《脂类代谢人卫》PPT课件.ppt

《《脂类代谢人卫》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《脂类代谢人卫》PPT课件.ppt（143页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第 五 章,脂 类 代 谢,Metabolism of Lipids,本章内容,1、不饱和脂肪酸的命名及分类2、脂类的消化与吸收3、甘油三酯代谢4、磷脂代谢5、胆固醇代谢6、血浆脂蛋白代谢,脂肪和类脂总称为脂类(lipids)。,三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG)，也称为甘油三酯(triglyceride,TG),胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)鞘脂(sphingolipid),定义:,分类:,脂类概述,类脂(lipoid),脂肪(fat),甘油三酯

2、,X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,甘油磷脂,甘油,鞘 脂,鞘磷脂,鞘糖脂,脂肪酸(fatty acids),简称脂酸,包括饱和脂酸(saturated fatty acid)和不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)。后者中多不饱和脂酸，机体自身不能合成，必须由食物提供，是动物不可缺少的营养素，故称为营养必需脂酸(essential fatty acid)，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。它们是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物质的前体。,脂类的分类、含量、分布及生理功能,第一节 不饱和脂肪酸的分类与命名,Section 1 The Classif

3、ication and Nomenclature of Unsaturated Fatty Acids,系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和双键的位置。或n编码体系：从脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。编码体系：从脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。,CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH,十六碳-7-烯酸,十六碳-9-烯酸,不饱和脂肪酸的命名：,常 见 的 不 饱 和 脂 肪 酸,哺乳类动物体内的多不饱和脂肪酸均由相应的母体脂肪酸衍生而来。3、6及9三族多不饱和脂肪酸在哺乳类动物体内彼此不能相互转化。哺乳类动物只能合成9及7系的多不饱和脂肪酸，不能合成6及3系多不饱和脂肪酸。

4、因此，6及3系多不饱和脂肪酸为必需脂肪酸。,Section 2 Digestion and Absorption of Lipids,第二节 脂类的消化和吸收,食物脂类的消化过程,胆汁酸盐的作用,脂类的吸收,部 位 十二指肠下段及空肠上段,方式,长链脂酸及2-甘油一酯,肠粘膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成CE）,溶血磷脂及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成PL）,脂肪合成的甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）,甘油三酯的代谢概况,第 三 节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride,（一）脂肪的动员,定义 储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA

5、及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。,关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL),一、甘油三酯的分解代谢,脂肪动员过程,脂解激素-受体,G蛋白,AC,ATP,cAMP,PKA,HSLa(无活性),HSLb(有活性),TG,甘油二酯（DG）,甘油一酯,甘 油,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶,甘油溶于水，可以直接由血液运输，而游离脂肪酸不溶于水，必须与血浆清蛋白结合才能运输,脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、ACTH、TSH等。,抗脂解激素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。,

6、甘油 3-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮,ATP ADP NAD+NADH,甘油激酶,磷酸甘油 脱氢酶,糖酵解途径,异生为糖,3-磷酸甘油醛,（脂肪细胞及骨骼肌细胞缺乏甘油激酶不能利用甘油）,（二）甘油的代谢,部位：肝、肾、肠等组织 其中肝甘油激酶活性很高,（三）脂酸的-氧化,脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）,脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上消耗2P,+CoA-SH,关键酶,2.脂酰CoA 进入线粒体,饥饿、高脂低糖膳食或患糖尿病 饱食时酶缺乏，运动时肌无力,1904年，Franz Knoop利用不能被机体分解的苯基标记脂酸的-甲基后喂饲动物

7、,在检查尿中的代谢产物时发现：不论碳链长短,凡是奇数碳原子的脂酸其尿中产生苯甲酸的衍生物,而偶数碳原子的脂酸其尿中则产生苯乙酸的衍生物。他由此推断，脂酸是在-碳原子上发生氧化而被降解。,脂酸的-氧化是指在脂酸的-碳原子（）所进行的氧化过程。,3.脂酸的氧化,脂酸的氧化过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,-酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,目 录,肉碱转运载体,线粒体膜,活化转运-氧化TAC氧化磷酸化,活 化：消耗2个高能磷酸键,氧 化：,每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+

8、1分子FADH2,4.脂酸氧化的能量生成 以16碳软脂酸的氧化为例,7 轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2,能量计算：生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成ATP 108 2=106,对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：,1.不饱和脂酸的氧化,（四）脂酸的其他氧化方式,亚油酰CoA（9顺，12顺）,3次氧化,十二碳二烯脂酰CoA（3顺，6顺）,十二碳二烯脂酰CoA（2反，6顺）,3顺,2反-烯脂酰 CoA异构酶,2次氧化,八碳烯脂酰CoA（2顺）,D(-)-羟八碳脂酰CoA,L(+)-羟八碳脂酰CoA,4 乙酰CoA,

9、3次氧化,-羟脂酰CoA 表构酶,烯脂酰CoA 水化酶,长链脂酸(C20、C22),（过氧化酶体）,脂肪酸氧化酶（FAD为辅酶）,较短链 脂酸,（线粒体）,氧化,2.过氧化酶体脂酸氧化,3.含奇数碳原子脂肪酸的氧化,奇数碳脂酸Ile Met Thr Val 胆固醇侧链,CH3CH2COCoA,D-甲基丙二酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体。,血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、

10、骨骼肌等）线粒体,（五）酮体的生成和利用,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸脱氢酶,HMGCoA 合成酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,1.酮体的生成,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2.酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图

11、,2乙酰CoA,3.酮体生成的生理意义,在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式；在饥饿、糖供应不足情况下，酮体可为心、脑等重要器官提供必要的能源。糖尿病：酮症酸中毒,4.酮体生成的调节,（1）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）,（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响,反之，糖代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加强。,丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸氧化减弱，酮体生产减少。,（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,组 织：肝（主要）、脂肪等组织 亚细胞：胞液：合成16碳的软脂酸肝线粒体、内质网：碳链延长,1.合成部位,（一）脂酸的合成,二、甘油三酯的合成

12、代谢,乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+,2.合成原料,线粒体膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,（1）丙二酰CoA的合成,3.软脂酸合成酶系及反应过程,限速酶,变构调节：,化学修饰调节：,长期高糖饮食诱导乙酰CoA羧化酶的合成,酰基转移,硫解,脂酸合成酶系,1乙酰CoA,+,7丙二酰CoA,重复加成,软脂酸,(C16),（2）软脂酸合成,*脂酸合成酶系,在高等动物，脂酸合成酶系是一个多功能酶的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心和七种酶的活性部位（7种酶活性+1个ACP）。,酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4-磷

13、酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。,脂酰基与ACP上的SH 连接,脂酸合成酶系,KS的SH基与脂酰基相连,软脂酸的合成过程,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA+7 HOOCH2COSCoA+14NADPH+14H+,CH3(CH2)14COOH+7 CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+,1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。,脂酸合成的特点：合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸；在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶；需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖途径有依赖性。,（

14、二）脂酸碳链的延长,脂酰CoA去饱和酶：可在脂酸9位引入双键,哺乳动物只能合成单不饱和脂酸：,（三）不饱和脂酸的合成,22,油麻花,1.代谢物的调节作用,乙酰CoA羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸,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。,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。,（四）脂酸合成的调节,HSL,饥饿或高脂膳食、糖代谢减弱时，机体脂肪酸氧化分解加强，肝细胞内脂酰CoA增多，后者通过变构抑制乙酰CoA羧化酶，阻止体内脂肪酸和脂肪的合成。,脂酸合成和分解的比较,脂肪组织：主要以

15、葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。,（五）甘油三酯的合成代谢,合成部位,肝 脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。,小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪，组成CM 入血。,1.甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2.CM中的FFA（来自食物脂肪）,合成原料,1.甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）,2.甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）,合成基本过程,甘油一酯途径,甘油二酯途径,*3-磷酸甘油主要来自糖代谢。,*肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。,三、多不饱和脂酸的重要衍生物,前列腺素(Prostaglandin,PG)血栓烷(thromboxane,TX)白三烯(leuko

16、trienes,LT),均为花生四烯酸的衍生物,第 四 节 磷 脂 的 代 谢Metabolism of Phospholipid,磷 脂,定义 含磷酸的脂类称磷脂。,分类 甘油磷脂 由甘油构成的磷酯（体内含量最多的磷脂）鞘 磷 脂 由鞘氨醇构成的磷脂,X 指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,4、神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含量较高,磷脂在体内具有重要的生理功能,1、磷脂是构成生物膜的重要成分,卵磷脂存在于细胞膜中 心磷脂是线粒体膜的主要脂质,2、磷脂酰肌醇是第二信使（DG和IP3）的前体,3、缩醛磷脂存在于脑和心肌组织中,一、甘油磷脂的代谢,

17、组成：甘油、脂酸、磷酸、含氮化合物,结构：,X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,（一）组成、分类及结构,磷脂酰胆碱,脂肪酸,含氮碱,甘油,1,3,2,磷脂双分子层的形成,机体内几类重要的甘油磷脂,磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol),磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine),1.合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。2.合成原料和辅因子：甘油、脂酸、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP 等。活性中间物质：CDP-乙醇胺、CDP-胆碱、CDP-甘油二酯,（二）甘油磷脂的合成,（1）甘油二酯合成途径（2）CDP-甘油二酯合成途

18、径,3.合成过程,（1）甘油二酯合成途径（磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的合成）,（2）CDP-甘油二酯合成途径（磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇和心磷脂的合成),二软脂酰胆碱,R1、R2为软脂酸,X为胆碱,由型肺泡上皮细胞合成，可降低肺泡表面张力。,新生儿肺不张,（三）甘油磷脂的降解,磷脂酶(phospholipase,PLA),磷脂分解代谢终产物:甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱、胆胺,第 五 节 胆固醇代谢 Metabolism of Cholesterol,*胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构环戊烷多氢菲,概 述,胆固醇（cholesterol）,*胆固醇在体内含量及分布,含量：约140克,

19、分布：广泛分布于全身各组织中大约 分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高,存在形式：游离胆固醇胆固醇酯,*胆固醇的生理功能,是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；,是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D3等生理活性物质的前体。,一、胆固醇的合成,组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝为主（70%-80%）、小肠（10%）。细胞定位：胞液、光面内质网,（一）合成部位,1分子胆固醇,18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+),葡萄糖有氧氧化,葡萄糖经磷酸戊糖途径,乙酰C

20、oA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体,（二）合成原料,（三）合成基本过程,1.甲羟戊酸的合成,目 录,2.鲨烯的合成,3.胆固醇的合成,目 录,合成基本过程,（四）胆固醇合成的调节,HMG-CoA还原酶,酶的活性具有昼夜节律性(午夜最高，中午最低）可被磷酸化而失活，脱磷酸可恢复活性受胆固醇的反馈抑制作用胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成,1.激素胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，从而增加胆固醇的合成。胰高血糖素及皮质醇则能抑制HMG-CoA还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成。甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸（作用强）。甲亢：血胆固醇含量,2.饥饿与饱食饥饿与

21、禁食可抑制肝合成胆固醇。摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。,3.胆固醇胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。,胆固醇合成的调节,二、胆固醇的转化,（一）转变为胆汁酸(bile acid)（肝脏）,胆固醇的母核环戊烷多氢菲在体内不能被降解，但侧链可被氧化、还原或降解，实现胆固醇的转化。,是体内胆固醇的主要去路（2/5）。,（二）胆固醇可转化为类固醇激素,（三）胆固醇可转化为维生素D3的前体,第 六 节 血 浆 脂 蛋 白 代 谢Metabolism of Lipoprotein,一、血脂是血浆所含脂类的统称,定义：血浆所含脂类统称血脂。,来源：外源性从

22、食物中摄取 内源性肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血,*血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响，波动范围很大。,组成与含量 总 脂 400700mg/dl(5 mmol/L)甘油三酯 10150mg/dl(0.11 1.69 mmol/L)总 磷 脂 150250mg/dl(48.44 80.73 mmol/L)总胆固醇 100250mg/dl(2.59 6.47 mmol/L)游离脂酸 520mg/dl(0.195 0.805 mmol/L),二、不同血浆脂蛋白其组成、结构均不同,血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。,血中游离脂酸与清蛋白结合运输

23、，不列入血浆脂蛋白之内。,PL,TG,Ch,CE,（一）血浆脂蛋白分 类,电泳法,超速离心法 CM、VLDL、LDL、HDL,CM-LP 前-LP-LP,（二）血 浆 脂 蛋 白 的 组 成,包括：TG、PL、Ch及CE、apo（没有FFA）,（三）载脂蛋白,定义 载脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。,种类（20种）apo A:A、A、A apo B:B100、B48 apo C:C、C、C apo D apo E,载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性：,A激活LCAT(卵磷酯胆固醇脂酰基转移酶)C激活LPL(脂蛋白脂肪酶)A辅助激活LPLC抑制LPLA激

24、活HL(肝脂肪酶),载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别：,A识别HDL受体B100，E 识别LDL受体,结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构,功 能,（四）血浆脂蛋白的结构,疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。,具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外。,血浆脂蛋白的结构,三、血浆脂蛋白是血脂的运输形式，但代谢和功能各异,（一）乳糜微粒,来 源,新生CM,存在于组织毛细血管内皮细胞表面apoC是其必需激活剂使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、FA及溶血磷脂等。,LPL（脂蛋白脂肪酶）,CM代谢,代 谢,CM的生理功能运输外源性TG

25、及胆固醇。,（二）极低密度脂蛋白,来 源,+apo B100、E,代 谢,VLDL,IDL,LDL,LPL,LPL、HL,LPL脂蛋白脂肪酶 HL 肝脂肪酶,FFA,外周组织,FFA,肝细胞合成的TG 磷脂、胆固醇及其酯,VLDL的合成以肝脏为主，小肠亦可合成少量。,VLDL的生理功能：运输内源性TG,LPLHL,VLDL代谢,（三）低密度脂蛋白,来 源：由VLDL转变而来,代 谢,LDL受体代谢途径,LDL受体广泛分布于肝、动脉壁细胞等全身各组织的细胞膜表面,特异识别、结合含apo E或apo B100的脂蛋白，故又称apo B,E受体。,LDL受体代谢途径：,ACAT脂酰CoA胆固醇脂酰转

26、移酶,细胞内胆固醇的酯化,LDL的非受体代谢途径血浆中的LDL还可被修饰，修饰的LDL如氧化修饰LDL(ox-LDL)可被清除细胞即单核吞噬细胞系统中的巨噬细胞及血管内皮细胞清除。这两类细胞膜表面具有清道夫受体(scavenger receptor,SR)，摄取清除血浆中的修饰LDL。,LDL 的 代 谢,LDL的生理功能转运肝合成的内源性胆固醇,*正常人每天降解45%的LDL，其中2/3经LDL受体途径降解，1/3由清除细胞清除。,血中LDL的浓度与冠状动脉粥样硬化呈正相关,（四）高密度脂蛋白,主要在肝合成；小肠亦可合成。CM、VLDL代谢时，其表面apo A、A、A、apo C及磷脂、胆固

27、醇等离开亦可形成新生HDL。,分 类（按密度）HDL1 HDL2HDL3,来 源,代 谢,新生HDL,HDL3,HDL2,LCAT：卵磷脂胆固醇脂酰转移酶 CETP：胆固醇酯转运蛋白,血浆内胆固醇的酯化,使HDL表面卵磷脂2位脂酰基转移到胆固醇3位羟基生成溶血卵磷脂及胆固醇酯 使胆固醇酯进入HDL内核逐渐增多 使新生HDL成熟,LCAT的作用（由apo A激活）,HDL代谢,VLDL、LDL,CETP,HDL的生理功能主要是参与胆固醇的逆向转运(reverse cholesterol transport,RCT)，即将肝外组织细胞内的胆固醇，通过血循环转运到肝，在肝转化为胆汁酸后排出体外。HD

28、L是apoCII的储存库。,血中HDL的浓度与冠状动脉粥样硬化呈负相关,血脂高于参考值上限。,诊断标准：,四、血浆脂蛋白代谢异常,（一）高脂蛋白血症(hyperlipoproteinemia),按病因分：,原发性(病因不明)继发性(继发于其他疾病),分类：,按脂蛋白及血脂改变分六型,高脂蛋白血症分型,（二）动脉粥样硬化,动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）指一类动脉壁的退行性病理变化，是心脑血管疾病的病理基础，发病机理十分复杂。,1.LDL和VLDL具有致AS作用,AS的病理基础之一是大量脂质沉积于动脉内皮下基质，被平滑肌、巨噬细胞等吞噬形成泡沫细胞。血浆LDL水平升高往往与AS的发病率呈正相关。,2.HDL具有抗AS作用,血浆HDL浓度与AS的发生呈负相关。,（1）肝外组织的胆固醇转运至肝，降低了动脉壁胆固醇含量；（2）抑制LDL氧化的作用,机制：,（三）遗传性缺陷,已发现脂蛋白代谢关键酶如LPL及LCAT，载脂蛋白如apoC、B、E、A、C，脂蛋白受体如LDL受体等的遗传缺陷，并阐明了某些高脂蛋白血症及发病的分子机制。,