脂代謝

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1脂代謝-概述編輯脂肪由甘油和脂肪酸合成體內脂肪酸來源有二一是機體自身合成二是食物供給特別是某些飽和脂肪酸機體不能合成稱必需脂肪酸亞油酸α-亞麻酸

磷脂由甘油與脂肪酸磷酸及含氮化合物生成

鞘脂由鞘氨酸與脂肪酸結合的脂含磷酸者稱鞘磷脂含糖者稱為鞘糖脂

膽固醇脂膽固醇與脂肪酸結合生成

2脂代謝-甘油三酯代謝編輯甘油三酯代謝過程合成代謝

1合成部位及原料 甘油三酯代謝過程

肝脂肪組織小腸是合成的重要場所以肝的合成能力最強注意細胞能合成脂肪但不能儲存脂肪合成后要與載脂蛋白膽固醇等結合成極密度脂蛋白入血運到肝外組織儲存或加以利用若肝合成的甘油三酯不能及時轉運會形成脂肪肝脂肪細胞是機體合成及儲存脂肪的倉庫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合成基本過程

①甘油一酯途徑這是小腸粘膜細胞合成脂肪的途徑由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯②甘油二酯途徑肝細胞和脂肪細胞的合成途徑脂肪細胞缺乏甘油激酶因而不能利用遊離甘油只能利用葡萄糖代謝提供的3-磷酸甘油

分解代謝

即為脂肪動員在脂肪細胞內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並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變成糖脂肪酸與清蛋白結合轉運入各組織經β-氧化供能

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並釋放出大量能量大多數組織均能氧化脂肪酸但腦組織外因為脂肪酸不能通過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CoAXX線粒體因為脂肪酸的β-氧化在線粒體中進行這一步需要肉鹼的轉運肉鹼脂酰轉移酶是脂酸β氧化的限速酶脂酰CoAXX線粒體是脂酸β-氧化的主要限速步驟如飢餓時糖供不足此酶活性增強脂肪酸氧化增強機體靠脂肪酸來供能

3脂肪酸的β-氧化丁酰CoA經最後一次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FADH21分子NADH+H+1分子乙酰CoA通過呼吸鏈氧化前者生成2分子ATP後者生成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有關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個碳原子靠7次β氧化生成7分子NADH+H+7分子FADH28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+7×3+8×12-2=129分子ATP以重量計脂肪酸產生的能量比葡萄糖多

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行其與飽和脂肪酸不同的是鍵的順反不同通過異構體之間的相互轉化即可進行β-氧化

2過氧化酶體脂酸氧化主要是使不能XX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XX線粒體內分解氧化對較短鍵脂肪酸無效

3丙酸的氧化人體含有極少量奇數碳原子脂肪酸氧化后還生成1分子丙酰CoA丙酰CoA經羧化及異構酶作用轉變為琥珀酰CoA然後參加三羧酸循環而被氧化

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為其缺乏利用酮體的酶系

1利用肝生成的酮體經血運輸到肝外組織進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

2生理意義長期飢餓糖供應不足時脂肪酸被大量動用生成乙酰CoA氧化供能但象腦組織不能利用脂肪酸因其不能通過血腦屏障而酮體溶於水分子小可通過血腦屏障故此時肝中合成酮體增加轉運至腦為其供能但在正常情況下血中酮體含量很少嚴重糖尿病患者葡萄糖得不到有效利用脂肪酸轉化生成大量酮體超過肝外組織利用的能力引起血中酮體升高可致酮症酸中毒

3酮體生成的調節①飽食或糖供應充足時胰島素分泌增加脂肪動員減少酮體生成減少糖代謝旺盛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糖代謝過程中的乙酰CoA和檸檬酸能別構激活乙酰CoA羧化酶促進丙二酰CoA合成而後者能抑制肉鹼脂酰轉移酶Ⅰ阻止β-氧化的進行酮體生成減少

②飢餓或糖供應不足或糖尿病患者與上述正好相反酮體生成增加

脂肪酸的合成代謝

1脂肪酸主要從乙酰CoA合成凡是代謝中產生乙酰CoA的物質都是合成脂肪酸的原料機體多種組織均可合成脂肪酸肝是主要場所脂肪酸合成酶存在於線粒體外胞液中但乙酰CoA不易透過線粒體膜所以需要穿梭系統將乙酰CoA轉運至胞液中主要通過檸檬酸-丙酮酸循環來完成脂酸的合成還需ATPNADPH等所需氫全部NADPH提供NADPH主要來自磷酸戊糖通路

2軟脂酸的合成過程乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶存在於胞液中輔基生物素檸檬酸異檸檬酸是其變構激活劑故在飽食后糖代謝旺盛代謝過程中的檸檬酸可別構激活此酶促進脂肪酸的合成而軟脂酰CoA是其變構抑製劑降低脂肪酸合成此酶也有共價修飾調節胰高血糖素通過共價修飾抑制其活性從乙酰CoA和丙二酰CoA合成長鏈脂肪酸實際上是一個重複加長過程每次延長2個碳原子由脂肪酸合成多酶體系催化哺乳動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及輔基構成合成過程中脂酰基即連在輔基上丁酰是脂酸合成酶催化第一輪產物通過第一輪乙酰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個此後再以丙二酰CoA為碳源繼續前述反應每次增加2個C原子經過7次循環之後即可生成16個碳原子的軟脂酸

3酸碳鏈的加長碳鏈延長在肝細胞的內質網或線粒體中進行在軟脂酸的基礎上生成更長碳鏈的脂肪酸

4脂肪酸合成的調節胰島素誘導乙酰CoA羧化酶脂肪酸合成酶的合成促進脂肪酸合成還能促使脂肪酸XX脂肪組織加速合成脂肪而胰高血糖素腎上腺素生長素抑制脂肪酸合成

多不飽和脂肪酸的重要衍生物

攝護腺素血栓白三烯均由多不飽和脂肪酸衍生而來在調節細胞代謝上具有重要作用與炎症免疫過敏心血管疾病等重要病理過程有關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氧化酶作用下生成丙三烯在環過氧化酶作用下生成攝護腺素血栓素

3脂代謝-磷脂的代謝編輯甘油磷脂的合成甘油磷脂的代謝

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於與磷酸相連 甘油磷脂的合成

的取代基團不同又可分為磷脂酰膽鹼卵磷脂磷脂酰乙醇胺腦磷脂磷脂酰甘油心磷脂

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胞的內質網上合成合成所用的甘油脂肪酸主要用糖代謝轉化而來其二位的多不飽和脂肪酸常需靠食物供給合成還需ATPCTP

②合成過程磷脂酸是各種甘油磷脂合成的前體主要有兩種合成途徑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物由CDP膽鹼等提供磷酸及取代基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

主要是體內磷脂酶催化的水解過程其中磷脂酶A2能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解產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的表面活性物質能使細胞膜破壞引起溶血或細胞壞死再經溶血磷脂酶繼續水解后即失去溶解細胞膜的作用鞘磷脂的代謝

主要結構為鞘氨醇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分子含磷酸的基團或糖基前者與鞘氨醇以酯鍵相連成鞘磷脂後者以β糖苷鍵相連成鞘糖脂含量最多的神經鞘磷脂即是以磷酸膽鹼脂肪酸與鞘氨醇結合而成

1合成代謝以腦組織最活躍主要在內質網進行反應過程需磷酸呲哆醛NADPH+H+等輔酶基本原料為軟脂酰CoA及絲氨酸

2降解代謝由神經鞘磷脂酶(屬磷脂酶C類)作用使磷酸酯鍵水解產生磷酸膽鹼及神經酰胺(N-脂酰鞘氨醇)若缺乏此酶可引起痴呆等鞘磷脂沉積病

4脂代謝-膽固醇的代謝編輯膽固醇的代謝合成代謝

1幾乎全身各組織均可合成肝是主要場所合成主要在胞液及內質網中進行 膽固醇的代謝

2合成原料乙酰CoA是合成膽固醇的原料因為乙酰CoA是在線粒體中產生與前述脂肪酸合成相似它須通過檸檬酸丙酮酸循環XX胞液另外反應還需大量的NADPH+H+及ATP合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA36分子ATP及16分子NADPH+H+乙酰CoA及ATP多來自線粒體中糖的有氧氧化而NADPH則主要來自胞液中糖的磷酸戊糖途徑

3合成過程簡單來說可劃分為三個階段

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則在內質網HMGCoA還原酶的催化下由NADPH+H+供氫還原生成MVAHMGCoA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多步反應脫去3個甲基生成27C的膽固醇

4調節HMGCoA還原酶是膽固醇合成的限速酶多種因素對膽固醇的調節主要是通過對此酶活性的影響來實現的膽固醇可反饋抑制膽固醇的合成胰島素能誘導HMGCoA還原酶的合成增加膽固醇的合成胰高血糖素及皮質醇正相反膽固醇的轉化

1轉化為膽汁酸這是膽固醇在體內代謝的主要去路

2轉化為固醇類激素膽固醇是腎上腺皮質卵巢等合成類固醇激素的原料此種激素包括糖皮質激素性激素

3轉化為7-脫氫膽固醇在皮膚膽固醇被氧化為7-脫氫膽固醇再經紫外光照XX轉變為VitD3

5脂代謝-血漿脂蛋白代謝編輯血漿脂蛋白血漿脂蛋白分類

1電泳法可將脂蛋白分為前ββ脂蛋白及乳糜微粒(CM) 血漿脂蛋白

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)分別相當於電泳分離的CM前ββα-脂蛋白血漿脂蛋白組成

血漿脂蛋白主要由蛋白質甘油三酯磷脂膽固醇及其酯組成遊離脂肪酸與清蛋白結合而運輸不屬於血漿脂蛋白之列CM最大含甘油三酯最多蛋白質最少故密度最小VLDL含甘油三酯亦多但其蛋白質含量高於CMLDL含膽固醇及膽固醇酯最多HDL含蛋白質量最多

脂蛋白的結構

血漿各種脂蛋白具有大致相似的基本結構疏水性較強的甘油三酯及膽固醇酯位於脂蛋白的內核而載脂蛋白磷脂及遊離膽固醇等雙性分子則以單分子層覆蓋於脂蛋白表面其非極性向朝內與內部疏水性內核相連其極性基團朝外脂蛋白分子呈球狀CM及VLDL主要以甘油三酯為內核LDL及HDL則主要以膽固醇酯為內核因脂蛋白分子朝向表面的極性基團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直徑越來越小故外層所占比例增加所以HDL含載脂蛋白磷脂最高

載脂蛋白

脂蛋白中的蛋白質部分稱載脂蛋白主要有apoABCDE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構更穩定

代謝

1乳糜微粒主要功能是轉運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胞內再合成甘油三酯膽固醇與載脂蛋白形成CM經淋巴入血運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是運輸內源性甘油三酯的主要形式肝細胞及小腸粘膜細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繼續變為LDL

3低密度脂蛋白人血漿中的LDL是由VLDL轉變而來的它是轉運肝合成的內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胞膜表面存在LDL受體可攝取LDL其中的膽固醇脂水解為遊離膽固醇及脂肪酸水解的遊離膽固醇可抑制細胞本身膽固醇合成減少細胞對LDL的進一步攝取且促使遊離膽固醇酯化在胞液中儲存此反應是在內質網脂酰CoA膽固醇脂酰轉移酶(ACAT)催化下進行的除LDL受體途徑外血漿中的LDL還可被單核吞噬細胞系統清除

4高密度脂蛋白主要作用是逆向轉運膽固醇將膽固醇從肝外組織轉運到肝代謝新生HDL釋放入血后徑系列轉化將體內膽固醇及其酯不斷從CMVLDL轉入HDL這其中起主要作用的是血漿卵磷脂膽固醇脂酰轉移酶(LCAT)最後新生HDL變為成熟HDL成熟HDL與肝細胞膜HDL受體結合被攝取其中的膽固醇合成膽汁酸或通過膽汁排出體外如此可將外周組織中衰老細胞膜中的膽固醇轉運至肝代謝並排出體外

高脂血症

血脂高於正常人上限即為高脂血症表現為甘油三脂膽固醇含量升高表現在脂蛋白上CMVLDLLDL皆可升高但HDL一般不增加