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脂肪代谢
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[[脂类]]主要包括以下几种: 1脂肪:由[[甘油]]和脂肪酸合成,体内脂肪酸来源有二:一是机体自身合成,二是食物供给特别是某些[[不饱和脂肪酸]],机体不能合成,称[[必需脂肪酸]],如[[亚油酸]]、α-亚麻酸。 2[[磷脂]]:由甘油与脂肪酸、[[磷酸]]及含氮化合物生成。 3鞘脂:由鞘氨酸与脂肪酸结合的脂,含磷酸者称[[鞘磷脂]],含糖者称为鞘[[糖脂]]。 4[[胆固醇]]脂:胆固醇与脂肪酸结合生成。 ==脂类[[消化]]与吸收== 消化主要在[[小肠]]上段经各种酶及[[胆汁酸]]盐的作用,水解为甘油、脂肪酸等。 脂类的吸收含两种情况: 中链、短链脂肪酸构成的[[甘油三酯]][[乳化]]后即可吸收——>肠粘膜细胞内水解为脂肪酸及甘油——>[[门静脉]]入血。长链脂[[肪酸]]构成的甘油三酯在肠道分解为长链脂肪酸和甘油一酯,再吸收——>肠粘膜细胞内再合成甘油三酯,与[[载脂蛋白]]、胆固醇等结合成[[乳糜微粒]]——>[[淋巴]]入血。 ==甘油三酯[[代谢]]== ===(一)[[合成代谢]]=== 甘油三酯是机体储存能量及氧化供能的重要形式。 1合成部位及原料 肝、[[脂肪组织]]、小肠是合成的重要场所,以肝的合成能力最强,注意:[[肝细胞]]能合成脂肪,但不能储存脂肪。合成后要与载脂蛋白、胆固醇等结合成[[极低密度脂蛋白]],入血运到肝外组织储存或加以利用。若肝合成的甘油三酯不能及时转运,会形成[[脂肪肝]]。[[脂肪细胞]]是机体合成及储存脂肪的仓库。 合成甘油三酯所需的甘油及脂肪酸主要由[[葡萄糖]]代谢提供。其中甘油由[[糖酵解]]生成的[[磷酸二羟丙酮]]转化而成,脂肪酸由糖氧化分解生成的[[乙酰]]CoA合成。 2合成基本过程 ①甘油一酯途径:这是小肠粘膜[[细胞]]合成脂肪的途径,由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯。 ②甘油二酯途径:肝细胞和脂肪细胞的合成途径。 脂肪细胞缺乏[[甘油激酶]]因而不能利用游离甘油,只能利用葡萄糖代谢提供的3-[[磷酸甘油]]。 ===(二)[[分解代谢]]=== 即为脂肪动员,在脂肪细胞内[[激素]]敏感性甘油三酯脂的酶作用下,将[[脂肪分解]]为脂肪酸及甘油并释放入血供其他组织氧化。 甘油甘油激酶——>3-磷酸甘油——>磷酸二羟丙酮——>糖酵解或有氧氧化供能,也可转变成糖脂肪酸与[[清蛋白]]结合转运入各组织经β-氧化供能。 ===(三)脂肪酸的分解代谢—β-氧化=== 在氧供充足条件下,脂肪酸可分解为乙酰CoA,彻底氧化成CO2和H2O并释放出大量能量,大多数组织均能氧化脂肪酸,但脑组织例外,因为脂肪酸不能通过[[血脑屏障]]。其氧化具体步骤如下: 1. 脂肪酸活化,生成[[脂酰]]CoA。 2.脂酰CoA进入[[线粒体]],因为脂肪酸的β-氧化在线粒体中进行。这一步需要肉碱的转运。[[肉碱脂酰转移酶]]I是脂酸β氧化的限速酶,脂酰CoA进入线粒体是脂酸β-氧化的主要[[限速步骤]],如饥饿时,糖供不足,此[[酶活性]]增强,脂肪酸氧化增强,机体靠脂肪酸来供能。 3.脂肪酸的β-氧化,基本过程(见原书) 丁酰CoA经最后一次β氧化:生成2分子乙酰CoA 故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH2,1分子NADH+H+,1分子乙酰CoA,通过[[呼吸链]]氧化前者生成2分子ATP,后者生成3分子ATP。 4脂肪酸氧化的能量生成 脂肪酸与葡萄糖不同,其能量生成多少与其所含碳原子数有关,因每种脂肪酸[[分子]]大小不同其生成ATP的量中不同,以软脂酸为例;1分子软脂酸含16个碳原子,靠7次β氧化生成7分子NADH+H+,7分子FADH2,8分子乙酰CoA,而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP。故1分子软脂酸彻底氧化[[共生]]成: 7×2.5+7×1.5+8×10-2=106分子ATP 以重量计,脂肪酸产生的能量比葡萄糖多。 ===(四)脂肪酸的其他氧化方式=== 1不饱和脂肪酸的氧化,也在线粒体进行,其与[[饱和脂肪酸]]不同的是键的顺反不同,通过[[异构体]]之间的相互转化,即可进行β-氧化。 2过氧化酶体脂酸氧化:主要是使不能进入线粒体的[[二十碳]]、二十二碳脂肪酸先氧化成较短的脂肪酸,以便能进入线粒体内分解氧化,对较短键脂肪酸无效。 3[[丙酸]]的氧化:人体含有极少量奇数碳原子脂肪酸氧化后还生成1分子丙酰CoA,丙酰CoA经羧化及[[异构酶]]作用转变为[[琥珀酰]]CoA,然后参加[[三羧酸循环]]而被氧化。 ===(五)酮体的生成及利用=== 酮体包括[[乙酰乙酸]]、β-[[羟丁酸]]、[[丙酮]]。酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的[[中间代谢]]物,脂肪酸在线粒体中β氧化生成的大量乙酰CoA除[[氧化磷酸化]]提供能量外,也可合成酮体。但是肝却不能利用酮体,因为其缺乏利用酮体的酶系。 1生成过程: 2利用:肝生成的酮体经血运输到肝外组织进一步分解氧化。 总之肝是生成酮体的器官,但不能利用酮体,肝外组织不能生成酮体,却可以利用酮体。 3[[生理]]意义 长期[[饥饿]],糖供应不足时,脂肪酸被大量动用,生成乙酰CoA氧化供能,但象脑组织不能利用脂肪酸,因其不能通过血脑屏障,而酮体溶于水,分子小,可通过血脑屏障,故此时肝中合成酮体增加,转运至脑为其供能。但在正常情况下,血中酮体含量很少。 严重[[糖尿病]]患者,葡萄糖得不到有效利用,脂肪酸转化生成大量酮体,超过肝外组织利用的能力,引起血中酮体升高,可致[[酮症酸中毒]]。 4[[酮体生成]]的调节 ①1″饱食或糖供应充足时:[[胰岛素]]分泌增加,脂肪动员减少,酮体生成减少;2″[[糖代谢]]旺盛3-磷酸甘油及ATP充足,脂肪酸脂化增多,氧化减少,酮体生成减少;3″糖代谢过程中的乙酰CoA和[[柠檬酸]]能[[别构激活]]乙酰CoA[[羧化酶]],促进[[丙二酰]]CoA合成,而后者能抑制肉碱脂酰转移酶 Ⅰ,阻止β-氧化的进行,酮体生成减少。 ②饥饿或糖供应不足或糖尿病患者,与上述正好相反,酮体生成增加。 ===(六)脂肪酸的合成代谢=== 1脂肪酸主要从乙酰CoA合成,凡是代谢中产生乙酰CoA的物质,都是合成脂肪酸的原料,机体多种组织均可合成脂肪酸,肝是主要场所,脂肪酸[[合成酶]]系存在于线粒体外胞液中。但乙酰CoA不易透过线粒体膜,所以需要穿梭系统将乙酰CoA转运至胞液中,主要通过柠檬酸-丙酮酸循环来完成。 脂酸的合成还需ATP、NADPH等,所需氢全部NADPH提供,NADPH主要来自磷酸[[戊糖]]通路。 2软脂酸的合成过程(见原书) 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶,存在于胞液中,辅基为生物素。柠檬酸、异柠檬酸是其[[变构激活剂]],故在饱食后,糖代谢旺盛,代谢过程中的柠檬酸可别构激活此酶促进脂肪酸的合成,而软脂酰CoA是其变构[[抑制剂]],降低脂肪酸合成。此酶也有共价修饰调节,[[胰高血糖素]]通过共价修饰抑制其活性。 ②从乙酰CoA和丙二酰CoA合成长链脂肪酸,实际上是一个重复加长过程,每次延长2个碳原子,由脂肪酸合成[[多酶]]体系[[催化]]。哺乳动物中,具有活性的酶是一[[二聚体]],此二聚体解聚则活性丧失。每一[[亚基]]皆有ACP及辅基构成,合成过程中,[[脂酰基]]即连在辅基上。丁酰是脂酸合成酶催化第一轮产物,通过第一轮乙酰CoA和丙二酰CoA之间缩合、还原、[[脱水]]、还原等步骤,C原子增加2个,此后再以丙二酰CoA为碳源继续前述反应,每次增加2个C原子,经过7次循环之后,即可生成16个碳原子的软脂酸。 3酸碳链的加长。 碳链延长在肝细胞的[[内质网]]或线粒体中进行,在软脂酸的基础上,生成更长碳链的脂肪酸。 4脂肪酸合成的调节(过程见原书) 胰岛素诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成,促进脂肪酸合成,还能促使脂肪酸进入脂肪组织,加速合成脂肪。而胰高血糖素、[[肾上腺素]]、[[生长素]]抑制脂肪酸合成。 ===(七)[[多不饱和脂肪酸]]的重要[[衍生物]]=== [[前列腺素]]、[[血栓素]]、白三烯均由多不饱和脂肪酸衍生而来,在调[[节细胞]]代谢上具有重要作用,与[[炎症]]、[[免疫]]、过敏及[[心血管疾病]]等重要[[病理]]过程有关。在激素或其他因素刺激下,膜脂由[[磷脂酶]]A2催化水解,释放[[花生四烯酸]],花生四烯酸在脂过氧化酶作用下生成丙三烯,在环过氧化酶作用下生成前列腺素、血栓素。 ==磷脂的代谢== 含磷酸的脂类称磷脂可分为两类:由甘油构成的磷脂称甘油磷脂,由[[鞘氨醇]]构成的称鞘磷脂。 ===(一)甘油磷脂的代谢=== 甘油磷脂由1分子甘油与2分子脂肪酸和1分子磷酸组成,2位上常连的脂酸是花生四烯酸,由于与磷酸相连的[[取代基]]团不同,又可分为[[磷脂酰胆碱]]([[卵磷脂]])、[[磷脂酰乙醇胺]]([[脑磷脂]])、二[[磷脂酰甘油]]([[心磷脂]])等。 1甘油磷脂的合成 ①合成部位及原料 全身各组织均能合成,以肝、肾等组织最活跃,在细胞的内质网上合成。合成所用的甘油、脂肪酸主要用糖代谢转化而来。其二位的多不饱和脂肪酸常需靠食物供给,合成还需ATP、CTP。 ②合成过程 [[磷脂酸]]是各种甘油磷脂合成的[[前体]],主要有两种合成途径: 1″甘油二酯合成途径:脑磷脂、卵磷脂由此途径合成,以甘油二酯为中间产物,由CDP[[胆碱]]等提供磷酸及取代基。 2″CDP-甘油二酯途径:[[肌醇]]磷脂,心磷脂由此合成,以CDP-甘油二酯为中间产物再加上肌醇等取代基即可合成。 2甘油磷脂的降解 主要是体内磷脂酶催化的水解过程。其中磷脂酶A2能使甘油磷脂分子中第2位酯键水解,产物为[[溶血磷脂]]及不饱和脂肪酸,此脂肪酸多为花生四烯酸,Ca2+为此酶的[[激活剂]]。此溶血磷脂是一类较强的表面活性物质,能使[[细胞膜]]破坏引起[[溶血]]或细胞[[坏死]]。再经[[溶血磷脂酶]]继续水解后,即失去溶解细胞膜的作用。 ===(二)鞘磷脂的代谢=== 主要结构为鞘氨醇,1分子鞘氨醇通常只连1分子脂肪酸,二者以酰胺链相连,而非酯键。再加上1分子含磷酸的基团或[[糖基]],前者与鞘氨醇以酯键相连成鞘磷脂,后者以β[[糖苷键]]相连成鞘糖脂,含量最多的[[神经鞘]]磷脂即是以[[磷酸胆碱]],脂肪酸与鞘氨醇结合而成。 1合成代谢 以脑组织最活跃,主要在内质网进行。反应过程需磷酸呲哆醛,NADPH+H+等[[辅酶]],基本原料为软脂酰CoA及[[丝氨酸]]。 2降解代谢 由神经鞘磷脂酶(属磷脂酶C类)作用,使[[磷酸酯]]键水解产生磷酸胆碱及[[神经酰胺]](N-[[脂酰鞘氨醇]])。若缺乏此酶,可引起[[痴呆]]等鞘磷脂沉积病。 ==胆固醇的代谢== ===(一)合成代谢=== 1.几乎全身各组织均可合成,肝是主要场所,合成主要在胞液及内质网中进行。 2.合成原料乙酰CoA是合成胆固醇的原料,因为乙酰CoA是在线粒体中产生,与前述脂肪酸合成相似,它须通过柠檬酸——丙酮酸循环进入胞液,另外,反应还需大量的NADPH+H+及ATP。合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、36分子ATP及16分子NADPH+H+。乙酰CoA及ATP多来自线粒体中糖的有氧氧化,而NADPH则主要来自胞液中糖的磷酸戊糖途径。 3合成过程 简单来说,可划分为三个阶段。 ①[[甲羟戊酸]](MVA)的合成:首先在胞液中合成HMGCoA,与酮体生成HMGCoA的生成过程相同。但在线粒体中,HMGCoA在HMGCoA[[裂解酶]]催化下生成酮体,而在胞液中生成的HMGCoA则在内质网HMGCoA[[还原酶]]的催化下,由NADPH+H+供氢,还原生成MVA。HMGCoA还原酶是合成胆固醇的限速酶。 ②鲨烯的合成:MVA由ATP供能,在一系列酶催化下,生成3OC的鲨烯。 ③胆固醇的合成:鲨烯经多步反应,脱去3个甲基生成27C的胆固醇。 4.调节 HMGCoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。多种因素对胆固醇的调节主要是通过对此酶活性的影响来实现的。 ②胆固醇:可[[反馈]]抑制胆固醇的合成。 ③激素:胰岛素能诱导HMGCoA还原酶的合成,增加胆固醇的合成,胰高血糖素及[[皮质醇]]正相反。 ===(二)胆固醇的转化=== 1转化为胆汁酸,这是胆固醇在体内代谢的主要去路。 2转化为固醇类激素,胆固醇是[[肾上腺皮质]]、[[卵巢]]等合成[[类固醇激素]]的原料,此种激素包括[[糖皮质激素]]及[[性激素]]。 3转化为7-脱氢胆固醇,在[[皮肤]],胆固醇被氧化为7-脱氢胆固醇,再经紫外光照射转变为VitD3。 ==[[血浆]][[脂蛋白]]代谢== (一)血浆脂蛋白分类 1[[电泳法]]:可将脂蛋白分为前β、β脂蛋白及乳糜微粒(CM)。 2[[超速离心法]]:分为乳糜微粒、极低密度脂蛋白(VLDL)、[[低密度脂蛋白]](LDL)和[[高密度脂蛋白]](HDL)分别相当于电泳分离的CM、前β、β、α-脂蛋白。 (二)血浆脂蛋白组成 血浆脂蛋白主要由[[蛋白质]]、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成。[[游离脂肪酸]]与清蛋白结合而运输不属于血浆脂蛋白之列。CM最大,含甘油三酯最多,蛋白质最少,故密度最小。VLDL含甘油三酯亦多,但其蛋白质含量高于CM。LDL含胆固醇及胆固醇酯最多。HDL含蛋白质量最多。 (三)脂蛋白的结构 血浆各种脂蛋白具有大致相似的基本结构。疏水性较强的甘油三酯及胆固醇酯位于脂蛋白的内核,而载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇等双性分子则以单分子层覆盖于脂蛋白表面,其非极性向朝内,与内部疏水性内核相连,其[[极性基团]]朝外,脂蛋白分子呈球状。CM及VLDL主要以甘油三酯为内核,LDL及HDL则主要以胆固醇酯为内核。因脂蛋白分子朝向表面的极性基团亲水,故增加了脂蛋白颗粒的亲水性,使其能均匀分散在[[血液]]中。从CM到HDL,直径越来越小,故外层所占比例增加,所以HDL含载脂蛋白,磷脂最高。 (四)载脂蛋白 脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白,主要有apoA、B、C、D、E五类。不同脂蛋白含不同的载脂蛋白。载脂蛋白是双性分子,疏水性[[氨基酸]]组成非极性面,亲水性氨基酸为极性面,以其非极性面与疏水性的脂类核心相连,使脂蛋白的结构更稳定。 (五)代谢 1乳糜微粒 主要功能是转运外源性甘油三酯及胆固醇。[[空腹]]血中不含CM。外源性甘油三酯消化吸收后, 在小肠粘膜细胞内再合成甘油三酯、胆固醇,与载脂蛋白形成CM,经淋巴入血运送到肝外组 织中,在[[脂蛋白脂肪酶]]作用下,甘油三酯被水解,产物被肝外组织利用,CM残粒被肝摄取利 用。 2极低密度脂蛋白 VLDL是运输内源性甘油三酯的主要形式。肝细胞及小肠粘膜细胞自身合成的甘油三酯与载脂 [[蛋白]],胆固醇等形成VLDL,分泌入血,在肝外组织[[脂肪酶]]作用下水解利用,水解过程中VLDL 与HDL相互交换,VLDL变成IDL被肝摄取代谢,未被摄取的IDL继续变为LDL。 3低密度脂蛋白 人血浆中的LDL是由VLDL转变而来的,它是转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。肝是降 解LDL的主要器官,肝及其他组织细胞膜表面存在LDL[[受体]],可摄取LDL,其中的胆固醇脂水 解为游离胆固醇及脂肪酸,水解的游离胆固醇可抑制细胞本身胆固醇合成,减少细胞对LDL 的进一步摄取,且促使游离胆固醇酯化在胞液中储存,此反应是在内质网脂酰CoA胆固醇脂 酰[[转移酶]](ACAT)催化下进行的。 除LDL受体途径外,血浆中的LDL还可被单核[[吞噬细胞]]系统清除。 4高密度脂蛋白 主要作用是[[逆向转运]]胆固醇,将胆固醇从肝外组织转运到肝代谢。新生HDL释放入血后径系 列转化,将体内胆固醇及其酯不断从CM、VLDL转入HDL,这其中起主要作用的是血浆卵磷脂 胆固醇脂酰转移酶(LCAT),最后新生HDL变为成熟HDL,成熟HDL与肝细胞膜HDL受体结合被摄 取,其中的胆固醇合成胆汁酸或通过[[胆汁]]排出体外,如此可将外周组织中[[衰老]]细胞膜中的胆 固醇转运至肝代谢并排出体外。 (六)[[高脂血症]] [[血脂]]高于正常人上限即为高脂血症,表现为[[甘油三脂]]、胆固醇含量升高,表现在脂蛋白上, CM、VLDL、LDL皆可升高,但HDL一般不增加。 [[分类:营养]][[分类:减肥]]
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