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第五章脂類的代謝
脂類是脂肪及類脂的總稱,是一類不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑如乙醚、氯仿、丙酮等,并能為機(jī)體利用的有機(jī)化合物。它是動(dòng)物和植物體的重要組成成分。脂類按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為單脂和復(fù)脂兩大類。重要的單脂為脂肪,是甘油的三脂肪酸酯,它占食物脂的99%。復(fù)脂也稱類脂,包括固醇及其酯、磷脂、糖脂等,它們除了含有脂肪酸和各種醇以外,還含有糖、磷酸及膽堿等物質(zhì)。
第一節(jié)概述一、脂肪和類脂在體內(nèi)的分布人體的脂肪絕大部分儲(chǔ)存在脂肪組織中,即分布在皮下結(jié)締組織、腹腔大網(wǎng)膜及腸系膜等處,這部分脂肪稱為儲(chǔ)存脂(storedfat),是機(jī)體儲(chǔ)存能量的一種形式,脂肪組織則稱為脂庫。儲(chǔ)存脂在正常體溫下多為液態(tài)或半液態(tài),皮下脂肪含不飽和脂酸較多,所以熔點(diǎn)低且流動(dòng)度大,這就使得皮下脂肪能在較冷的體表溫度下仍保持液態(tài),從而有利于各種代謝的進(jìn)行。機(jī)體深處的儲(chǔ)存脂熔點(diǎn)較高,通常處于半固體狀態(tài),因此有利于保護(hù)內(nèi)臟器官。脂肪在不同個(gè)體間差異較大,同一個(gè)體的不同時(shí)期也有明顯的差異。一般成年男性的脂肪含量占體重的10%~20%,女性稍高。體內(nèi)的脂肪含量還受營(yíng)養(yǎng)狀況和機(jī)體活動(dòng)等諸多因素的影響,當(dāng)進(jìn)食的熱量超過消耗的熱量時(shí),儲(chǔ)存脂增加,反之則減少,因此儲(chǔ)存脂又稱為可變脂。脂肪在細(xì)胞內(nèi)主要以乳化狀的微粒存在于胞漿中,也能與蛋白質(zhì)和其他類脂疏松地結(jié)合而形成復(fù)雜的脂蛋白形式存在。類脂是生物膜的基本組成成分,約占體重的5%。類脂在體內(nèi)的含量不受營(yíng)養(yǎng)狀況和機(jī)體活動(dòng)的影響,因此又稱固定脂或基本脂。類脂主要存在于細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)中,不同的組織中類脂的含量不同,以神經(jīng)組織中較多,而一般組織中則較少。二、脂質(zhì)的主要生理功能(一)儲(chǔ)能與供能
脂肪的主要功能是儲(chǔ)能與供能,在體內(nèi)氧化分解時(shí)可釋放出大量能量以供機(jī)體利用。人體生理活動(dòng)所需的能量20%~30%由脂肪提供。1g脂肪徹底氧化分解可釋放出38.9kJ(9.3kcal)的能量,比同等重量的糖或蛋白質(zhì)大一倍多。體內(nèi)可儲(chǔ)存大量的脂肪,在饑餓或禁食等特殊情況時(shí)可被動(dòng)員,以滿足機(jī)體能量的需要。
(二)維持正常生物膜的結(jié)構(gòu)與功能
類脂,特別是磷脂和膽固醇是構(gòu)成所有生物膜如細(xì)胞膜、線粒體膜、核膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等的重要組成成分,它們與蛋白質(zhì)結(jié)合形成脂蛋白參與生物膜的組成。細(xì)胞膜含膽固醇較多,而亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的膜含磷脂較多。(三)轉(zhuǎn)變成多種重要的生理活性物質(zhì)脂質(zhì)提供必需的脂肪酸如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成多種重要的生理活性物質(zhì),如花生四烯酸可轉(zhuǎn)變成前列腺素、白三烯及血栓素等多種生物活性物質(zhì)。膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成膽汁酸、維生素D3、性激素及腎上腺皮質(zhì)激素等具有重要生理功能的物質(zhì)。(四)參與物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞膜上的磷脂酰肌醇4,5一二磷酸被磷脂酶水解生成三磷酸肌醇和甘油二酯,兩者均為激素作用的第二信使參與代謝調(diào)節(jié)。此外,脂肪還可協(xié)助脂溶性維生素A、D、E、K和胡蘿卜素等吸收。存在于器官組織間,使器官之間減少摩擦,免受損傷。不易傳熱,防止體溫過度散失,維持體溫恒定。
(二)脂質(zhì)的吸收脂質(zhì)吸收的主要部位在十二指腸下部和空腸上部。短鏈脂酸(C2~C4)及中鏈脂酸(C6~C10)構(gòu)成的甘油三酯經(jīng)膽汁酸鹽乳化后即可被吸收。進(jìn)入腸黏膜細(xì)胞后由脂肪酶催化水解生成甘油和脂酸,通過門靜脈進(jìn)入血液循環(huán)。長(zhǎng)鏈脂酸(C12~C26)及甘油一酯吸收入腸黏膜細(xì)胞后重新合成甘油三酯并與磷脂、膽固醇、膽固醇酯及載脂蛋白(apolipoprotein,apo)結(jié)合成乳糜微粒(chylomicron,CM)經(jīng)淋巴進(jìn)入血液循環(huán)。四、脂肪的貯藏與動(dòng)員生物體所有組織都能貯存脂肪,但主要貯存在脂肪組織中。因此,稱脂肪組織為脂庫。由于食物的來源、環(huán)境條件、生活習(xí)慣等不同,貯存脂肪的性質(zhì)也不同。但是長(zhǎng)期食用同樣類型食物時(shí),也能改變貯脂的性質(zhì)。脂肪的動(dòng)員是指脂肪在激素敏感脂肪酶的催化下水解并釋放出脂肪酸,供給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過程。激素敏感脂肪酶(HSI。)是脂肪動(dòng)員的關(guān)鍵酶,其活性受激素的調(diào)節(jié)。HSI的激活劑是胰高血糖素等,抑制劑是胰島素等。正常情況,機(jī)體在胰島素和胰高血糖素等的作用下,脂肪動(dòng)員的速度由脂解和酯化兩個(gè)相反的過程調(diào)節(jié),所以脂肪的貯存與動(dòng)員是動(dòng)態(tài)平衡的,并且貯存和動(dòng)員是處于不斷的更新狀態(tài)中。
第二節(jié)脂肪的分解代謝
脂肪是生物體中重要的貯藏物質(zhì),它將能量和各種代謝中間物提供給各種生命活動(dòng),這是通過脂肪的分解代謝來實(shí)現(xiàn)。脂肪的分解必須有充分的氧供應(yīng)才能進(jìn)行,這和糖可以在無氧下進(jìn)行分解是不同的。一、脂肪的降解
儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用,該過程稱為脂肪的動(dòng)員。脂肪經(jīng)脂肪酶催化水解,水解產(chǎn)物然后按各自不同的途徑進(jìn)一步分解或轉(zhuǎn)化。動(dòng)植物組織中一般有三種脂肪酶,脂肪酶、二脂酰甘油脂肪酶、單脂酰甘油脂肪酶,它們將脂肪逐步水解成脂肪酸和甘油。水解過程見圖。在脂肪動(dòng)員中,脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)起決定性作用,它是脂肪分解的限速酶。由于它可受多種激素調(diào)控,故稱為激素敏感性脂肪酶。能促進(jìn)脂肪分解的激素稱為脂解激素,如腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)及促甲狀腺素(TSH)等。胰島素、前列腺素E2(PGE2)及煙酸等抑制脂肪的分解,對(duì)抗脂解激素的作用?;罨闹久甘怪舅獬芍舅岷透视?,這兩種水解產(chǎn)物再分別進(jìn)行氧化分解。(二)脂肪酸的β-氧化作用
在氧供給充足的條件下,脂肪酸在體內(nèi)可被徹底氧化為CO2和H2O并釋放大量能量供機(jī)體利用。除成熟紅細(xì)胞和腦組織外,幾乎所有組織都能氧化利用脂肪酸,但以肝和肌肉組織最為活躍。已經(jīng)知道,脂肪酸是通過β-氧化作用被降解的,輔酶A在脂肪酸的β-氧化起始過程即脂肪酸的活化反應(yīng)中具有重要作用。(1)β-氧化的反應(yīng)過程(飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸的氧化分解)a脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成:在體內(nèi)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其氧化分解是在細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行,線粒體含有脂肪酸氧化的全部酶系。脂肪酸進(jìn)行β-氧化前必須活化,活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上的脂酰輔酶A合成酶在ATP、CoASH、Mg2+的存在下,催化脂肪酸活化,生成脂酰CoA。脂肪酸活化后不僅含有高能硫酯鍵,而且增加了水溶性,可提高脂肪酸的代謝活性。反應(yīng)生成的焦磷酸(PPi)立即被細(xì)胞內(nèi)的焦磷酸酶水解,阻止逆向反應(yīng)的進(jìn)行。故一分子脂肪酸活化,實(shí)際上消耗了兩個(gè)高能磷酸鍵。在脂肪組織中有三種脂酰CoA合成酶:⑴乙酰CoA合成酶:以乙酸為主要底物;⑵辛酰CoA合成酶:以辛酸為主要底物,作用范圍可自4C~12C羧酸;⑶十二碳酰CoA合成酶,對(duì)12C羧酸的活力最強(qiáng),作用范圍自12C~20C羧酸。b脫氫反應(yīng):脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶的催化,脫去兩個(gè)氫,在其α,β碳之間形成一個(gè)帶有反式雙鍵的△2-反烯酯酰CoA,此脫氫酶的輔基為FAD:
c水合反應(yīng):△2-反烯酯酰CoA在△2-反烯酯酰CoA水合酶的催化下,雙鍵水解生成L―β―羥脂酰CoA:反烯脂酰CoA水合酶具有立體專一性,專一催化△2-反式烯脂酰CoA。圖9-1脂肪酸的β-氧化過程(2)肉毒堿的作用脂肪酸的β-氧化在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行,而脂肪酸的活化在細(xì)胞液中進(jìn)行。長(zhǎng)鏈脂酰CoA是不能直接透過線粒體內(nèi)膜的,我們現(xiàn)在知道長(zhǎng)鏈脂酰CoA是通過一種特異的轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)入線粒體內(nèi)膜的,這個(gè)載體就是肉毒堿:圖9-2.長(zhǎng)鏈脂酰CoA進(jìn)入線粒體的機(jī)制(3)不飽和脂肪酸的氧化機(jī)體中不飽和脂肪酸也在線粒體中進(jìn)行β-氧化,所不同的是飽和脂肪酸β-氧化過程中產(chǎn)生的烯脂酰CoA是反式△2烯脂酰CoA,而天然不飽和脂肪酸中的雙鍵均為順式。因此當(dāng)不飽和脂肪酸在氧化過程中產(chǎn)生順式△3中間產(chǎn)物時(shí),需經(jīng)線粒體內(nèi)特異的△3順-△2反烯脂酰CoA異構(gòu)酶的催化,將△3順式轉(zhuǎn)為β-氧化酶系所需的正常的△2反式構(gòu)型,β-氧化才能進(jìn)行。反應(yīng)過程如下:對(duì)于多不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸等,在β-氧化過程中生成△2順烯脂酰CoA,再水解生成D-β-羥脂酰CoA,此時(shí)須經(jīng)線粒體的β-羥脂酰CoA表異構(gòu)酶的催化,將D構(gòu)型的右旋體轉(zhuǎn)變?yōu)棣?氧化酶系所催化的L構(gòu)型左旋體,才能繼續(xù)氧化。如例:(4)β-氧化過程中能量的生成以軟脂酸為例計(jì)算其完全氧化生成的ATP分子數(shù)。軟脂酸為十六碳酸,須經(jīng)7次β-氧化循環(huán),共生成8分子乙酰CoA,一次β-氧化有兩次脫氫反應(yīng),分別生成FADH2和NADH,F(xiàn)ADH2可通過呼吸鏈產(chǎn)生1.5分子ATP,NADH通過呼吸鏈產(chǎn)生2.5分子ATP,故一次反應(yīng)可生成4分子ATP。每分子乙酰CoA經(jīng)循環(huán)可產(chǎn)生10分子ATP,脂肪酸活化成脂酰CoA時(shí)消耗2分子ATP,故1分子軟脂酸完全氧化成H2O和CO2生成的ATP分子是:7×4+8×10―2=1061mol軟脂酸在體外徹底氧化成CO2和H2O時(shí)的自由能為9791KJ,故其能量利用率為:106×51.6/9791=55.9%即軟脂酸在體內(nèi)氧化生成的能量55.9%儲(chǔ)存在ATP中,其余以熱量喪失。由此可見,脂肪酸和葡萄糖一樣都是機(jī)體的重要能源。(四)酮體的生成和利用乙酰乙酸、β-羥丁酸及丙酮三者統(tǒng)稱酮體。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝物,這是因?yàn)楦尉哂谢钚暂^強(qiáng)的合成酮體的酶系,而又缺乏利用酮體的酶系。(1)酮體的生成脂肪酸在線粒體內(nèi)經(jīng)β-氧化生成的大量乙酰CoA,是合成酮體的原料。合成在線粒體內(nèi)酶的作用下,分三步進(jìn)行:①2分子乙酰CoA在肝線粒體乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下,縮合成乙酰乙酰CoA,并釋出1分子CoASH。②乙酰乙酰CoA在羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)合成酶的催化下,再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA,并釋出1分子CoASH。③羥甲基戊二酸單酰CoA在HMGCoA裂解酶的作用下,生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線粒體內(nèi)膜β-羥基丁酸脫氫酶的催化下,被還原成β-羥基丁酸,所需的氫由NADH提供,反應(yīng)速度由NADH/NAD+的比值決定,部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧生成丙酮。酮體的生成羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|CH3COSCoA酮體的另一化合物丙酮除隨尿排出外,有一部分直接由肺部呼出。丙酮在體內(nèi)也可轉(zhuǎn)變成丙酮酸或甲?;?、乙酰基參與代謝。在脂肪氧化供能的過程中,酮體是聯(lián)系肝與肝外組織之間的一種特殊運(yùn)輸形式。它說明了器官和組織之間的協(xié)調(diào)配合和分工。一方面肝利用其特有的強(qiáng)活性脂肪酸氧化酶系和酮體生成酶系,快速的氧化分解脂肪酸,再轉(zhuǎn)運(yùn)給肝外組織利用;另一方面酮體溶于水,分子小,能透過血腦屏障及肌肉毛細(xì)血管壁,是肌肉、腦等組織的重要能源。長(zhǎng)期饑餓狀態(tài)下,腦組織所需要的能量約75%由酮體提供。
三、多不飽和脂肪酸的衍生物
前列腺素(prostaglandin,PG)、血栓烷(thromboxane,TX)和白三烯(1eukotrienes,LT)是體內(nèi)一類重要的生物活性物質(zhì),它們均由花生四烯酸衍生而來。近年來研究發(fā)現(xiàn),PG、TX及LT均可作為短程信使在幾乎所有細(xì)胞內(nèi)參與代謝活動(dòng),而且與炎癥、免疫、過敏及心血管病等重要病理過程有關(guān)。
(一)前列腺素及血栓烷的合成
除紅細(xì)胞外,全身各組織細(xì)胞都具有合成PG的能力。在某些刺激因素如血管緊張素Ⅱ、緩激肽、腎上腺素、凝血酶及某些抗原抗體復(fù)合物等作用下,磷脂酶A2被激活,水解細(xì)胞膜上的磷脂釋放花生四烯酸?;ㄉ南┧嵩诃h(huán)加氧酶作用下,導(dǎo)入兩分子的氧,生成PGG2,PGG2不穩(wěn)定,很快在過氧化物酶催化下轉(zhuǎn)變?yōu)镻GH2。PGH2是合成各種PG及TX的中間物,在不同酶的作用下可分別生成PGD2、PGE2、PGF2、PGI2及TXA2和TXB2(圖)。(三)PG、Tx和LT的生理功能
PG、TX和LT在體內(nèi)的特點(diǎn)是:①含量低,僅10―11mol/L;②半壽期短,僅1~2min;③具有多方面的重要生理功能。1.PG的生理功能PGE2能促進(jìn)局部血管擴(kuò)張及毛細(xì)血管通透性增加,是誘發(fā)炎癥的主要因素之一。PGE2和PGA2能使動(dòng)脈平滑肌擴(kuò)張,進(jìn)而使血壓下降。PGE2和PGI2具有抑制胃酸分泌、促進(jìn)胃腸平滑肌蠕動(dòng)的作用。此外,PGI2還具有很強(qiáng)的抑制血小板聚集和擴(kuò)張血管平滑肌的作用。PGF2則可促進(jìn)卵巢平滑肌收縮引起排卵,并增強(qiáng)子宮收縮促進(jìn)分娩。2.TX的生理功能TXA2主要由血小板合成,它具有強(qiáng)烈收縮支氣管平滑肌的作用,并能促進(jìn)血小板聚集和血管收縮,從而促進(jìn)凝血和血栓的形成,與PGI2的作用相拮抗。TXA2還可增加中性粒細(xì)胞的化學(xué)趨向性。3.LT的生理功能近年來研究證實(shí)LT是一類引起過敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì)(slowreactingsubstanceofanaphylaxis,SRS-A),可使支氣管平滑肌收縮,且作用緩慢而持久。白細(xì)胞、血小板、肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等都能合成LT,并主要在白細(xì)胞合成。另外,LT還具有調(diào)節(jié)白細(xì)胞趨化性、激活腺苷酸環(huán)化酶、誘發(fā)多核白細(xì)胞脫顆粒、促進(jìn)溶酶體釋放蛋白水解酶類等多種功能,因而可使炎癥及過敏反應(yīng)加重。
第三節(jié)脂肪的合成代謝
脂肪主要儲(chǔ)存于脂肪組織中。如果在一段時(shí)間內(nèi)攝入的供能物質(zhì)超過體內(nèi)消耗所需時(shí),體重就會(huì)增加,主要是由于體內(nèi)脂肪的合成增加所致。脂肪的合成有兩個(gè)途徑:一種是利用食物中的脂肪轉(zhuǎn)化為人體的脂肪,因?yàn)橐话闶澄镏袛z入的脂肪量不多,故這種來源的脂肪亦較少;另一種是將糖類等轉(zhuǎn)化為脂肪,這是體內(nèi)脂肪的主要來源。脂肪組織和肝臟是體內(nèi)合成脂肪的主要部位。其他許多組織如腎、腦、肺、乳腺等組織也都能合成脂肪。合成脂肪的原料是磷酸甘油和脂肪酸。一、α-磷酸甘油的合成合成脂肪所需的α-磷酸甘油可由糖酵解產(chǎn)生的磷酸二羥丙酮還原而得,亦可由脂肪動(dòng)員產(chǎn)生的甘油經(jīng)脂肪組織外的甘油激酶催化與ATP作用而成。
因磷酸甘油的生成是以糖代謝的中間產(chǎn)物為原料,故糖的分解有利于磷酸甘油的生成,從而促進(jìn)脂肪的合成。二、脂肪酸的生物合成(一)脂肪酸的從頭合成a脂肪酸生物合成的原料和部位現(xiàn)已知飽和脂肪酸的生物合成是在細(xì)胞內(nèi)非顆粒的胞漿中進(jìn)行的,而飽和脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)(十六碳鏈以上)則在線粒體和微粒體中進(jìn)行。合成脂肪酸的直接原料是乙酰CoA,凡是在體內(nèi)分解生成乙酰CoA的物質(zhì)都能用于合成脂肪酸,糖的分解物中有大量乙酰CoA,故糖是脂肪酸合成的最主要來源。乙酰CoA在胞漿中脂肪酸合成酶系的催化下,合成十六碳酸。乙酰CoA在線粒體內(nèi)生成,不能自由進(jìn)出線粒體膜,必須有其他物質(zhì)攜帶才能透過線粒體膜轉(zhuǎn)入細(xì)胞漿,再釋放出來作為合成脂肪酸的原料。乙酰CoA由線粒體轉(zhuǎn)入到細(xì)胞漿主要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)完成。在此循環(huán)中,乙酰CoA首先在線粒體內(nèi)與草酰乙酸縮合生成檸檬酸,通過線粒體內(nèi)膜上的載體轉(zhuǎn)運(yùn)即可進(jìn)入胞液,在胞液中ATP-檸檬酸裂解酶的催化下,檸檬酸裂解釋放出乙酰CoA及草酰乙酸,前者即可用于脂肪酸的合成,后者則在蘋果酸脫氫酶的催化下還原成蘋果酸,再經(jīng)線粒體內(nèi)膜載體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體內(nèi)。蘋果酸也可以在蘋果酸酶的作用下分解為丙酮酸,再運(yùn)入線粒體內(nèi),并最終形成草酰乙酸,再參與轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA。圖9-3檸檬酸-丙酮酸循環(huán)b脂肪酸生物合成的過程①
丙二酸單酰CoA的合成乙酰CoA由乙酰CoA羧化酶催化生成丙二酸單酰CoA,該步反應(yīng)不可逆,是脂肪酸合成的關(guān)鍵步驟,乙酰CoA羧化酶也就成為脂肪酸合成酶系中的限速酶。檸檬酸、異檸酸等均能激活乙酰CoA羧化酶,高糖飲食亦能使酶活性增強(qiáng),促使糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅?,但長(zhǎng)鏈脂酰CoA及高脂肪膳食則能抑制酶活性。最近證明乙酰CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的調(diào)節(jié)。此酶可被一種依賴于AMP的蛋白激酶磷酸化而失活,胰高血糖素可激活此酶而抑制乙酰CoA羧化酶的活性,而胰島素則能通過蛋白磷酸酶的作用使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脫去磷酸基團(tuán)而恢復(fù)活性。②脂肪酸的合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長(zhǎng)鏈脂肪酸是一個(gè)重復(fù)加成的過程,每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子。催化脂肪酸合成的酶是多酶聚合體,這一包括七個(gè)酶的多酶聚合體總分子量約為27萬,聚合體的成分不能分開,否則失去活性?,F(xiàn)已查明這一復(fù)合酶系為二聚體,兩個(gè)亞基相同,它包括脂肪酸合成酶系的全部7個(gè)酶和脂酰載體蛋白(acylcarrierprotein,ACP)。多酶體系的一個(gè)亞基ACP的巰基(-SH)與另一個(gè)亞基的β-酮脂酰合成酶分子內(nèi)半胱氨酸殘基的-SH緊密相鄰,因?yàn)檫@兩個(gè)-SH均參與脂肪酸合成酶系的作用,所以只有二聚體才有活性。ACP是一種對(duì)熱穩(wěn)定的蛋白質(zhì),分子量約9000,由77個(gè)氨基酸殘基組成,在其36位絲氨酸殘基連有4’-磷酸泛酰巰基乙胺,ACP輔基的-SH和CoA一樣在反應(yīng)中作為脂?;妮d體,牢固地結(jié)合于脂肪酸合成酶系中,成為合成脂肪酸過程中不可缺少的組分。圖9-4脂肪酸合成酶多酶復(fù)合體示意圖軟脂酸的合成過程可概括如下:(a)乙酰-ACP和丙二酸單酰-ACP的生成:在脂肪酸合成酶系的乙酰CoA-ACP轉(zhuǎn)?;傅拇呋?,乙?;蒀oA的-SH轉(zhuǎn)移到ACP的-SH上,反應(yīng)如下:
生成的乙酰ACP的?;俎D(zhuǎn)移到緊鄰的另一亞基的β-酮脂酰合成酶的半胱氨酸殘基的-SH上:這樣ACP的-SH重新游離出來后,與丙二酸單酰CoA作用生成丙二酸單酰ACP:(b)縮合反應(yīng):
β-酮脂酰合成酶上所結(jié)合的乙?;D(zhuǎn)移到丙二酸單酰ACP上的第二個(gè)碳原子上,由β-酮脂酰合成酶催化縮合,裂解出CO2
,生成乙酰乙酰ACP:乙酰CoA羧化時(shí)進(jìn)入的CO2實(shí)際上起催化作用,2分子的CH3CO.CoA此時(shí)縮合形成了一個(gè)C4片斷:(c)第一次還原反應(yīng):乙酰乙酰ACP(β-酮脂酰ACP)由β-酮脂酰ACP還原酶催化,由NADPH提供氫還原成β-羥脂酰ACP:(d)脫水反應(yīng):生成的β-羥脂酰ACP再由β-羥脂酰ACP脫水酶催化脫水,生成α,β-不飽和烯脂酰ACP:(e)第二次還原反應(yīng):
由NADPH供氫,α,β-不飽和烯脂酰ACP由烯脂酰還原酶催化,生成飽和的脂酰ACP:生成的丁酰ACP比開始的乙酰ACP增加了兩個(gè)碳原子,然后丁?;購腁CP轉(zhuǎn)移到β-酮脂酰合成酶的-SH上,再重復(fù)縮合、還原、脫水、還原4步反應(yīng),丁?;D(zhuǎn)移到丙二酸單酰ACP上的第二個(gè)碳起縮合反應(yīng),同時(shí)放出CO2,這樣重復(fù)一次加上一個(gè)C2片斷,經(jīng)過7次重復(fù),合成軟脂酰ACP,再經(jīng)硫激酶作用脫去ACP生成軟脂酸。總反應(yīng)可表示如下:(二)線粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系脂肪酸合成酶系只能合成到16碳的軟脂酸,進(jìn)一步延長(zhǎng)碳鏈成更高級(jí)脂肪酸的作用,可由兩個(gè)酶系統(tǒng)經(jīng)兩條途徑完成:一條由線粒體中的酶系統(tǒng)將脂肪酸延長(zhǎng),另一條由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酶系統(tǒng)將碳鏈延長(zhǎng)。a線粒體脂肪酸延長(zhǎng)酶系:在此酶系催化下,軟脂酰CoA與乙酰CoA縮合生成β-酮硬脂酰CoA,然后由NADPH+H+供氫,還原為β-羥硬脂酰CoA,又脫水生成α,β-硬脂烯酰CoA,再由NADPH+H+供氫,還原為硬脂酰CoA。過程與β-氧化的逆反應(yīng)基本相似,但需α,β-烯脂酰還原酶及NADPH+H+。通過此種方式,每一輪反應(yīng)可加上2個(gè)碳原子,一般可延長(zhǎng)碳鏈至24或26個(gè)碳原子。b內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系:以丙二酸單酰CoA為二碳單位的供給體,由NADPH+H+供氫,通過縮合、加氫、脫水及再加氫反應(yīng),每一輪可增加2個(gè)碳原子,反復(fù)進(jìn)行可使碳鏈逐步延長(zhǎng)。其合成過程與軟脂酸的合成相似,但脂酰基是連在CoASH上進(jìn)行反應(yīng),而不是以ACP為載體,一般可將脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)至24碳。(三)不飽和脂肪酸的合成人體內(nèi)含有的不飽和脂肪酸主要有棕櫚油酸(16:1,△9)、油酸(18:1,△9)、亞油酸(18:2,△9,12)、亞麻酸(18:3,△9,12,15)及花生四烯酸(20:4,△5,8,11,14)等。前兩種單不飽和脂肪酸可由人體自身合成,而后三者多不飽和脂肪酸必須從食物攝取,哺乳動(dòng)物自身不能合成。這是因?yàn)閯?dòng)物只有△4、△5、△8、△9去飽和酶,缺乏△9以上的去飽和酶。而植物則含有△9、△12、△15去飽和酶,故亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸稱必須脂肪酸,必須由植物獲得,引入體內(nèi)的亞油酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗖伙柡椭舅?。?dòng)物體內(nèi)的去飽和酶是鑲嵌在肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其催化脫氫過程已基本明了,此氧化脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。圖9-5顯示:由NADH提供電子,經(jīng)細(xì)胞色素b5傳遞至△9去飽和酶中的Fe3+,再激活O2使硬脂酸脫去2H成油酸。圖9-5內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去飽和酶及電子傳遞系統(tǒng)示意圖三、脂肪的生物合成
脂肪的生物合成主要在肝臟、脂肪組織和小腸中進(jìn)行。2分子脂酰CoA經(jīng)過轉(zhuǎn)?;傅拇呋?,將脂?;D(zhuǎn)移到α-磷酸甘油分子上,生成磷酸甘油二脂,又稱磷脂酸,然后水解掉磷酸基團(tuán),生成甘油二酯,再與1分子脂酰CoA作用,生成脂肪。磷酸甘油轉(zhuǎn)?;噶姿岣视腿苎字徂D(zhuǎn)?;噶姿岣视投チ字崃姿崦父视投ジ视投マD(zhuǎn)?;钢?/p>
四、脂肪代謝的調(diào)節(jié)
脂肪代謝調(diào)節(jié)的研究十分受人關(guān)注,因?yàn)橛绊懭祟惤】档闹饕膊⌒难懿?、高血脂、肥胖等都與脂肪代謝失調(diào)有關(guān)。同時(shí)油料作物的出油率也與脂肪代謝調(diào)節(jié)有關(guān)。脂肪代謝的調(diào)節(jié)可從以下三方面進(jìn)行分析。(一)不同組織器官中的脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝調(diào)節(jié)脂肪及其代謝產(chǎn)物通過血液循環(huán)可以在不同器官間轉(zhuǎn)運(yùn),且受多種因素的調(diào)控。當(dāng)機(jī)體攝取的能量不足時(shí),儲(chǔ)存在脂肪組織中的脂肪將被動(dòng)員起來,水解成游離脂肪酸和甘油,從脂肪組織擴(kuò)散進(jìn)入血液,同時(shí)血液中的游離脂肪酸也可進(jìn)入脂肪組織,與磷酸甘油合成脂肪,由于脂肪組織中甘油激酶活性很低,所以形成脂肪的磷酸甘油來自糖代謝。脂肪組織所釋放的游離脂肪酸與血清蛋白形成復(fù)合物,可將脂肪酸運(yùn)送到肌肉和肝臟等器官中。肝臟也能將游離脂肪酸轉(zhuǎn)化成脂肪,然后以脂蛋白的形式重新回到血漿中。各組織器官脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝的關(guān)系如下圖所示。(二)激素對(duì)脂類代謝的調(diào)節(jié)胰島素、腎上腺素、生長(zhǎng)激素、高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素、前列腺素等對(duì)脂肪代謝影響較大。其中胰島素和前列腺素等能抑制脂肪動(dòng)員和分解,稱它們?yōu)橐种饧に?。腎上腺素、生長(zhǎng)激素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素都能促使脂肪分解,被稱為脂解激素。動(dòng)員激素作用機(jī)制是:通過激活腺苷環(huán)化酶,促使環(huán)腺苷酸的生成,環(huán)腺苷酸作為第二信使激活蛋白激酶,使脂肪酶活化,促進(jìn)脂肪分解。抑脂解激素則與動(dòng)員激素作用相反。激素對(duì)脂肪代謝的調(diào)節(jié)是動(dòng)態(tài)平衡過程,一旦失衡機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)病癥。三、脂肪酸的代謝調(diào)節(jié)1.脂肪酸分解調(diào)節(jié)在脂肪酸-氧化中,限速步驟是活化的脂酰CoA從線粒體外轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi),其關(guān)鍵酶是肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I,脂肪酸合成途徑中的第一個(gè)中間產(chǎn)物丙二酸單酰CoA是該酶的抑制劑,當(dāng)細(xì)胞能量較高時(shí),它使肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I的活性降低,脂酰CoA不能穿過,因而無法氧化。同時(shí),NADH可抑制3-羥脂酰脫氫酶,乙酰CoA可抑制硫解酶。2.脂肪酸合成調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶,該酶是變構(gòu)酶。檸檬酸能促進(jìn)無活性的單體聚集成有活性的全酶,利于脂肪酸的合成;而軟脂酰CoA則抑制脂肪酸等的合成。當(dāng)細(xì)胞處于高能量狀態(tài)時(shí),線粒體中乙酰CoA和ATP含量較多,可抑制三羧酸循環(huán)中異檸檬酸脫氫酶的活性,使檸檬酸含量增加,加速脂肪酸的合成。脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶是脂酸生物合成的限速酶,各種因素對(duì)脂肪酸生物合成的調(diào)節(jié)主要通過影響該酶的活性實(shí)現(xiàn)。(1)激素的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)脂肪酸生物合成的激素主要包括胰高血糖素、腎上腺素及胰島素等。胰高血糖素和腎上腺素能抑制乙酰CoA羧化酶的活性,使脂肪酸的合成減少,而胰島素可通過誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶的合成,促進(jìn)脂酸的合成。(2)代謝物的調(diào)節(jié)乙酰CoA和NADPH的增多,有利于脂肪酸的合成,因此,進(jìn)食糖類使糖代謝增強(qiáng)時(shí),可促進(jìn)脂肪酸的生物合成。體內(nèi)檸檬酸及異檸檬酸增多時(shí),可激活乙酰CoA竣化酶,使脂酸的合成增加。進(jìn)食高脂肪膳食或饑餓脂肪動(dòng)員增強(qiáng)時(shí),脂酰CoA增多,可反饋抑制乙酰CoA羧化酶的活性,使脂酸的合成減少。第四節(jié)磷脂的代謝
磷脂是一類含磷酸的類脂,按其化學(xué)組成不同可分為甘油磷脂(phosphoglyceride)與鞘磷脂(sphingomyelin),前者以甘油為基本骨架,后者則以鞘氨醇為基本骨架。體內(nèi)含量最多的磷脂是甘油磷脂,而且分布廣。鞘磷脂主要分布于大腦和神經(jīng)髓鞘中。
一、甘油磷脂的代謝甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成,其基本結(jié)構(gòu)為:
在甘油的1位和2位羥基上各結(jié)合1分子脂酸,通常2位脂酸為花生四烯酸。3位羥基上結(jié)合1分子磷酸。根據(jù)與磷酸羥基相連的取代基團(tuán)不同,可將甘油磷脂分為磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等(表5)。體內(nèi)以卵磷脂和腦磷脂的含量最多,占組織及血液中磷脂的75%以上。(一)甘油磷脂的分解代謝
生物體內(nèi)存在著能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類,它們作用的部位及生成的產(chǎn)物見圖。磷脂酶A1和磷脂酶A2分別作用于甘油磷脂的1位和2位酯鍵,磷脂酶B1和磷脂酶B2分別作用于溶血磷脂的l位和2位酯鍵,磷脂酶C作用于3位的磷酸酯鍵,而磷脂酶D則作用于磷酸取代基間的酯鍵。磷脂酶A2存在于各組織細(xì)胞膜和線粒體膜,以酶原形式存在于胰腺中,其作用是催化甘油磷脂中2位酯鍵水解生成溶血磷脂和多不飽和脂肪酸。溶血磷脂是一種較強(qiáng)的表面活性物質(zhì),能使紅細(xì)胞膜或其他細(xì)胞膜破壞引起溶血或細(xì)胞壞死。臨床上急性胰腺炎的發(fā)病,就是由于某種原因使磷脂酶A2激活,導(dǎo)致胰腺細(xì)胞膜受損,胰腺組織壞死。毒蛇唾液中含有磷脂酶A2,因此被毒蛇咬傷后可引起溶血。
甘油磷脂最終被完全水解為脂肪酸、甘油、磷酸、膽堿、膽胺等,它們分別參與代謝。脂肪酸經(jīng)β-氧化作用而分解,甘油可納入糖代謝中,膽堿經(jīng)氧化和脫甲基作用生成甘氨酸。(二)甘油磷脂的生物合成
體內(nèi)甘油磷脂一部分由食物中來,一部分在各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上經(jīng)過一系列的酶催化而成。全身各組織細(xì)胞均可合成甘油磷脂,肝、腎及小腸等組織是合成甘油磷脂最活躍的場(chǎng)所。合成的原料為磷酸、甘油、脂肪酸、膽堿或乙醇胺等。其中必需脂肪酸只能由食物供應(yīng),其他原料可在體內(nèi)合成:如蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生的甘氨酸、絲氨酸及甲硫氨酸即可作為乙醇胺、膽堿的原料。磷脂酰膽堿(卵磷脂)及磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)合成的基本過程如下:絲氨酸可轉(zhuǎn)變成乙醇胺,再由甲硫氨酸提供甲基合成膽堿。膽堿和乙醇胺在相應(yīng)激酶和相應(yīng)轉(zhuǎn)移酶的催化下,由ATP和CTP激活,生成胞苷二磷酸膽堿(CDP一膽堿)和胞苷二磷酸乙醇胺(CDP一乙醇胺),然后再參與各種合成代謝。
在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有磷酸膽堿脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶和磷酸乙醇胺脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶,前者可催化甘油二酯與CDP一膽堿反應(yīng)生成磷脂酰膽堿,后者可催化甘油二酯和CDP一乙醇胺作用生成磷脂酰乙醇胺。另外,磷脂酰乙醇胺也可通過甲基化而生成磷脂酰膽堿(圖)。
此外磷脂也可以從另一條途徑合成:即磷酸甘油二酯先與CTP作用生成胞苷二磷酸甘油二酯,再與絲氨酸作用生成絲氨酸磷脂,后者再直接脫羧成腦磷脂,反應(yīng)過程如下:二、鞘磷脂的代謝
鞘磷脂是含鞘氨醇的磷脂,由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成,其基本結(jié)構(gòu)為:鞘氨醇是一類含16~20個(gè)碳原子(以18個(gè)碳原子為主)的長(zhǎng)鏈不飽和氨基二元醇,其氨基與脂肪酸通過酰胺鍵相連,其碳鏈末端的羥基與含磷酸的基團(tuán)通過磷酸酯鍵相連,若此基團(tuán)為磷酸膽堿即為神經(jīng)鞘磷脂。神經(jīng)鞘磷脂是體內(nèi)含量最多的鞘磷脂,它是神經(jīng)髓鞘的主要成分,也是構(gòu)成生物膜的重要磷脂。神經(jīng)髓鞘脂類含量很高,約占干重的97%,其中5%為神經(jīng)鞘磷脂,人紅細(xì)胞膜所含的神經(jīng)鞘磷脂可達(dá)20%~30%。
腦苷脂是腦細(xì)胞膜的重要組分,由-己糖(葡萄糖或半乳糖)、脂肪酸(22~26個(gè)碳原子,其中最普遍的是-羥基二十四碳羧酸)和鞘氨醇各1分子組成,因?yàn)槭且灾行蕴亲鳛闃O性頭部,故屬于中性糖鞘脂類。重要的代表是葡萄糖腦苷脂、半乳糖腦苷脂和硫酸腦苷脂(腦硫脂)。神經(jīng)節(jié)苷脂類是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的酸性糖鞘脂類。大腦灰質(zhì)中含有豐富的神經(jīng)節(jié)苷脂類,約占全部脂類的6%,非神經(jīng)組織中也含有少量的神經(jīng)節(jié)苷脂。神經(jīng)節(jié)苷脂類的組成如下:
(一)神經(jīng)鞘磷脂的合成代謝1.合成部位全身各組織細(xì)胞都能合成神經(jīng)鞘磷脂,且以腦組織中最為活躍。鞘氨醇的合成酶系在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。2.合成原料軟脂酰CoA、絲氨酸、脂酰CoA、磷酸和膽堿是合成神經(jīng)鞘磷脂的基本原料。3.合成過程神經(jīng)鞘磷脂的合成可分為三個(gè)階段:(1)鞘氨醇的合成首先在3-酮二氫鞘氨醇合成酶作用下,以磷酸吡哆醛為輔酶,催化軟脂酰CoA和絲氨酸生成3-酮二氫鞘氨醇,后者再以NADPH+H+為供氫體,以FAD為受氫體經(jīng)過連續(xù)的還原、脫氫反應(yīng)合成鞘氨醇。(2)N-脂酰鞘氨醇的合成在脂酰轉(zhuǎn)移酶的催化下,鞘氨醇上的氨基與脂酰CoA進(jìn)行酰胺縮合反應(yīng),生成N-脂酰鞘氨醇(又稱神經(jīng)酰胺)。(3)神經(jīng)鞘磷脂的合成N-脂酰鞘氨醇在轉(zhuǎn)移酶的催化下與CDP―膽堿反應(yīng),合成神經(jīng)鞘磷脂。神經(jīng)鞘磷脂的合成過程見圖5—14。
(二)神經(jīng)鞘磷脂的分解代謝
在腦、肝、脾、腎等組織細(xì)胞的溶酶體中有分解神經(jīng)鞘磷脂的酶:神經(jīng)鞘磷脂酶。此酶能夠水解磷酸酯鍵,使神經(jīng)鞘磷脂降解生成N-脂酰鞘氨醇和磷酸膽堿。先天性神經(jīng)鞘磷脂酶缺乏的病人,則由于不能有效降解神經(jīng)鞘磷脂而致鞘磷脂在細(xì)胞內(nèi)堆積,并引起肝、脾腫大及癡呆等病癥,嚴(yán)重時(shí)可危及生命。第五節(jié)膽固醇的代謝
膽固醇是最早由動(dòng)物膽石中分離出具有羥基的固體醇類化合物,故稱為膽固醇(cholesterol)。膽固醇有兩種存在形式:游離膽固醇和酯化膽固醇,后者又稱膽固醇酯。游離膽固醇是膽固醇的代謝形式,而膽固醇酯則是膽固醇的儲(chǔ)存形式。所有固醇(包括膽固醇)均具有環(huán)戊烷多氫菲的基本結(jié)構(gòu),不同固醇的區(qū)別是碳原子數(shù)及取代基不同。膽固醇的結(jié)構(gòu)如下:正常成年人體內(nèi)膽固醇總量約為140g,平均含量約為2g/kg體重。膽固醇廣泛分布于體內(nèi)各組織,但分布極不均一,大約1/4分布于腦及神經(jīng)組織,約占腦組織的2%。肝、腎、腸等內(nèi)臟組織中膽固醇的含量也比較高,每100g組織含200~500mg,而肌肉組織中膽固醇的含量較低,每100g組織含100~200mg。腎上腺皮質(zhì)、卵巢等組織膽固醇含量最高,可達(dá)1%~5%。
膽固醇是生物膜的重要組成成分,在維持膜的流動(dòng)性和正常功能中起重要作用。膜結(jié)構(gòu)中的膽固醇均為游離膽固醇。膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成膽汁酸、維生素D3、腎上腺皮質(zhì)激素及性激素等重要生理活性物質(zhì)。膽固醇代謝發(fā)生障礙可使血漿膽固醇增高,是形成動(dòng)脈粥樣硬化的一種危險(xiǎn)因素。體內(nèi)的膽固醇有兩個(gè)來源即內(nèi)源性膽固醇和外源性膽固醇。外源性膽固醇由膳食攝入,內(nèi)源性膽固醇由機(jī)體自身合成,正常人50%以上的膽固醇來自機(jī)體自身合成。
一、外源性膽固醇的來源在一般人群中,由膳食攝入的膽固醇約占體內(nèi)膽固醇來源的1/3,膳食中的膽固醇全部來自動(dòng)物性食物,植物性食物中不含膽固醇,而且不同動(dòng)物性食物中膽固醇的含量差異很大,高低相差可達(dá)數(shù)干倍。一般而言,動(dòng)物的腦髓和內(nèi)臟、禽卵蛋黃等都含有豐富的膽固醇,其含量可高達(dá)200mg/100g,高膽固醇血癥患者應(yīng)嚴(yán)格限制食用?!澄镏械哪懝檀级嘁杂坞x膽固醇的形式存在,膽固醇酯僅占10%~15%。膽固醇酯經(jīng)膽汁酸鹽乳化后,經(jīng)胰腺分泌的膽固醇酯酶作用水解為游離膽固醇,然后被小腸黏膜細(xì)胞吸收。未被吸收吸收的食物膽固醇在腸腔被細(xì)菌還原為糞固醇排出體外。膽固醇在腸道的吸收率占食物含量的20%~30%二、膽固醇的生物合成
(一)合成部位除腦組織及成熟紅細(xì)胞外,成人幾乎全身各組織均可合成膽固醇,體內(nèi)每天可合成1g。肝臟是體內(nèi)合成膽固醇的主要場(chǎng)所,體內(nèi)膽固醇70%~80%由肝合成。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,因此膽固醇的合成主要在胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。(二)合成原料乙酰CoA是合成膽固醇的原料,它是糖、氨基酸及脂肪酸在線粒體內(nèi)的分解代謝產(chǎn)物。通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(見脂肪酸的生物合成),源源不斷地將乙酰CoA從線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞液中。每轉(zhuǎn)運(yùn)1分子乙酰CoA消耗1分子ATP。除了乙酰CoA外,膽固醇的合成還需要大量的NADPH+H+及ATP供給反應(yīng)所需的氫及能量。每合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA,36分子ATP及10分子NADPH+H+。前二者主要來自線粒體糖的有氧氧化,而NADPH主要來自胞液中糖的磷酸戊糖通路。(三)合成的基本過程
膽固醇合成過程極其復(fù)雜,有將近30步酶促反應(yīng),大致可分為三個(gè)階段:1甲羥戊酸的合成:在胞液中,2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶催化下,縮合成乙酰乙酰CoA,然后在胞液中羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶的催化下,再與1分子乙酰CoA縮合成羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)。HMGCoA是合成膽固醇及酮體的重要中間體。在線粒體中HMGCoA裂解后生成酮體,而在胞液中生成的HMGCoA則在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶的催化下,由NADPH+H+供氫,還原生成甲羥戊酸(MVA)。這步反應(yīng)也就成為膽固醇合成的限速步驟。2鯊烯的合成:MVA(C6)與2分子ATP作用合成5-焦磷酸MVA,再與ATP作用在胞漿中一系列酶的催化下經(jīng)脫羧、脫水及磷酸化生成活潑的異戊烯醇焦磷酸酯(IPP,C5)。然后IPP和3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)合成焦磷酸牻牛兒酯(GPP),GPP和另1分子IPP縮合成焦磷酸法呢酯,2分子FPP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鯊烯合成酶的作用下,縮合、還原生成30C的多烯烴——鯊烯。3膽固醇的合成:鯊烯有與膽固醇母核相似的結(jié)構(gòu),鯊烯結(jié)合在胞液中固醇載體蛋白(SCP)上,經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單加氧酶、環(huán)化酶等作用,環(huán)化生成羊毛固醇,后者再經(jīng)氧化、脫羧、還原等反應(yīng),脫去3分子CO2生成27C的膽固醇。全部合成過程見圖9-6:圖9-6膽固醇的生物合成途徑
(四)膽固醇合成的調(diào)節(jié)
由于膽固醇合成的限速酶是HMGCoA還原酶,所以各種影響HMGCoA還原酶活性的因素都能有效調(diào)節(jié)膽固醇的生物合成。1.膽固醇的調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)膽固醇的增高可反饋抑制膽固醇的生物合成,這種負(fù)反饋調(diào)節(jié)主要存在于肝。小腸則不受這種反饋調(diào)節(jié),所以即使高膽固醇飲食,血漿膽固醇濃度仍可升高。長(zhǎng)期低膽固醇飲食,并不能明顯降低血漿膽固醇濃度。因?yàn)槟懝檀钾?fù)反饋調(diào)節(jié)是通過抑制HMGCoA還原酶的合成而實(shí)現(xiàn)的,因而減少膽固醇的攝入也就解除了這種抑制作用,使體內(nèi)膽固醇的合成增加。2.激素的調(diào)節(jié)胰高血糖素、皮質(zhì)激素、胰島素及甲狀腺素等是調(diào)節(jié)膽固醇合成的主要激素。胰高血糖素和皮質(zhì)激素能抑制HMGCoA還原酶的活性,減少膽固醇的合成。胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)HMGCoA還原酶的合成,使膽固醇的合成增加。此外,甲狀腺素還可促進(jìn)膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化,而且這一轉(zhuǎn)化作用比誘導(dǎo)酶合成的作用更強(qiáng)。因此,甲亢患者常伴有低膽固醇血癥。3.其他調(diào)節(jié)高糖、高脂肪膳食可增加肝細(xì)胞中HMGCoA還原酶的活性,促進(jìn)膽固醇的合成。相反,饑餓與禁食則抑制肝中膽固醇的合成。此外,某些結(jié)構(gòu)與HMGCoA相似的藥物,如洛伐他汀(lovastatin)和辛伐他汀(sirevastatin),能夠競(jìng)爭(zhēng)性地抑制HMGCoA還原酶的活性,使體內(nèi)膽固醇的生物合成減少。另外有些陰離子交換樹脂類藥物,如消膽胺,可干擾腸道膽汁酸鹽的重吸收,使膽固醇更多地轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼猁},從而達(dá)到降低血清中膽固醇濃度的作用。三、膽固醇的轉(zhuǎn)變與排泄
膽固醇的基本結(jié)構(gòu)是環(huán)戊烷多氫菲,在體內(nèi)沒有降解它的酶類。與糖類、脂肪和蛋白質(zhì)不同,膽固醇既不能徹底氧化成CO2和H2O,也不能作為能源物質(zhì)提供能量,若在體內(nèi)堆積則有害,可不斷排出以維持平衡。體內(nèi)膽固醇不僅是構(gòu)成生物膜的重要組分,而且還可以轉(zhuǎn)變成其他許多具有重要生理活性的物質(zhì)。(一)轉(zhuǎn)化為膽汁酸在肝細(xì)胞中,膽固醇由7-羥化酶催化生成7-羥膽固醇,后者經(jīng)還原、羥化等多步反應(yīng)可生成各種膽汁酸,再與甘氨酸、?;撬峤Y(jié)合,生成甘氨膽酸或?;悄懰岬饶懼?,這是膽固醇在體內(nèi)代謝的主要去路。膽汁酸屬兩性分子,其結(jié)構(gòu)中既含有親水基團(tuán),又含疏水基團(tuán),能夠降低油水兩相間的表面張力。因此,膽汁酸在腸道可促進(jìn)脂類及脂溶性維生素的消化和吸收,在膽汁中能溶解膽固醇,起抑制膽石形成的作用。正常人每天合成的膽固醇約有40%在肝中轉(zhuǎn)化為膽汁酸。因此,膽汁酸在腸道可促進(jìn)脂質(zhì)乳化,并與脂質(zhì)的消化產(chǎn)物形成膽汁酸混合微團(tuán),在脂質(zhì)的消化、吸收過程中起重要作用。
(二)轉(zhuǎn)化為類固醇激素
膽固醇是許多組織合成類固醇激素的原料。如在腎上腺皮質(zhì)中,膽固醇在一系列酶的催化下可合成醛固酮、皮質(zhì)醇等腎上腺皮質(zhì)激素及少量性激素。腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞中儲(chǔ)存大量的膽固醇酯,含量可達(dá)2%~5%,其中90%來自血液,10%由自身合成。此外,睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成睪酮;卵巢的卵泡內(nèi)膜細(xì)胞及黃體可合成雌二醇及孕酮;妊娠期胎盤合成的雌三醇等,其原料均為膽固醇。
(三)轉(zhuǎn)化為維生素D3膽固醇經(jīng)脫氫氧化生成7-脫氫膽固醇,人體皮膚細(xì)胞內(nèi)的7-脫氫膽固醇在紫外線照射后能轉(zhuǎn)變成膽鈣化醇,又稱維生素D3。維生素D3經(jīng)肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的25-羥化酶催化生成25-羥維生素D3,后者再經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞線粒體內(nèi)的1-羥化酶催化形成的1,25-二羥維生素D3,即活性維生素D3。它在鈣磷代謝中起重要的調(diào)節(jié)作用。
(四)膽固醇的排泄膽固醇排泄的主要途徑是在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼犭S膽汁排出。一部分膽固醇也可以直接隨膽汁和通過腸黏膜排入腸道。進(jìn)入腸道的膽固醇,一部分被重新吸收,另一部分則被腸道細(xì)菌還原,變成糞固醇隨糞便排出體外。第六節(jié)血脂與血漿脂蛋白
一、血脂的種類與含量血漿所含脂類統(tǒng)稱血脂,主要包括甘油三酯、磷脂、、膽固醇及其酯和游離脂肪酸等。血脂有兩個(gè)來源:一是外源性,從食物攝取的脂類經(jīng)消化吸收進(jìn)入血液;二是內(nèi)源性,由肝、脂肪組織等合成后釋放入血。上述兩種來源的脂質(zhì)物質(zhì)經(jīng)過血液循環(huán),分別運(yùn)往不同的組織細(xì)胞利用或儲(chǔ)存。血脂含量不如血糖恒定,受膳食、性別、年齡、職業(yè)、運(yùn)動(dòng)及機(jī)體代謝狀況等多種因素的影響,波動(dòng)范圍比較大。例如,進(jìn)食高脂肪膳食后,可使血脂含量大幅度上升,但這種變化只是暫時(shí)的,通常在12h之內(nèi)逐漸趨于正常。正是由于這種原因,臨床上作血脂測(cè)定時(shí)要在空腹12~14h后采血。正常人空腹血脂含量見表。血漿中脂質(zhì)的含量與全身脂質(zhì)總量相比,雖然只占極少的一部分,但無論是外源性脂質(zhì)物質(zhì)還是內(nèi)源性脂質(zhì)物質(zhì)都需經(jīng)過血液在各組織之間轉(zhuǎn)運(yùn),因此血脂含量在一定程度上可反映體內(nèi)脂質(zhì)的代謝情況。臨床上常通過測(cè)定血脂的含量來輔助診斷冠心病、動(dòng)脈硬化及高脂血癥等疾病。游離脂酸不溶于水,在血液中與清蛋白組成復(fù)合體運(yùn)轉(zhuǎn),而且1分子清蛋白可與10分子游離脂酸結(jié)合。游離脂酸雖然在血液中濃度較低,但其代謝極為活躍,是體內(nèi)重要的能源物質(zhì)之一,可提供機(jī)體所需能量的20%~25%。其他脂質(zhì)在血液中的運(yùn)轉(zhuǎn)也是通過與各類蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)的。
二、血漿脂蛋白的分類與組成
脂質(zhì)是難溶于水的物質(zhì),在血漿中不能游離存在,各種脂質(zhì)在血液中均與蛋白質(zhì)相結(jié)合而運(yùn)轉(zhuǎn)。脂質(zhì)在血漿中能與一類特殊蛋白質(zhì)(載脂蛋白)結(jié)合形成可溶性的生物大分子復(fù)合物,即脂蛋白(1ipoprotein,LP)在血液中運(yùn)輸,并在組織間轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì),參與脂質(zhì)代謝。游離脂酸在血液中與清蛋白組成的復(fù)合物不屬于傳統(tǒng)的脂蛋白類。血漿中脂蛋白的種類不一,功能各異,且物理性質(zhì)和化學(xué)組成也各不相同,因此血液中各類脂蛋白的相關(guān)含量發(fā)生變化通常預(yù)示著某種疾病。
(一)血漿脂蛋白的分類血漿脂蛋白由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩部分組成,但不同的脂蛋白所含的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在質(zhì)和量方面都有很大的差異。根據(jù)這個(gè)差異可采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑺鼈兎蛛x開,通常分離血漿脂蛋白的方法有兩種,即電泳法和超速離心法。
1.電泳法根據(jù)各種血漿脂蛋白的顆粒大小及表面電荷量的不同可用電泳法將血漿脂蛋白分離開,這是最常用的一種方法。由于不同的脂蛋白中所含的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的比例不同,造成其各自的顆粒大小及表面所帶的電荷量各不相同,因此它們?cè)陔妶?chǎng)中的電泳遷移率也不相同。分離血漿脂蛋白常用的電泳方法有醋酸纖維素薄膜電泳和瓊脂糖凝膠電泳,這兩種電泳方法都可將血漿脂蛋白分成四條區(qū)帶,按泳動(dòng)速率的快慢分別稱-脂蛋白(-lipoprotein,-
LP)、前-脂蛋白(pre-lipoprotein,pre-LP)、-脂蛋白(-lipoprotein,-LP)及乳糜微粒(chylomicron,CM)。-脂蛋白泳動(dòng)速率最快,相當(dāng)于血清蛋白電泳時(shí)1-球蛋白的位置;前-脂蛋白位于-脂蛋白之前,相當(dāng)于2-球蛋白的位置;-脂蛋白相當(dāng)于-球蛋白的位置;乳糜微粒則留在原點(diǎn)不動(dòng)(圖)。2.超速離心法(密度分離法)根據(jù)各種血漿脂蛋白的密度大小不同可用超速離心法將血漿脂蛋白分離開,這是一種經(jīng)典的方法。在不同的脂蛋白中,其蛋白質(zhì)的相對(duì)含量越高或各種脂質(zhì)的相對(duì)含量越低,則其密度就越高,反之亦然。因此將血漿在一定密度的鹽溶液中進(jìn)行超速離心時(shí),各種脂蛋白可因其密度不同而表現(xiàn)出不同的沉浮情況,通常用此法可將血漿脂蛋白分為四類:乳糜微粒(CM)、極低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)、低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL),分別相當(dāng)于電泳分離的CM,前-脂蛋白,-脂蛋白及-脂蛋白。除上述四類外,還有中間密度脂蛋白(intermediatedensitylipo-protein,IDL),它是VLDL在脂肪組織毛細(xì)血管內(nèi)的代謝物,其組成及密度介于VLDL與LDL之間。(二)血漿脂蛋白的組成血漿脂蛋白是由蛋白質(zhì)和各種脂質(zhì)組成的復(fù)合物,其中蛋白質(zhì)包括各類載脂蛋白,脂質(zhì)主要有甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯。在不同的血漿脂蛋白中,各種脂質(zhì)和蛋白質(zhì)所占的比例和含量大不相同,但每種血漿脂蛋白都含有蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及膽固醇酯這五種成分。乳糜微粒含甘油三酯最多,可高達(dá)80%~95%,含蛋白質(zhì)最少,約為1%,因此顆粒最大,密度最小。極低密度脂蛋白含甘油三酯亦較多,可達(dá)50%~70%,但其蛋白質(zhì)的含量高于乳糜微粒,約占10%,因此顆粒小于乳糜微粒,而密度大于乳糜微粒。低密度脂蛋白含膽固醇最多,占45%~50%。高密度脂蛋白含蛋白質(zhì)最多,高達(dá)50%,因此顆粒最小、密度最大。各種血漿脂蛋白的性質(zhì)、組成和功能見表。三、血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)
各種不同的血漿脂蛋白具有相似的基本結(jié)構(gòu),均為大小不等的球形顆粒。疏水性較強(qiáng)的甘油三酯及膽固醇酯位于脂蛋白顆粒的內(nèi)核,而具有極性及非極性基團(tuán)的磷脂、游離膽固醇及載脂蛋白則覆蓋于脂蛋白顆粒的表面,其非極性的疏水基團(tuán)朝向內(nèi)核,極性的親水基團(tuán)暴露于顆粒表面,使血漿脂蛋白均勻地分散在血液中被運(yùn)轉(zhuǎn)。CM及VLDL的內(nèi)核主要是甘油三酯,而LDL及HDL的內(nèi)核主要是膽固醇酯。四、載脂蛋白
血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白(apolipoprotein,apo),到目前為止已從血漿中分離出至少20種載脂蛋白,主要分為apoA、B、C、D、E等五大類。某些載脂蛋白又分為若干亞類,如apoA可分為apoAI、apoAⅡ、apoAⅣ及apoAV;apoB分為apoB48和apoBl00;apoC分為apoCI、apoCII、apoCⅢ及apoCⅣ。不同的血漿脂蛋白所含的載脂蛋白不同,CM含apoB48而不含apoBl00,主要含apoCⅢ;VLDL主要含apoB100及apoCⅢ而不含apoB48;LDL幾乎只含apoB100;HDL則既不含apoB48又不含apoBl00,主要含apoAI及apoAⅡ載脂蛋白的主要功能是參與脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)及穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu)。此外,還參與脂蛋白受體的識(shí)別及調(diào)節(jié)脂蛋白代謝中關(guān)鍵酶的活性。如apoCⅡ能激活脂蛋白脂肪酶(1ipoproteinlipase,LPL),促進(jìn)CM和VLDL中的甘油三酯降解;apoAI能激活卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(1ecithincholesterolacyltransferase,LCAT),促進(jìn)膽固醇的酯化;apoB100及apoE參與LDL受體的識(shí)別,促進(jìn)LDL的代謝。人體幾種主要載脂蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)、染色體定位都已清楚。如apoE是由299個(gè)氨基酸殘基組成的單鏈蛋白質(zhì),apoB48由2152個(gè)氨基酸殘基組成,apoB100是由4536個(gè)氨基酸殘基組成的,為目前已知一級(jí)結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)、相對(duì)分子質(zhì)量最大的蛋白質(zhì)。五、血漿脂蛋白的代謝
(一)乳糜微粒(CM)小腸黏膜細(xì)胞將消化吸收的甘油三酯、磷脂、膽固醇與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的apoB48及少量的apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ等結(jié)合形成新生CM,經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)。在血液中,新生的CM從HDL獲得apoC及apoE,并將部分apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ轉(zhuǎn)移給HDL,變?yōu)槌墒斓腃M。成熟CM中的apoCⅡ能激活心肌、骨骼肌及脂肪等組織中毛細(xì)血管壁內(nèi)皮細(xì)胞表面的LPL,LPL可水解CM中的甘油三酯生成甘油、脂酸、溶血磷脂等供各組織攝取利用;所以當(dāng)成熟的CM隨血流通過這些組織時(shí),所含甘油三酯在PLP反復(fù)作用下90%以上被水解,同時(shí)其表面apoA、apoE及磷脂、膽固醇離開CM,參與形成新生的HDL;而CM則變?yōu)楦缓懝檀减ァpoB48及apoE的CM殘粒,被肝細(xì)胞膜表面apoE受體別并結(jié)合,最終被肝細(xì)胞攝取利用CM在血漿中的代謝很快,半壽期僅5~15min,空腹12~14h后血漿中不再含有CM,小腸黏膜細(xì)胞合成的CM,是運(yùn)輸外源性甘油三酯的主要形式。(二)極低密度脂蛋白(VLDL)
肝細(xì)胞可利用葡萄糖或內(nèi)、外源性脂肪酸為原料合成甘油三酯,再加上apoB100和apoE(主要是apoB)以及磷脂、膽固醇等形成新生VLDL,后分泌入血。進(jìn)入血液循環(huán)后,新生的VLDL首先接受HDL中的apoC和apoE,特別是apoCⅡ,轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腣LDL,然后在apoCⅡ激活的LPL反復(fù)作用下,所含甘油三酯被逐步降解,其表面的apoC、磷脂及膽固醇脫落參與形成HDL,并從HDL接受膽固醇酯,這樣VLDL密度逐漸增高,apoB100,apoE含量相增加。當(dāng)其中所含甘油三酯與膽固醇的量大致相等,且載脂蛋白主要是apoB100和apoE時(shí)即轉(zhuǎn)變?yōu)镮DL。一部分IDL與肝細(xì)胞膜上的apoE受體結(jié)合后被肝細(xì)胞攝取利用。其余IDL則轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)DL。VLDL主要由肝細(xì)胞合成,小腸黏膜細(xì)胞也有少量合成,它是運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯的主要形式。VLDL在血漿中的半壽期為6~12h。(三)低密度脂蛋白(LDL)血漿中未被肝細(xì)胞攝取的IDL在LPL與肝脂酶的作用下,其甘油三酯進(jìn)一步被水解,同時(shí)其表面的apoE轉(zhuǎn)移至HDL,最后只剩下apoBl00和膽固醇酯,即轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)DL。大約2/3的LDL被LDL受體識(shí)別、結(jié)合并攝入細(xì)胞中降解,其余1/3由清除細(xì)胞即單核吞噬細(xì)胞系的巨噬細(xì)胞清除。由于LDL受體能夠特異地識(shí)別含apoBl00或apoE的脂蛋白,因此LDL受體又稱apoB,E受體,人體內(nèi)除了成纖維母細(xì)胞外,大部分細(xì)胞膜上都存在LDL受體,但以肝、腎上腺皮質(zhì)、性腺等組織細(xì)胞的LDL受體數(shù)目數(shù)多,大約50%的LDL在肝細(xì)胞降解。通常細(xì)胞內(nèi)所需的膽固醇既可自身合成,也可以從血中攝取LDL顆粒內(nèi)的膽固醇加以利用。當(dāng)血漿中的LDL與LDL受體結(jié)合后,受體聚集成簇,將LDL內(nèi)吞入細(xì)胞并與溶酶體融合。在溶酶體中蛋白水解酶可將LDL中的apoB100水解成氨基酸,其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解成游離膽固醇與脂肪酸。該膽固醇既可參與細(xì)胞膜的組成,也可在不同的組織中作為合成膽汁酸、皮質(zhì)激素、性激素及維生素D3的原料,并在調(diào)節(jié)膽固醇代謝上有重要作用。在血漿中由VLDL轉(zhuǎn)變而來的LDL,其主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成的膽固醇到肝外組織被利用,過剩的膽固醇也可沉積于動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞,被認(rèn)為是致動(dòng)脈粥樣硬化的危因子。LDL在血漿中的半壽期為2~4d。正常人空腹血漿脂蛋白主要是LDL,可占到血漿脂蛋白總量的2/3。(四)高密度脂蛋白(HDI.)HDL主要由肝細(xì)胞合成,小腸黏膜細(xì)胞亦有少量合成。此外,血漿中CM及VLDL分解代謝時(shí),脫落的組分也可合成新生的HDL。新生的HDL所含的載脂蛋白主要是apoA和apoC,還有少量的apoD和apoE,其中apoAI是LCAT的激活因子,LCAT由肝細(xì)胞合成,并在血漿中發(fā)揮作用。新生的HDL在血漿中LCAT的催化下,其表面卵磷脂的2位脂?;D(zhuǎn)移至膽固醇的3位羥基上生成溶血卵磷脂和膽固醇酯。溶血卵磷脂與清蛋白結(jié)合,運(yùn)往各組織細(xì)胞,用于膜磷脂的更新,而疏水的膽固醇酯則進(jìn)入HDL的內(nèi)核。隨著內(nèi)核膽固醇酯的不斷增加及apoC和apoE向CM或VLDL的轉(zhuǎn)移,新生的HDL轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腍DL。HDL按密度大小又分為HDL1、HDL2和HDL3。HDL1只有在高膽固醇膳食時(shí)才在血漿中出現(xiàn),故又稱為HDLc,正常人血漿中的HDL主要為HDL2和HDL3。成熟的HDL與肝細(xì)胞膜上的HDL受體結(jié)合,被肝細(xì)胞攝取,其中的膽固醇可用于合成膽汁酸或直接通過膽汁排出體外。成熟HDL中的膽固醇酯還可通過膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(cholesterolestertransferprotein,CETP)的介導(dǎo)轉(zhuǎn)移到CM或VLDL,當(dāng)CM殘粒、IDL或LDL被肝細(xì)胞攝取時(shí),其中約70%的膽固醇酯被運(yùn)往肝。HDL在血漿中半壽期為3~5d,它主要在肝降解,是機(jī)體外周組織膽固醇往肝逆向轉(zhuǎn)運(yùn)的主要形式。流行病學(xué)研究證實(shí),HDL水平高者冠心病發(fā)病率低。由于HDL能有效清除周圍組織中的膽固醇,并保護(hù)血管內(nèi)膜不受LDL的損害,故有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。六、高脂蛋白血癥
高脂蛋白血癥(hyperlipoproteinemia)是由于血中脂蛋白合成與清除紊亂所致,表現(xiàn)為血漿脂蛋白異常、血脂增高等。由于脂質(zhì)在血液循環(huán)中以脂蛋白的形式運(yùn)輸,因此高脂血癥(hyperlipidemia)實(shí)際上就是高脂蛋白血癥。血漿中的脂質(zhì)高于正常人上限即為高脂血癥。臨床上的高脂血癥主要是指血漿膽固醇或甘油三酯的含量單獨(dú)超過正常上限或者兩者同時(shí)超過正常上限的異常狀態(tài)。正常人的上限標(biāo)準(zhǔn)因地區(qū)、種族、膳食、職業(yè)、年齡以及測(cè)定方法等的不同有所差異。一般以成人空腹12~14h血中膽固醇超過6.21mmol/L,甘油三酯超過2.26mmol/L,兒童膽固醇超過4.14mmol/L為高脂血癥標(biāo)準(zhǔn)。1970年世界衛(wèi)生組織(wHO)對(duì)Fredrickson提出的高脂蛋白血癥分型進(jìn)行了補(bǔ)充和修訂,建議將高脂蛋白血癥分為五型六類。WHO的高脂蛋白血癥分型主要是根據(jù)臨床化驗(yàn)結(jié)果。各型高脂蛋白血癥的血脂及脂蛋白的變化見表。
高脂蛋白血癥可分為原發(fā)性與繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性高脂蛋白血癥與脂蛋白的組成和代謝過程中有關(guān)的載脂蛋白、酶和受體等的先天性缺陷有關(guān),而繼發(fā)性高脂蛋白血癥常繼發(fā)于其他疾病如糖尿病、腎病、肝病及甲狀腺機(jī)能減退等。
(一)I型高脂蛋白血癥
血脂測(cè)定的特點(diǎn)是甘油三酯顯著升高,超過11.3mmol/L,總膽固醇升高不明顯。原發(fā)性主要見于LPL或apoCⅡ缺陷。由于LPL或apoCⅡ缺陷,乳糜微粒中的甘油三酯不能被水解而導(dǎo)致乳糜微粒清除障礙,因此空腹血漿脂蛋白電泳圖譜上可見乳糜微粒帶,所以此型又稱高乳糜微粒血癥。繼發(fā)性見于胰島素依賴性糖尿病、胰腺炎等。(二)Ⅱ型高脂蛋白血癥
原發(fā)性主要見于LDL受體或apoB100缺陷,繼發(fā)性可見于多種疾病,如糖尿病、腎病綜合征、甲狀腺功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)及阻塞性肝病等。由于LDL受體或apoB100缺陷,致使由LDL轉(zhuǎn)運(yùn)的膽固醇不能有效地被細(xì)胞攝取利用,患者血漿中LDL明顯增加,血漿總膽固醇含量顯著增高
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