮质转变为性激素（睾丸酮、雌二醇、孕酮）和肾上腺皮质激素（醛固酮、皮质醇、皮质酮）,（三）胆固醇可转化为维生素,D,3,的前体,第六节,血浆脂蛋白代谢,Metabolism of Plasma Lipoproteins,一、血脂是血浆所含脂质的统称,二、不同血浆脂蛋白其组成及结构均不同,血脂在血浆中与载脂蛋白等结合形成可溶的脂蛋白而运输的。,血中游离脂肪酸与清蛋白结合运输，不列入血浆脂蛋白之内。,（一）血浆脂蛋白的分类,1.,电泳法：,根据脂蛋白的表面电荷不同，在电场中具有不同的迁移率，可将,LP,分为,-,脂蛋白（,-LP,）前,-,脂蛋白（,pre-LP),-,脂蛋白（,-LP),乳糜微粒（,CM,）,CM,前 ,2.,超速离心法：,根据密度不同而分开,高密度脂蛋白（,HDL,）低密度脂蛋白（,LDL,）,极低密度脂蛋白（,VLDL,）,乳糜微粒（,CM,）,CM,前 ,CM LDL VLDL HDL,（二）血浆脂蛋白的组成,各种血浆脂蛋白的组成没有质的差别，但其组成比例及含量大不相同。,血浆脂蛋白的组成特点,CM,含甘油三酯最多，其次是,VLDL,LDL,含胆固醇及胆固醇酯最多,HDL,含蛋白质最多,脂蛋白的密度与组成中蛋白质比例相关,（三）载脂蛋白,血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白（,apolipoprotein,，,apo,）。,结合和转运脂质，稳定血浆脂蛋白的结构；,调节脂蛋白代谢关键酶的活性；,apo A I,激活,LCAT,，促进胆固醇酯化,apo A II,激活肝脂酶（,HL,）,apo C II,激活脂蛋白脂酶（,LPL,）,参与识别脂蛋白受体。,载脂蛋白的功能,（四）脂蛋白的结构,三、血浆脂蛋白是血脂的运输形式，但代谢和功能各异,（一）乳糜微粒,1,来源：,由小肠粘膜细胞合成，经淋巴入血。,2,功能：,血中外源性,TG,及胆固醇的运输形式。,3,代谢过程,（心、肌、,脂肪、肝）,E,E,E,F,（二）极低密度脂蛋白,1,来源：,主要由肝细胞合成，分泌入血，少量来自小肠。,2,功能,：是血中内源性,TG,及胆固醇的运输形式。,3,代谢过程,E,E,E,F,LRP,LRP,（三）低密度脂蛋白,1,来源：,在血浆中由,VLDL,转变而来。,2,功能：,是血中肝合成的内源性胆固醇的运输形式。,3,代谢过程,E,E,（四）高密度脂蛋白,来源：,主要由肝细胞合成，此外，小肠也可合成少量，还有血浆中,CM,、,VLDL,脂解过程中所释放的磷脂、胆固醇及,apo,也可产生新生的,HDL,。,功能：,将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢（逆向转运）。,3.,代谢过程,F,F,F,脂蛋白代谢三种关键酶的比较,关键酶,脂蛋白脂酶,（,LPL,）,肝脂酶,（,HL,）,卵磷脂胆固醇,脂酰转移酶,（,LCAT,）,分布,脂肪、心肌、肺及乳腺等肝外组织,肝实质细胞合成，转运到肝窦内皮细胞,肝实质细胞合成，分泌入血,作用部位,毛细血管内皮细胞表面,肝窦内皮细胞表面,血浆,激活剂,apo C,apo A,apo A,功能,水解,CM,、,VLDL,的,TG,水解,HDL,、,IDL,的,TG,使胆固醇酯化进入,HDL,核心,四、血浆脂蛋白代谢异常导致血脂异常或高脂血症,血脂高于正常值的上限为高脂血症，即高脂蛋白血症。,成人空腹,1214,小时血,TG,超过,2.26mmol/L(200mg/dl),；胆固醇超过,6.21mmol/L(240mg/dl),高脂蛋白血症分为六型。,高脂血症可分为原发性和继发性两大类。,高脂蛋白血症分型,分型,脂蛋白变化,血脂变化,甘油三酯,胆固醇,CM,a,LDL,b,LDL,、,VLDL,IDL,VLDL,VLDL,、,CM,