第五章脂类代谢ppt课件.ppt
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1、第 五 章,脂 质 代 谢,Metabolism of Lipid,概述 甘油三酯的中间代谢 类脂代谢 血脂与血浆脂蛋白,主要内容,第一节 概述,脂类是脂肪和类脂的总称,不溶于水而溶于有机溶剂。,脂类,脂肪又称三酯酰甘油或甘油三酯 (triglyceride,TG),类脂,胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesteryl ester,CE),磷脂(phospholipid,PL),糖脂(glycolipid,GL),一、脂类的分布与含量,脂肪主要储存在脂肪组织中,分布于腹腔、皮下及肠系膜等处,常被称为储脂。 成年男性的脂肪含量约占体重的10%20%。含量受营养状况和人体活
2、动等因素的影响,又称可变脂。 类脂分布于生物膜,神经组织等处,含量比较恒定,不易受营养状况和人体活动等因素的影响,又称可变脂。,人体内的主要脂质,甘油,脂肪酸,脂肪酸:包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,1、三酰甘油,二、脂质的生理功能,(1)储能和供能,1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ,而1g糖彻底氧化仅供销能16.7kJ.,脂肪组织储存脂肪,约占体重1020%.,(2)保持体温作用、提供营养必须脂肪酸(3)协助脂溶性维生素的吸收(4)保护、固定内脏,1、脂肪的生理功能,营养必需脂肪酸:亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸 是合成生物活性物质的重要原料,如花生四烯酸可转变为前列腺素、白三烯及血栓素等,(
3、一)维持生物膜的结构与功能 磷脂和胆固醇是构成所有生物膜的重要组成成分。,(三)转变成多种重要的生理活性物质,胆固醇可转变为胆汁酸、维生素D、性激素及肾上腺皮质激素等 磷脂作为第二信使参与代谢调节,2、类脂的生理功能:,(二)构成脂蛋白,是神经髓鞘的重要成分,三、脂肪代谢概况,消化的主要场所:小肠 在胆汁的乳化下,由胰脂肪酶催化水解脂肪,甘油三酯,H2O,RCOOH,甘油二酯,H2O,RCOOH,甘油一酯,甘油,H2O,RCOOH,条件 乳化剂(胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等)的乳化作用; 酶的催化作用,部位主要在小肠上段,脂类的消化发生在脂-水界面,且需胆汁酸盐参与,脂肪与类脂的消化产物,包
4、括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C10C)及短链脂酸(2C4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐,形成混合微团(mixed micelles),被肠粘膜细胞吸收。,消化的产物,十二指肠下段及空肠上段。,二、脂类的吸收,吸收部位,吸收方式,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),甘油一酯途径,第二节 甘油三脂的中间代谢,一、甘油三脂的分解代谢,定义 脂肪动员(fat mobilization)是指储存在脂肪细胞中的脂肪,被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的
5、过程。,(一)脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤,脂肪动员过程:,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (脂肪动员的限速酶),甘油三酯脂肪酶,激素敏感脂肪酶(HSL): 甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶,其活性受多种激素调节,故称激素敏感脂肪酶。,脂解激素: 促进脂肪动员的激素。肾上腺素、高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。,抗脂解激素: 抑制脂肪动员的激素。胰岛素、前列腺素E2。,(二)甘油代谢,甘油二酯,磷脂,CO2+H2O,糖,糖异生,1. 脂酸的活化形式为脂酰CoA(胞液),脂酰CoA合成酶,ATP AMP PPi,脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒
6、体外膜上。,+ CoA-SH,(三)脂肪酸的氧化分解,部位:线粒体外 酶:脂酰辅酶A合成酶 条件:ATP、辅酶A、Mg+存在,脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体,是脂酸-氧化的主要限速步骤,肉碱脂酰转移酶(carnitine acyl transferase )是脂酸-氧化的限速酶。,2. 脂酰CoA进入线粒体,脂肪酰CoA进入线粒体基质后,经脂肪酸-氧化酶系的催化作用,在脂肪酰基-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应,使脂肪酰基在与-碳原子间断裂,生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂肪酰CoA。,3. 脂酰CoA的-氧化,(1) 脱氢,H2O,(2) 加水,(3) 再脱氢,(4
7、) 硫解,脱氢,CoA-SH,-酮脂酰 CoA硫解酶,TCA,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+1分子FADH2,4. 脂酸氧化是体内能量的重要来源, 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 812+ 73 + 72 = 131 净生成ATP 131 2 = 129,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,(四)酮体的生成与利用,概念: 脂酸在心肌、骨骼肌等组织中-氧化生成的大量乙酰CoA,通
8、过TCA彻底氧化成CO2和H2O。 酮体是指脂酸在肝中氧化分解时的产生的特有的中间产物,乙酰乙酸、羟丁酸及丙酮。这三种中间产物统称为酮体(ketonebodies)。 羟丁酸约70,乙酰乙酸约30,丙酮含量极微。,酮体的生成 部位:肝细胞线粒体 (含有活性较强的酮体合成的酶系) 原料:乙酰CoA是合成酮体的原料。,酮体的生成途径,CoASH,乙酰乙酰CoA硫解酶,CoASH,HMG-CoA合酶,HMG-CoA 裂解酶,NADH+H+,NAD+, -羟丁酸脱氢酶,CO2,2. 酮体的利用,酮体在肝脏合成,但肝脏缺乏利用酮体的酶,因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液,输送到肝外组织利用。,特点:肝
9、内生酮肝外用,CH3COCH2COOH 乙酰乙酸,CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA,ATP+CoSH,PPi+AMP,2Pi,乙酰 CoA CH3COCoA,酮体的氧化途径,-羟丁酸 CH3CH(OH)CH2COOH, -羟丁酸脱氢酶,NADH+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酸硫激酶,H2O,HSCoA,乙酰乙酰CoA硫解酶,心、肾、脑和骨胳肌此酶活性高(10倍),3. 酮体生成的生理意义,1) 酮体具水溶性,能透过血脑屏障及毛细血管壁。 是肝输出脂肪能源的一种形式。,2) 长期饥饿时、酮体可代替葡萄糖成为脑组织的 主要能。酮体供给脑组织5070
10、%的能量。,长期饥饿和糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体蓄积,称为酮血症。尿中有酮体排出,称酮尿症。二者统称酮症酸中毒。,合成原料 -磷酸甘油 脂肪酰辅酶A,二、甘油三脂的合成代谢,(一)脂肪酸的合成,1. 合成部位,在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA 合成脂肪酸的酶系,称为脂肪酸合成酶系。肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位,其合成能力最强,约比脂肪组织大89倍。,2. 合成原料, 脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。,ATP、NADPH、HCO3-(或CO2)及Mn2+等。,线粒体产生的乙酰 CoA
11、,需通过柠檬酸-丙酮酸循环运到胞液中,才能成为脂肪酸合成的原料。,其中NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径。,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,苹果酸,(1) 丙二酸单酰CoA的合成,CH3COSCoA+ HCO3- + ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi丙二酸单酰 CoA,在胞液中进行,3. 脂肪酸合成过程,关键酶,生物素是乙酰CoA羧化酶的辅酶,(2) 软脂酸(16C)的合成,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA14NADPH14H+H2O,软脂酸14NADP+7CO27H2O8C
12、oASH,脂酸合成酶系 (7次循环),4. 脂肪酸碳链的延长,软脂酰CoA或软脂酸生成后,可在滑面内质网及线粒体经脂酸碳链延长酶系的催化作用下,形成更长碳链的饱和脂酸。,脂肪酰CoA的来源RCOOH+HSCoA,脂肪酰CoA合成酶,ATP,AMP+PPi,RCOSCoA,脂肪组织:主要以葡萄糖为原料合成脂肪,也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。,(三)甘油三酯的合成,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。,1、合成部位,甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢CM中的FFA(来自食物脂肪),甘油一酯途径(小肠粘膜细胞),甘油二酯途径(肝、脂肪细胞),2、合
13、成原料,3、合成基本过程,甘油二酯途径,第三节 磷脂的代谢,磷脂,甘油磷脂(磷脂酰甘油)由甘油构成的磷脂。是生物膜的主要组分。,鞘氨醇磷脂(鞘磷脂)含鞘氨醇而不含甘油的磷脂。是神经组织各种膜(如神经髓鞘)的主要结构脂之一。,一、磷脂的结构与分类,甘油磷脂的分子结构:,磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC),磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE),磷脂酰丝氨酸(PS),X= -CH2CH2N+(CH3)3,X= -CH2CH2NH3+,X= -CH2CH2NH2COOH,X= -肌醇 磷脂酰肌醇(PI),合成部位,合成原料,甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺,CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等,全身各组织,肝、肾、肠
14、最活跃。,二、甘油磷脂的代谢,(一)甘油磷脂的合成,(1) CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDP-OCH2CH2NH2,CDP-OCH2CH2N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,(三) 合成过程,磷脂酸,1,2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷酸乙醇胺转移酶,CDP-乙醇胺,(2) 磷脂酰胆碱与磷脂酰乙醇胺的生成,(二)甘油磷脂的降解,磷脂酶 A1,磷脂酶 A2,磷脂酶 C,存在于细胞溶酶体、蛇毒、蜂毒、蝎毒。产物为 溶血磷脂2。,存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1
15、。急性胰腺炎时,组织中的溶血磷脂A2原被激活。,存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌,磷脂酶 D,主要存在于高等植物,动物脑组织亦有。,磷脂酶 B1 水解溶血磷脂1,磷脂酶 B2 水解溶血磷脂2,磷脂的生理功能,磷脂是生物膜的组成成分参与脂蛋白的组成与转运 肝和肠是合成磷脂最活跃的器官,对转运外源性和内源性甘油酸酯及胆固醇起重要作用。磷脂衍生物是激素的第二信使 磷脂的代谢物甘油二酯和三磷酸肌醇是某些激素作用的第二信使。组成肺泡表面活性物质组成血小板活化因子必需脂肪酸的来源,脂肪在肝中过分的存积称为脂肪肝。肝中脂类总量超过10%,TG堆积,肝实质细胞脂肪化超过30%。,(三)甘油磷脂与脂肪肝,成因:1、
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