第九章脂类代谢.docx

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第九章脂类代谢

第五章脂类代谢

第一节脂类的消化与吸收

一、脂肪的消化与吸收

脂肪的消化主要在肠到中进行，虽然胃液中含有少量脂肪酶（可能是由肠液中的胰脂肪酶回流到胃），但成人胃液PH在1—2之间，不适合脂肪酶的作用，因此脂肪在成人胃液中不消化（婴儿胃液PH5左右，可少量消化脂肪）。

肠中消化脂肪靠胰液和胆汁完成，胰液中含有胰脂肪酶，它能水解部分脂肪为甘油和游离脂肪酸，但大部分脂肪仅局部水解为甘油一酯，甘油一酯可在酯酶催化下水解成甘油和脂肪酸。

胆汁中胆盐是乳化剂，能增加脂肪酶和脂肪的接触面积，有利于脂肪水解。

在动物和人体中，小肠既能吸收完全水解的脂肪，也能吸收部分水解或未水解的脂肪微粒。

吸收的途径大多由淋巴系统进入血液循环，也有一小部分直接经门静脉进入肝脏，未被吸收的脂肪进入大肠被细菌分解。

吸收脂肪有三种方式：

（一）部分水解

这些部分水解产物如脂肪酸、甘油二酯和甘油单酯，这些水解产物进入肠粘膜细胞后，再合成甘油三酯，通过淋巴系统进入血液循环。

（二）完全水解

40%脂肪酸完全水解为甘油和脂肪酸，甘油与其它水溶性物质可进入小肠粘膜，脂肪酸与胆盐形成复和物可透入肠粘膜细胞，两者可重新结合成脂肪。

（三）完全不水解

小部分脂肪直接被吸收，但需以高度乳化的脂肪微粒形式进入小肠粘膜细胞，再由淋巴系统进入血液循环。

二、类脂的消化与吸收

食物中的磷脂可在小肠中进行消化，体内存在能使甘油磷脂水解的多种磷脂酶类，分别作用于甘油磷脂分子中不同的酯键，如磷脂酶A（A1、A2）B1、B2、C等。

肠内25%的磷脂可以不经消化直接吸收到肝内，但大部分的磷酸以水解产物形式被吸收在肠壁重新合成完整的磷脂分子，再进入血液中。

食物中的胆固醇一部分与脂肪酸结合成为胆固醇酯，另一部分可以游离态形式存在，在胰液和肠液中均含有胆固醇酯酶，能催化其水解，产生游离的胆固醇和脂肪酸。

胆固醇是脂溶性物质，必须借助于胆盐才能在肠内吸收。

但是吸收的胆固醇约2/3在肠粘膜细胞经酶催化重新形成胆固醇酯进入淋巴管。

第二节脂类在体内的贮存、动员和运输

一、脂类在体内的贮存和动员

脂类的贮存场所：

脂肪组织、皮下组织、肾周围、肠系膜和大网膜等最多，称这些组织为脂库。

消化吸收的脂类大部分通过小肠绒毛的中央乳糜管，从淋巴进入血液，血液中的脂类均以脂蛋白的形式运输。

这些脂肪可被个组织利用，也可贮存在脂肪组织中。

除了消化道吸收的脂肪可贮存于脂库外，人体还能利用糖和氨基酸等原料合成脂肪，而且人体的脂肪主要由糖转化而来，食物脂肪仅是次要来源。

贮存脂肪与食物中的脂肪不同，食物中的脂肪是构成体内脂肪的原料，其中的脂肪酸须在肝脏、脂肪组织及肠壁进行碳链长短及饱和度的改造才能变成贮存脂肪。

脂肪动员：

脂库中的脂肪经常有一部分经脂肪酶的水解作用而释放出脂肪酸与甘油。

脂肪贮存、动员、运输见图。

二、脂类在体内的运输和血浆脂蛋白

（一）血脂浆和血浆脂蛋白

血脂：

血浆中所含的脂质（脂类物质），主要有四类：

1、三酯酰甘油及少量二酯酰甘油和单酯酰甘油

2、磷脂，主要是卵磷脂

3、胆固醇和胆固醇酯

4、游离脂肪酸

正常人血脂含量变动范围较大（受饮食影响）。

但糖尿病人和动脉粥样硬化病血脂尤其是胆固醇和甘油三酯明显升高，可作为临床诊断指标。

脂类在体内的运输都是通过血液循环进行的，以脂蛋白形式在血液中运输。

血浆脂蛋白主要包括四类：

高密度脂蛋白（HDL，α-脂蛋白）、低密度脂蛋白（LDL，β-脂蛋白）、极低密度脂蛋白（VLDL，前B-脂蛋白）和乳糜微粒（CM）。

血浆脂蛋白的来源：

1、食物消化吸收的脂类；2、体内合成的脂类；3、脂肪动员

血浆脂蛋白的去路：

1、氧化分解；2、进入脂库；3、构成生物膜；4、转变为其他物质。

（一）血浆脂蛋白的分离方法

根据各种脂蛋白中所含的各种脂类和蛋白质不尽相同，可将其进行分离。

1、超速离心法（密度分类法）

各种脂蛋白中脂类所占比例不同，因而密度也各不相同（脂类比例高的密度小），可根据超速离心时沉降速度不同将血浆脂蛋白分为四种：

即CM、VLDL、LDL、HDL。

2、电泳法

由于各类血浆脂蛋白中的载体脂蛋白（APO）不同，因而其表面电荷多少也不同，颗粒大小也有差异，在电场中具有不同的迁移率。

按其在电场中移动快慢，可将血浆脂蛋白分为α-脂蛋白、前β-脂蛋白、β-脂蛋白和乳糜微粒四种。

乳糜微粒在原点不动，β-脂蛋白相当于β-球蛋白的位置，前β-脂蛋白位于β-脂蛋白之前，相当于α2-球蛋白的位置，α-脂蛋白相当于于α1-球蛋白的位置。

正常人电泳图谱上β-脂蛋白多于α-脂蛋白，而α-脂蛋白又多于前β-脂蛋白，前β-脂蛋白含量少时在一般电泳图谱上看不出。

乳糜微粒仅在进食后才有，空腹时难以检出。

各种血浆脂蛋白的组成、理化性质和生理功能见P227图

（三）血浆脂蛋白的种类及功能

1、乳糜微粒

CM在小肠上皮细胞中合成，通过高尔基体分泌，经淋巴管进入血液循环，其特点是含有大量脂肪，蛋白质少。

主要作用是转运外源性三脂酰甘油至肝及其它组织。

CM代谢较快，所以进食大量的脂肪后血浆浑浊是暂时现象，数小时后，血浆便澄清，这种现象称脂肪的廓清。

正常空腹血浆中无CM。

2、低密度脂蛋白

VLDL主要由肝细胞合成，含有较多的三脂酰甘油，其脂肪酸的来源有：

①糖在肝细胞内转变成的脂肪酸；②脂库动员出来的脂肪酸③部分来自乳糜微粒水解的三脂酰甘油。

因此VLDL主要功能是运输内源性三脂酰甘油，从肝内到脂肪组织或其它组织。

VLDL的代谢也较快，因为当血液经过脂肪、肝、肌肉等组织毛细管时经血管壁的脂蛋白脂肪酶作用，可使VLDL分解，其水解产物大部分进入细胞被氧化或重新合成脂肪而贮存。

因而，正常人血液中VLDL不易检出。

3、低密度脂蛋白

LDL是血浆中极低密度脂蛋白在清除过程中水解掉部分脂肪及少量蛋白质后的残余部分（即由VLDL转变而来），含较多的胆固醇和磷脂。

主要功能是运输胆固醇。

从肝到各组织。

LDL升高，易导致胆固醇升高，若LDL结构不稳定，则胆固醇很易在血管壁沉着而形成斑块，即是动脉粥样硬化的病理基础，容易诱发一系列的心、血管系统疾病。

4、高密度脂蛋白

HDL由肝细胞和小肠粘膜合成。

新合成的HDL主要由磷脂蛋白质和磷脂组成，仅含少量的胆固醇。

HDL进入血液后，获得胆固醇，但胆固醇可在酶作用下合成胆固醇酯。

HDL的作用是转运胆固醇从肝到全身各组织。

血浆脂蛋白中的载脂体蛋白是由肝细胞、小肠粘膜细胞合成的特异球蛋白。

目前发现的载脂体蛋白有18种，主要由APOA、B、C、D和E等五类。

第三节脂肪的分解代谢

三酯酰甘油的分解代谢是机体提供能量的重要手段。

三酯酰甘油分子氢原子所占的比例比糖分子高得多，而氧相对较少，所以相同重量的三酯酰甘油和糖完全氧化成CO2和H2O时，三酯酰甘油释放的能量较多。

三酯酰甘油的氧化必须有充分的氧供应才能进行。

一、三酯酰甘油的水解

体内各组织细胞，除红细胞外，几乎所有的组织都有氧化的能力。

三酯酰甘油在三酯酰甘油脂肪酶的作用下，水解为二酯酰甘油，二酯酰甘油在二酯酰甘油脂肪酶的作用下，水解成一酯酰甘油，一酯酰甘油再在一酯酰甘油酶催化下水解成甘油和脂肪酸。

其中三酯酰甘油脂肪酶活力最小，因此它是三酯酰甘油水解过程中的调节酶，而且该酶还受激素影响，所以又称激素敏感性脂肪酸。

二、甘油代谢

甘油激酶在肌肉、脂肪组织中的活性很低，只有通过血液运输到肝脏，在肝细胞中被磷酸化。

甘油在三酯酰甘油分子中占很小的一部分，所以三脂酰甘油供应的能量主要来源于脂肪酸部分。

三、脂肪酸的氧化

除成熟的红细胞外，体内各组织都能利用脂肪酸，其氧化过程主要在一系列酶的催化下，逐步脱氢和碳链逐步降解，使长链脂肪酸分解成许多分子乙酰CoA，乙酰CoA可进入三羧酸循环。

脂肪酸氧化可分为四个阶段。

（一）脂肪酸的活化

脂肪酸的化学性质较稳定，在氧化分解之前必须生成化学性质活泼的脂肪酰CoA，即脂肪酸的活化，由线粒体外或微粒体中的脂肪酰CoA合成酶催化。

反应特点：

消耗2分子ATP；生成的PPi可立即被细胞内的P化酶水解，阻止逆反应。

（二）脂酰基进入线粒体

催化脂酰CoA氧化的酶在线粒体中，而自由的脂肪酸或脂酰CoA不易透过线粒体膜，脂酰基必须依靠肉毒碱转运通过线粒体，线粒体内膜的两侧存在肉毒碱脂肪酰转移酶Ⅰ及Ⅱ，能催化脂酰CoA与肉毒碱之间的脂酰基转移。

脂肪酰CoA进入线粒体的过程是控制脂肪酸氧化的调节部位，肉毒碱酰基转移酶Ⅰ是其调节酶。

（三）脂肪酸的β-氧化

脂酰CoA进入线粒体后，逐步氧化降解，氧化过程发生在脂酰基的β-碳原子上，故称为β-氧化作用。

脂酰CoA每进行一次β-氧化，可释放一分子乙酰CoA，同时脂酰CoA缩短两个碳原子。

β-氧化过程包括四步：

1、脱氢：

2、水化：

3、再脱氢

4、硫解

综合上述四步反应，可看出，脂酰CoA每经过一次β-氧化，缩短两个碳原子，生成比原来少两个碳原子的脂酰CoA和乙酰CoA,新生成的脂酰CoA可再经过脱氢、水化、再脱氢、硫解，如此多次重复，1分子长链脂肪酸最后生成丁酰CoA，丁酰CoA再经过一次β-氧化生成两分子乙酰CoA。

（四）脂肪酸CoA彻底氧化

β-氧化生成的乙酰CoA通过三羧酸循环，可彻底氧化成CO2和H2O。

小结：

（脂肪酸β-氧化）

以软脂酸（16碳）为例

经过7次β-氧化生成7分子FADH2，7分子NADH+H+和8分子乙酰CoA，此过程共产生ATP数为：

7×2＋7×3=35个，每个乙酰CoA进入TCAC循环可产生12分子ATP，8分子乙酰CoA彻底氧化产生8×12=96分子ATP。

因此共产生131分子ATP，减去脂肪酸活化消耗2个ATP，所以脂肪酸在体内完全氧化（软脂酸）共生成129个ATP。

四、酮体的生成与利用

（一）酮体生成的部位

脂肪酸在心肌、骨骼肌等组织中可以完全氧化生成CO2和H2O及ATP。

脂肪酸进入肝脏在线粒体内产生大量的乙酰CoA，也可进入TCAC彻底氧化。

更重要的是可生成乙酰乙酸、β-羟基丁酸和少量丙酮，这三种物质统称为酮体，因为肝细胞线粒体中含有活性很强生成酮体的酶系，故肝脏是生成酮体的主要器官。

酮体是水溶性物质，易进入血液，输送到其它组织。

（二）酮体的生成过程

（三）酮体的利用

肝脏虽有活性很强的生成酮体的酶系，但缺乏利用酮体的酶，因此酮体在肝细胞生成后，要进入血液运输到肝外组织利用。

丙酮的氧化过程尚不清楚，但含量极少。

（四）丙酮生成的生理意义

1、为肝外组织提供易被利用的能源物质。

2、第二能源物质，细胞供能不足时，大多数组织优先利用酮体。

因为酮体分子量小，易透过血脑屏障及肌肉组织的毛细血管，为大脑和肌肉等组织提供能源，在长期饥饿时，酮体是脑组织的主要功能物质。

3、参与脂类合成

正常生理下，血液中含少量的酮体，但在饥饿、糖尿病等由于脂肪动员增强、肝中酮体生成量超过肝外组织氧化酮体的能力，血液中就会出现酮体过量，称为酮血症，严重者尿中有酮体，呼气有酮体，称为酮体症。

第四节脂肪的合成代谢

三酯酰甘油的合成有两条途径，一种是利用食物中的三酯酰甘油转化为人体的三酯酰甘油；另一种是将糖转化为三酯酰甘油，这是体内三酯酰甘油的主要来源。

脂肪组织和肝脏是体内合成三酯酰甘油的主要场所，其它许多组织，如肾、脑、肺、乳腺等组织均能合成三酯酰甘油。

一、合成原料及来源：

脂肪合成原料主要是脂肪酸和甘油。

合成脂肪酸的直接原料是乙酰CoA和NADH+H+，参与三酯酰甘油合成的甘油是α-磷酸-甘油。

（一）乙酰CoA的主要来源

乙酰CoA主要来源糖代谢的丙酮酸氧化脱羧。

乙酰CoA是在线粒体内生成的，而脂肪酸合成的有关酶系却在胞液中，乙酰CoA必须转运到胞液才能参与脂肪酸的合成。

乙酰CoA本身不能通过线粒体内膜，而是通过柠檬酸-丙酮酸循环进入胞液（见投影膜）。

（二）NADH+H+的来源

NADH+H+是脂肪酸合成过程中的供氢体，主要来自磷酸戊糖途径，也可由柠檬酸-丙酮酸循环中的苹果酸转化为丙酮酸是提供。

（三）α-磷酸-甘油的来源

1、由糖代谢而来

糖代谢过程中产生的磷酸二羟丙酮，经α-磷酸-甘油脱氢酶催化还原成α-磷酸-甘油。

2、甘油的在利用

肝外组织甘油激酶活性低，通常随血液运输到甘油激酶活性高的肝、肾等组织，形成α-磷酸-甘油。

二、脂肪酸的合成

（一）丙二酸单酰CoA的生成

乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成酶的调节酶，受柠檬酸和乙酰CoA的别构激活，同时受软脂酰CoA的别构抑制，高糖低脂饮食可促进此酶的合成，进而促进脂肪酸的合成。

（二）脂肪酸的合成

1分子乙酰CoA和7分子丙二酸单酰CoA在脂肪酸合成酶系催化下，由NADH+H+供氢合成软脂酸。

脂肪酸合成酶系由7种蛋白质组成，以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（ACP）为中心，周围有序排列着具有催化活性的酶。

ACP将底物转运到各个酶活性点上，使脂肪酸合成有序进行。

有催化活性的酶分别催化酰基转移、缩合、加氢、脱水和硫解反应。

软脂酸合成酶系催化反应步骤如下：

1、酰基转移反应：

2、缩合反应：

3、第一次加氢反应：

4、脱水反应：

5、第二次加氢反应：

生成的丁脂酰-ACP又可经过缩合、还原、脱水、再还原四步反应，再一次增长两个碳原子，如此多次反复，最终生成软脂酰-ACP，并在硫解酶催化下水解放出软脂酸。

因此，软脂酸合成的总反应写成：

乙酰ACP＋7丙二酸单酰ACP＋14NADPH＋14H+→软脂酸＋7＋8ACP＋14NADP+＋6H2O

合成的软脂酸根据体内的需要可将少量软脂酸的碳链缩短或延长。

延长可由线粒体脂肪酸延长酶系来完成。

缩短可通过β-氧化完成。

脂肪酸的碳链每次可缩短或延长两个碳原子。

另外通过脱氢可使饱和脂肪酸变成不饱和脂肪酸，加氢可是不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸。

三、三脂酰甘油的合成

三脂酰甘油是以α-P-甘油和脂酰CoA为原料，在内质网中经脂酰转移酶的催化合成。

第六节脂类代谢调节与脂类代谢紊乱

一、脂类代谢调节（三脂酰甘油）

机体可通过神经及体液系统来调节脂类代谢，改变合成和分解的速度以适应机体活动的需要

（一）糖代谢对三脂酰甘油代谢的影响

1、糖供应充分、氧化分解正常对三脂酰甘油代谢的影响。

饱食时，糖代谢的供应充足，糖代谢产生的乙酰CoA及柠檬酸可激活脂肪酸合成的调节酶——乙酰辅酶A羧化酶（别构效应），促进丙二酸单酰辅酶A的合成，三脂酰甘油的合成代谢加强。

另外，丙二酸单酰辅酶A可与脂肪酰CoA竞争脂肪分解的调节酶——肉毒碱酰基转移酶I，阻碍脂肪酸CoA进入线粒体进行β-氧化。

所以糖供应充分，氧化分解正常时，三脂酰甘油合成代谢加强，分解代谢减弱。

2、糖供应不充分或氧化分解障碍时对三脂酰甘油代谢的影响。

糖供应不足脂肪动员加强，肝细胞内脂酰CoA升高，抑制可乙酰CoA羧化酶，从而抑制了三脂酰甘油的合成，导致β-氧化增强，酮体量升高。

（二）激素对三脂酰甘油代谢的影响

1、有利于分解的激素

肾上腺素、高血糖素、生长素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、甲状腺素等都能使三脂酰甘油水解的调节酶——三脂酰甘油脂肪酶的活性增强，促进三脂酰甘油分解作用。

另外，性激素能促进脂肪动员或抑制其贮存。

2、促进合成的激素

胰岛素是调节三脂酰甘油合成的主要激素，它能诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶以及柠檬酸裂解酶等合成，从而促进脂肪酸的合成。

同时也促进脂肪酸合成磷脂酸。

因此促进三脂酰甘油的合成。

二、脂类代谢紊乱

脂类代谢紊乱除发生于脂类代谢的各个环节外，脂类的消化吸收、运输、合成与分解、遗传因素、饮食习惯等都能引起脂类代谢紊乱。

脂类代谢紊乱所引起的常见疾病主要有以下几种：

（一）酮体症

酮体症是由于机体利用酮体的能力小于生成酮体的能力造成的。

糖尿病患者及正常人饥饿时，体内糖代谢失调，机体所需的能量就要依靠脂肪的氧化分解来提供，这样造成脂肪动员增强，生成大量的酮体，酮体进入血液后，肝外组织来不及利用过多的酮体，使血液中酮体升高，称酮血症。

酮体过多对机体造成的主要危害是引起酸中毒，因此临床上治疗除了给予纠正酸碱平衡的药物外，还应针对其酮体症的病因采取减少脂肪酸过多分解的措施。

（二）高脂血症和动脉粥样硬化

临床上将空腹血浆胆固醇或三脂酰甘油持续超出正常上限称为高脂血症（空腹12-14小时三脂酰甘油超过1.8mmol/L，胆固醇超过6.7mmol/L）。

动脉粥样硬化的因素很多，但高脂血症与动脉粥样硬化有密切关系，高脂血症拌有动脉粥样硬化，其中LDL升高，对其关系最为密切。

常用的降血脂药物主要有1）氯苯丁酯，能明显降低VLDL。

2）烟酸，减少脂肪动员及游离脂肪酸的释放，从而减少肝细胞中脂肪的合成。

3）消胆胺，是一种聚苯乙烯季铵型阴离子交换树脂，能吸附肠内的胆酸，使体内胆固醇转化为胆酸的能力增强，从而降低血中胆固醇含量（因为胆酸有利胆固醇的消化吸收）。

4）亚油酸、亚麻酸，能与胆固醇形成胆固醇酯，容易转运、代谢和排泄。

另外，不饱和脂肪酸、硫酸软骨素等都是治疗降血脂的药物。

（三）脂肪肝

脂肪在肝中积累造成“脂肪肝”。

肝脏中合成的脂类是以脂蛋白的形式转运出肝外，其中所含的磷酸是合成脂蛋白的主要原料，当磷脂在肝脏中合成减少时，肝脏中脂肪不能顺利被运出，引起脂肪在肝中积累。

形成脂肪肝的原因有：

1）肝脏中脂肪来源太多，如高脂肪及高糖膳食。

2）肝功能不好，合成脂蛋白能力降低。

3）合成磷脂原料不足。

（四）胆结石

产生的原因：

血浆胆固醇过高，胆汁浓而淤积或与发病后感染有关。

常用的利胆药——去氧胆酸，促进胆汁分泌，增加胆汁中水分，使胆汁稀释。

或用鹅去氧胆酸，能减少胆固醇的合成与分泌，有利于溶解胆结石。