生物化學(xué)第四章脂類代謝

生物化學(xué)第四章脂類代謝第1頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)脂質(zhì)的消化、吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)第二節(jié)甘油脂類的氧化代謝第三節(jié)脂類的合成代謝第2頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)脂質(zhì)的消化、吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)一、脂質(zhì)的消化二、脂質(zhì)的吸收第3頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第4頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第5頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第6頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第7頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一脂類的分類（一）脂類的分類：脂類按其是否能皂化，將其分為兩大類：

皂化反應(yīng)——油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合，得到高級(jí)脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)是制造肥皂流程中的一步，因此而得名。1、可皂化脂類：（1）簡(jiǎn)單脂類：只是由各種脂肪酸與醇所構(gòu)成的酯。包括兩大類：

甘油酯（也叫油脂）：第8頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第9頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一蠟：主要成分是高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一元醇所構(gòu)成的酯，還含有少量游離高級(jí)脂肪酸、高級(jí)醇和烴。存在：存在于植物根、莖、葉、果實(shí)的表面，可防止水分的蒸發(fā)，防止細(xì)菌及某些藥物的侵蝕；在動(dòng)物—家畜家禽：水禽（鴨、鵝）的尾骶腺可分泌鯨蠟，分布在羽毛表面，有防水作用，鯨蠟：由十六醇和軟脂酸所形成的酯。第10頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第11頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第12頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第13頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第14頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第15頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第16頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、脂質(zhì)的消化（一）單胃動(dòng)物的消化與吸收1、口腔消化：幼齡動(dòng)物的唾液脂肪酶，對(duì)乳脂有較好的消化作用，但此酶隨年齡增加分泌減少，成年動(dòng)物沒(méi)有此酶。2、胃中消化：食肉動(dòng)物胃中有脂肪酶，但對(duì)飼料中脂肪消化作用很弱，豬胃中也由此酶，僅對(duì)短、中鏈脂肪酸組成的脂肪有一定的消化作用。3、小腸消化：脂類消化的主要場(chǎng)所是在小腸中：（1）胰液中有多種水解脂類的酶：胰脂肪酶：甘油三酯甘油二酯+甘油一酯+游離脂肪酸+甘油磷脂酶：磷脂甘油磷酸+脂肪酸第17頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一甘油磷酸酶：甘油磷酸甘油+磷酸膽堿磷酸酶、膽胺磷酸酶、絲氨酸磷酶：

膽固醇酯膽固醇+脂肪酸4、大腸消化：與反芻動(dòng)物瘤胃消化相似。5、吸收：部位小腸吸收形式：脂類是非極性的，不能與水混溶，必須先形成一種能溶于水的乳糜微粒，才能通過(guò)小腸微絨毛將其吸收。脂類水解產(chǎn)物通過(guò)異化擴(kuò)散過(guò)程吸收。雞的吸收過(guò)程不需要膽汁參加。甘油和中短鏈脂肪酸可以通過(guò)直接擴(kuò)散進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞內(nèi)。第18頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第19頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）反芻動(dòng)物的消化與吸收1、口腔消化：幼齡反芻動(dòng)物脂類消化同單胃動(dòng)物。2、脂類在瘤胃中消化：瘤胃中脂類消化，實(shí)質(zhì)上是微生物消化，從而導(dǎo)致脂類在量和質(zhì)量發(fā)生明顯變化：（1）使飼料中大量不飽和脂肪酸由于瘤胃微生物作用，變?yōu)轱柡椭舅?，必需脂肪酸減少。瘤胃微生物使飼糧中90%以上的含有多個(gè)不飽和雙鍵的脂肪酸被氫化，使之變?yōu)轱柡椭舅帷浠饔帽仨氃谥愃忉尫懦霾伙柡椭舅岷蟛拍馨l(fā)生。（2）部分氫化的不飽和脂肪酸發(fā)生異構(gòu)變化。（3）脂類中的甘油被大量轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸。（4）支鏈脂肪酸和奇數(shù)碳原子脂肪酸增加。第20頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、脂類在小腸的消化：進(jìn)入十二指腸食糜中的脂類由脂肪酸、微生物脂類和未被瘤胃微生物消化的飼料脂肪。

由于甘油在瘤胃中被大量轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸，因而反芻家畜十二指腸中缺乏甘油一酯，消化過(guò)程形成的混合微粒構(gòu)成與非反芻動(dòng)物不同。成年反芻動(dòng)物小腸中混合微粒由溶血性卵磷脂、脂肪酸和膽酸構(gòu)成。未消化的飼料脂類在小腸中的消化與單胃動(dòng)物相同。已消化的脂類在膽汁和胰液作用下形成乳糜微粒。反芻動(dòng)物消化道對(duì)脂類的消化損失較小，加之微生物脂類的合成，因此進(jìn)入十二直腸的脂肪酸總量可能大于攝入量。用綿羊飼喂高精飼糧，進(jìn)入十二指腸的脂肪酸量是采飼脂肪酸的104%。第21頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、瘤胃壁吸收：瘤胃中產(chǎn)生的短鏈脂肪酸由瘤胃壁吸收5、小腸吸收

呈酸性環(huán)境的空腸前段主要吸收混合乳糜微粒中的長(zhǎng)鏈脂肪酸；中、后段空腸主要吸收混合乳糜微粒中的其他脂肪酸；鏈長(zhǎng)小于或等于14個(gè)碳原子的脂肪酸可不形成混合乳糜微粒而直接被吸收。

溶血磷脂酰膽堿也在中、后段空腸被吸收，胰液分泌不足時(shí)，磷脂酰膽堿可能在回腸吸收積累。第22頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第23頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第24頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、脂質(zhì)的吸收脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸（6～10C）及短鏈脂酸（2～4C）構(gòu)成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(tuán)，被腸粘膜細(xì)胞吸收。第25頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第26頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第27頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)甘油脂類的氧化代謝一、甘油的氧化二、脂肪酸的β-氧化三、酮體代謝第28頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、甘油的氧化

甘油主要由心、肝、骨骼肌等組織攝取利用，在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)甘油激酶的作用，生成α-磷酸甘油（3-磷酸甘油），后者在磷酸甘油脫氫酶的催化下生成磷酸二羥丙酮。磷酸二羥丙酮可循糖代謝途徑氧化分解釋放能量。1分子甘油徹底氧化可凈生成17.5~19.5分子ATP。也可以在肝臟循糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃推咸烟?。?9頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第30頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第31頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、脂肪酸的β-氧化飽和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子發(fā)生氧化，碳鏈在α位C原子與β位C原子間發(fā)生斷裂，每次生成一個(gè)乙酰COA和較原來(lái)少二個(gè)碳單位的脂肪酸，這個(gè)不斷重復(fù)進(jìn)行的脂肪酸氧化過(guò)程稱為β-氧化。組織：除腦組織和成熟紅細(xì)胞外,大多數(shù)組織均可進(jìn)行，其中肝、肌肉最活躍。亞細(xì)胞：胞液、線粒體R1CH2CH2CH2CH2

CH2COOH第32頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）脂肪酸的活化1、生成酯酰-CoA

脂肪酸首先在線粒體外或胞漿中被活化形成脂酰CoA，然后進(jìn)入線粒體或在其它細(xì)胞器中進(jìn)行氧化。在脂酰CoA合成酶(硫激酶)催化下，由ATP提供能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰-CoA.

脂酰CoA合成酶(存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上。第33頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.脂酰-CoA轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體（肉毒堿穿梭）

在線粒體外生成的脂酰CoA需進(jìn)入線粒體基質(zhì)才能被氧化分解，此過(guò)程必須要由肉毒堿來(lái)攜帶脂酰基。行，所以涉及特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制來(lái)幫助跨膜。中進(jìn)行，所以涉及特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制來(lái)幫助跨膜。

第34頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

借助于兩種肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶同工酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移換反應(yīng)以及肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶催化的轉(zhuǎn)運(yùn)反應(yīng)才能將胞液中產(chǎn)生的脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體。此轉(zhuǎn)移過(guò)程是脂肪酸氧化的限速步驟。第35頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一脂酰CoA進(jìn)入線粒體的過(guò)程胞液外膜內(nèi)膜基質(zhì)

*脂酰轉(zhuǎn)移酶ⅠRCO~SCoA

HSCoA

肉堿RCO-肉堿轉(zhuǎn)位酶RCO-肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶ⅡRCO~SCoA

肉堿HSCoA

第36頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）β-氧化的反應(yīng)過(guò)程第37頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、FAD脫氫β第38頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第39頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5第40頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~SCoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA第41頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

NADH+H+

FADH2

H2O呼吸鏈

2ATPH2O呼吸鏈

3ATP乙酰CoA徹底氧化三羧酸循環(huán)生成酮體肝外組織氧化利用第42頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第43頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第44頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）脂肪酸β-氧化生理意義1、為機(jī)體提供能量1分子FADH2可生成2分子ATP，1分子NADH可生成3分子ATP，故一次-氧化循環(huán)可生成5分子ATP。1分子乙酰CoA經(jīng)徹底氧化分解可生成12分子ATP。第45頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(duì)于任一偶數(shù)碳原子的長(zhǎng)鏈脂肪酸，其凈生成的ATP數(shù)目可按下式計(jì)算：第46頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）脂肪酸β-氧化過(guò)程中生成的乙酰CoA是一種十分重要的中間化合物乙酰輔酶A是人體內(nèi)重要的化學(xué)物質(zhì)。首先，丙酮酸氧化脫羧，脂酸的β-氧化的產(chǎn)物。同時(shí)，它是脂酸合成，膽固醇合成和酮體生成的碳來(lái)源。三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的徹底氧化殊途同歸，都會(huì)生成乙酰輔酶A以進(jìn)入三羧酸循環(huán)。

乙酰輔酶A是能源物質(zhì)代謝的重要中間代謝產(chǎn)物，在體內(nèi)能源物質(zhì)代謝中是一個(gè)樞紐性的物質(zhì)。糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)乙酰輔酶A匯聚成一條共同的代謝通路——三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化，經(jīng)過(guò)這條通路徹底氧化生成二氧化碳和水，釋放能量用以ATP的合成。乙酰輔酶A是合成脂肪酸、酮體等能源物質(zhì)的前體物質(zhì)，也是合成膽固醇及其衍生物等生理活性物質(zhì)的前體物質(zhì)。第47頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、酮體代謝

脂肪酸的β-氧化過(guò)程中產(chǎn)生大量的乙酰CoA，在肌肉中進(jìn)入三羧酸循環(huán)，但在肝細(xì)胞中氧化不完全而形成乙酰乙酸(約占30%);β-羥丁酸(70%)和極少量的丙酮。乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。

血漿水平：0.03~0.5mmol/L

代謝定位：

生成：肝細(xì)胞線粒體

利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體第48頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第49頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）酮體的生成酮體主要在肝細(xì)胞線粒體中生成。酮體生成的原料為乙酰CoA。1、兩分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，縮合生成一分子乙酰乙酰CoA。第50頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

(2)乙酰乙酰CoA再與1分子乙酰CoA縮合，生成HMG-CoA。HMG-CoA合酶是酮體生成的關(guān)鍵酶。第51頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(3)HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。第52頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(4)乙酰乙酸在-羥丁酸脫氫酶的催化下，加氫還原為-羥丁酸。(5)乙酰乙酸自發(fā)脫羧或由酶催化脫羧生成丙酮。第53頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第54頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第55頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）酮體的利用

利用酮體的酶有兩種：

1.琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（主要存在于心、腎、腦和骨骼肌細(xì)胞的線粒體中）

2.乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、腎、腦細(xì)胞線粒體中）。

(1)-羥丁酸在-羥丁酸脫氫酶的催化下脫氫，生成乙酰乙酸。第56頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA。第57頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

(3)乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解為兩分子乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶HSCoA

(4)生成的乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解。第58頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第59頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第60頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）酮體生成的意義酮體是肝為肝外組織提供的一種能源物質(zhì)。酮體分子量小，易溶于水，能通過(guò)血腦屏障、毛細(xì)血管壁，是肌肉，尤其是腦組織的重要能源。由于脂肪酸碳鏈長(zhǎng)，不易通過(guò)血腦屏障。腦組織幾乎不能攝取脂肪酸，主要由血糖氧化分解供能。當(dāng)糖供應(yīng)不足或利用出現(xiàn)障礙時(shí)，酮體可以代替葡萄糖成為腦組織和肌肉的主要能源。

第61頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）酮體易運(yùn)輸：長(zhǎng)鏈脂肪酸穿過(guò)線粒體內(nèi)膜需要載體肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)，脂肪酸在血中轉(zhuǎn)運(yùn)需要與白蛋白結(jié)合生成脂酸白蛋白，而酮體通過(guò)線粒體內(nèi)膜以及在血中轉(zhuǎn)運(yùn)并不需要載體。（2）易利用：脂肪酸活化后進(jìn)入β-氧化，每經(jīng)4步反應(yīng)才能生成一分子乙酰CoA，而乙酰乙酸活化后只需一步反應(yīng)就可以生成兩分子乙酰CoA，β-羥丁酸的利用只比乙酰乙酸多一步氧化反應(yīng)。因此，可以把酮體看作是脂肪酸在肝臟加工生成的半成品。（3）肌肉組織利用酮體，可以抑制肌肉蛋白質(zhì)的分解，防止蛋白質(zhì)過(guò)多消耗。（4）酮體生成增多常見于饑餓、妊娠中毒癥、糖尿病等情況下。低糖高脂飲食也可使酮體生成增多。第62頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

發(fā)生酮血癥的同時(shí)，在尿液中有大量的酮體出現(xiàn)，稱酮尿癥。

簡(jiǎn)單概括：嚴(yán)重饑餓或未經(jīng)治療的糖尿病人血糖濃度低，導(dǎo)致脂肪酸氧化加速，產(chǎn)生大量乙酰—CoA。而葡萄糖異生使草酰乙酸耗盡，而后者又是乙?！狢oA進(jìn)入檸檬酸循環(huán)所必需的，由此乙?！狢oA轉(zhuǎn)向酮體的方向。最終血液和尿液中出現(xiàn)了大量的酮體。

酮體為酸性物質(zhì)，若在血中含量過(guò)多，超過(guò)血液的緩沖能力時(shí)，可以引起酸中毒。

當(dāng)血酮體陽(yáng)性而尿酮體陰性或反應(yīng)較弱時(shí)，提示患者存在腎功能衰竭。第63頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)脂類的合成代謝一、脂肪酸的合成二、脂酰甘油的合成三、磷脂的合成第64頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、脂肪酸的合成1、脂肪酸的合成

脂肪酸的從頭合成是在胞液中,在線粒體中形成的乙酰輔酶A必需借助載體出線粒體,進(jìn)入胞漿中參與脂肪酸的合成。

組織：肝（主要）、脂肪等組織

亞細(xì)胞：

胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）

肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：碳鏈延長(zhǎng)第65頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）丙二酰-CoA的合成

在關(guān)鍵酶乙酰CoA羧化酶的催化下，將乙酰CoA羧化為丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。第66頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

脂肪酸合成時(shí)碳鏈的縮合延長(zhǎng)過(guò)程是一循環(huán)反應(yīng)過(guò)程。每經(jīng)過(guò)一次循環(huán)反應(yīng)，延長(zhǎng)兩個(gè)碳原子。合成反應(yīng)由脂肪酸合成酶系催化。從乙酰CoA及丙二