第10章　脂类代谢 主讲教师：王玉.

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1 第10章　脂类代谢 主讲教师：王玉

2 脂类概述 定义 脂肪和类脂总称为脂类（lipid） 分类 脂肪 （fat）: 三脂酰甘油（triacylglycerols,TAG）
也称为甘油三酯 （triglyceride, TG） 类脂（lipoid）： 胆固醇（cholesterol , CHOL） 胆固醇酯（cholesterol ester，CE） 磷脂（phospholipid，PL） 糖脂（glycolipid） 鞘脂（sphingolipid）

3 生理功能 分类 含量 分布 生理功能 95﹪ 脂肪： 甘油三酯 脂肪组织、血浆 1，储脂供能 2，提供必需脂肪酸 3，促脂溶性维生素吸收
4，热垫作用 5，提供代谢水 类脂： 糖脂、胆固醇及其酯、磷脂等 5﹪ 生物膜、神经、血浆 1，维持生物膜的结构和功能 2，胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等 3，构成血浆脂蛋白 4，作为药物

4 脂肪酸的种类 （fatty acid，FA） 按脂肪酸碳链的长短分为： 短链（2~4C）、中链（6~10C）和长链（12~26C）脂酸。
按脂肪酸的碳原子数目分为： 奇数脂酸与偶数脂酸。 按脂肪酸碳链是否含有双键分为： 饱和脂酸与不饱和脂酸。 按脂肪酸能否自身合成分为： 必需脂酸与非必需脂酸。 （亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，又不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂酸。）

5 10.1　脂类在体内的消化和吸收 脂类的消化: 条件：　1．乳化剂（胆汁酸盐）的乳化作用； 　　　　2．酶的催化作用 部 位：　主要在小肠上段

6 消化过程及相应的酶： 微团 食物中的脂类 甘油三酯 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷 脂 溶血磷脂 + FFA 胆固醇酯 胆固醇 + FFA
乳化剂 微团 （micelles） 消化酶 食物中的脂类 产 物 胰脂酶 辅脂酶 甘油三酯 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷脂酶A2 磷 脂 溶血磷脂 + FFA 胆固醇酯酶 胆固醇酯 胆固醇 + FFA

7 脂类的吸收： 部位：十二指肠下段及空肠上段 方式： 　　　1．由淋巴系统进入血液循环 　　　2．直接经门静脉进入肝 胆固醇酯的消化吸收？

8 10.2　脂类的体内贮存和运输 　10.2.1　脂肪的贮存和动员 　　脂肪组织是贮存脂肪的主要场所，以皮下、肾周围、肠系膜等处储存最多，称为脂库。人体的脂肪主要由糖转化而来，食物脂肪仅是次要来源。 　　脂肪的动员是指脂库中贮存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，脂肪酸与甘油被运送至各组织氧化利用。

9 10.2.2 血浆脂蛋白和脂类的运输 血脂定义：血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。 血脂来源 ：
10.2.2　血浆脂蛋白和脂类的运输 血脂定义：血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。 血脂来源 ： 外源性 ----从食物摄取的脂类经消化吸收进入血液 内源性 ----由脂库动员或肝及其他组织合成后释放入血 血脂去路 ： 氧化分解供能；脂库贮存；构成生物膜；转变为其他物质

10 血浆脂蛋白的分类 脂类不溶于水，与血浆中的蛋白质结合成脂蛋白（lipoprotein）进行运输。因此脂蛋白是脂类在血浆中的存在形式和运输形式。 电泳法： 超速离心法： CM、VLDL、LDL、HDL

11 血浆脂蛋白的组成特点和功能 CM VLDL LDL HDL 密度 组 成 脂类 含TG最多， 80~90% 含TG 50~70%
＜0.95 0.95~1.006 1.006~1.063 1.063~1.210 组 成 脂类 含TG最多， 80~90% 含TG 50~70% 含胆固醇及其酯最多， 40~50% 含脂类 50% 蛋白质 最少, 1% 5~10% 20~25% 最多，约50% 功能 转运外源性甘油三酯 转运内源性甘油三酯 转运内源性胆固醇 转运胆固醇和磷脂

12 10.3　脂肪的分解代谢 　10.3.1　脂肪的水解 定义：脂肪在体内各组织细胞（除成熟红细胞）进行氧化分解，在脂肪酶的催化下，水解成脂肪酸和甘油 　　区别于脂肪动员（储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为脂肪酸和甘油 ，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。）

13 10.3.2 甘油的氧化 NADH+H+ 糖酵解 糖异生 Pi CH2O- CH2OH C=O CH2OH CHOH Pi CH2O-
10.3.2　甘油的氧化 Pi CH2O- CH2OH C=O CH2OH CHOH Pi CH2O- CH2OH CHOH 肝、肾甘油激酶 磷酸甘油脱氢酶 ATP ADP NAD+ NADH+H+ 糖酵解 糖异生

14 10.3.3 脂肪酸的氧化分解 以饱和偶数碳原子脂肪酸为例 （1）脂酸的活化 ------ 脂酰 CoA 的生成（ 胞液） + CoA-SH
10.3.3　脂肪酸的氧化分解 以饱和偶数碳原子脂肪酸为例 （1）脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（ 胞液） 脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi 脂 酰~SCoA RCH2CH2C~SCoA O + CoA-SH 脂 肪 酸 RCH2CH2C-OH * 脂酰CoA合成酶（ acyl- CoA synthetase ） 存在于内质网及线粒体外膜上

15 （2）脂酰CoA 进入线粒体 关键酶

16 （3 ）脂酰CoA的β氧化： O RCH2CH2C~SCoA 脂酰CoA 脱氢 O 反⊿2--烯酰CoA RCH=CHC~SCoA H2O
脱氢酶 FAD FADH2 脱氢 RCH=CHC~SCoA O β α 反⊿2--烯酰CoA ⊿2--烯脂酰CoA 水化酶 H2O 加水 RCHOHCH2C~SCoA O β α L（+）-β羟脂酰CoA NAD+ NADH+H+ L（+）-β羟脂酰 CoA脱氢酶 再脱氢 RCOCH2C~SCoA O β α β酮脂酰CoA 硫解 β酮脂酰CoA 硫解酶 CoA-SH RC~SCoA O + CH3CO~SCoA 脂酰CoA+乙酰CoA

17 2ATP FADH2 H2O 3ATP NADH + H+ （4） 乙酰CoA经三羧酸循环和氧化磷酸化被彻底氧化，生成CO2 及 H2O
呼吸链 2ATP 3ATP

18 肉碱转运载体 线粒体膜 O O RCH2CH2C~SCoA RCH2CH2C~SCoA 2 ATP H2O O 脂酰CoA 合成酶
脱氢酶 FAD FADH2 H2O 呼吸链 2 ATP ATP CoASH AMP PPi 肉碱转运载体 脂酰CoA 合成酶 RCH=CHC~SCoA O ⊿--烯酰CoA 水化酶 2 H2O RCH2CH2C-OH O RCHOHCH2C~SCoA O L（+）-β羟脂酰 CoA脱氢酶 NAD+ NADH+H+ H2O 呼吸链 3 ATP RCOCH2C~SCoA O 线粒体膜 β酮脂酰CoA 硫解酶 CoA-SH TAC RC~SCoA O + CH3CO~SCoA

19 例：软脂酸的氧化 活化：消耗2个高能磷酸键 β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CoA 　　　　　　1 分子少两个碳原子的脂酰CoA 　　　　　　1 分子NADH+H+ 、1 分子FADH2 7 轮循环产物： 8 分子乙酰CoA 　　　　　　　7 分子NADH+H+ 、 7分子FADH2 能量计算：生成 12×8+7×3+ 7×2 = 131ATP 　　　　　净生成 ﹣2 = 129ATP

20 乙酰CoA去路： 1．进入三羧酸循环彻底氧化，生成CO2 及 NADH+H+ 、FADH2； 2．在肝线粒体缩合生成酮体，通过血液运至 肝外组织利用。

21 10.3.4 酮体的生成和利用 代谢定位： （1）酮 体（ketone bodies） 的定义：
10.3.4　酮体的生成和利用 （1）酮 体（ketone bodies） 的定义： 　　乙酰乙酸 （ acetoacetate ） 、β-羟丁酸 （ β-hydroxybutyrate ） 、丙酮 （ acetone ） 总称为酮体，是脂肪酸在肝脏中氧化分解时特有的中间产物 。 代谢定位： 生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体

22 CH3CCH2CSCoA （乙酰乙酰CoA） = O （2）酮体的生成 CH3CSCoA = O CH3CSCoA = O
HMGCoA 合酶 CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶 CH3CSCoA = O CoASH CH3CSCoA = O HOCCH2CCH2CSCoA （HMGCoA） CH3 OH 羟甲基戊二酸单酰CoA = O HMGCoA 裂解酶 CH3CCH2COH 乙酰乙酸 = O NADH+H+ NAD+ CH3CHCH2COOH D（-）-β-羟丁酸 OH CO2 CH3CCH3 丙酮 = O β-羟丁酸 脱氢酶

23 （3）酮体的利用 O = CH3CCH2COH O = CH3CCH2CSCoA （乙酰乙酰CoA） 2 OH CH3CHCH2COOH
D（-）-β-羟丁酸 OH NAD+ NADH+H+ CH3CCH2COH 乙酰乙酸 = O 琥珀酰CoA CoASH+ATP CH3CCH2CSCoA （乙酰乙酰CoA） = O PPi+AMP 琥珀酸 CoASH 乙酰乙酸 硫激酶 琥珀酰CoA 转硫酶 O CH3CSCoA = 2

24 （4）酮体生成的生理意义 　　酮体是肝脏输出能源的一种形式。 并且酮体可通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉、脑组织的重要能源。

25 磷酸二羟丙酮+NADH+H+ ←→α-磷酸甘油+NAD+
10.4　脂肪的合成代谢 　10.4.1　α-磷酸甘油的合成 * α-磷酸甘油主要来自糖代谢： 磷酸二羟丙酮+NADH+H+ ←→α-磷酸甘油+NAD+ * 肝、肾等组织可利用游离甘油磷酸化： CH2OH CHOH 游离甘油 甘油激酶 ATP ADP Pi CH2O- α- 磷酸甘油

26 10.4.2 脂肪酸的生物合成 （一）脂肪酸的合成部位和原料 1．合成部位： 组织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞：
10.4.2　脂肪酸的生物合成 （一）脂肪酸的合成部位和原料 组织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞： 胞液： 主要合成16碳的软脂酸 线粒体、微粒体 ： 碳链延长 1．合成部位：

27 乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环 （ citrate pyruvate cycle ）出线粒体 。
乙酰CoA、 NADPH、 ATP、HCO3﹣、Mn2+ 2．合成原料： 乙酰CoA的主要来源： 糖 乙酰CoA 乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环 （ citrate pyruvate cycle ）出线粒体 。 氨基酸 “柠檬酸-丙酮酸循环”链接到下一张，左下角按钮超级链接到丙二酰CoA 的合成

28 线 粒 体 膜 柠檬酸 柠檬酸 胞液 线粒体基质 丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA NADPH+H+ 苹果酸酶 NADP+ 苹果酸 草酰乙酸
H2O 柠檬酸合成酶 线 粒 体 膜 苹果酸 草酰乙酸 CoA 乙酰CoA ATP ADP，Pi ATP柠檬酸裂解酶 左下角按钮超级链接到上一张NADPH的来源 柠檬酸 柠檬酸 胞液 线粒体基质

29 3．软脂酸合成的过程： （1） 丙二酰CoA的合成 总反应： ATP + HCO3- + 乙酰CoA 丙二酰CoA + ADP + Pi
乙酰CoA羧化酶 （acetyl CoA carboxylase），是脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，起转移羧基的作用。

30 从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。
（2） 软脂酸合成 　　从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。 　　每轮循环经历缩合、加氢、脱水、再加氢四步反应。 总反应： CH3（CH2）14COOH + 7 CO H2O 8HSCoA + 14NADP+ CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA 14NADPH+H+

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33 10.5 类脂的代谢 10.5.1 磷脂的代谢 （一）概述： 甘油 鞘氨醇 O X Pi X 定义：含磷酸的脂类称磷酯。
10.5　类脂的代谢 　10.5.1　磷脂的代谢 （一）概述： 定义：含磷酸的脂类称磷酯。 分类 ：甘油磷脂 由甘油构成的磷酯 　　　鞘磷脂 由鞘氨醇构成的磷脂 FA Pi X 甘油 FA O X 鞘氨醇 X 指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、磷脂酰甘油等。

34 甘油磷脂组成： 甘油、脂肪酸、磷脂、含氮化合物
甘油磷脂结构： CH2O-C-R1 R2C-O-CH CH2O-P-OX O OH 常为不饱和脂肪酸 功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。

35 机体几类重要的甘油磷脂

36 （二）磷脂的分解代谢 O CH2OH R2C-O-CH O CH2O-P-O—X CH2O-C-R1 OH R2C-O-CH
PLA1 PLB2 CH2O-C-R1 R2C-O-CH CH2O-P-O—X O OH PLD PLA2 PLB1 PLC CH2O-C - R1 HO-CH CH2O-P-O—X O OH

37 合成部位：全身各组织细胞内质网，以肝、肾、肠等组织最活跃
（三）磷脂的生物合成 合成部位：全身各组织细胞内质网，以肝、肾、肠等组织最活跃 合成原料及辅因子： 　　脂肪酸、甘油、磷酸、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP “甘油二酯合成途径”“ CDP-甘油二酯合成途径”出均有超级链接到相应途径

38 10.5.2　胆固醇的代谢 （一）概述： * 胆固醇（cholesterol）结构 固醇共同结构： 环戊烷多氢菲

39 动物胆固醇（27碳） 存在形式： 游离胆固醇和胆固醇酯

40 （二）胆固醇的生物合成 1．合成的部位 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、小肠为主。 细胞定位：胞液、内质网

41 18乙酰CoA + 36ATP + 10（NADPH+H+）
2．合成的原料 1分子胆固醇 18乙酰CoA + 36ATP + 10（NADPH+H+） 糖的有氧氧化 脂肪酸的氧化 磷酸戊糖途径 乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体

42 3．合成的基本过程 ①甲羟戊酸的合成 合成酮体 的限速酶 合成胆固醇 的限速酶 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMG-CoA合酶 （胞液）
（内质网） 合成胆固醇 的限速酶 甲羟戊酸（MVA）

43 ②鲨烯的合成 ③胆固醇的合成

44 （三）胆固醇的代谢转化 　　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。 1．转变为胆汁酸（bile acid） （肝 脏） 2．转变为类固醇激素 （肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺） 3．转变为7 - 脱氢胆固醇 （皮 肤）