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1、第第 十十 章章脂 代 谢Metabolism of Lipid在冬眠的动物中，脂肪酸氧化提供代谢所需的能量、热量和水；在冬眠的动物中，脂肪酸氧化提供代谢所需的能量、热量和水；脂肪降解时所释放的甘油通过糖异生作用转化为血液中的葡萄糖。脂肪降解时所释放的甘油通过糖异生作用转化为血液中的葡萄糖。一只灰熊正准备一只灰熊正准备它冬眠的居所它冬眠的居所骆驼在其驼峰中贮存有大量的脂肪，在沙漠条件下，通过脂骆驼在其驼峰中贮存有大量的脂肪，在沙漠条件下，通过脂肪的氧化来获得额外的水分，这是能量和水分的主要代谢肪的氧化来获得额外的水分，这是能量和水分的主要代谢来源。来源。脂脂 类类 概概 述述 脂肪和类脂总称为
2、脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipid脂肪脂肪(fat)：三脂酰甘油三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也称为也称为甘油三酯甘油三酯(triglyceride,TG)类脂类脂(lipoid)：胆固醇胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂磷脂(phospholipid,PL)糖脂糖脂分类分类定义定义甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglycerides)胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 脂类物质的基本构成脂类物质的基本构成FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X=胆碱、水、乙胆碱、水
3、、乙醇胺、丝氨酸、甘醇胺、丝氨酸、甘油、油、肌醇、磷脂肌醇、磷脂酰甘油等酰甘油等 CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH甘油三脂甘油三脂=胆碱、水、乙胆碱、水、乙醇胺、醇胺、丝氨酸、甘丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油等 甘油磷脂甘油磷脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油分类分类含量含量分布分布生理功能生理功能 甘油三酯甘油三酯 9595脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1.1.储脂供能储脂供能2.2.提供必需脂酸提供必需脂酸3.3.促脂溶性维生素吸收
4、促脂溶性维生素吸收4.4.热垫作用热垫作用5.5.保护垫作用保护垫作用6.6.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白糖酯、糖酯、胆胆固固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂5 5生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1.1.维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2.2.胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激 素、素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3.3.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 脂类的酶促水解脂类的酶促水解脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢Catabolism of Lipid一、甘油的分解代谢一、甘油的分解代谢（产生的（产生的ATP？）
5、？）二、脂酸的二、脂酸的-氧化氧化 组组 织：织：除脑组织外除脑组织外,大多数组织均可进大多数组织均可进 行，行，其中其中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。最活跃。亚细胞：真核生物亚细胞：真核生物线粒体线粒体 原核生物胞液原核生物胞液 部部 位位 脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 概念：脂肪酸的氧化分解是从羧基端的概念：脂肪酸的氧化分解是从羧基端的-碳碳原子开始原子开始,经系列反应以乙酰经系列反应以乙酰CoA形式移去二碳形式移去二碳单位而逐步被降解单位而逐步被降解,该过程称作脂肪酸的该过程称作脂肪酸的-氧化氧化 试验证据：试验证据：1904年年Franz Knoop根据根据用苯环标记脂肪酸用苯环标记脂
6、肪酸饲喂狗的实验饲喂狗的实验结果，提出了结果，提出了-氧化学说氧化学说。-CH-CH2 2-(CH-(CH2 2)2n+12n+1-COOH-COOH-CH-CH2 2-(CH-(CH2 2)2n2n-COOH-COOH-COOH-COOH（苯甲酸）（苯甲酸）-CH-CH2 2COOHCOOH（苯乙酸）（苯乙酸）奇数碳原子奇数碳原子：偶数碳原子偶数碳原子：马尿酸马尿酸苯乙尿酸苯乙尿酸GlyGly脂酸的脂酸的-氧化阶段氧化阶段脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的转运脂肪酸的转运 -氧化阶段氧化阶段1.脂酸的活化脂酸的活化 脂酰脂酰 CoA CoA 的生成的生成（胞液胞液）脂酰脂酰CoA合成酶合成酶
7、ATP AMP PPi*脂酰脂酰CoA合成酶合成酶(acyl-CoA synthetase)存存在于内质网及线粒体外膜上在于内质网及线粒体外膜上脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C-OH OH OO=OO=脂脂 酰酰SCoARCHRCH2 2CHCH2 2C CSCoA SCoA OO=OO=2 2、脂酰、脂酰CoACoA由线粒体膜外至膜内的转运肉毒碱的作用由线粒体膜外至膜内的转运肉毒碱的作用 短或中长链的脂酰短或中长链的脂酰CoACoA（1010个碳原子以下）可容易地个碳原子以下）可容易地透过线粒体内膜，但长链脂酰透过线粒体内膜，但长链脂酰CoACoA需一个特殊的运送机制需
8、一个特殊的运送机制方可进入内膜。方可进入内膜。载体：肉毒碱载体：肉毒碱 （carnitinecarnitine）肉毒碱肉毒碱（L-羟羟-三甲氨三甲氨基丁酸基丁酸）关键酶关键酶 脂酰脂酰CoA CoA 的转运的转运3.脂酸的脂酸的 氧化氧化脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoA L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA+乙酰乙酰CoA 脂酰脂酰CoA 脱氢酶脱氢酶反反2-烯酰烯酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH RC
9、H=CHCSCoA O=RCH=CHCSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=RCHOHCH2CSCoA O=O=RCOCH2CSCoA O=O=RCSCoA+CH3COSCoA O=O=CH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3COCoACH3COSCoA脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+-烯酰烯酰CoA 水化酶水
10、化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶肉碱转运载体肉碱转运载体ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP 线线粒粒体体膜膜TAC 脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C-OH OH OO=OO=RCH=CHCSCoA O=RCH=CHCSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=RCHOHCH2CSCoA O=O=RCOCH2CSCoA O=O=RCSCoA+CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=NADH+H+FADH2 H2O
11、呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP 乙酰乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环三羧酸循环 生成酮体生成酮体 肝外组织氧化肝外组织氧化利用利用 如果是奇数碳原子的脂肪酸、不饱和脂肪酸的氧化产物是什么？如果是奇数碳原子的脂肪酸、不饱和脂肪酸的氧化产物是什么？活活 化：化：消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键 氧氧 化：化：每轮循环每轮循环 四个重复步骤：四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：产物：1分子分子乙酰乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子分子NADH+H+1分子分子FADH2 4.脂酸氧化的能量生成脂
12、酸氧化的能量生成 以以1616碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧化为例7 轮循环产物：轮循环产物：8分子分子乙酰乙酰CoA7分子分子NADH+H+7分子分子FADH2能量计算：能量计算：生成生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成净生成ATP 108 2=106P284 No.2 7乙酰乙酸乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮、丙酮(acetone)三者总称三者总称为为酮体酮体。血浆水平：血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl)代谢定位：代谢定位：生成：生成：肝细胞线粒体肝细胞线粒体利用：利用：肝外组织（心、
13、肾、脑、骨骼肌肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体等）线粒体酮体的代谢酮体的代谢 生理意义生理意义 1.1.肝脏向肝外组织提供可利用的能源（分子肝脏向肝外组织提供可利用的能源（分子 小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血 管，血中含量少）管，血中含量少）.2.2.长期饥饿或糖供应不足时长期饥饿或糖供应不足时,脂肪动员加强脂肪动员加强,FA FA转化成酮体转化成酮体,以代替葡萄糖而成为脑或以代替葡萄糖而成为脑或 肌肉的主要能源物质肌肉的主要能源物质.3.3.某些生理或病理情况下某些生理或病理情况下,如长期禁食或糖如长期禁食或糖 尿病时尿病时,导致酮血症、酮尿症、代
14、谢性酸导致酮血症、酮尿症、代谢性酸 中毒中毒.酮体的生成酮体的生成肝脏肝脏羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸脂肪酸硫解酶硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMG-CoA裂解酶裂解酶HMG-CoA合成酶合成酶CH3COSCoACoASH-氧化氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶脱羧酶CoASH酮体的氧化利用酮体的氧化利用肝外组织利用酮体作肝外组织利用酮体作 为
15、燃料为燃料 1 1、肝外组织心、肾、脑、骨骼肌等、肝外组织心、肾、脑、骨骼肌等(线粒体线粒体 )2 2、酶：、酶：琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A转硫酶转硫酶 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶 酮体的氧化酮体的氧化肝外组织肝外组织乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶转转移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoACoASH-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸琥珀酸琥珀酸4.4.酮体生成的调节酮体生成的调节 （1）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）抑制脂解，脂肪动员抑制脂解，脂肪动员 饱饱 食食 胰岛素胰岛素 进入肝的脂酸进入肝的脂酸 脂酸脂酸氧化氧化 酮体生成酮体生成 饥饥 饿饿 脂肪动员脂肪动员 FFA 胰高血糖素等胰高血糖素等 脂解激素脂解激素 酮体生成酮体生成 脂酸脂酸氧化氧化（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢糖代谢 旺盛旺盛 FFA主要生成主要生成TG及磷脂及磷脂 乙酰乙酰CoA +乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 丙二酰丙二酰CoA 反之，反之，糖代谢减弱糖代谢减弱，脂酸，脂酸氧化及酮体生成均氧化及酮体生成均加强。加强。
