第5章 脂代谢.ppt

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1、第 五 章,脂 类 代 谢,Metabolism of Lipid,本篇内容的学习方法建议：掌握各种物质代谢的基本过程；重点掌握代谢过程的关键环节、关键酶、主要产物、主要调节环节、重要生理意义；理清各种物质代谢的相互关系；注意物质代谢异常与疾病的关系。,脂 类 概 述,脂类(lipid)是脂肪(fat)和类脂(lipoid)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。,甘油三酯(triglyceride,TG),磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid，GL):鞘糖脂胆固醇(cholesterol,CH)胆固醇酯(cholesterol este

2、r,CE),类脂(lipoid),脂肪：(fat),甘油磷脂鞘磷脂,鞘脂,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-CO-R3,CH2-OH|CH-OH|CH2-OH,R-COOH,脂 酸：(fatty acid),甘 油：(glycerin),甘油三酯：(triglyceride),脂类基本构成,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-P-X,甘 油 磷 脂(phosphoglyceride),X=氢、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH2|CH2-OH,鞘 氨 醇(sphingosine),(

3、m多为12，鞘氨醇多为18C),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-取代基,(m多为12，n多在1222之间),鞘 脂(sphingolipid),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-P-X,鞘 磷 脂(sphingophospholipid),(m多为12，n多在1222之间，x多为胆碱),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-糖基,(m多为12，n多在1222之间),鞘 糖 脂(glycosphingolipid),胆 固 醇

4、 酯(cholesterol ester),R-CO-,胆 固 醇(cholesterol),第一节 脂酸的命名及分类,The Naming and Classification of Fatty Acids,编码体系 从羧基碳起计碳原子的顺序。编码体系 从甲基碳起计碳原子的顺序。,1、习惯命名法 以碳原子数、来源或性质命名。,一、脂酸的命名,2、系统命名法,3、用希腊字母表示碳原子位置,标示脂酸的碳原子数和双键的位置。,CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-COOH,系,系,希腊字母,8 7 6 5 4 3 2 1,1 2 3 4 5 6 7 8,饱和脂酸根据碳原子数称为某烷酸

5、（十六烷酸）；不饱和脂酸称为某碳某烯酸，并将双键位置（系）写在前（9,12-十八碳二烯酸）；根据双键的编号将不饱和脂酸分簇（-6簇）,二、脂酸的分类,碳链长度10的脂酸称为短链脂酸碳链长度20的脂酸称为长链脂酸碳链长度介于两者之间者称为中链脂酸,（一）根据其碳链长度分：,多不饱和脂酸：含多个双键,单不饱和脂酸：含1个双键,饱和脂酸：不含双键,不饱和脂酸,（二）脂酸根据是否含双键分：,不饱和脂酸编码体系分类,哺乳动物只能合成9及7簇的不饱和脂酸，不能起始合成6及3簇不饱和脂酸。动物体内的不饱和脂酸可由相应的母体脂酸(同簇)衍生而来。,表5-1常见的脂酸,机体需要，体内不能合成，必须从食物摄取的脂

6、酸称必需脂酸，有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。,必 需 脂 酸,第二节 脂类的消化与吸收,一、脂类的消化,部位：主要在小肠上段。,乳化剂：胆汁酸盐，将脂类乳化成微团micelles.,消化酶,胰脂酶,辅脂酶,磷脂酶A2,胆固醇酯酶,长链脂酸甘油三酯,2-甘油一酯+2 FFA,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-CO-R3,CH2-OH|CH-O-CO-R2|CH2-OH,+2 FFA,辅脂酶对胰脂酶具有辅助作用。辅脂酶本身不具脂肪酶的活性，但具有结合甘油三酯及胰脂酶的结构域，并可解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制，促进胰脂酶水解甘油三酯。,辅脂酶,磷 脂,溶血磷脂+FFA,磷脂酶A

7、2,2位酯键水解,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-P-X,磷脂酶A2,2位酯键水解,CH2-O-CO-R1|CH-O-H|CH2-O-P-X,+FFA,胆固醇酯,胆固醇酯酶,胆固醇+FFA,R-CO-,胆固醇酯酶,中、短链脂酸甘油三酯（不需消化可吸收)长链脂酸2-甘油一酯 脂酸FFA 溶血磷脂 胆固醇,脂类消化产物：,部 位:小肠上段。,中、短链脂酸TG,乳化吸收,脂酶,甘油+FFA,门静脉,血循环,肠粘膜细胞,乳化剂：胆汁酸盐,使消化产物形成混合微团。,二、脂类的吸收,吸收过程:,长链脂酸及2-甘油一酯,肠粘膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及脂酸,肠粘膜细胞（酯化成CE

8、）,淋巴,血循环,乳糜微粒CM,TG、PL、CH、CE apo B48、A、A、A,溶血磷脂及脂酸,肠粘膜细胞（酯化成PL）,肠粘膜细胞,乳化吸收,乳化吸收,乳化吸收,甘油一酯途径,CoA-SH+R-COOH R-CO-SCoA,脂酰CoA合成酶,ATP AMP PPi,脂酰CoA 转移酶,CoA-SH,R-CO-SCoA,脂酰CoA 转移酶,CH2-OH|CH-O-CO-R|CH2-OH,CH2-O-CO-R|CH-O-CO-R|CH2-OH,CH2-O-CO-R|CH-O-CO-R|CH2-O-CO-R,R-CO-SCoA,CoA-SH,2-甘油一酯,甘油三酯的消化与吸收,第三节 甘油三酯

9、代谢,一、关于甘油三酯,（一）甘油三酯是脂酸的主要储存形式,（二）甘油三酯的主要作用是为机体提供能量,1.甘油三酯是机体重要的能量来源,1g 甘油三酯=38kJ 1g糖=17kJ,2.甘油三酯是机体的主要能量储存形式,男性：21%体重，女性：26体重,脂肪动员是指储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂酶逐步水解为FFA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酶(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL),二、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪动员,肾上腺素胰高血糖素ACTHTSH等,胰岛素前列腺素E2等,激素敏感性甘油三酯脂酶,脂

10、解激素,抗脂解激素,脂肪动员过程,甘油二酯,甘油三酯,甘 油,甘油三酯脂酶,甘油一酯,FFA,甘油二酯脂酶,FFA,甘油一酯脂酶,FFA,脂解与抗脂解激素,（二）甘油的分解代谢,CH2-OH|CH-OH|CH2-OH,肝、肾甘油激酶,ATP,ADP,CH2-OH|CH-OH|CH2-O-P,CH2-OH|C=O|CH2-O-P,糖代谢,甘油,磷酸甘油脱氢酶,NAD+,NADH,3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,（三）脂酸的分解代谢,1.脂酸的活化,脂酸在胞液中活化为脂酰CoA，催化酶为脂酰CoA合成酶，存在于内质网及线粒体外膜上。,脂酰CoA合成酶,ATP AMPPPi,R-COOH+CoA-SH,

11、脂酰-CoA,脂酸,R-CO-SCoA,2.脂酰CoA进入线粒体,脂酰CoA由肉碱（carnitine）携带进入线粒体，有三种酶参与此过程，其中肉碱脂酰转移酶是脂酸-氧化的限速酶。,(CH3)3 N+-CH2-CH(OH)-CH2-COOH（L-羟-三甲氨基丁酸）,肉 碱:,脂酰CoA进入线粒体,3.脂酸的-氧化,氧化发生在碳原子上。脂酸的氧化在线粒体中进行。每次氧化经过4步反应：脱氢、加水、再脱氢、硫解。产物为1分子乙酰CoA、1分子少两个碳的脂酰CoA、1分子NADH+H+、1分子FADH2。,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA脱氢酶,羟

12、脂酰CoA脱氢酶,H2O,FADFADH2,酮脂酰CoA硫解酶,CoA-SH,R-CO-CH2-CO-SCoA,4.脂酸氧化的能量生成,以16碳软脂酸为例，经7次氧 化，生成8分子乙酰CoA、7分子NADH+H+、7分子FADH2。脂酸活化时消耗2个高能磷酸键。,能量计算：生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成ATP 108 2=106,1.不饱和脂酸的氧化,不饱和脂酸,氧化,顺3-烯酰CoA,顺2-烯酰CoA,反2-烯酰CoA,异构酶,氧化,L(+)-羟脂酰CoA,D(-)-羟脂酰CoA,表构酶,H2O,（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

13、脂酰CoA（3顺，6顺）,十二碳脂酰CoA（2反，6顺）,异构酶,2次氧化,CH3-(CH2)4-C=C-CH2-C=C-(CH2)7-CO-SCoA,CH3-(CH2)4-C=C-CH2-C=C-CH2-CO-SCoA,CH3-(CH2)4-C=C-CH2-CH2-C=C-CO-SCoA,1,9,12,1,3,6,2,6,1,八碳脂酰CoA（2顺）,D(-)-羟八碳脂酰CoA,L(+)-羟八碳脂酰CoA,4 乙酰CoA,3次氧化,表构酶,水化酶,CH3-(CH2)4-C=C-CO-SCoA,CH3-(CH2)4-CH-CH2-CO-SCoA,CH3-(CH2)4-CH-CH2-CO-SCoA

14、,1,2,极长链脂酸(C22),（过氧化酶体）,脂酸氧化酶（FAD为辅基）,较短链 脂酸,（线粒体）,氧化,2.过氧化酶体脂酸氧化,3.奇数碳原子脂酸的氧化,奇数碳脂酸,CH3CH2COCoA,D-甲基丙二酰CoA,异构酶,琥珀酰CoA,代谢,氧化,丙酰CoA,乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者统称为酮体。,（五）酮体的生成及利用,正常血浆酮体水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl)，其中乙酰乙酸约30、-羟丁酸约70、丙酮少量。,生成部位：肝细胞线粒体。,1.酮体的生成,HMGCoA：羟甲基戊二酸单酰C

15、oA(3-hydroxy-3-methyl glutaryl CoA),合成原料：脂酸-氧化产生的乙酰CoA。关键酶：HMGCoA合成酶。,CH3COSCoA,HMGCoA合成酶,CH3CO-CH2-COOH,CH3COCH3,CO2,硫解酶,2 CH3CO-SCoA,CH3CO-CH2CO-SCoA,HSCoA,CH3CH(OH)-CH2-COOH,NADH+H+,NAD+,-羟丁酸脱氢酶,HSCoA,CH3COSCoA,HMGCoA,HMGCoA裂解酶,乙酰乙酸,羟丁酸,丙 酮,脱羧酶,脱酰酶(少量),2.酮体的利用,肝组织生成酮体，但无利用酮体酶系。酮体在肝外组织（心、脑、骨骼肌等）线粒

16、体中分解利用。乙酰乙酸、-羟丁酸分解为乙酰CoA利用，丙酮可呼吸排出，部分丙酮可转变为丙酮酸或乳酸代谢。,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,CH3-CHOH-CH2-COOH,琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酸硫激酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,羟丁酸,CH3-CO-CH2-COOH,乙酰乙酸,CH3-CO-CH2-CO-SCoA,乙酰乙酰COA,2CH3-CO-SCoA,-羟丁酸脱氢酶,3.酮体生成的生理意义,肝内生酮肝外用。肝脏将较长链的脂酸变为短链的酮体，供给脑及其他组织氧化利用（脑组织不能氧化脂酸），是糖供应不足时脑及其他组织的重要能源

17、。饥饿、糖尿病时，糖供能不足，脂肪动员增加，酮体生成过多，超过机体利用能力，可引起酮症酸中毒。,4.酮体生成的调节,饥饿或糖供能不足时，脂肪动员增加，酮体生成增多。饱食或糖供能充足时，脂肪动员降低，酮体生成减少。,三、脂酸的合成代谢,脂酸合成以乙酰CoA为原料，在脂酸合成酶系催化下先生成16碳的软脂酸，然后可加长、缩短、去饱和，生成各种脂酸（必需脂酸不能合成）。,组织部位：肝、肾、脑、肺、脂肪等组织。细胞部位：胞液,1.合成部位,（一）软脂酸的合成,2.合成原料,乙酰CoA，另需NADPH、ATP、CO2。乙酰CoA须通过柠檬酸丙酮酸循环从线粒体进入胞液。,线粒体基质,胞液,线 粒 体 内 膜

18、,乙酰CoA,丙酮酸,ATP+CO2,ADP+Pi,草酰乙酸,HSCoA,柠檬酸,HSCoA,柠檬酸,NADPH+H+,NADP+,丙酮酸,苹果酸酶,丙酮酸羧化酶,苹果酸,柠檬酸合酶,乙酰CoA,草酰乙酸,柠檬酸裂解酶,（1）丙二酰CoA的合成,丙二酰CoA,乙酰CoA+CO2+H2O,3.脂酸合成酶系及反应过程,乙酰CoA羧化酶（生物素）,ADP+Pi,ATP,COOH-CH2-CO-SCoA,丙二酰CoA：,乙酰CoA羧化酶,脂酸合成关键酶：,（2）软脂酸合成,以乙酰CoA为基础，在脂酸合成酶系催化下，经过缩合、加氢、脱水、再加氢4步反应循环进行，每次循环由丙二酰CoA提供乙酰基增加2个碳

19、原子，经7轮循环反应，最终合成并释出16碳软脂酸。,软脂酸合成总反应,CH3COSCoA+7 HOOCCH2COSCoA+14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH+7 CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+,脂酸合成酶系,各种生物合成脂酸的过程基本相似。哺乳动物脂酸合成酶系是两个相同的亚基组成的二聚体。每个亚基有7种酶活性和1个酰基载体蛋白ACP（乙酰转移酶AT、转酰基酶MT、-酮脂酰合成酶CE、-酮脂酰还原酶KR、水化酶DH、,-烯脂酰还原酶ER、硫酯酶TE、酰基载体蛋白ACP）。,两个亚基的各一部分分别组成2个相同的催化功能区，每功能区的-酮脂酰合成酶的半胱氨酸残基的SH

20、可结合脂酰基，表示为E1半胱SH，酰基载体蛋白ACP连有4-磷酸泛酰氨基乙硫醇，可结合脂酰基，表示为E2泛SH。每个催化功能区表示为：,半胱SH,泛SH,1,2,乙酰转移酶AT、转酰基酶MT、-酮脂酰合成酶CE、-酮脂酰还原酶KR、水化酶DH、,-烯脂酰还原酶ER、硫酯酶TE、酰基载体蛋白ACP,亚基划分,功能 划分,软 脂 酸 的 合 成 总 图,（二）脂酸碳链的加长,1.内质网脂酸碳链延长酶系 以丙二酰CoA为二碳供体，每次可使脂酸延长2个碳原子，与软脂酸合成过程相似。,2.线粒体脂酸碳链延长酶系 以乙酰CoA为二碳供体，每次可使脂酸延长2个碳原子，过程与氧化的逆反应相似。,（三）不饱和脂

21、酸的合成,人体可合成的不饱和脂酸主要有软油酸（16:1,9）和油酸（18:1,9），必需脂酸不能合成。饱和脂酸在内质网上的去饱和酶作用下脱氢去饱和，生成不饱和脂酸。,乙酰CoA羧化酶,高脂饮食或饥饿脂肪动员，脂酰CoA,胰高血糖素、肾上腺素、生长素,能量相对过剩，柠檬酸、异柠檬酸,胰岛素,变构,去磷酸化,变构,诱导合成,磷酸化,（四）脂酸合成的调节,（一）合成部位,四、甘油三酯的合成代谢,三个主要部位：肝脏、脂肪组织、小肠粘膜。肝脏合成甘油三酯后与磷脂、胆固醇、apoB100、apoE形成VLDL，运输到肝外。脂肪组织合成甘油三酯主要是储存脂肪。小肠粘膜合成甘油三酯主要是形成乳糜微粒。,1.甘

22、油和脂酸主要来自葡萄糖代谢物。2.脂肪吸收、代谢物合成脂肪。3.蛋白质氨基酸代谢物合成脂肪。,（二）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、脂肪组织）,（三）合成基本过程,甘油二酯途径,CH2-OH|CH-OH|CH2-OH,肝、肾甘油激酶（脂肪组织缺）,ATP,ADP,CH2-OH|CH-OH|CH2-O-P,CH2-OH|C=O|CH2-O-P,葡萄糖,CH2-O-CO-R|CH-O-CO-R|CH2-O-P,CH2-O-CO-R|CH-O-CO-R|CH2-OH,CH2-O-CO-R|CH-O-CO-R|CH2-O-CO-R,脂酰CoA 转移酶,R-CO-SCo

23、A,甘油二酯,Pi,再酯化,磷脂酸,甘油,甘油三酯,3-磷酸甘油,脂酰CoA,五、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(leukotrienes,LT),（略）,第四节 磷脂的代谢,含磷酸的脂类称磷脂(phospholipid,PL)。,甘 油 磷 脂：由甘油构成的磷脂。(phosphoglyceride),鞘 磷 脂：由鞘氨醇构成的磷脂。(sphingophospholipid),一、关于磷脂,组成：甘油、脂酸、磷酸、含氮化合物。,功能：含一个极性头、两条疏水尾，可构成 生物膜的磷脂双分子层或稳定的微团。,（一）甘

24、油磷脂的组成、分类,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-P-X,X=氢、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,磷脂微团或双分子层的形成,机体内几类重要的甘油磷脂,鞘脂(sphingolipid)：含鞘氨醇的脂类。,（二）鞘磷脂化学组成及结构,CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH2|CH2-OH,鞘 氨 醇(sphingosine),(m多为12，鞘氨醇多为18C),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-取代基,(m多为12，n多在1222之间),鞘 脂(sphingolipid),CH3(C

25、H2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-P-X,鞘 磷 脂(sphingophospholipid),(m多为12，n多在1222之间，x多为胆碱),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-糖基,(m多为12，n多在1222之间),鞘 糖 脂(glycosphingolipid),（四）神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含量较高,二、磷脂的生理功能,（一）磷脂是构成生物膜的重要成分,卵磷脂在细胞膜很丰富 心磷脂是线粒体膜的主要脂质,（二）磷脂酰肌醇是第二信使的前体 磷脂酰肌醇可生成第二信使：甘油二酯和三磷

26、酸肌醇。,（三）缩醛磷脂存在于脑和心肌组织中,1.合成部位 全身各组织细胞内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。,2.合成原料及辅因子 脂酸、甘油、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP等。（胆碱、乙醇胺需先活化）,三、甘油磷脂的合成与降解,（一）甘油磷脂的合成,乙醇胺,胆碱,HOCH2CH2-N+（CH3）3,SAM,Pi-OCH2CH2-NH2,Pi-OCH2CH2-N+（CH3）3,CTP,CDP-OCH2CH2-NH2,CDP-OCH2CH2-N+（CH3）3,CDP-胆碱,CDP-乙醇胺,活性形式,ATP,ADP,乙醇胺激酶,HOCH2CH2-NH2,CO2,PPi,磷酸胆碱,胆碱激酶

27、,磷酸乙醇胺,ATP,ADP,CTP,PPi,转移酶,转移酶,丝氨酸,3.合成基本过程,甘油二酯合成途径 合成卵磷脂、脑磷脂。,CDP-甘油二酯合成途径 合成磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。,（1）甘油二酯 合成途径,葡萄糖,3-磷酸甘油,2RCOCoA,2CoA,磷脂酸,转酰酶,PPi,CDP-甘油二脂,（2）CDP-甘油二酯合成途径,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油,肌醇,CMP,丝氨酸,CMP,CMP,磷脂酰甘油,（心磷脂）,CTP,甘油磷脂在内质网合成后，在相应磷脂交换蛋白作用下转移到细胞各处的生物膜上代谢。型肺泡上皮细胞可合成一种特殊的磷脂酰胆碱：二软脂酰胆碱，可降低肺泡表面

28、张力，防止肺不张。,二软脂酰胆碱,R1、R2为软脂酸，X为胆碱,CH2-O-CO-R1|CH-O-CO-R2|CH2-O-P-X,（二）甘油磷脂的降解,甘油磷脂可在多种磷脂酶(phospholipase,PLA)作用下，水解成不同的化合物。,PL A1PL A2PL B1PL B2PL CPL D,磷脂酶,四、鞘磷脂的代谢,人体含量最多的鞘磷脂是神经鞘磷脂(sphingomyelin)，是构成生物膜的基本成分，富含于神经髓鞘，由鞘氨醇、脂酸、磷酸胆碱构成。,（一）鞘氨醇的合成部位：全身各细胞内质网，脑组织最活跃。原料：软脂酰CoA、丝氨酸。尚需磷酸吡哆醛、NADPH+H+、FAD。,丝氨酸 软

29、脂酰CoA,3-酮二氢鞘氨醇,二氢鞘氨醇,NADPH+H+,鞘氨醇,FAD,合成过程：,磷酸吡哆醛,合成酶,还原酶,脱氢酶,（二）神经鞘磷脂的合成,鞘氨醇与脂酰COA生成N-脂酰鞘氨醇(ceramide，Cer，神经酰胺)，由CDP-胆碱供磷酸胆碱，与N-脂酰鞘氨醇生成神经鞘磷脂。,CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-P CH2CH2N+(CH3)3,神经鞘磷脂(sphingomyelin),CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-OH,N-脂酰鞘氨醇(神经酰胺）(ceramide，Cer)

30、,（三）神经鞘磷脂的降解,神经鞘磷脂在神经鞘磷脂酶(属于PLC类)作用下水解，产物是磷酸胆碱、N-脂酰鞘氨醇。,CH3(CH2)m-CH=CHCH-OH|CH-NH-CO-(CH2)nCH3|CH2-O-P-CH2CH2N+(CH3)3,神经鞘磷脂酶,第五节 胆固醇代谢,胆固醇(Cholesterol，CH)是最早由动物胆 石中分离的固醇类化合物，故称胆固醇。,固醇类化合物均具有环戊烷多氢菲的共同结构，植物不含胆固醇，而含植物固醇如-谷固醇，酵母含麦角固醇，细菌不含固醇类化合物。,胆 固 醇(cholesterol),3,11,7,1,6,4,9,10,5,14,15,16,17,环戊烷多氢菲

31、,植物(29碳),酵母(28碳),-谷固醇,麦角固醇,胆固醇在体内含量及分布：,人体约含140克，广泛分布于全身各组织，肝、脑、肾、肠、肾上腺、卵巢等组织含量丰富。,胆固醇的生理功能,生物膜的基本构成成分；转化生成胆汁酸；转化生成类固醇激素；转化生成维生素D3。,一、胆固醇的合成,组织部位：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、小肠为主。细胞部位：胞液、内质网,（一）合成部位,1分子胆固醇,18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+),胆固醇合成原料是乙酰CoA。,（二）合成原料,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环移出线粒体至胞液。,（三）合成基本过程,胆固醇合成

32、过程分为三个阶段：,1.甲羟戊酸的合成：在胞液、内质网,2.鲨烯的合成：在胞液、内质网,3.胆固醇的合成：在内质网,HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。,1.甲羟戊酸的合成,(mevalonic acid,MVA),2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,HMG CoA,甲羟戊酸MVA,HOCH2CH2-C-CH2COOH,OH,CH3,胞液,胞液,内质网,乙酰COA,HSCoA,HMGCoA还原酶,2NADPH,2.鲨烯的合成,MVA(6C),二甲丙烯焦磷酸(5C),胞液,脱羧、磷酸化,缩合（3）,胞液,焦磷酸法尼酯(15C),鲨烯(30C),内质网,缩合还原（2）,3.胆固醇的合成,鲨烯(30

33、C),单加氧、环化,内质网,羊毛固醇(30C),胆固醇(27C),内质网,氧化脱羧还原,（四）胆固醇合成的调节,主要调节HMG-CoA还原酶活性。,1.饥饿与饱食 饥饿可抑制合成胆固醇。高糖、高饱和脂肪膳食可增加胆固醇合成。,2.胆固醇胆固醇可反馈抑制HMG-CoA还原酶的合成而抑制胆固醇合成。,胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成而增加胆固醇的合成。胰高血糖素、糖皮质激素能抑制HMG-CoA还原酶活性而减少胆固醇的合成。（甲状腺素还促进胆固醇转变为胆汁酸，作用强，使血清胆固醇降低。）,3.激素,二、胆固醇的转化,（一）转化为胆汁酸 在肝脏，为主要代谢去路。,（二）转化为类固醇激

34、素,（三）转化为7-脱氢胆固醇 在皮肤，紫外线照射转变为VitD3。,胆固醇的母核环戊烷多氢菲不能被降解，胆固醇可转化或排出体外。,在肾上腺皮质、睾丸、卵巢。,一、血 脂,血脂：血浆中所含脂类，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯、游离脂酸。,血脂来源：外源性从食物中摄取。内源性肝、脂肪细胞及其他组 织合成后释放入血。,第六节 血浆脂蛋白代谢,血脂含量受膳食、年龄、性别、代谢等的影响，波动范围较大。,总 脂 400700mg/dl 甘油三酯 10150mg/dl(0.11 1.69 mmol/L)总胆固醇 100250mg/dl(2.59 6.47 mmol/L)胆固醇酯 70200mg/dl

35、(1.81 5.17 mmol/L)胆固醇 4070mg/dl(1.03 1.81 mmol/L)总 磷 脂 150250mg/dl(48.44 80.73 mmol/L)游离脂酸 520mg/dl(0.195 0.805 mmol/L),正常成人空腹血脂的组成及含量,二、血浆脂蛋白,血脂不溶于水，与载脂蛋白(apolipoprotein,apo)结合，在血浆中以脂蛋白(lipoprotein)形式存在。游离脂酸与清蛋白结合存在。,（一）血浆脂蛋白分类,1.电泳法,有电泳法分类和超速离心法分类,乳糜微粒前脂蛋白脂蛋白脂蛋白,2、超速离心法,血浆脂蛋白在密度为1.063的NaCl溶液中超速离心，

36、因脂蛋白密度不同而漂浮或沉降，用Svedberg漂浮率Sf表示漂浮或沉降情况，血浆脂蛋白超速离心法可分为4类。,乳糜微粒CM(密度0.95)(chylomicron)极低密度脂蛋白VLDL(0.95-1.006)(very low density lipoprotein)低密度脂蛋白LDL(1.006-1.063)(low density lipoprotein)高密度脂蛋白HDL(1.063-1.210)(high density lipoprotein),注：中密度脂蛋白IDL(1.006-1.019);HDL2(1.063-1.125)，HDL3(1.125-1.210)，HDL1 仅在

37、高胆固醇膳食后出现。,电泳法和超速离心法对应关系,乳糜微粒前脂蛋白脂蛋白脂蛋白,乳糜微粒CM 极低密度脂蛋白VLDL 低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL,（二）血浆脂蛋白的组成,血浆脂蛋白的组成及性质特点详见书表56。,（三）载脂蛋白,载脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。,主要有5大类10种：apo A:A、A、A apo B:B100、B48 apo C:C、C、C apo D apo E,尚有其他（略）,载脂蛋白的分布与功能,种类,分布,功能,AAAB100B48CCCDE,HDL,CMHDL,CMHDL,CMVLDL,LDLCMCM,VLDL,

38、HDLCM,VLDL,HDLCM,VLDL,HDLHDLCM,VLDL,HDL,激活LCAT，识别HDL受体激活HL辅助激活LPL识别LDL受体促进CM合成激活LCAT？激活LPL抑制LPL，抑制肝apoE受体转运胆固醇酯识别LDL受体和相关蛋白LRP,CETP：胆固醇酯转运蛋白(cholesterol ester transfer protein)参与HDL与VLDL、LDL之间的CE转换。PTP:磷脂转运蛋白(phospholipid transfer protein)参与HDL与VLDL、LDL之间的PL转换。,参与脂蛋白代谢的重要酶类,1、卵磷脂胆固醇脂酰转移酶LCAT(lecithi

39、n cholesterol acyl transferase)肝细胞合成，分泌入血，apoA激活LCAT，使胆固醇酯化。2、脂蛋白脂酶LPL(lipoprotein lipase)位于多种组织毛细血管内皮细胞表面，apoA辅助apoC激活 LPL，分解脂蛋白中脂肪。,3、肝脂酶HL(hepatic lipase)肝细胞合成，位于肝窦内皮细胞表面，apoA激活HL，分解脂蛋白中脂肪。,载脂蛋白、磷脂、胆固醇以单分子层排列于脂蛋白表面，极性基团朝外，非极性基团向内，TG、胆固醇酯位于内核。,（四）脂蛋白的结构,磷脂,载脂蛋白,胆固醇,乳糜微粒在小肠上皮细胞生成，正常人乳糜微粒在血浆中代谢迅速，半寿

40、期为515分钟，空腹血浆不含乳糜微粒。乳糜微粒代谢的主要作用是转运外源性甘油三酯和胆固醇（磷脂、胆固醇酯）。,三、血浆脂蛋白的代谢,（一）乳糜微粒,消化吸收,食物脂类,TG,PLCH,CEB48,AA,A,成熟CM,HDL,apoE,C,甘油 FA,LPL,CE,EB48,PL,CHA,AA,C,新生HDL,CM残粒,通过apoE与肝细胞上apoE受体（LDL受体相关蛋白LRP）识别、摄取,淋巴入血,新生CM,小肠细胞,TG,PL CH,CEB48,A,AA,E,C C,C,（二）极低密度脂蛋白VLDL,极低密度脂蛋白VLDL主要在肝细胞合成，在血浆中代谢转变为LDL，半寿期为612小时，空腹

41、血浆仅含少量。极低密度脂蛋白VLDL代谢的主要作用是转运内源性甘油三酯和胆固醇（磷脂、胆固醇酯）。（血中VLDL浓度升高，为动脉粥样硬化易患因素）。,肝细胞 生成,TGPL,CHB100,E,成熟VLDL,HDL,甘油 FA,LPL,CE,HDL,中间密度脂蛋白 IDL,入血,新生VLDL,TG PL,CH B100,E,C,C C,C,PL,CH,CE,CH PL,TG,B100,LPL+HL,甘油+FA,肝摄取50,HDL,apoE,C,LDL,apoE,C,（三）低密度脂蛋白LDL,血浆中VLDL,LDL,CE,CH PL,TG,B100,apo B100识别结合分布于各组织细胞表面的L

42、DL受体，LDL被摄取利用,LDL受体途径,LDL被修饰，识别结合巨噬细胞、血管内皮细胞的清道夫受体，LDL被摄取清除,非LDL受体途径,2/3,1/3,LDL受体代谢途径,ACAT脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶,清道夫受体,巨噬细胞血管内皮细胞,B100,B100,LDL,修饰LDL,修饰,识别结合,非LDL受体代谢途径,CE,CH PL,TG,CE,CH PL,TG,低密度脂蛋白LDL由VLDL在血浆中代谢生成，半寿期为24天。低密度脂蛋白LDL代谢的主要作用是转运内源性胆固醇及酯（血中LDL浓度升高，为动脉粥样硬化易患因素）。,（四）高密度脂蛋白,高密度脂蛋白HDL主要由肝脏合成，小肠及CM

43、代谢也可产生少量，其半寿期为35天。高密度脂蛋白HDL代谢的主要作用是将周围组织胆固醇逆向转运至肝脏并代谢（HDL具有对抗动脉粥样硬化的作用）。,肝（主要）小肠生成CM生成,新生HDL（盘状）,LCAT作用,ABCA1作用,HDL自身及从组织获取的CH酯化,VLDL LDL,PL,CH,球形HDL3,继续酯化,球形HDL2,部分CE,甘油+FA,VLDL,HL LPL,apoC,E,VLDL,CM,apoCapoE,HDL2HDL3,通过apoA识别结合肝细胞表面的HDL 受体，HDL被肝脏摄取分解。,CETP和PTP参与HDL与VLDL、LDL之间的CE、PL的转换。,ABCA1，即ATP结

44、合转运蛋白AI(ATP-binding cassetle transporter A1)，存在于多种组织细胞膜，介导细胞内胆固醇转运至胞外。,四、血浆脂蛋白代谢异常,略（自学）,思 考 题,1.脂肪动员产生的甘油是如何代谢的？2.脂酸如何进入线粒体进行氧化？氧化的主要过程和产物？3.酮体生成有何生理意义？饥饿或糖尿病 时为什么容易出现酮症酸中毒？4.软脂酸是怎样生成的？机体如何调节脂酸合成？5.卵磷脂是如何生成的？其主要生理功能？,思 考 题,6.胆固醇主要生理功能？其生成的主要过程？7.脂蛋白是如何组成的？脂蛋白的结构和分类？8.apoA、B100、C、E的分布与主要作用？9.参与脂蛋白代谢的主要酶类与作用？10.CM、VLDL、LDL、HDL代谢的主要作用？,