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脂代谢

第七章脂类代谢

脂类是脂肪及类脂的总称,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。

脂肪是三脂肪酸甘油酯或称甘油三酯(triglyceride),脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。

类脂包括固醇及其酯、磷脂及糖脂等,是细胞的膜结构重要组分。

脂酸在体内主要与醇结合成酯。

与脂酸结合的醇有甘油(丙三醇)、鞘氨醇及胆固醇等。

1分子甘油与3分子脂酸通过酯键结合生成的甘油三酯,即脂肪,是机体储存能量的主要形式。

甘油还可与2分子脂酸、1分子磷酸及含氮化合物结合成甘油磷脂(phosphoglycerides)。

甘油磷脂包括磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇及二磷脂酰甘油(心磷脂)等,是构成生物膜脂双层的基本骨架,含量恒定。

脂酸与鞘氨醇通过酰胺键结合的脂称为鞘脂,含磷酸者为鞘磷脂,含糖者称为鞘糖脂,是生物膜的重要组分,参予细胞识别及信息传递。

第一节不饱和脂酸的命名及分类

自然界存在的不饱和脂酸按含双键数目分为单及多不饱脂酸。

习惯上将含2个或2个以上双键的不饱和脂酸称为多不饱和脂酸。

不饱和脂酸命名常用系统命名法以标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。

如从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序,则这种编码体系为△编码体系。

如从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序则为ω或n编码体系。

按ω或n编码体系命名,哺乳动物体内的各种不饱和脂酸可分为四族:

即ω7、ω9、ω6、和ω3四族(表7-1及表7-2)。

哺乳动物体内缺乏在脂酸C9碳原子处引入双键的去饱和酶系,因此不能合成ω-6族的亚油酸(18:

2,△9,12)及ω-3族的α-亚麻酸(18:

3,△9,12,15),这两种多不饱和脂酸必需由食物中植物油提供。

只要供给亚油酸(ω6,n-6)则动物即能合成ω6族的花生四烯酸及其衍生物。

长链多不饱和脂酸如二十碳五烯酸(eicosapentaenoicacid,EPA),二十二碳六烯酸(docosahexaenoicacid,DHA)在脑及睾丸中含量丰富,是脑及精子正常生长发育不可缺少的组分。

这类脂酸以ω-3族的α-亚麻酸(18:

3,ω-3)为原料可在体内合成,而亚油酸(18:

2,ω-6)不能代替α-亚麻酸。

近十多年来的研究发现,在海水鱼油中亦含丰富的EPA及DHA,属ω-3族多不饱和脂酸。

这类脂酸具有降血脂、抗血小板聚集、延缓血栓形成、保护脑血管、抗癌等特殊生物效应,对心脑血管疾病的防治具有重要价值。

第二节脂类的消化和吸收

膳食中的脂类主要为脂肪,此外还含少量磷脂、胆固醇等。

脂类不溶于水,必须在小肠经胆汁中胆汁酸盐的作用,乳化并分散成细小的微团(micelles)后,才能被消化酶消化。

胰液及胆汁均分泌入十二指肠,因此小肠上段是脂类消化的主要场所。

胆汁酸盐是较强的乳化剂,能降低油与水相之间的界面张力,使脂肪及胆固醇酯等疏水的脂质乳化成细小微团,增加消化酶对脂质的接触面积,有利于脂肪及类脂的消化及吸收。

胰腺分泌入十二指肠中消化脂类的酶有胰脂酶(pancreaticlipase)、磷脂酶A2(phospholipaseA2)、胆固醇酯酶(cholesterylesterase)及辅脂酶(colipase)。

胰脂酶特异催化甘油三酯的1及3位酯键水解,生成2-甘油一酯(2-monoglyceride)及2分子脂酸。

胰脂酶必须吸附在乳化脂肪微团的水油界面上,才能作用于微团内的甘油三酯。

辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子。

胰磷脂酶A2催化磷脂2位酯键水解,生成脂酸及溶血磷脂;胆固醇酯酶促进胆固醇酯水解生成游离胆固醇及脂酸。

脂肪及类脂的消化产物包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等可与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团(mixedmicelles)。

这种微团体积更小,极性更大,易于穿过小肠粘膜细胞表面的水屏障,为肠粘膜细胞吸收。

脂类消化产物主要在十二指肠下段及空肠上段吸收。

中链脂酸(6~10C)及短链脂酸(2~4C)构成的甘油三酯,经胆汁酸盐乳化后即可被吸收。

在肠粘膜细胞内脂肪酶的作用下,水解为脂肪酸及甘油,通过门静脉进入血循环。

长链脂酸(12~26C)及2-甘油一酯吸收入肠粘膜细胞后,在光面内质网脂酰CoA转移酶(acylCoAtransferase)的催化下,由ATP供给能量,2-甘油一酯加上2分子脂酰CoA,再合成甘油三酯。

后者再与粗面内质网合成的载脂蛋白(apolipoprotein,apo)B48、C、AI、AIV等以及磷脂、胆固醇结合成乳糜微粒,经淋巴进入血循环。

在肠粘膜细胞中由甘油一酯合成脂肪的途径称为甘油一酯合成途径。

第三节甘油三酯代谢

一、甘油三酯的合成代谢

甘油三酯是机体储存能量的形式。

机体摄入糖、脂肪等食物均可合成脂肪在脂肪组织储存,以供禁食、饥饿时的能量需要。

(一)合成部位

肝、脂肪组织及小肠是合成甘油三酯的主要场所,以肝的合成能力最强。

上述三种组织、细胞均有合成甘油三酯的脂酰CoA转移酶。

脂肪组织是机体合成脂肪的另一重要组织。

它可利用从食物脂肪而来的乳糜微粒(CM)或VLDL中的脂酸合成脂肪,更主要以葡萄糖为原料合成脂肪。

脂肪细胞可以大量储存脂肪,是机体合成及储存脂肪的“仓库”。

小肠粘膜细胞主要利用脂肪消化产物再合成脂肪,以乳糜微粒形式经淋巴进入血循环。

(二)合成原料

合成甘油三酯所需的甘油及脂酸主要由葡萄糖代谢提供。

食物脂肪消化吸收后以CM形式进入血循环,运送至脂肪组织或肝,其脂酸亦可用以合成脂肪。

(三)合成基本过程

1.甘油一酯途径小肠粘膜细胞主要利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯。

2.甘油二酯途径肝细胞及脂肪细胞主要按此途径合成甘油三酯。

葡萄糖循糖酵解途径生成3-磷酸甘油,在脂酰CoA转移酶的作用下,依次加上2分子脂酰CoA生成磷脂酸(phosphatidicacid)。

后者在磷脂酸磷酸酶的作用下,水解脱去磷酸生成1,2-甘油二酯,然后在脂酰CoA转移酶的催化下,再加上1分子脂酰基即生成甘油三酯。

合成脂肪的三分子脂酸可为同一种脂酸,亦可是三种不同的脂酸。

合成所需的3-磷酸甘油主要由糖代谢提供。

肝、肾等组织含有甘油激酶,能利用游离甘油,使之磷酸化生成3-磷酸甘油。

脂肪细胞缺乏甘油激酶因而不能利用甘油合成脂肪。

二、甘油三酯的分解代谢

(一)脂肪的动员

储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂酸(freefattyacid,FFA)及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用,该过程称为脂肪的动员。

在脂肪动员中,脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)起决定性作用,它是脂肪分解的限速酶。

当禁食、饥饿或交感神经兴奋时,肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素等分泌增加,作用于脂肪细胞膜表面受体,激活腺苷酸环化酶,促进cAMP合成,激活依赖cAMP的蛋白激酶,使胞液内HSL磷酸化而活化。

后者使甘油三酯水解成甘油二酯及脂酸。

这步反应是脂肪分解的限速步骤,HSL是限速酶,它受多种激素的调控,故称为激素敏感性脂肪酶。

能促进脂肪动员的激素称为脂解激素,如肾上腺素、胰高血糖素,ACTH及TSH等。

胰岛素、前列腺素E2及烟酸等抑制脂肪的动员,对抗脂解激素的作用。

脂解作用使储存在脂肪细胞中的脂肪分解成游离脂酸及甘油,然后释放入血。

血浆白蛋白具有结合游离脂酸的能力,每分子白蛋白可结合10分子FFA。

FFA不溶于水,与白蛋白结合后由血液运送至全身各组织,主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。

甘油溶于水,直接由血液运送至肝、肾、肠等组织。

主要是在肝甘油激酶(glycerokinase)作用下,转变为3-磷酸甘油;然后脱氢生成磷酸二羟丙酮,循糖代谢途径进行分解或转变为糖。

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。

(二)脂酸的β-氧化

脂酸是人及哺乳动物的主要能源物质。

在O2供给充足的条件下,脂酸可在体内分解成CO2及H2O并释出大量能量,以ATP形式供机体利用。

除脑组织外,大多数组织均能氧化脂酸,但以肝及肌肉最活跃。

1.脂酸的活化——脂酰CoA的生成脂酸进行氧化前必须活化,活化在线粒体外进行。

内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)在ATP、CoASH、Mg2+存在的条件下,催化脂酸活化,生成脂酰CoA。

脂酸活化后不仅含有高能硫酯键,而且增加了水溶性,从而提高了脂酸的代谢活性。

反应过程中生成的焦磷酸(PPi)立即被细胞内的焦磷酸酶水解,阻止了逆向反应的进行。

故1分子脂酸活化,实际上消耗了2个高能磷酸键。

2.脂酰CoA进入线粒体脂酸的活化在胞液中进行,而催化脂酸氧化的酶系存在于线粒体的基质内,因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。

实验证明,长链脂酰CoA不能直接透过线粒体内膜。

它进入线粒体需肉碱[carnitine,L-(CH3)3N+CH2CH(OH)CH2COO-,L-β羟-

-三甲氨基丁酸]的转运。

线粒体外膜存在肉碱脂酰转移酶I(carnitineacyltransferaseI),它能催化长链脂酰CoA与肉碱合成脂酰肉碱(acylcarnitine),后者即可在线粒体内膜的肉碱-脂酰肉碱转位酶(carnitine-acylcarnitinetranslocase)的作用下,通过内膜进入线粒体基质内。

此转位酶实际上是线粒体内膜转运肉碱及脂酰肉碱的载体。

它在转运1分子脂酰肉碱进入线粒体基质内的同时,将1分子肉碱转运出线粒体内膜外膜间腔。

进入线粒体内的脂酰肉碱,则在位于线粒体内膜内侧面的肉碱脂酰转移酶II的作用下,转变为脂酰CoA并释出肉碱。

脂酰CoA即可在线粒体基质中酶体系的作用下,进行β氧化(图7-1)。

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。

当饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时,机体不能利用糖,需脂酸供能,这时肉碱脂酰转移酶I活性增加,脂酸氧化增强。

相反,饱食后,脂肪合成及丙二酰CoA增加,后者抑制肉碱脂酰转移酶I活性,因而脂酸的氧化被抑制。

3.脂酸的β-氧化

脂酰CoA进入线粒体基质后,在线粒体基质中疏松结合的脂酸β-氧化多酶复合体的催化下,从脂酰基的β-碳原子开始,进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应,脂酰基断裂生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA(图7-2)。

脂酸β-氧化的过程如下:

(1)脱氢:

脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下,α、β碳原子各脱下一氢原子,生成反△2烯酰CoA。

脱下的2H由FAD接受生成FADH2。

(2)加水:

反△2烯酰CoA在△2烯酰水化酶的催化下,加水生成L(+)-β-羟脂酰CoA。

(3)再脱氢:

L(+)-β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下,脱下2H生成β-酮脂酰CoA,脱下的2H由NAD+接受,生成NADH及H+。

(4)硫解:

β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下,加CoASH使碳链断裂,生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA。

以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA,可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。

如此反复进行,直至最后生成丁酰CoA,后者再进行一次β-氧化,即完成脂酸的β-氧化。

脂酸经β-氧化后生成大量的乙酰CoA。

乙酰CoA一部分在线粒体内通过三羧酸循环彻底氧化,一部分在线粒体中缩合生成酮体,通过血液运送至肝外组织氧化利用。

4.脂酸氧化的能量生成脂酸氧化是体内能量的重要来源。

以软脂酸为例,进行7次β-氧化,生成7分子FADH2、7分子NADH+H+及8分子乙酰CoA。

每分子FADH2通过呼吸链氧化产生2分子ATP,每分子NADH+H+氧化产生3分子ATP,每分子乙酰CoA通过三羧酸循环氧化产生12分子ATP。

因此1分子软脂酸彻底氧化共生成(7×2)+(7×3)+(8×12)=131个ATP。

减去脂酸活化时耗去的2个高能磷酸键,相当于2个ATP,净生成129分子ATP或129×51.6=6656kJ/mol。

1mol软脂酸在体外彻底氧化成CO2及H2O时的自由能为9791kJ。

故其能量利用效率为:

 

(四)酮体的生成及利用

乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)及丙酮(acetone)三者统称酮体(ketonebodies)。

酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物,这是因为肝具有活性较强的合成酮体的酶系,而又缺乏利用酮体的酶系。

1.酮体的生成脂酸在线粒体中经β-氧化生成的大量乙酰CoA是合成酮体的原料。

合成在线粒体内酶的催化下,分三步进行。

(1)2分子乙酰CoA在肝线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶(thiolase)的作用下,缩合成乙酰乙酰CoA,并释出1分子CoASH。

(2)乙酰乙酰CoA在羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)合成酶的催化下,再与1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA(3-hydroxy-3-methylglutarylCoA,HMGCoA),并释出1分子CoASH。

(3)羟甲基戊二酸单酰CoA在HMGCoA裂解酶的作用下,裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。

乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟丁酸脱氢酶的催化下,被还原成β-羟丁酸,所需的氢由NADH提供,还原的速度由NADH/NAD+的比值决定。

部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而成丙酮。

肝线粒体内含有各种合成酮体的酶类,尤其是HMGCoA合成酶,因此生成酮体是肝特有的功能。

但是肝氧化酮体的酶活性很低,因此肝不能氧化酮体。

肝产生的酮体,透过细胞膜进入血液运输到肝外组织进一步分解氧化(图7-3)。

2.酮体的利用肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。

(1)琥珀酰CoA转硫酶:

心、肾、脑及骨骼肌的线粒体具有较高的琥珀酰CoA转硫酶活性。

在有琥珀酰CoA存在时,此酶能使乙酰乙酸活化,生成乙酰乙酰CoA。

(2)乙酰乙酰CoA硫解酶:

心、肾、脑及骨骼肌线粒体中还有乙酰乙酰CoA硫解酶,使乙酰乙酰CoA硫解,生成2分子乙酰CoA,后者即可进入三羧酸循环彻底氧化。

(3)乙酰乙酰硫激酶:

肾、心和脑的线粒体中尚有乙酰乙酰硫激酶,可直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA,后者在硫解酶的作用下硫解为2分子乙酰CoA。

β-羟基丁酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下,脱氢生成乙酰乙酸;然后再转变成乙酰CoA而被氧化。

部分丙酮可在一系列酶作用下转变为丙酮酸或乳酸,进而异生成糖。

这是脂酸的碳原子转变成糖的一个途径。

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。

3.酮体生成的生理意义酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物,是肝输出能源的一种形式。

酮体溶于水,分子小,能通过血脑屏障及肌肉毛细血胞壁,是肌肉尤其是脑组织的重要能源。

脑组织不能氧化脂酸,却能利用酮体。

长期饥饿、糖供应不足时酮体可以代替葡萄糖成为脑组织及肌肉的主要能源。

正常情况下,血中仅含有少量酮体,为0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)。

在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时,脂酸动员加强,酮体生成增加。

尤其在未控制糖尿病患者,血液酮体的含量可高出正常情况的数十倍,这时丙酮约占酮体总量的一半。

酮体生成超过肝外组织利用的能力,引起血中酮体升高,可导致酮症酸中毒,并随尿排出,引起酮尿。

4.酮体生成的调节

(1)饱食及饥饿的影响:

饱食后,胰岛素分泌增加,脂解作用抑制、脂肪动员减少,进入肝的脂酸减少,因而酮体生成减少。

饥饿时,胰高血糖素等脂解激素分泌增多,脂酸动员加强,血中游离脂酸浓度升高而使肝摄取游离脂酸增多,有利于脂酸β-氧化及酮体生成。

(2)肝细胞糖原含量及代谢的影响:

进入肝细胞的游离脂酸主要有两条去路,一是在胞液中酯化合成甘油三酯及磷脂;一是进入线粒体内进行β-氧化,生成乙酰CoA及酮体。

饱食及糖供给充足时,肝糖原丰富,糖代谢旺盛,此时进入肝细胞的脂酸主要与3-磷酸甘油反应,酯化生成甘油三酯及磷脂。

饥饿或糖供给不足时,糖代谢减弱,3-磷酸甘油及ATP不足,脂酸酯化减少,主要进入线粒体进行β氧化,酮体生成增多。

(3)丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体:

饱食后糖代谢正常进行时所生成的乙酰CoA及柠檬酸能别构激活乙酰CoA羧化酶,促进丙二酰CoA的合成。

后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶I,从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行β-氧化。

三、脂酸的合成代谢

(一)软脂酸的合成

1.合成部位脂酸合成酶系存在于肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织,位于线粒体外胞液中。

肝是人体合成脂酸的主要场所。

2.合成原料乙酰CoA是合成脂酸的主要原料,主要来自葡萄糖。

细胞内的乙酰CoA全部在线粒体内产生,而合成脂酸的酶系存在于胞液。

线粒体内的乙酰CoA必须进入胞液才能成为合成脂酸的原料。

实验证明,乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜,主要通过柠檬酸-丙酮酸循环(citratepyruvatecycle)完成。

在此循环中,乙酰CoA首先在线粒体内与草酰乙酸缩合生成柠檬酸,通过线粒体内膜上的载体转运即可进入胞液;胞液中ATP柠檬酸裂解酶,使柠檬酸裂解释出乙酰CoA及草酰乙酰。

进入胞液的乙酰CoA即可用以合成脂酸,而草酰乙酸则在苹果酸脱氢酶的作用下,还原成苹果酸,再经线粒体内膜载体转运入线粒体内。

苹果酸也可在苹果酸酶的作用下分解为丙酮酸,再转运入线粒体,最终均形成线粒体内的草酰乙酸,再参与转运乙酰CoA。

脂酸的合成除需乙酰CoA外,还需ATP、NADPH、HCO3-(CO2)及Mn2+等。

脂酸的合成系还原性合成,所需之氢全部由NADPH提供。

NADPH主要来自磷酸戊糖通路。

胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶(二者均以NADP为辅酶)催化的反应也可提供少量的NADPH。

3.脂酸合成酶系及反应过程

(1)丙二酰CoA的合成:

乙酰CoA羧化成丙二酰CoA是脂酸合成的第一步反应。

此反应由乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)所催化,这是一种别构酶,是脂酸合成的限速酶。

该酶存在于胞液中,辅基为生物素,Mn2+为激活剂。

有两种存在形式,一是无活性的单体,分子量约为4万,另一是有活性的多聚体,分子量为60万~80万,通常由10~20个单体构成,呈线状排列,催化活性增加10~20倍。

柠檬酸、异柠檬酸可使此酶发生别构,由无活性的单体聚合成有活性的多聚体,而软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA则能使多聚体解聚成单体,抑制乙酰CoA羧化酶的催化活性。

最近证明,乙酰CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的调节。

此酶可被一种依赖于AMP(而不是cAMP)的蛋白激酶磷酸化(79,1200及1215位丝氨酸残基磷酸化)而失活。

胰高血糖素能激活此激酶而抑制乙酰CoA羧化酶的活性,而胰岛素则能通过蛋白质磷酸酶的作用使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脱去磷酸而恢复活性。

高糖膳食可促进酶蛋白的合成,因而可促进乙酰CoA的羧化反应。

生物素是乙酰CoA羧化酶的辅基,在羧化反应中起了转移羧基的作用,其反应过程如下:

1.酶-生物素+HCO—3+ATP酶-生物素-CO2+ADP+Pi

2.酶-生物素-CO2+乙酰CoA→酶-生物素+丙二酰CoA

 

(2)脂酸合成:

从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸,实际上是一个重复加成反应过程,每次延长2个碳原子。

16碳软脂酸的生成,需经过连续的7次重复加成反应。

各种生物合成脂酸的过程基本相似,大肠杆菌中,此种加成过程是由7种酶蛋白聚合在一起构成的多酶体系所催化的;而在高等动物,这7种酶活性都在一条多肽链上,属多功能酶,由一个基因所编码。

大肠杆菌的脂肪酸合成酶系中,有酰基载体蛋白(acylcarrierprotein,ACP),其辅基与CoA-SH相同,为4’磷酸泛酰氨基乙硫醇[4’-phosphopantotheine,HSCH2

CH2NHCOCH2-CH2NHCOCHOHC(CH3)2CH2-OPO32-],是脂酸合成过程中脂酰基的载体,脂酸合成的各步反应均在ACP的辅基上进行。

哺乳类动物中,7种酶活性均在分子量为250kD的一条多肽链上,属多功能酶。

具有活性的酶是由两个完全相同的多肽链(亚基)首尾相连组成的二聚体,此二聚体解聚则活性丧失。

每一亚基均有一ACP结构域,其丝氨酸残基连有4’磷酸泛酰氨基乙硫醇,作为脂酸合成过程中脂酰基的载体,可与脂酰基相连,用E1-泛-SH表示。

此外,在每一亚基的酮脂酰合成酶结构域中的一半胱氨酸残基的SH基亦很重要,它也能与脂酰基相连,用E2-半胱SH表示。

软脂酸合成的总反应式为:

CH3COSCoA+7HOOCCH2COSCoA+14NADPH+14H+

CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+

(三)不饱和脂酸的合成

人体含有的不饱和脂酸主要有软油酸(16:

1,△9)、油酸(18:

1,△9)、亚油酸(18:

2,△9、12),α-亚麻酸(18:

3,△9、12、15)及花生四烯酸(20:

4,△5、8、11、14)等。

前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成,而后三种多不饱和脂酸,必须从食物摄取。

这是因为动物只有△4,△8及△9去饱和酶(desaturase),缺乏△9以上的去饱和酶,而植物则含有△9,△12及△15去饱和酶。

(四)脂酸合成的调节

1.代谢物的调节作用进食高脂肪食物以后,或饥饿脂肪动员加强时,肝细胞内脂酰CoA增多,可别构抑制乙酰CoA羧化酶,从而抑制体内脂酸的合成;进食糖类而糖代谢加强,NADPH及乙酰CoA供应增多,有利于脂酸的合成,同时糖代谢加强使细胞内ATP增多,可抑制异柠檬酸脱氢酶,造成异柠檬酸及柠檬酸堆积,透出线粒体,可别构激活乙酰CoA羧化酶,使脂酸合成增加。

此外,大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。

2.激素的调节作用胰岛素是调节脂肪合成的主要激素。

它能诱导乙酰CoA羧化酶、脂酸合成酶、乃至ATP-柠檬酸裂解酶等的合成,从而促进脂酸合成。

同时,由于胰岛素还能促进脂酸合成磷脂酸,因此还增加脂肪的合成。

胰高血糖素通过增加蛋白激酶A活性使乙酰CoA羧化酶磷酸化而降低其活性,故能抑制脂酸的合成,此外也抑制甘油三酯的合成,甚至减少肝脂肪向血中释放。

肾上腺素、生长素也能抑制乙酰CoA羧化酶,从而影响脂酸合成。

胰岛素能加强脂肪组织的脂蛋白脂酶活性,促使脂酸进入脂肪组织,再加速合成脂肪而贮存,故易导致肥胖。

四、多不饱和脂酸的重要衍生物——前列腺素、血栓噁烷及白三烯

20世纪30年代瑞典VonEuler等发现人精液中含有一种可使平滑肌收缩的物质,认为来自前列腺,故称之为前列腺素(prostaglandin,PG)。

现知前列腺素来源广泛,种类繁多,但均为廿碳多不饱和脂酸的衍生物。

1973年Hamberg及Samuelsson从血小板提取了血栓噁烷(thromboxaneA2,TXA2),证明也是廿碳多不饱和脂酸的衍生物。

1979年Samuelsson及Borgreat从白细胞分离出一类活性物质,具有三个共轭双键,也是廿碳多不饱和脂酸衍生而来,称之为白三烯(leukotrienes,LTs)。

近年来发现,PG、TXA2及LTs几乎参与了所有细胞代谢活动,并且与炎症、免疫、过敏、心血管病等重要病理过程有关,在调节细胞代谢上具有重要作用。

(一)前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学结构及命名

前列腺素是一类具有廿个碳原子的多不饱和脂酸衍生物,以前列腺酸(prostanoicacid)为基本骨架,具有一个五碳环和两条侧链(R1及R2)。

根据五碳环上取代基团和双键位置不同,PG分为9型,分别命名为PGA、B、C、D、E、F、G、H及I,体内PGA,E及F较多。

PGG2和PGH2是PG合成过程中的中间物,在C9和C11之间有过氧化键相连。

PGI2是带双环的PG,除五碳环外,还

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