脂肪代謝
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脂類主要包括以下幾種：
1脂肪：由甘油和脂肪酸合成，體內(nèi)脂肪酸來(lái)源有二：一是機(jī)體自身合成，二是食物供給特別是某些不飽和脂肪酸，機(jī)體不能合成，稱必需脂肪酸，如亞油酸、α-亞麻酸。
3鞘脂：由鞘氨酸與脂肪酸結(jié)合的脂，含磷酸者稱鞘磷脂，含糖者稱為鞘糖脂。
4膽固醇脂：膽固醇與脂肪酸結(jié)合生成?！ ?/p>
目錄 |
脂類消化與吸收
消化主要在小腸上段經(jīng)各種酶及膽汁酸鹽的作用，水解為甘油、脂肪酸等。
脂類的吸收含兩種情況：
中鏈、短鏈脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯乳化后即可吸收——>腸粘膜細(xì)胞內(nèi)水解為脂肪酸及甘油——>門(mén)靜脈入血。長(zhǎng)鏈脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯在腸道分解為長(zhǎng)鏈脂肪酸和甘油一酯，再吸收——>腸粘膜細(xì)胞內(nèi)再合成甘油三酯，與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合成乳糜微粒——>淋巴入血?！ ?/p>
甘油三酯代謝
(一)合成代謝
甘油三酯是機(jī)體儲(chǔ)存能量及氧化供能的重要形式。
1合成部位及原料
肝、脂肪組織、小腸是合成的重要場(chǎng)所，以肝的合成能力最強(qiáng)，注意：肝細(xì)胞能合成脂肪，但不能儲(chǔ)存脂肪。合成后要與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合成極低密度脂蛋白，入血運(yùn)到肝外組織儲(chǔ)存或加以利用。若肝合成的甘油三酯不能及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，會(huì)形成脂肪肝。脂肪細(xì)胞是機(jī)體合成及儲(chǔ)存脂肪的倉(cāng)庫(kù)。
合成甘油三酯所需的甘油及脂肪酸主要由葡萄糖代謝提供。其中甘油由糖酵解生成的磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)化而成，脂肪酸由糖氧化分解生成的乙酰CoA合成。
2合成基本過(guò)程
①甘油一酯途徑：這是小腸粘膜細(xì)胞合成脂肪的途徑，由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯。
②甘油二酯途徑：肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的合成途徑。
脂肪細(xì)胞缺乏甘油激酶因而不能利用游離甘油，只能利用葡萄糖代謝提供的3-磷酸甘油?！ ?/p>
(二)分解代謝
即為脂肪動(dòng)員，在脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂的酶作用下，將脂肪分解為脂肪酸及甘油并釋放入血供其他組織氧化。
甘油甘油激酶——>3-磷酸甘油——>磷酸二羥丙酮——>糖酵解或有氧氧化供能，也可轉(zhuǎn)變成糖脂肪酸與清蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)入各組織經(jīng)β-氧化供能?！ ?/p>
(三)脂肪酸的分解代謝—β-氧化
在氧供充足條件下，脂肪酸可分解為乙酰CoA，徹底氧化成CO2和H2O并釋放出大量能量，大多數(shù)組織均能氧化脂肪酸，但腦組織例外，因?yàn)橹舅岵荒芡ㄟ^(guò)血腦屏障。其氧化具體步驟如下：
1． 脂肪酸活化，生成脂酰CoA。
2．脂酰CoA進(jìn)入線粒體，因?yàn)橹舅岬摩?氧化在線粒體中進(jìn)行。這一步需要肉堿的轉(zhuǎn)運(yùn)。肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I是脂酸β氧化的限速酶，脂酰CoA進(jìn)入線粒體是脂酸β-氧化的主要限速步驟，如饑餓時(shí)，糖供不足，此酶活性增強(qiáng)，脂肪酸氧化增強(qiáng)，機(jī)體靠脂肪酸來(lái)供能。
3．脂肪酸的β-氧化，基本過(guò)程(見(jiàn)原書(shū)）
丁酰CoA經(jīng)最后一次β氧化：生成2分子乙酰CoA
故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH2，1分子NADH+H+，1分子乙酰CoA，通過(guò)呼吸鏈氧化前者生成2分子ATP，后者生成3分子ATP。
4脂肪酸氧化的能量生成
脂肪酸與葡萄糖不同，其能量生成多少與其所含碳原子數(shù)有關(guān)，因每種脂肪酸分子大小不同其生成ATP的量中不同，以軟脂酸為例；1分子軟脂酸含16個(gè)碳原子，靠7次β氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP。故1分子軟脂酸徹底氧化共生成：
7×2.5+7×1.5+8×10-2＝106分子ATP
以重量計(jì)，脂肪酸產(chǎn)生的能量比葡萄糖多?！ ?/p>
(四)脂肪酸的其他氧化方式
1不飽和脂肪酸的氧化，也在線粒體進(jìn)行，其與飽和脂肪酸不同的是鍵的順?lè)床煌ㄟ^(guò)異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化，即可進(jìn)行β-氧化。
2過(guò)氧化酶體脂酸氧化：主要是使不能進(jìn)入線粒體的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成較短的脂肪酸，以便能進(jìn)入線粒體內(nèi)分解氧化，對(duì)較短鍵脂肪酸無(wú)效。
3丙酸的氧化：人體含有極少量奇數(shù)碳原子脂肪酸氧化后還生成1分子丙酰CoA，丙酰CoA經(jīng)羧化及異構(gòu)酶作用轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/index.php?title=%E7%90%A5%E7%8F%80%E9%85%B0&action=edit&redlink=1" class="new" title="琥珀酰（尚未撰寫(xiě)）" rel="nofollow">琥珀酰CoA，然后參加三羧酸循環(huán)而被氧化?！ ?/p>
(五)酮體的生成及利用
酮體包括乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝物，脂肪酸在線粒體中β氧化生成的大量乙酰CoA除氧化磷酸化提供能量外，也可合成酮體。但是肝卻不能利用酮體，因?yàn)槠淙狈猛w的酶系。
1生成過(guò)程：
2利用：肝生成的酮體經(jīng)血運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織進(jìn)一步分解氧化。
總之肝是生成酮體的器官，但不能利用酮體，肝外組織不能生成酮體，卻可以利用酮體。
3生理意義
長(zhǎng)期饑餓，糖供應(yīng)不足時(shí)，脂肪酸被大量動(dòng)用，生成乙酰CoA氧化供能，但象腦組織不能利用脂肪酸，因其不能通過(guò)血腦屏障，而酮體溶于水，分子小，可通過(guò)血腦屏障，故此時(shí)肝中合成酮體增加，轉(zhuǎn)運(yùn)至腦為其供能。但在正常情況下，血中酮體含量很少。
嚴(yán)重糖尿病患者，葡萄糖得不到有效利用，脂肪酸轉(zhuǎn)化生成大量酮體，超過(guò)肝外組織利用的能力，引起血中酮體升高，可致酮癥酸中毒。
4酮體生成的調(diào)節(jié)
①1″飽食或糖供應(yīng)充足時(shí)：胰島素分泌增加，脂肪動(dòng)員減少，酮體生成減少；2″糖代謝旺盛3-磷酸甘油及ATP充足，脂肪酸脂化增多，氧化減少，酮體生成減少；3″糖代謝過(guò)程中的乙酰CoA和檸檬酸能別構(gòu)激活乙酰CoA羧化酶，促進(jìn)丙二酰CoA合成，而后者能抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶
Ⅰ，阻止β-氧化的進(jìn)行，酮體生成減少。
②饑餓或糖供應(yīng)不足或糖尿病患者，與上述正好相反，酮體生成增加?！ ?/p>
(六)脂肪酸的合成代謝
1脂肪酸主要從乙酰CoA合成，凡是代謝中產(chǎn)生乙酰CoA的物質(zhì)，都是合成脂肪酸的原料，機(jī)體多種組織均可合成脂肪酸，肝是主要場(chǎng)所，脂肪酸合成酶系存在于線粒體外胞液中。但乙酰CoA不易透過(guò)線粒體膜，所以需要穿梭系統(tǒng)將乙酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)至胞液中，主要通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)來(lái)完成。
脂酸的合成還需ATP、NADPH等，所需氫全部NADPH提供，NADPH主要來(lái)自磷酸戊糖通路。
2軟脂酸的合成過(guò)程（見(jiàn)原書(shū)）
乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，輔基為生物素。檸檬酸、異檸檬酸是其變構(gòu)激活劑，故在飽食后，糖代謝旺盛，代謝過(guò)程中的檸檬酸可別構(gòu)激活此酶促進(jìn)脂肪酸的合成，而軟脂酰CoA是其變構(gòu)抑制劑，降低脂肪酸合成。此酶也有共價(jià)修飾調(diào)節(jié)，胰高血糖素通過(guò)共價(jià)修飾抑制其活性。
②從乙酰CoA和丙二酰CoA合成長(zhǎng)鏈脂肪酸，實(shí)際上是一個(gè)重復(fù)加長(zhǎng)過(guò)程，每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子，由脂肪酸合成多酶體系催化。哺乳動(dòng)物中，具有活性的酶是一二聚體，此二聚體解聚則活性喪失。每一亞基皆有ACP及輔基構(gòu)成，合成過(guò)程中，脂?；?/a>即連在輔基上。丁酰是脂酸合成酶催化第一輪產(chǎn)物，通過(guò)第一輪乙酰CoA和丙二酰CoA之間縮合、還原、脫水、還原等步驟，C原子增加2個(gè)，此后再以丙二酰CoA為碳源繼續(xù)前述反應(yīng)，每次增加2個(gè)C原子，經(jīng)過(guò)7次循環(huán)之后，即可生成16個(gè)碳原子的軟脂酸。
3酸碳鏈的加長(zhǎng)。
碳鏈延長(zhǎng)在肝細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體中進(jìn)行，在軟脂酸的基礎(chǔ)上，生成更長(zhǎng)碳鏈的脂肪酸。
4脂肪酸合成的調(diào)節(jié)（過(guò)程見(jiàn)原書(shū)）
胰島素誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成，促進(jìn)脂肪酸合成，還能促使脂肪酸進(jìn)入脂肪組織，加速合成脂肪。而胰高血糖素、腎上腺素、生長(zhǎng)素抑制脂肪酸合成。
(七)多不飽和脂肪酸的重要衍生物
前列腺素、血栓素、白三烯均由多不飽和脂肪酸衍生而來(lái)，在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝上具有重要作用，與炎癥、免疫、過(guò)敏及心血管疾病等重要病理過(guò)程有關(guān)。在激素或其他因素刺激下，膜脂由磷脂酶A2催化水解，釋放花生四烯酸，花生四烯酸在脂過(guò)氧化酶作用下生成丙三烯，在環(huán)過(guò)氧化酶作用下生成前列腺素、血栓素?！ ?/p>
磷脂的代謝
含磷酸的脂類稱磷脂可分為兩類：由甘油構(gòu)成的磷脂稱甘油磷脂，由鞘氨醇構(gòu)成的稱鞘磷脂?！ ?/p>
(一)甘油磷脂的代謝
甘油磷脂由1分子甘油與2分子脂肪酸和1分子磷酸組成，2位上常連的脂酸是花生四烯酸，由于與磷酸相連的取代基團(tuán)不同，又可分為磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)、二磷脂酰甘油(心磷脂)等。
1甘油磷脂的合成
①合成部位及原料
全身各組織均能合成，以肝、腎等組織最活躍，在細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。合成所用的甘油、脂肪酸主要用糖代謝轉(zhuǎn)化而來(lái)。其二位的多不飽和脂肪酸常需靠食物供給，合成還需ATP、CTP。
②合成過(guò)程
1″甘油二酯合成途徑：腦磷脂、卵磷脂由此途徑合成，以甘油二酯為中間產(chǎn)物，由CDP膽堿等提供磷酸及取代基。
2″CDP-甘油二酯途徑：肌醇磷脂，心磷脂由此合成，以CDP-甘油二酯為中間產(chǎn)物再加上肌醇等取代基即可合成。
2甘油磷脂的降解
主要是體內(nèi)磷脂酶催化的水解過(guò)程。其中磷脂酶A2能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解，產(chǎn)物為溶血磷脂及不飽和脂肪酸，此脂肪酸多為花生四烯酸，Ca2+為此酶的激活劑。此溶血磷脂是一類較強(qiáng)的表面活性物質(zhì)，能使細(xì)胞膜破壞引起溶血或細(xì)胞壞死。再經(jīng)溶血磷脂酶繼續(xù)水解后，即失去溶解細(xì)胞膜的作用。
(二)鞘磷脂的代謝
主要結(jié)構(gòu)為鞘氨醇，1分子鞘氨醇通常只連1分子脂肪酸，二者以酰胺鏈相連，而非酯鍵。再加上1分子含磷酸的基團(tuán)或糖基，前者與鞘氨醇以酯鍵相連成鞘磷脂，后者以β糖苷鍵相連成鞘糖脂，含量最多的神經(jīng)鞘磷脂即是以磷酸膽堿，脂肪酸與鞘氨醇結(jié)合而成。
1合成代謝
以腦組織最活躍，主要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。反應(yīng)過(guò)程需磷酸呲哆醛，NADPH+H+等輔酶，基本原料為軟脂酰CoA及絲氨酸。
2降解代謝
由神經(jīng)鞘磷脂酶(屬磷脂酶C類)作用，使磷酸酯鍵水解產(chǎn)生磷酸膽堿及神經(jīng)酰胺(N-脂酰鞘氨醇)。若缺乏此酶，可引起癡呆等鞘磷脂沉積病?！ ?/p>
膽固醇的代謝
(一)合成代謝
1．幾乎全身各組織均可合成，肝是主要場(chǎng)所，合成主要在胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。
2．合成原料乙酰CoA是合成膽固醇的原料，因?yàn)橐阴oA是在線粒體中產(chǎn)生，與前述脂肪酸合成相似，它須通過(guò)檸檬酸——丙酮酸循環(huán)進(jìn)入胞液，另外，反應(yīng)還需大量的NADPH+H+及ATP。合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA、36分子ATP及16分子NADPH+H+。乙酰CoA及ATP多來(lái)自線粒體中糖的有氧氧化，而NADPH則主要來(lái)自胞液中糖的磷酸戊糖途徑。
3合成過(guò)程
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可劃分為三個(gè)階段。
①甲羥戊酸(MVA)的合成：首先在胞液中合成HMGCoA，與酮體生成HMGCoA的生成過(guò)程相同。但在線粒體中，HMGCoA在HMGCoA裂解酶催化下生成酮體，而在胞液中生成的HMGCoA則在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶的催化下，由NADPH+H+供氫，還原生成MVA。HMGCoA還原酶是合成膽固醇的限速酶。
②鯊烯的合成：MVA由ATP供能，在一系列酶催化下，生成3OC的鯊烯。
③膽固醇的合成：鯊烯經(jīng)多步反應(yīng)，脫去3個(gè)甲基生成27C的膽固醇。
4．調(diào)節(jié)
HMGCoA還原酶是膽固醇合成的限速酶。多種因素對(duì)膽固醇的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)此酶活性的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
②膽固醇：可反饋抑制膽固醇的合成。
③激素：胰島素能誘導(dǎo)HMGCoA還原酶的合成，增加膽固醇的合成，胰高血糖素及皮質(zhì)醇正相反?！ ?/p>
(二)膽固醇的轉(zhuǎn)化
1轉(zhuǎn)化為膽汁酸，這是膽固醇在體內(nèi)代謝的主要去路。
2轉(zhuǎn)化為固醇類激素，膽固醇是腎上腺皮質(zhì)、卵巢等合成類固醇激素的原料，此種激素包括糖皮質(zhì)激素及性激素。
3轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇，在皮膚，膽固醇被氧化為7-脫氫膽固醇，再經(jīng)紫外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)閂itD3?！ ?/p>
血漿脂蛋白代謝
(一)血漿脂蛋白分類
1電泳法：可將脂蛋白分為前β、β脂蛋白及乳糜微粒(CM)。
2超速離心法：分為乳糜微粒、極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)分別相當(dāng)于電泳分離的CM、前β、β、α-脂蛋白。
(二)血漿脂蛋白組成
血漿脂蛋白主要由蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯組成。游離脂肪酸與清蛋白結(jié)合而運(yùn)輸不屬于血漿脂蛋白之列。CM最大，含甘油三酯最多，蛋白質(zhì)最少，故密度最小。VLDL含甘油三酯亦多，但其蛋白質(zhì)含量高于CM。LDL含膽固醇及膽固醇酯最多。HDL含蛋白質(zhì)量最多。
(三)脂蛋白的結(jié)構(gòu)
血漿各種脂蛋白具有大致相似的基本結(jié)構(gòu)。疏水性較強(qiáng)的甘油三酯及膽固醇酯位于脂蛋白的內(nèi)核，而載脂蛋白、磷脂及游離膽固醇等雙性分子則以單分子層覆蓋于脂蛋白表面，其非極性向朝內(nèi)，與內(nèi)部疏水性內(nèi)核相連，其極性基團(tuán)朝外，脂蛋白分子呈球狀。CM及VLDL主要以甘油三酯為內(nèi)核，LDL及HDL則主要以膽固醇酯為內(nèi)核。因脂蛋白分子朝向表面的極性基團(tuán)親水，故增加了脂蛋白顆粒的親水性，使其能均勻分散在血液中。從CM到HDL，直徑越來(lái)越小，故外層所占比例增加，所以HDL含載脂蛋白，磷脂最高。
(四)載脂蛋白
脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白，主要有apoA、B、C、D、E五類。不同脂蛋白含不同的載脂蛋白。載脂蛋白是雙性分子，疏水性氨基酸組成非極性面，親水性氨基酸為極性面，以其非極性面與疏水性的脂類核心相連，使脂蛋白的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
(五)代謝
1乳糜微粒
主要功能是轉(zhuǎn)運(yùn)外源性甘油三酯及膽固醇。空腹血中不含CM。外源性甘油三酯消化吸收后，
在小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)再合成甘油三酯、膽固醇，與載脂蛋白形成CM，經(jīng)淋巴入血運(yùn)送到肝外組
織中，在脂蛋白脂肪酶作用下，甘油三酯被水解，產(chǎn)物被肝外組織利用，CM殘粒被肝攝取利
用。
2極低密度脂蛋白
VLDL是運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯的主要形式。肝細(xì)胞及小腸粘膜細(xì)胞自身合成的甘油三酯與載脂
蛋白，膽固醇等形成VLDL，分泌入血，在肝外組織脂肪酶作用下水解利用，水解過(guò)程中VLDL
與HDL相互交換，VLDL變成IDL被肝攝取代謝，未被攝取的IDL繼續(xù)變?yōu)長(zhǎng)DL。
3低密度脂蛋白
人血漿中的LDL是由VLDL轉(zhuǎn)變而來(lái)的，它是轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成的內(nèi)源性膽固醇的主要形式。肝是降
解LDL的主要器官，肝及其他組織細(xì)胞膜表面存在LDL受體，可攝取LDL，其中的膽固醇脂水
解為游離膽固醇及脂肪酸，水解的游離膽固醇可抑制細(xì)胞本身膽固醇合成，減少細(xì)胞對(duì)LDL
的進(jìn)一步攝取，且促使游離膽固醇酯化在胞液中儲(chǔ)存，此反應(yīng)是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酰CoA膽固醇脂
酰轉(zhuǎn)移酶(ACAT)催化下進(jìn)行的。
除LDL受體途徑外，血漿中的LDL還可被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)清除。
4高密度脂蛋白
主要作用是逆向轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇，將膽固醇從肝外組織轉(zhuǎn)運(yùn)到肝代謝。新生HDL釋放入血后徑系
列轉(zhuǎn)化，將體內(nèi)膽固醇及其酯不斷從CM、VLDL轉(zhuǎn)入HDL，這其中起主要作用的是血漿卵磷脂
膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(LCAT)，最后新生HDL變?yōu)槌墒霩DL，成熟HDL與肝細(xì)胞膜HDL受體結(jié)合被攝
取，其中的膽固醇合成膽汁酸或通過(guò)膽汁排出體外，如此可將外周組織中衰老細(xì)胞膜中的膽
固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至肝代謝并排出體外。
(六)高脂血癥
血脂高于正常人上限即為高脂血癥，表現(xiàn)為甘油三脂、膽固醇含量升高，表現(xiàn)在脂蛋白上，
CM、VLDL、LDL皆可升高，但HDL一般不增加。
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