第二章 脂類代謝
一、甘油三酯的合成代謝
合成部位:肝、脂肪組織、小腸,其中肝的合成能力最強(qiáng)。
合成原料:甘油、脂肪酸
1、 甘油一酯途徑(小腸粘膜細(xì)胞)
2-甘油一酯 脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶 1,2-甘油二酯 脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶 甘油三酯
脂酰CoA 脂酰CoA
2、甘油二酯途徑(肝細(xì)胞及脂肪細(xì)胞)
葡萄糖 3-磷酸甘油 脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶 1脂酰-3-磷酸甘油 脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶
脂酰CoA 脂酰CoA
磷脂酸 磷脂酸磷酸酶 1,2甘油二酯 脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶 甘油三酯
脂酰CoA
二、甘油三酯的分解代謝
1、脂肪的動員 儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸(FFA)及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用的過程。
2、脂肪酸的β-氧化
1)脂肪酸活化(胞液中)
脂酸:脂酰CoA合成酶 脂酰CoA(含高能硫酯鍵)
2)脂酰CoA進(jìn)入線粒體
脂酰CoA 肉毒堿 線 肉毒堿 脂酰CoA
肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ 粒 酶Ⅱ
CoASH 脂酰肉毒堿 體 脂酰肉毒堿 CoASH
3)脂肪酸β-氧化
脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后,進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續(xù)反應(yīng),生成1分子比原來少2個碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原來少2個碳原子的脂酰CoA,可再進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解反應(yīng)。如此反復(fù)進(jìn)行,以至徹底。
4)能量生成
以軟脂酸為例,共進(jìn)行7次β-氧化,生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA,即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129
5)過氧化酶體脂酸氧化 主要是使不能進(jìn)入線粒體的廿碳,廿二碳脂酸先氧化成較短鏈脂酸,以便進(jìn)入線粒體內(nèi)分解氧化,對較短鏈脂酸無效。
三、酮體的生成和利用
組織特點(diǎn):肝內(nèi)生成肝外用。
合成部位:肝細(xì)胞的線粒體中。
酮體組成:乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。
1、 生成
脂肪酸 β-氧化 2*乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA合成酶 羥甲基戊二酸單酰CoA
HMGCoA裂解酶 乙酰乙酸 β-羥丁酸脫氫酶 β-羥丁酸
2、 利用
1) β-羥丁酸
ATP+ HSCoA 乙酰乙酸 琥珀酰CoA
乙酰乙酸硫激酶 琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶
AMP 乙酰乙酰CoA 琥珀酸
乙酰乙酰CoA硫解酶
乙酰CoA
三、羧酸循環(huán)
2)丙酮可隨尿排出體外,部分丙酮可在一系列酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?,進(jìn)而異生成糖。在血中酮體劇烈升高時,從肺直接呼出。
四、脂酸的合成代謝
1、 軟脂酸的合成
合成部位:線粒體外胞液中,肝是體體合成脂酸的主要場所。
合成原料:乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。
合成過程:
1)線粒體內(nèi)的乙酰CoA不能自由透過線粒體內(nèi)膜,醫(yī).學(xué)教.育網(wǎng)搜.集整理主要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)轉(zhuǎn)移至胞液中。
2)乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 丙二酰CoA
3)丙二酰CoA通過?;D(zhuǎn)移、縮合、還原、脫水、再還原等步驟,碳原子由2增加至4個。經(jīng)過7次循環(huán),生成16個碳原子的軟脂酸。更長碳鏈的脂酸則是對軟脂酸的加工,使其碳鏈延長。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長酶體系的作用下,一般可將脂酸碳鏈延長至二十四碳,以十八碳的硬脂酸最多;在線粒體脂酸延長酶體系的催化下,一般可延長脂酸碳鏈至24或26個碳原子,而以硬脂酸最多。
2、不飽和脂酸的合成
人體含有的不飽和脂酸主要有軟油酸、油酸、亞油酸,亞麻酸及花生四烯酸等,前兩種單不飽和脂酸可由人體自身合成,而后三種多不飽和脂酸,必須從食物攝取。
五、前列腺素及其衍生物的生成
細(xì)胞膜中的磷脂 磷脂酶A2 花生四烯酸 PGH合成酶 PGH2 TXA2合成酶 TXA2 PGD2、PGE2、PGI2等
脂過氧化酶 氫過氧化廿碳四烯酸
六、甘油磷脂的合成與代謝
1、 合成
除需ATP外,還需CTP參加。CTP在磷脂合成中特別重要,它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿及CDP-甘油二酯等活化中間物所必需。
1)甘油二酯途徑 CDP-乙醇胺 CMP
磷脂酰乙醇胺
葡萄糖 3-磷酸甘油 磷脂酸 甘油二酯 轉(zhuǎn)移酶 (腦磷脂)磷脂酰膽堿CDP-膽堿 CMP (卵磷脂)
腦磷脂及卵磷脂主要通過此途徑合成,這兩類磷脂在體內(nèi)含量最多。
2)CDP-甘油二酯途徑
肌醇 磷脂酰肌醇 絲氨酸 葡萄糖 3-磷酸甘油 磷脂酸 CDP-甘油二酯 合成酶 磷脂酰絲氨酸 CTP PPi 磷脂酰甘油 二磷脂酰甘油 醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)整理 (心磷脂)
此外,磷脂酰膽堿亦可由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成;磷脂酰絲氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化生成。
2、降解
生物體內(nèi)存在能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類,根據(jù)其作用的鍵的特異性不同,分為磷脂酶A1和A2,磷脂酶B,磷脂酶C和磷脂酶D。
磷脂酶A2特異地催化磷酸甘油酯中2位上的酯鍵水解,生成多不飽和脂肪酸和溶血磷脂。后者在磷脂酶B作用,生成脂肪酸及甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺,再經(jīng)甘油酸膽堿水解酶分解為甘油及磷酸膽堿。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯鍵水解,產(chǎn)物是脂肪酸和溶血磷脂。
七、膽固醇代謝
1、 合成
合成部位:肝是主要場所,合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。
合成原料:乙酰CoA(經(jīng)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)由線粒體轉(zhuǎn)移至胞液中)、ATP、NADPH等。
合成過程:
1) 甲羥戊酸的合成(胞液中)
2*乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA HMGCoA還原酶 甲羥戊酸NADPH
2) 鯊烯的合成(胞液中)
3)膽固醇的合成(滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上)
合成調(diào)節(jié):
1)饑餓與飽食 饑餓可抑制肝合成膽固醇,相反,攝取高糖、高飽和脂肪膳食后,肝HMGCoA還原酶活性增加,膽固醇合成增加。
2) 膽固醇 膽固醇可反饋抑制肝膽固醇的合成。主要抑制HMGCoA還原酶活性。
3)激素 胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMGCoA還原酶的合成,增加膽固醇的合成。胰高血糖素及皮質(zhì)醇則能抑制并降低HMGCoA還原酶的活性,因而減少膽固醇的合成;甲狀腺素除能促進(jìn)合成外,又促進(jìn)膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼幔液笠蛔饔幂^強(qiáng),因而甲亢時患者血清膽固醇含量反而下降。
2、 轉(zhuǎn)化
1)膽固醇在肝中轉(zhuǎn)化成膽汁酸是膽固醇在體內(nèi)代謝的主要去路,基本步驟為:
膽酸 膽固醇 7α-羥化酶 7α-羥膽固醇 甘氨酸或?;撬?結(jié)合型膽汁酸 NADPH 鵝脫氧膽酸 膽酸 腸道細(xì)菌 7-脫氧膽酸 甘氨酸 牛磺酸 鵝脫氧膽酸 石膽酸
2)轉(zhuǎn)化為類固醇激素 膽固醇是腎上腺皮質(zhì)、睪丸,卵巢等內(nèi)分泌腺合成及分泌類固醇激素的原料,如睪丸酮、皮質(zhì)醇、雄激素、雌二醇及孕酮等。
3)轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇 在皮膚,膽固醇可氧化為7-脫氫膽固醇,后者經(jīng)紫外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。
3、膽固醇酯的合成
細(xì)胞內(nèi)游離膽固醇在脂酰膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(ACAT)的催化下,生成膽固醇酯;
血漿中游離膽固醇在卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(LCAT)的催化下,生成膽固醇酯和溶血卵磷酯。
八、血漿脂蛋白
1、分類
1)電泳法:α﹑前β﹑β及乳糜微粒
2)超速離心法:乳糜微粒(含脂最多),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-脂蛋白﹑β-脂蛋白及α-脂蛋白等四類。
2、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。乳糜微粒含甘油三酯最多,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;含蛋白質(zhì)最多,故密度最高。
血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分,基本功能是運(yùn)載脂類,稱載脂蛋白。HDL的載脂蛋白主要為apoA,LDL的載脂蛋白主要為apoB100,VLDL的載脂蛋白主要為apoB﹑apoC,CM的載脂蛋白主要為apoC。
3、生理功用及代謝
1)CM 運(yùn)輸外源性甘油三酯及膽固醇的主要形式。成熟的CM含有apoCⅡ,可激活脂蛋白脂肪酶(LPL),LPL可使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解,產(chǎn)生甘油、脂酸及溶血磷脂等,同時其表面的載脂蛋白連同表面的磷脂及膽固醇離開CM,逐步變小,最后轉(zhuǎn)變成為CM殘粒。
2)VLDL 運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯的主要形式。VLDL的甘油三酯在LPL作用下,逐步水解,同時其表面的apoC、磷脂及膽固醇向HDL轉(zhuǎn)移,而HDL的膽固醇酯又轉(zhuǎn)移到VLDL。最后只剩下膽固醇酯,轉(zhuǎn)變?yōu)長DL。
3)LDL 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。apoB100水解為氨基酸,其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解為游離膽固醇及脂酸。游離膽固醇在調(diào)節(jié)細(xì)胞膽固醇代謝上具有重要作用:①抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶;②在轉(zhuǎn)錄水平上陰抑細(xì)胞LDL受體蛋白質(zhì)的合成,減少對LDL的攝??;③激活A(yù)CAT的活性,使游離膽固醇酯化成膽固醇酯在胞液中儲存。
4)HDL 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT的激活劑,LCAT可催化HDL生成溶血卵磷脂及膽固醇酯。
九、高脂血癥
高脂蛋白血癥分型
分型:脂蛋白變化,血脂變化
?、?CM↑ 甘油三酯↑↑↑
?、騛 LDL↑ 膽固醇↑↑
?、騜 LDL﹑VLDL↑ 膽固醇↑↑甘油三酯↑↑
Ⅲ IDL↑ 膽固醇↑↑甘油三酯↑↑
?、?VLDL↑ 甘油三酯↑↑
?、?VLDL﹑CM↑ 甘油三酯↑↑↑
注:IDL是中間密度脂蛋白,為VLDL向LDL的過度狀態(tài)。
家族性高膽固醇血癥的重要原因是LDL受體缺陷