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脂肪代谢 课堂小结

脂肪代谢1 脂类在机体内的消化和吸收消化主要在小肠上段经各种酶及胆汁酸盐的作用,水解为甘油、脂肪酸等。

短链、中链脂肪酸甘油酯直接吸收,经门静脉入血;长链脂肪酸甘油酯与载脂蛋白、胆固醇等结合成乳糜微粒,经淋巴入血。

Diet triacylglycerols are emulsified and absorbed by the intestine 1) Bile salts, synthesized from cholesterol in liver, emulsifies macroscopic fat particles into microscopic mixed micelles for better lipase action and absorption.2) Fatty acids generated from triacylglycerol (catalyzed by the intestinal lipase) diffuse into intestinal epithelial cells, be reconverted into triacylglycerol, and packed with cholesterol esters and specific apolipoproteins in chylomicrons。

3) Triacylglycerols are converted into fatty acids and glycerols in the capillaries by the action of lipoprotein lipases activated by apoC-II on chylomicrons, which in turn are absorbed mainly by adipocytes and myocytes for storage and energy consumption.4) The leftover of the chylomicrons (containing mainly cholesterol and apolipoproteins) will be taken up by the liver by endocytosis; triacylglycerols will be used as the energy source for the liver cells, converted to ketone bodies or transported to adipose tissues after being packed with apolipoproteins.2 甘油三酯代谢(1) 合成代谢甘油三酯是机体储存能量及氧化供能的重要形式。

1) 合成部位及原料肝、脂肪组织、小肠是合成的重要场所,以肝的合成能力最强,注意:肝细胞能合成脂肪,但不能储存脂肪。

合成后要与载脂蛋白、胆固醇等结合成极低密度脂蛋白,入血运到肝外组织储存或加以利用。

若肝合成的甘油三酯不能及时转运,会形成脂肪肝。

脂肪细胞是机体合成及储存脂肪的仓库。

合成甘油三酯所需的甘油及脂肪酸主要由葡萄糖代谢提供。

其中甘油由糖酵解生成的磷酸二羟丙酮转化而成,脂肪酸由糖氧化分解生成的乙酰CoA合成。

2) 合成基本过程①甘油一酯途径:这是小肠粘膜细胞合成脂肪的途径,由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯。

②甘油二酯途径:肝细胞和脂肪细胞的合成途径。

脂肪细胞缺乏甘油激酶因而不能利用游离甘油,只能利用葡萄糖代谢提供的3-磷酸甘油。

(2) 分解代谢即为脂肪动员,在脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂的酶作用下,将脂肪分解为脂肪酸及甘油并释放入血供其他组织氧化。

甘油甘油激酶→3-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮→糖酵解或有氧氧化供能,也可转变成糖脂肪酸与清蛋白结合转运入各组织经β-氧化供能。

(3) 脂肪酸的分解代谢—β-氧化在氧供充足条件下,脂肪酸可分解为乙酰CoA,彻底氧化成CO2和H2O并释放出大量能量,大多数组织均能氧化脂肪酸,但脑组织例外,因为脂肪酸不能通过血脑屏障。

其氧化具体步骤如下:1) 脂肪酸活化,生成脂酰CoA。

2) 脂酰CoA进入线粒体,因为脂肪酸的β-氧化在线粒体中进行。

这一步需要肉碱的转运。

肉碱脂酰转移酶I是脂酸β氧化的限速酶,脂酰CoA进入线粒体是脂酸β-氧化的主要限速步骤,如饥饿时,糖供不足,此酶活性增强,脂肪酸氧化增强,机体靠脂肪酸来供能。

3) 脂肪酸的β-氧化丁酰CoA经最后一次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,通过呼吸链氧化前者生成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与葡萄糖不同,其能量生成多少与其所含碳原子数有关,因每种脂肪酸分子大小不同其生成ATP的量中不同,以软脂酸为例;1分子软脂酸含16个碳原子,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分子软脂酸彻底氧化共生成:7×2.5+7×1.5+8×10-2=106分子ATP以重量计,脂肪酸产生的能量比葡萄糖多。

(4) 脂肪酸的其他氧化方式1) 不饱和脂肪酸的氧化,也在线粒体进行,其与饱和脂肪酸不同的是键的顺反不同,通过异构体之间的相互转化,即可进行β-氧化。

2) 过氧化酶体脂酸氧化:主要是使不能进入线粒体的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成较短的脂肪酸,以便能进入线粒体内分解氧化,对较短键脂肪酸无效。

3) 丙酸的氧化:人体含有极少量奇数碳原子脂肪酸氧化后还生成1分子丙酰CoA,丙酰CoA经羧化及异构酶作用转变为琥珀酰CoA,然后参加三羧酸循环而被氧化。

(5) 酮体的生成及利用酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮。

酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物,脂肪酸在线粒体中β氧化生成的大量乙酰CoA除氧化磷酸化提供能量外,也可合成酮体。

但是肝却不能利用酮体,因为其缺乏利用酮体的酶系。

肝生成的酮体经血运输到肝外组织进一步分解氧化。

总之肝是生成酮体的器官,但不能利用酮体,肝外组织不能生成酮体,却可以利用酮体。

生理意义:长期饥饿,糖供应不足时,脂肪酸被大量动用,生成乙酰CoA 氧化供能,但象脑组织不能利用脂肪酸,因其不能通过血脑屏障,而酮体溶于水,分子小,可通过血脑屏障,故此时肝中合成酮体增加,转运至脑为其供能。

但在正常情况下,血中酮体含量很少。

严重糖尿病患者,葡萄糖得不到有效利用,脂肪酸转化生成大量酮体,超过肝外组织利用的能力,引起血中酮体升高,可致酮症酸中毒。

(6) 脂肪酸的合成代谢1) 脂肪酸主要从乙酰CoA合成,凡是代谢中产生乙酰CoA的物质,都是合成脂肪酸的原料,机体多种组织均可合成脂肪酸,肝是主要场所,脂肪酸合成酶系存在于线粒体外胞液中。

但乙酰CoA不易透过线粒体膜,所以需要穿梭系统将乙酰CoA转运至胞液中,主要通过柠檬酸-丙酮酸循环来完成。

脂酸的合成还需ATP、NADPH等,所需氢全部NADPH提供,NADPH主要来自磷酸戊糖通路。

2) 软脂酸的合成过程从乙酰CoA和丙二酰CoA合成长链脂肪酸,每次延长2个碳原子,由脂肪酸合成多酶体系催化。

经过7次循环之后,即可生成16个碳原子的软脂酸。

3) 碳链的加长。

碳链延长在肝细胞的内质网或线粒体中进行,在软脂酸的基础上,生成更长碳链的脂肪酸。

4) 脂肪酸合成的调节胰岛素诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成,促进脂肪酸合成,还能促使脂肪酸进入脂肪组织,加速合成脂肪。

而胰高血糖素、肾上腺素、生长素抑制脂肪酸合成。

3 磷脂的代谢含磷酸的脂类称磷脂可分为两类:由甘油构成的磷脂称甘油磷脂,由鞘氨醇构成的称鞘磷脂。

(1) 甘油磷脂的代谢甘油磷脂由1分子甘油与2分子脂肪酸和1分子磷酸组成,2位上常连的脂酸是花生四烯酸,由于与磷酸相连的取代基团不同,又可分为磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、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组织均能合成,以肝、肾等组织最活跃,在细胞的内质网上合成。

合成所用的甘油、脂肪酸主要用糖代谢转化而来。

其二位的多不饱和脂肪酸常需靠食物供给,合成还需ATP、CTP。

②合成过程磷脂酸是各种甘油磷脂合成的前体,主要有两种合成途径:a) 甘油二酯合成途径:脑磷脂、卵磷脂由此途径合成,以甘油二酯为中间产物,由CDP胆碱等提供磷酸及取代基。

b) CDP-甘油二酯途径:肌醇磷脂,心磷脂由此合成,以CDP-甘油二酯为中间产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体内磷脂酶催化的水解过程。

其中磷脂酶A?2能使甘油磷脂分子中第2位酯键水解,产物为溶血磷脂及不饱和脂肪酸,此脂肪酸多为花生四烯酸,Ca2+为此酶的激活剂。

此溶血磷脂是一类较强的表面活性物质,能使细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。

再经溶血磷脂酶继续水解后,即失去溶解细胞膜的作用。

(2) 鞘磷脂的代谢主要结构为鞘氨醇,1分子鞘氨醇通常只连1分子脂肪酸,二者以酰胺链相连,而非酯键。

再加上1分子含磷酸的基团或糖基,前者与鞘氨醇以酯键相连成鞘磷脂,后者以β糖苷键相连成鞘糖脂,含量最多的神经鞘磷脂即是以磷酸胆碱,脂肪酸与鞘氨醇结合而成。

1) 合成代谢以脑组织最活跃,主要在内质网进行。

反应过程需磷酸呲哆醛,NADPH+H+等辅酶,基本原料为软脂酰CoA及丝氨酸。

2) 降解代谢由神经鞘磷脂酶(属磷脂酶C类)作用,使磷酸酯键水解产生磷酸胆碱及神经酰胺(N-脂酰鞘氨醇)。

若缺乏此酶,可引起痴呆等鞘磷脂沉积病。

4 胆固醇的代谢(1) 合成代谢1) 几乎全身各组织均可合成,肝是主要场所,合成主要在胞液及内质网中进行。

2) 合成原料乙酰CoA是合成胆固醇的原料,因为乙酰CoA是在线粒体中产生,与前述脂肪酸合成相似,它须通过柠檬酸——丙酮酸循环进入胞液,另外,反应还需大量的NADPH+H+及ATP。

合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、36分子ATP及16分子NADPH+H+。

乙酰CoA及ATP多来自线粒体中糖的有氧氧化,而NADPH则主要来自胞液中糖的磷酸戊糖途径。

3) 合成过程简单来说,可划分为三个阶段。

①甲羟戊酸(MVA)的合成:首先在胞液中合成HMGCoA,与酮体生成HMGCoA 的生成过程相同。

但在线粒体中,HMGCoA在HMGCoA裂解酶催化下生成酮体,而在胞液中生成的HMGCoA则在内质网HMGCoA还原酶的催化下,由NADPH+H+供氢,还原生成MVA。

HMGCoA还原酶是合成胆固醇的限速酶。

②鲨烯的合成:MVA由ATP供能,在一系列酶催化下,生成3OC的鲨烯。

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