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文檔簡介
1、第一節(jié)概述脂類是機(jī)體內(nèi)的一類有機(jī)大分子物質(zhì),它包括范圍很廣,其化學(xué)結(jié)構(gòu)有很大差異,生理功能各不相同,其共同理化性質(zhì)是不溶于水而溶于有機(jī)溶劑。一、脂類的分類及其功能脂類分為兩大類,即脂肪(fat)和類脂(lipids)。(一)脂肪:即甘油三脂或稱之為脂酰甘油(triacylglycerol),它是由1分子甘油與3個分子脂肪酸通過酯鍵相結(jié)合而成。人體內(nèi)脂肪酸種類很多,生成甘油三脂時可有不同的排列組合,因此,甘油三脂具有多種形式。(二)類脂:包括磷脂(phospholipids),糖脂(glycolipid)和膽固醇及其酯(cholesterol and cholesterol ester)三大類。
2、尤其是脂溶性維生素(A、D、E、K)的吸收以及鈣磷代謝等均起著重要作用。第二節(jié) 脂類的消化和吸收正常人一般每日每人從食物中消化的脂類,其中甘油三脂占到90%以上,除此以外還有少量的磷脂、膽固醇及其酯和一些游離脂肪酸。脂類的消化及吸收主要在小腸中進(jìn)行,首先在小腸上段,通過小腸蠕動,由膽汁中的膽汁酸鹽使食物脂類乳化,使不溶于水的脂類分散成水包油的小膠體顆粒,提高溶解度增加了酶與脂類的接觸面積,有利于脂類的消化及吸收。在形成的水油界面上,分泌入小腸的胰液中包含的酶類,開始對食物中的脂類進(jìn)行消化,這些酶包括胰脂肪酶、輔脂酶、膽固醇酯酶、和磷脂酶A2。食物中的脂肪乳化后,被胰脂肪酶催化,水解甘油三酯的1
3、和3位上的脂肪酸,生成2甘油一酯和脂肪酸。此反應(yīng)需要輔脂酶協(xié)助,將脂肪酶吸附在水界面上,有利于胰脂酶發(fā)揮作用。食物中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解,生成膽固醇及脂肪酸。食物中的脂類經(jīng)上述胰液中酶類消化后,生成甘油一酯、脂肪酸、膽固醇及溶血磷脂等, , 第二節(jié) 脂類的消化和吸收脂類的吸收主要在十二指腸下段和盲腸。在小腸粘膜細(xì)胞中,生成的甘油三酯、磷脂、膽固醇酯及少量膽固醇,與細(xì)胞內(nèi)合成的載脂蛋白構(gòu)成乳糜微粒,通過淋巴最終進(jìn)入血液,被其它細(xì)胞所利用。第三節(jié) 甘油三酯的代謝一、甘油三酯的分解代謝脂肪組織中的甘油三酯在一系列脂肪酶的作用下,分解生成甘油和脂肪酸,并釋放入血供其它組織利用的過程,稱為脂動員。
4、在這一系列的水解過程中,催化由甘油三酯水解生成甘油二酯的甘油三酯脂肪酶是脂動員的限速酶,其活性受許多激素的調(diào)節(jié)稱為激素敏感脂肪酶(hormone sensitive lipase,HSL)。胰高血糖素、腎上腺素和去甲腎上腺素與脂肪細(xì)胞膜受體作用,激活腺苷酸環(huán)化酶,使細(xì)胞內(nèi)cAMP水平升高,進(jìn)而激活cAMP依賴蛋白激酶,將HSL磷酸化而活化之,促進(jìn)甘油三酯水解,這些可以促進(jìn)脂動員的激素稱為脂解激素。胰島素和前列腺素等與上述激素作用相反,可抑制脂動員,稱為抗脂解激素 (見圖5-1)。脂動員生成的脂肪酸可釋放入血,與白蛋白結(jié)合形成脂酸白蛋白運(yùn)輸至其它組織被利用。甘油被運(yùn)輸?shù)礁闻K,被甘油激酶催化生成3
5、磷酸甘油,進(jìn)入糖酵解途徑分解或用于糖異生。脂肪和肌肉組織中缺乏甘油激酶而不能利用甘油。二、甘油三酯合成代謝人體可利用甘油、糖、脂肪酸和甘油一酯為原料,經(jīng)過磷脂酸途徑和甘油一酯途徑合成甘油三酯。(一)甘油一酯途徑以甘油一酯為起始物,與脂酰CoA共同在脂酰轉(zhuǎn)移酶作用下酯化生成甘油三酯。(二)磷脂酸途徑磷脂酸即3磷酸1,2甘油二酯,是合成含甘油脂類的共同前體。糖酵解的中間產(chǎn)物類磷酸二羥丙酮在甘油磷酸脫氫酶作用下,還原生成磷酸甘油(或稱3磷酸甘油);游離的甘油也可經(jīng)甘油激酶催化,生成磷酸甘油(因脂肪及肌肉組織缺乏甘油激酶,故不能利用激離的甘油)。三、脂肪酸的氧化分解脂肪酸在有充足氧供給的情況下,可氧化
6、分解為CO2和H2O,釋放大量能量,因此脂肪酸是機(jī)體主要能量來源之一。肝和肌肉是進(jìn)行脂肪酸氧化最活躍的組織,其最主要的氧化形式是-氧化。(一)脂肪酸的-氧化過程此過程可分為活化,轉(zhuǎn)移,-氧化共三個階段。1.脂肪酸的活化和葡萄糖一樣,脂肪酸參加代謝前也先要活化。其活化形式是硫酯:脂肪酰CoA,催化脂肪酸活化的酶是脂酰CoA合成酶。活化后生成的脂酰CoA極性增強(qiáng),易溶于水;分子中有高能鍵、性質(zhì)活潑;是酶的特異底物,與酶的親和力大,因此更容易參加反應(yīng)。中短鏈脂肪酸活化;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的酶活化長鏈脂肪酸,生成脂酰CoA,然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)用于甘油三酯合成;而線粒體膜上的酶活化的長鏈脂酰CoA,進(jìn)入線粒體進(jìn)入-
7、氧化。2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體:催化脂肪酸-氧化的酶系在線粒體基質(zhì)中,但長鏈脂酰CoA不能自由通過線粒體內(nèi)膜,要進(jìn)入線粒體基質(zhì)就需要載體轉(zhuǎn)運(yùn),這一載體就是肉毒堿,即3羥4三甲氨基丁酸。, 40min長鏈脂肪酰CoA和肉毒堿反應(yīng),生成輔酶A和脂酰肉毒堿,脂肪?;c肉毒堿的3-羥基通過酯鍵相連接。催化此反應(yīng)的酶為肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶。線粒體內(nèi)膜的內(nèi)外兩側(cè)均有此酶,系同工酶,分別稱為肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I和肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶。酶使胞漿的脂酰CoA轉(zhuǎn)化為輔酶A和脂肪酰肉毒堿,后者進(jìn)入線粒體內(nèi)膜。位于線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)的酶又使脂肪酰肉毒堿轉(zhuǎn)化成肉毒堿和脂酰CoA,肉毒堿重新發(fā)揮其載體功能,脂酰CoA則進(jìn)入線粒體基質(zhì),
8、成為脂肪酸-氧化酶系的底物。長鏈脂酰CoA進(jìn)入線粒體的速度受到肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶和酶的調(diào)節(jié),酶受丙二酰CoA抑制,酶受胰島素抑制。丙二酰CoA是合成脂肪酸的原料,胰島素通過誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶的合成使丙二酰CoA濃度增加,進(jìn)而抑制酶。可以看出胰島素對肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶和酶有間接或直接抑制作用。饑餓或禁食時胰島素分泌減少,肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶和酶活性增高,轉(zhuǎn)移的長鏈脂肪酸進(jìn)入線粒體氧化供能。3.-氧化的反應(yīng)過程:脂酰CoA在線粒體基質(zhì)中進(jìn)入氧化要經(jīng)過四步反應(yīng),即脫氫、加水、再脫氫和硫解,生成一分子乙酰CoA和一個少兩個碳的新的脂酰CoA。第一步脫氫反應(yīng)由脂酰CoA脫氫酶活化,輔基為FAD,脂酰CoA在和
9、碳原子上各脫去一個氫原子生成具有反式雙鍵重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵酶的、-烯脂肪酰輔酶A。第二步加水反應(yīng)由烯酰CoA水合酶催化,生成具有L-構(gòu)型的-羥脂酰CoA。第三步脫氫反應(yīng)是在羥脂肪酰CoA脫氫酶(輔酶為NAD+)催化下,-羥脂肪酰CoA脫氫生成酮脂酰CoA。第四步硫解反應(yīng)由酮硫解酶催化,酮酯酰CoA在和碳原子之間斷鏈,加上一分子輔酶A生成乙酰CoA和一個少兩個碳原子的脂酰CoA。長鏈脂酰CoA經(jīng)上面一次循環(huán),碳鏈減少兩個碳原子,生成一分子乙酰CoA,多次重復(fù)上面的循環(huán),就會逐步生成乙酰CoA。, 15min (二)脂肪酸-氧化的生理意義脂肪酸-氧化是體內(nèi)脂肪酸分解的主要途徑,脂肪酸氧化可以供應(yīng)機(jī)體所需
10、要的大量能量,以十八個碳原子的飽和脂肪酸硬脂酸為例,其-氧化的總反應(yīng)為:CH3(CH2)15COSCoA+8NAD+8FAD+CoASH+8H2O9CH3COSCoA+8FADH2+8NADH+8H+8分子FADH2提供8×2=16分子ATP,8分子NADH+H+提供8×3=24分子ATP,9分子乙酰CoA完全氧化提供9×12=108個分子ATP,因此一克分子硬脂酸完全氧化生成CO2和H2O,共提供148克分子ATP。硬脂酸的活化過程消耗2克分子ATP,所以一克分子硬脂酸完全氧化可凈生成146克分子ATP。一克分子葡萄糖完全氧化可生成38分子ATP。三克分子葡萄糖
11、所含碳原子數(shù)與一克分子硬脂酸相同,前者可提供114克分子ATP,后者可提供146克分子ATP。可見在碳原子數(shù)相同的情況下脂肪酸能提供更多的能量。脂肪酸氧化時釋放出來的能量約有40%為機(jī)體利用合成高能化合物,其余60%以熱的形式釋出,熱效率為40%,說明人體能很有效地利用脂肪酸氧化所提供的能量。脂肪酸-氧化也是脂肪酸的改造過程,人體所需要的脂肪酸鏈的長短不同,通過-氧化可將長鏈脂肪酸改造成長度適宜的脂肪酸,供機(jī)體代謝所需。脂肪酸-氧化過程中生成的乙酰CoA是一種十分重要的中間化合物,乙酰CoA除能進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化供能外,還是許多重要化合物合成的原料,如酮體、膽固醇和類固醇化合物。, 5min(
12、三)脂肪酸的特殊氧化形式1.丙酸的氧化:人體內(nèi)和膳食中含極少量的奇數(shù)碳原子脂肪酸,經(jīng)過-氧化除生成乙酰CoA外還生成一分子丙酰CoA,丙酰CoA經(jīng)過羧化反應(yīng)和分子內(nèi)重排,可轉(zhuǎn)變生成琥珀酰CoA,可進(jìn)一步氧化分解,也可經(jīng)草酰乙酸異生成糖。2.-氧化:脂肪酸的-氧化是在肝微粒體中進(jìn)行,由加單氧酶催化的。首先是脂肪酸的碳原子羥化生成-羧脂肪酸,再經(jīng)醛脂肪酸生成、-二羧酸,然后在-端或-端活化,進(jìn)入線粒體進(jìn)入-氧化,最后生成琥珀酰CoA。3.-氧化:脂肪酸在微粒體中由加單氧酶和脫羧酶催化生成-羥脂肪酸或少一個碳原子的脂肪酸的過程稱為脂肪酸的-氧化。-氧化主要在腦組織內(nèi)發(fā)生,因而-氧化障礙多引起神經(jīng)癥狀
13、。4.不飽和脂肪酸的氧化:人體內(nèi)約有1/2以上的脂肪酸是不飽和脂肪酸,食物中也含有不飽和脂肪酸。這些不飽和脂肪酸的雙鍵都是順式的,它們活化后進(jìn)入-氧化時,生成3-順烯脂酰CoA,此時需要順-3反-2異構(gòu)酶催化使其生成2-反烯脂酰CoA以便進(jìn)一步反應(yīng)。2-反烯脂酰CoA加水后生成D-羥脂酰CoA,需要-羥脂酰CoA差向異構(gòu)酶催化,使其由D-構(gòu)型轉(zhuǎn)變成L-構(gòu)型,以便再進(jìn)行脫氧反應(yīng)(只有L-羥脂酰CoA才能作為-羥脂酰CoA脫氫酶的底物)。不飽和脂肪酸完全氧化生成CO2和H2O時提供的ATP少于相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸。四、酮體的生成與利用酮體(acetone bodies)是脂肪酸在肝臟進(jìn)行正常分
14、解代謝所生成的特殊中間產(chǎn)物,包括有乙酰乙酸(約占30%),-羥丁酸(約占70%)和極少量的丙酮。正常人血液中酮體含量極少,這是人體利用脂肪氧化供能的正?,F(xiàn)象。但在某些生理情況(饑餓、禁食)或病理情況下(如糖尿病),糖的來源或氧化供能障礙,脂動員增強(qiáng),若肝中合成酮體的量超過肝外組織利用酮體的能力,二血中濃度就會過高,導(dǎo)致酮血癥和酮尿癥。乙酰乙酸和-羥丁酸都是酸性物質(zhì),因此酮體在體內(nèi)大量堆積還會引起酸中毒。1.酮體的生成過程:酮體是在肝細(xì)胞線粒體中生成的,其生成原料是脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA。首先是二分子乙酰CoA在硫解酶作用下脫去一分子輔酶A,生成乙酰酰CoA。在3羥3甲基戊二酰CoA(Co
15、A,HMGCoA)合成酶催化下,乙酰乙酰CoA再與一分子乙酰CoA反應(yīng),生成HMGCoA,并釋放出一分子輔酶。這一步反應(yīng)是酮體生成的限速步驟。HMG-CoA裂解酶催化HMG-CoA生成乙酰乙酸和乙酰CoA,后者可再用于酮體的合成。線粒體中的羥丁酸脫氫酶催化乙酰乙酸加氫還原(NADH+H+作供氫體),生成-羥丁酸,此還原速度決定于線粒體中NADH+H+/NAD+的比值,少量乙酰乙酸可自行脫羧生成丙酮。強(qiáng)調(diào)酮體的概念強(qiáng)調(diào)酮體生成的特點(diǎn) 2.酮體的利用過程骨骼肌、心肌和腎臟中有琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶,在琥珀酰CoA存在時,此酶催化乙酰乙酸活化生成乙酰乙酰CoA。心肌、腎臟和腦中還有硫激酶,在有ATP和輔
16、酶T存在時,此酶催化乙酰化酸活化成乙酰乙酰CoA。經(jīng)上述兩種酶催化生成的乙酰乙酰CoA在硫解酶作用下,分解成兩分子乙酰CoA,乙酰CoA主要進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化分解。3.酮體生成的意義(1)酮體易運(yùn)輸:長鏈脂肪酸穿過線粒體內(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:可以把酮體看作是脂肪酸在肝臟加工生成的半成品。(3)節(jié)省葡萄糖供腦和紅細(xì)胞利用:肝外組織利用酮體會生成大量的乙酰CoA,大量乙酰CoA抑制丙酮酸脫氫酶系活性,限制糖的利用。同時乙酰CoA還能激活丙酮酸羧化酶,促進(jìn)糖異生。肝外組織利用酮體氧化供能,
17、就減少了對葡萄糖的需求,以保證腦組織、紅細(xì)胞對葡萄糖的需要。腦組織不能利用長鏈脂肪酸,但在饑餓時可利用酮體供能。(4)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)過多消耗,其作用機(jī)理尚不清楚。(5)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。, 15min二、脂肪酸的合成合成脂肪酸的主要器官是肝臟和哺乳期乳腺,另外脂肪組織、腎臟、小腸均可以合成脂肪酸,合成脂肪酸的直接原料是乙酰CoA,消耗ATP和NADPH,首先生成十六碳的軟脂酸,經(jīng)過加工生成人體各種脂肪酸,合成在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。(一)軟脂酸的生成脂肪酸的合成首先由乙酰CoA開始合成,產(chǎn)物是十六
18、碳的飽和脂肪酸即軟酯酸。1.乙酰CoA的轉(zhuǎn)移乙酰CoA可由糖氧化分解或由脂肪酸、酮體和蛋白分解生成,生成乙酰CoA的反應(yīng)均發(fā)生在線粒體中,而脂肪酸的合成部位是胞漿,因此乙酰CoA必須由線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)至胞漿。但是乙酰CoA不能自由通過線粒體膜,需要通過一個稱為檸檬酸-丙酮酸循環(huán)來完成乙酰CoA由線粒體到胞漿的轉(zhuǎn)移。2.丙二酰CoA的生成乙酰CoA由乙酰CoA羧化酶催化轉(zhuǎn)變成丙二酰CoA,反應(yīng)如下:由乙酰CoA羧化酶催化的反應(yīng)為脂肪酸合成過程中的限速步驟。此酶為一別構(gòu)酶,在變構(gòu)效應(yīng)劑的作用下,其無活性的單體與有活性的多聚體之間可以互變。乙酰CoA羧化酶還可通過依賴于cAMP的磷酸化及去磷酸化修飾來調(diào)節(jié)
19、酶活性。結(jié)合圖講解檸檬酸-丙酮酸循環(huán)重點(diǎn)介紹由乙酰CoA羧化酶3.軟脂酸的生成軟脂酸的合成實(shí)際上是一個重復(fù)循環(huán)的過程,由1分子乙酰CoA與7分子丙二酰CoA經(jīng)轉(zhuǎn)移、縮合、加氫、脫水和再加氫重復(fù)過程,每一次使碳鏈延長兩個碳,共7次重復(fù),最終生成含十六碳的軟脂酸。在原核生物催化此反應(yīng)的酶是一個由7種不同功能的酶與一種酰基載體蛋白聚合成的復(fù)合體。在真核生物催化此反應(yīng)是有7個不同催化功能的一種多種功能酶。(二)其它脂肪酸的生成1.碳鏈的延長脂肪酸碳鏈的延長可在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體中經(jīng)脂肪酸延長酶體系催化完成。 2.脂肪酸脫飽和 軟油酸和油酸可由相應(yīng)的脂肪酸活化后經(jīng)去飽和酶催化脫氫生成。這類酶存在于滑面內(nèi)
20、質(zhì)網(wǎng),屬混合功能氧化酶(。因該酶只催化在9形成雙鍵,而不能在C10與末端甲基之間形成雙鍵,故亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸在體內(nèi)不能合成或合成不足。但它們又是機(jī)體不可缺少的,所以必須由食物供給。(三)脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶催化的反應(yīng)是脂肪酸合成的限速步驟,很多因素都可影響此酶活性,從而使脂肪酸合成速度改變。脂肪酸合成過程中其他酶,如脂肪酸合成酶、檸檬酸裂解酶等亦可被調(diào)節(jié)。(四)前列腺素、血栓素及白三烯前列腺素(PG),血栓素(TX)和白三烯(LT)均由花生四烯酸衍生而來。它們在細(xì)胞內(nèi)生成后,可作為調(diào)節(jié)物對幾乎所有的細(xì)胞代謝發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,而且與炎癥、過敏反應(yīng)和心血管疾病等病理過程有關(guān)。生物
21、膜上的膜磷脂含有花生四烯酸,它可被磷脂酶A2水解,釋放花生四烯酸,花生四烯酸可在前列腺素內(nèi)過氧化物合成酶催化下,發(fā)生氧化和環(huán)化反應(yīng),生成前列腺素H2。前列腺素H2可進(jìn)一步衍生成其它前列腺素及血栓素。PG、TX及LT的生理功能(一)PG PGE2能誘發(fā)炎癥,促進(jìn)局部血管擴(kuò)張,毛細(xì)血管通透性增加,引起紅、腫、痛、熱等癥狀。PGE2、PGA2使動脈平滑肌舒張,有降低血壓的作用;卵泡產(chǎn)生的PGE2及PGE2在排卵過程中起重要作用,PGE2可使卵巢平滑肌收縮,引起排卵、子宮釋放的PGE2能使黃體溶解,分娩時子宮內(nèi)膜釋出的PGE2能引起子宮收縮加強(qiáng),促進(jìn)分娩。(二)TX 血小板產(chǎn)生的TXA2及PGE2促進(jìn)
22、血小板聚集,血管收縮,促進(jìn)凝血及血栓形成,而血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放的PGI2則有很強(qiáng)的舒血管及抗血小板聚集,抑制凝血及血栓形成。(三)LT 已證實(shí)過敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì)(SRSA)是LTC4、TD4及LTE4的混合物,其使支氣管平滑肌收縮的作用較組胺及PGF2強(qiáng)100000倍,作用緩慢而持久。此外,LTG4還能調(diào)節(jié)白細(xì)胞的功能,促進(jìn)其游走及趨化作用,促進(jìn)炎癥及過敏反應(yīng)的發(fā)展。, 10min第四節(jié)磷脂代謝磷脂是一類含有磷酸的脂類,機(jī)體中主要含有兩大類磷脂,由甘油構(gòu)成的磷脂稱為甘油磷脂;由神經(jīng)鞘氨醇構(gòu)成的磷脂,稱為鞘磷脂。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:具有由磷酸相連的取代基團(tuán)(含氨堿或醇類)構(gòu)成的親水頭和由脂肪酸鏈構(gòu)成的
23、疏水尾。在生物膜中磷脂的親水頭位于膜表面,而疏水尾位于膜內(nèi)側(cè)。一、甘油磷脂的代謝(一)分類及生理功能甘油磷脂是機(jī)體含量最多的一類磷脂,它除了構(gòu)成生物膜外,還是膽汁和膜表面活性物質(zhì)等的成分之一,并參與細(xì)胞膜對蛋白質(zhì)的識別和信號傳導(dǎo)。甘油磷脂基本結(jié)構(gòu)是磷脂酸和與磷酸相連的取代基團(tuán)(X);甘油磷脂由于取代基團(tuán)不同又可以分為許多類,其中重要的有:膽堿+磷脂酸磷脂酰膽堿又稱卵磷脂乙醇胺+磷脂酸磷脂酰乙醇胺又稱腦磷脂絲氨酸+磷脂酸磷脂酰絲氨酸甘油+磷脂酸磷脂酰甘油肌醇+磷脂酸磷脂酰肌醇 (二)甘油磷脂的合成合成全過程可分為三個階段,即原料來源、活化和甘油磷脂生成。甘油磷脂的合成在細(xì)胞質(zhì)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行,通
24、過高爾基體加工,最后可被組織生物膜利用或成為脂蛋白分泌出細(xì)胞。機(jī)體各種組織(除成熟紅細(xì)胞外)即可以進(jìn)行磷脂合成。1.原料來源合成甘油磷脂的原料為磷脂酸與取代基團(tuán)。磷脂酸可由糖和脂轉(zhuǎn)變生成的甘油和脂肪酸生成(詳見甘油三酯合成代謝)但其甘油C2位上的脂肪酸多為必需脂肪酸,需食物供給。取代基團(tuán)中膽堿和乙醇胺可由絲氨酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)變生成或食物供給2.活化磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前,兩者之一必須首先被CTP活化而被CDP攜帶,膽堿與乙醇胺可生成CDP膽堿和CDP乙醇胺,磷脂酸可生成CDP-甘油二酯。3.甘油磷脂生成(1)磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺這兩種磷脂生成是由活化的CDP膽堿與CDP-乙醇胺和甘油二脂生成
25、。此外磷脂酰乙醇胺在肝臟還可由與腺苷蛋氨酸提供甲基轉(zhuǎn)變?yōu)榱字D憠A。 (2)磷脂酰絲氨酸體內(nèi)磷脂酰絲氨酸合成是通過Ca+激活的?;粨Q反應(yīng)生成,由磷脂酰乙醇胺與絲氨酸反應(yīng)生成磷脂酰絲氨酸和乙醇胺。(3)磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和心磷脂上述三者生成是由活化的CDP-甘油二酯與相應(yīng)取代基團(tuán)反應(yīng)生成。(三)甘油磷脂的分解在生物體內(nèi)存在一些可以水解甘油磷脂的磷脂酶類,其中主要的有磷脂酶A1、A2、B、C和D,它們特異地作用于磷脂分子內(nèi)部的各個酯鍵,形成不同的產(chǎn)物。磷脂酶A1:主要存在于細(xì)胞的溶酶體內(nèi),此外蛇毒及某些微生物中亦有,可有催化甘油磷脂的第1位酯鍵斷裂,產(chǎn)物為脂肪酸和溶血磷脂2。磷脂酶A2:普遍
26、存在于動物各組織細(xì)胞膜及線粒體膜,能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解。溶血磷脂是一類具有較強(qiáng)表面活性的性質(zhì),能使紅細(xì)胞及其他細(xì)胞膜破裂,引起溶血或細(xì)胞壞死。當(dāng)經(jīng)磷脂酶B作用脫去脂肪酸后,轉(zhuǎn)變成甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺,即失去溶解細(xì)胞膜的作用。磷脂酶C:存在細(xì)胞膜及某些細(xì)胞中,特異水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯鍵磷脂酶D:催化磷脂分子中磷酸與取代基團(tuán)(如膽堿等)間酯鍵,釋放出取代基團(tuán)第五節(jié)膽固醇代謝膽固醇是體內(nèi)最豐富的固醇類化合物,廣泛存在于全身各組織中,其中約1/4分布在腦及神經(jīng)組織中,占腦組織總重量的2%左右。肝、腎及腸等內(nèi)臟以及皮膚、脂肪組織亦含較多的膽固醇,以肝為最多,而肌肉較少,腎上
27、腺、卵巢等組織膽固醇含量可高達(dá)1%-5%。二、合成原料乙酰CoA是膽固醇合成的直接原料,它來自葡萄糖、脂肪酸及某些氨基酸的代謝產(chǎn)物。另外,還需要ATP供能和NADPH供氫。合成1分子膽固醇需消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH。三、合成基本過程膽固醇合成過程比較復(fù)雜,有近30步反應(yīng),整個過程可根據(jù)為3個階段。1. 3-羥-3甲基戊二酸甲酰CoA(HMGCoA)的生成在胞液中,3分子乙酰CoA經(jīng)硫解酶及HMGCoA合成酶催化生成HMGCoA,此過程與酮體生成機(jī)制相同。但細(xì)胞內(nèi)定位不同,此過程在胞液中進(jìn)行,而酮體生成在肝細(xì)胞線粒體內(nèi)進(jìn)行,因此肝臟細(xì)胞中有兩套同功酶分別進(jìn)行上述
28、反應(yīng)。2.甲羥戊酸(mevalonic acid,MVA)的生成HMGCoA在HMG CoA還原酶(HMGCoA reductase)催化下,消耗兩分子NADPH+H+生成甲羥戊酸(MVA)。 此過程是不可逆的,HMG還原酶是膽固醇合成的限速酶。3.膽固醇的生成MVA先經(jīng)磷酸化、脫羧、脫羥基、再縮合生成含30C的鯊烯,經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)環(huán)化酶和加氧酶催化生成羊毛脂固醇,后者再經(jīng)氧化還原等多步反應(yīng)最后失去了3個C,合成27C的膽固醇。四、膽固醇合成的調(diào)節(jié)膽固醇合成的過程中HMGCoA還原酶為限速酶,因此各種因素通過對該酶的影響可以達(dá)到調(diào)節(jié)膽固醇合成的作用。1.激素的調(diào)節(jié)HMGCoA還原酶在胞液中經(jīng)蛋白激酶
29、催化發(fā)生磷酸化喪失活性,而在磷蛋白磷酸酶作用下又可以脫去磷酸恢復(fù)酶活性。2.膽固醇濃度的調(diào)節(jié)膽固醇可反饋抑制HMGCoA還原酶的活性,并減少該酶的合成,從而達(dá)到降低膽固醇合成的作用。五、膽固醇的轉(zhuǎn)化膽固醇在體內(nèi)不被徹底氧化分解為CO2和H2O,而經(jīng)氧化和還原轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌h(huán)戊烷多氫菲母核的化合物。其中大部分進(jìn)一步參與體內(nèi)代謝,或排出體外。膽固醇在體內(nèi)可作為細(xì)胞膜的重要成分。此外,它還可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N具有重要生理作用的物質(zhì),在腎上腺皮質(zhì)可以轉(zhuǎn)變成腎上腺皮質(zhì)激素;在性腺可以轉(zhuǎn)變?yōu)樾约に?,如雄激素、雌激素和孕激素;在皮膚,膽固醇可被氧化為7-脫氫膽固醇,后者經(jīng)常紫外線照射轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3;在肝臟,膽固醇
30、可氧化成膽汁酸,促進(jìn)脂類的消化吸收。, 簡單介紹膽固醇合成的調(diào)節(jié)強(qiáng)調(diào)膽固醇的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物第六節(jié)血漿脂蛋白代謝血漿中含有的脂類統(tǒng)稱為血酯,包括甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯和游離脂肪酸(FFA)。血脂只占體重的0.04%,正常人血脂含量見表。其含量受到飲食、營養(yǎng)、疾病等因素的影響。它們是以脂蛋白的形式存在并運(yùn)輸?shù)?,脂蛋白由脂類與載脂蛋白結(jié)合而形成。脂蛋白具有微團(tuán)結(jié)構(gòu),非極性的甘油三酯、膽固醇酯等位于核心,外周為親水性的載脂蛋白和膽固醇磷脂等的極性基因,這樣使脂蛋白具有較強(qiáng)水溶性,可在血液中運(yùn)輸。一、血漿脂蛋白的分類根據(jù)脂蛋白的特性采用不同的分類方法,可將它們進(jìn)行多種分類,一般采用電泳法和超速離心法進(jìn)行
31、血漿脂蛋白的分類。(一)電泳分類法 以硝酸纖維素薄膜為支持物,電泳結(jié)果是:脂蛋白泳動最快,相當(dāng)于1球蛋白的位置;前脂蛋白次之,相當(dāng)于2球蛋白位置;脂蛋白泳動在前之后,相當(dāng)于球蛋白的位置;乳糜微粒停留在點(diǎn)樣的位置上。(二)超速離心法 依據(jù)不同脂蛋白中蛋白質(zhì)脂類成分所占比例不同,因而分子密度不同,在一定離心力作用下,分子沉降速度或漂浮率不同,將脂蛋白分為四類,即乳糜微粒(chylomicrons)、極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(highdensity lip
32、oprotein,HDL);分別相當(dāng)于電泳分離中的乳糜微粒、前脂蛋白、脂蛋白和脂蛋白。簡單復(fù)習(xí)電泳基本原理二、血漿脂蛋白的組成(一)脂蛋白中脂類的組成特點(diǎn):各類脂蛋白均含有甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯。但組成比例有很大差異,其中甘油三酯在乳糜微粒中含量為最高,達(dá)其化學(xué)組成的90%左右。磷脂含量以HDL為最高,達(dá)40%以上。膽固醇及其酯以LDL中最多,幾乎占其含量50%。VLDL中以甘油三酯含量為最多,達(dá)60%。(二)載脂蛋白(apoprotein,apo)脂蛋白中與脂類結(jié)合的蛋白質(zhì)稱為載脂蛋白,載脂蛋白在肝臟和小腸粘膜細(xì)胞中合成。目前已發(fā)現(xiàn)了十幾種載脂蛋白,結(jié)構(gòu)與功能研究比較清楚的有apoA、
33、apoB、apoC、apoD與apoE五類。每一類脂蛋白又可分為不同的亞類,如apoB分為B100和B48;apoC分為C、C、C等。載脂蛋白含有較多的雙性螺旋結(jié)構(gòu),分子的一側(cè)極性較高可與水溶劑及磷脂或膽固醇極性區(qū)結(jié)合,構(gòu)成脂蛋白的親水面,分子的另一側(cè)極性較低可與非極性的脂類結(jié)合,構(gòu)成脂蛋白的疏水核心區(qū)。載脂蛋白的主要功能是穩(wěn)定血漿脂蛋白結(jié)構(gòu),作為脂類的運(yùn)輸載體。除此以外有些脂蛋白還可作為酶的激活劑:如apoAI激活卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶,apoC可激活脂蛋白脂肪酶。有些脂蛋白也可作為細(xì)胞膜受體的配體:如apo B48,apoE參與肝細(xì)胞對CM的識別,apoB-100可被各種組織細(xì)胞表面LDL
34、受體所識別等。, (三)脂蛋白的代謝1.乳糜微粒(CM)乳糜微粒是在小腸粘膜細(xì)胞中生成的,食物中的脂類在細(xì)胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上經(jīng)再酯化后與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的載脂蛋白構(gòu)成新生的乳糜微粒(包括甘油三酯、膽固醇酯和磷脂以及poB48),經(jīng)高爾基復(fù)合體分泌到細(xì)胞外,進(jìn)入淋巴循環(huán)最終進(jìn)入血液。新生乳糜微粒入血后,接受來自HDL的apoC和apoE,同時失去部分apoA,成為成熟的乳糜微粒。成熟分子上的apoC可激活脂蛋白脂肪酶(LPL)催化乳糜微粒中甘油三酯水解為甘油和脂肪。此酶存在于脂肪組織、心和肌肉組織的毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞外表面上。脂肪酸可被上述組織攝取而利用,甘油可進(jìn)入肝臟用于糖異生。通過LPL的作用,乳糜微粒中的甘油三酯大部分被水解利用,同時apoA、apoC、膽固醇和磷脂轉(zhuǎn)移到HDL上,CM逐漸變小,成為以含膽固醇酯為主的乳糜微粒殘余顆粒。肝細(xì)胞膜上的apoE受體可識別CM殘余顆粒,將其吞噬入肝細(xì)胞,載脂蛋白被水解為氨基酸,膽固醇酯分解為膽固醇和脂肪酸,進(jìn)而可被肝臟利用或分解,完成最終代謝。由此可見,CM代謝的主要功能就是將外源性甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)至脂肪、心和肌肉等肝外組織而利用,同時將食物中外源性膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟。復(fù)習(xí)脂類物質(zhì)的吸收過程強(qiáng)調(diào)載脂蛋白的功2.極低密度脂蛋白(VLDL)VLDL主要在肝臟內(nèi)生成,VLDL主要成分是肝細(xì)胞利用糖和脂肪酸(來自脂動員或乳糜微粒
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