生物化学脂类代谢

第五章脂类代谢LipidMetabolism本章主要内容脂类概述脂类的消化吸收甘油三酯代谢磷脂的代谢胆固醇代谢血浆脂蛋白代谢脂肪和类脂总称为脂类(lipid)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(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)分类定义脂类概述分类含量分布生理功能脂肪甘油三酯95﹪脂肪组织、血浆1.储脂供能2.提供必需脂酸3.促脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂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.构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能甘油三酯甘油磷脂(phosphoglycerides)胆固醇酯FA胆固醇脂类物质的基本构成FAFAFA甘油FAFAPiX甘油X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等构成脂类的脂肪酸（脂酸）•简称脂酸,包括饱和脂酸(saturatedfattyacid)和不饱和脂酸(unsaturatedfattyacid)。脂肪酸饱和脂肪酸软脂酸（16C）硬脂酸（18C）油酸（18:1）亚油酸（18:2）亚麻酸（18:3）花生四烯酸（20:4）不饱和脂肪酸必需脂肪酸非必需脂肪酸游离脂肪酸（脂酸）的来源自身合成以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。食物供给包括各种脂酸，其中一些不饱和脂酸，动物不能自身合成，需从植物中摄取。*必需脂酸（essentialfattyacid,EFA）——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，不能自身合成，需从植物油摄取，故称必需脂酸。第一节不饱和脂酸的分类及命名ClassificationandNamingofUnsaturatedFattyAcids§1.1脂酸的命名脂酸系统命名遵循有机酸命名的原则，将包括羧基碳原子在内的最长直链碳链作为主链，依其碳原子数称为某烷酸，并从羧基碳原子开始编号；若碳链中含有双键，从羧基端编号，称为某碳烯酸，并将双键位置写在其前面。△编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序ω或n编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序系统命名法标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。不饱和脂酸的命名油酸含18个碳原子，在第9-10位间有一个双键，被称为9-十八碳单烯酸，写成18:1(9)或18:1Δ9。例如：哺乳动物不饱和脂酸按ω（或n）编码体系分类族母体脂酸ω-7（n-7）软油酸（16：1，ω-7）ω-9（n-9）油酸（18：1，ω-9）ω-6（n-6）亚油酸（18：2，ω-6，9）ω-3（n-3）α-亚麻酸（18：3，ω-3，6，9）人体内的不饱和脂肪酸按ω体系可分为四族，各族的名称根据各族母体脂肪酸从甲基碳原子数起的第一个双键位置数命名。§1.2脂酸的分类脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸短链脂酸：碳链长度小于或等于10的脂酸如：癸酸(碳链长度为10)中链脂酸：碳链长度介于10和20之间的脂酸如：油酸(碳链长度为18)长链脂酸：碳链长度大于或等于20的脂酸如：DHA(碳链长度为22)脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸(saturatedfattyacid)以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式饱和脂酸月桂酸(lauricacid)n-十二烷酸12:0CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)n-十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸(palmiticacid)n-十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸(stearicacid)n-十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)n-二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)n-二十二烷酸22:0CH3(CH2)20COOH掬焦油酸(lignocericacid)n-二十四烷酸24:0CH3(CH2)22COOH常见的饱和脂酸不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸（monounsaturatedfattyacid）含一个双键的脂酸，如油酸多不饱和脂酸（polyunsaturatedfattyacid）含二个或二个以上双键的脂酸，如DHA习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式单不饱和脂酸棕榈(软)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH异油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH神经酸(nervonicacid)15-二十四碳单烯酸24:1-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)13COOH常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式多不饱和脂酸亚油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。ω3、ω6及ω9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。动物只能合成ω9及ω7系的多不饱和脂酸，不能合成ω6及ω3系多不饱和脂酸。常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布△系n系软油酸十六碳一烯酸16：197ω-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199ω-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9ω-6植物油α-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9ω-3植物油γ-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12ω-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15ω-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15ω-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15ω-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18ω-3鱼油第二节脂类的消化和吸收DigestionandAbsorptionofLipid条件①乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位主要在小肠上段§2.1脂类的消化胆盐在脂肪消化中的作用乳化消化酶甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+FFA胰脂酶辅脂酶微团(micelles)消化脂类的酶脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C～10C)及短链脂酸(2C～4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixedmicelles)，被肠粘膜细胞吸收。消化的产物十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的TG乳化吸收脂肪酶甘油+FFA门静脉血循环肠粘膜细胞§2.2脂肪的吸收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）淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸肠粘膜细胞（酯化成PL）第三节甘油三酯代谢MetabolismofTriglyceride§3.1甘油三酯概述•甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。•含有同一种脂酸的甘油三酯称为简单甘油三酯(simpletriacylglycerol);含有两种或三种脂酸的甘油三酯称为混合甘油三酯(mixedtriacylglycerol)。甘油三脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油三酯结构脂酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂酸的链长和数目的增加而升高。消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三酯之中而存在于体内。1.甘油三酯是脂酸的主要储存形式2.甘油三酯的主要作用是为机体提供能量1.甘油三酯是机体重要的能量来源2.甘油三酯是机体的主要能量储存形式男性：21%，女性：26％物质1g产生的能量TG38kJ蛋白质17kJ碳水化合物17kJ甘油三酯代谢概况甘油三酯脂肪动员FFA活化，-氧化乙酰CoA酮体氧化供能TAC氧化磷酸化甘油3-磷酸甘油甘油激酶磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生途径葡萄糖乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸甘油软脂酸甘油二酯途径§3.2甘油三酯的分解代谢（一）脂肪动员（二）甘油的代谢（三）脂肪酸的-氧化（四）脂肪酸的其他氧化方式（五）酮体的生成和利用（一）脂肪动员定义：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油，并释放入血以供其它组织细胞氧化利用，该过程称为脂肪的动员。关键酶：在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）。脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSL(无活性)HSL(有活性)TG甘油二酯（DG）甘油一酯甘油FFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。抗脂解激素：胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。脂肪动员产物的去向甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。（二）甘油的代谢甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。甘油甘油激酶ATPADPα-磷酸甘油NAD+NADH+H+α-磷酸甘油脱氢酶磷酸二羟丙酮糖异生肝（肝、肾、肠）糖酵解CH2OHCHCH2HOOHCH2OHCHCH2HOOP（三）脂肪酸的-氧化部位：组织：肝及肌肉最活跃；亚细胞：胞液、线粒体。步骤：脂酸的活化——脂酰CoA的生成脂酰CoA进入线粒体脂酸的-氧化1.脂酸的活化——脂酰CoA的生成在胞液中进行反应不可逆消耗2个~P脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内