第六章脂类代谢课件.ppt
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1、本章主要内容:本章主要内容:4 脂类脂类概述概述4 脂肪代谢脂肪代谢4 类脂的代谢类脂的代谢第一节第一节 脂类脂类概述概述 动物机体的脂类(动物机体的脂类(lipids)分为脂肪和类脂两大类)分为脂肪和类脂两大类 脂肪指甘油三酯脂肪指甘油三酯 ( Triglyceride, TG),主要是储脂,主要是储脂 类脂是指除脂肪以外的其他脂类,包括磷脂、糖脂、类脂是指除脂肪以外的其他脂类,包括磷脂、糖脂、胆固醇及其酯(是组织脂的主要成分),还有其他的胆固醇及其酯(是组织脂的主要成分),还有其他的脂溶性分子脂溶性分子一、脂类的概念一、脂类的概念F 脂肪的氧化分解为动物机体提供能量来源,脂肪也是脂肪的氧化
2、分解为动物机体提供能量来源,脂肪也是 动物的贮能方式,其储量与营养状况有关动物的贮能方式,其储量与营养状况有关。F 脂肪还有抵御寒冷和固定保护内脏的作用脂肪还有抵御寒冷和固定保护内脏的作用。F 类脂是细胞膜的组成成分,也称组织脂,其组成与营养类脂是细胞膜的组成成分,也称组织脂,其组成与营养 状况无关状况无关。F 一些脂类分子是重要的生理活性分子如一些脂类分子是重要的生理活性分子如必需脂肪酸必需脂肪酸 (essential fatty acids)为多不饱和脂肪酸,动物机体自身)为多不饱和脂肪酸,动物机体自身不能合成,须从食物中摄取,如亚油酸(不能合成,须从食物中摄取,如亚油酸(18:2),亚麻
3、油),亚麻油酸(酸(18:3)和花生四烯酸()和花生四烯酸(20:4)等。可以转变为细胞)等。可以转变为细胞膜的成分,以及前列腺素,白三烯和血栓素等活性分子。膜的成分,以及前列腺素,白三烯和血栓素等活性分子。F 肌醇磷脂、甘油二酯等又是第二信使。肌醇磷脂、甘油二酯等又是第二信使。F 促进脂溶性维生素吸收。促进脂溶性维生素吸收。二、脂类的生理功能二、脂类的生理功能三、脂类的消化和吸收三、脂类的消化和吸收 食物中的脂类消化的主要场所在小肠上段。经消化食物中的脂类消化的主要场所在小肠上段。经消化作用后,各种消化产物,如甘油一酯、脂肪酸、胆固作用后,各种消化产物,如甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等
4、可与胆汁酸盐混合成水溶性的混合微醇及溶血磷脂等可与胆汁酸盐混合成水溶性的混合微团。这种微团体积小、极性大,促进肠黏膜细胞对它团。这种微团体积小、极性大,促进肠黏膜细胞对它们的吸收。脂类的消化产物被吸收后,其中短链脂肪们的吸收。脂类的消化产物被吸收后,其中短链脂肪酸和甘油经门静脉入肝,在肝内合成体脂肪。甘油一酸和甘油经门静脉入肝,在肝内合成体脂肪。甘油一酯、甘油二酯和长链脂肪酸等在肠粘膜上皮细胞内又酯、甘油二酯和长链脂肪酸等在肠粘膜上皮细胞内又重新合成脂肪,然后与磷脂、胆固醇、载脂蛋白质共重新合成脂肪,然后与磷脂、胆固醇、载脂蛋白质共同形成乳糜微粒,经淋巴管进入血液循环,输送到各同形成乳糜微粒,
5、经淋巴管进入血液循环,输送到各组织细胞中。组织细胞中。RCCHCH2CH2O CROO COROHO CHCH2CH2OHOHRCOHOO3+激素敏感脂肪酶H2O3+四、脂肪的贮存、动员和运四、脂肪的贮存、动员和运输输(一)脂肪在体内的贮存:(一)脂肪在体内的贮存:脂肪组织、脂库脂肪组织、脂库(二)脂肪的动员:(二)脂肪的动员:当机体需要能量时,贮存在脂肪细胞中当机体需要能量时,贮存在脂肪细胞中的脂肪被水解为游离脂肪酸和甘油而释放入血液,被其它组的脂肪被水解为游离脂肪酸和甘油而释放入血液,被其它组织氧化利用,这一过程称为脂肪的动员。织氧化利用,这一过程称为脂肪的动员。血脂的运输方式血脂的运输方
6、式脂蛋白脂蛋白(lipoprotein) 脂类不溶于水,因此不能以游离的形式运输,而必须以某种方脂类不溶于水,因此不能以游离的形式运输,而必须以某种方式与蛋白质结合起来才能在血浆中转运。式与蛋白质结合起来才能在血浆中转运。(三)脂类的运输(三)脂类的运输1 1、血脂、血脂:血浆中所含的脂类,血浆中所含的脂类,包括脂肪、磷脂、胆固醇及其酯和游包括脂肪、磷脂、胆固醇及其酯和游离脂肪酸。离脂肪酸。 血脂来源:血脂来源: 肠道中食物脂类的消化吸收;肠道中食物脂类的消化吸收; 由肝脏、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血由肝脏、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血; 储存脂肪动员释放入血。储存脂肪动员释放入血。
7、 血脂的去路:血脂的去路: 进入脂肪组织储存;进入脂肪组织储存; 氧化供能;氧化供能; 构成生物膜;构成生物膜; 转变为其他物质。转变为其他物质。 电泳法电泳法 按其移动的快慢,可将脂蛋白依次分为:按其移动的快慢,可将脂蛋白依次分为:-脂蛋白、脂蛋白、 前前-脂蛋白、脂蛋白、-脂蛋白,乳糜微粒在原点不动脂蛋白,乳糜微粒在原点不动。+CM 前前图图 血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳图谱血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳图谱2.2.血浆血浆脂蛋白的分类脂蛋白的分类按密度大小依次为:按密度大小依次为: 乳糜微粒(乳糜微粒(CMCM)极低密度脂蛋白(极低密度脂蛋白(VLDL)VLDL) 低密度脂蛋白低密度脂蛋白 (LD
8、L)(LDL) 高密度脂蛋白高密度脂蛋白 (HDL(HDL)密密度度颗颗粒粒超速离心法超速离心法乳糜(乳糜(CM)组成组成:TGTG,磷脂,胆固醇,磷脂,胆固醇,ApoB48,A-I,A-II,ApoB48,A-I,A-II,蛋白质含量蛋白质含量 少少, ,密度低密度低合成部位:小肠黏膜细胞,经淋巴系统进入血液合成部位:小肠黏膜细胞,经淋巴系统进入血液生理功能:转运外源性生理功能:转运外源性T T甘油三酯和胆固醇甘油三酯和胆固醇极低密度脂蛋白(极低密度脂蛋白(VLDL)组成组成:TGTG,磷脂,胆固醇,磷脂,胆固醇,ApoB100, ApoE, ApoB100, ApoE, 蛋白质含量蛋白质含
9、量少少, ,密度低密度低合成部位:肝细胞合成部位:肝细胞生理功能:转运内源性甘油三酯生理功能:转运内源性甘油三酯3.3.血浆血浆脂蛋白的脂蛋白的主要功能主要功能低密度脂蛋白(低密度脂蛋白(LDL)组成:主要是胆固醇及其酯,组成:主要是胆固醇及其酯,ApoB-100,ApoB-100,含蛋白质含蛋白质, ,较低的密度较低的密度合成部位:血浆(合成部位:血浆(VLDL转化而来)转化而来)生理功能:是血浆中胆固醇的主要携带者并运送到组织,生理功能:是血浆中胆固醇的主要携带者并运送到组织, 调控胆固醇的合成调控胆固醇的合成高密度脂蛋白(高密度脂蛋白(HDL)组成组成:主要是胆固醇及其酯主要是胆固醇及其
10、酯, ,蛋白质含量高蛋白质含量高, ,较高的密度较高的密度合成部位:肝,小肠合成部位:肝,小肠生理功能:机体胆固醇的生理功能:机体胆固醇的“清扫机清扫机”,逆向转运胆固醇到,逆向转运胆固醇到 肝脏转化处理肝脏转化处理第二节第二节 脂肪的代谢脂肪的代谢 脂肪组织中的脂肪在激素敏感脂酶作用下水解为脂脂肪组织中的脂肪在激素敏感脂酶作用下水解为脂肪酸和甘油并释放入血液供其他组织利用的过程。激素肪酸和甘油并释放入血液供其他组织利用的过程。激素敏感脂酶受多种激素调控,胰岛素下调,肾上腺素与胰敏感脂酶受多种激素调控,胰岛素下调,肾上腺素与胰高血糖素上调激素敏感脂酶的活性。高血糖素上调激素敏感脂酶的活性。 R
11、CCHCH2CH2O CROO COROHO CHCH2CH2OHOHRCOHOO3+激素敏感脂肪酶H2O3+脂肪甘油脂肪酸一、脂肪的分解代谢一、脂肪的分解代谢(一)脂肪的水解(一)脂肪的水解上述反应过程中,实线为甘油的分解,上述反应过程中,实线为甘油的分解, 虚线为甘油的合成。虚线为甘油的合成。 (二)甘油的代谢(二)甘油的代谢1.1.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化 脂肪酸的分解氧化发生在脂肪酸的分解氧化发生在-碳原子上,每次碳原子上,每次降解生成一个乙酰降解生成一个乙酰CoA和比原来少两个碳原子的和比原来少两个碳原子的脂酰脂酰CoA, 如此循环往复。如此循环往复。 乙酰乙酰CoA经过三羧酸循环
12、彻底氧化分解并释经过三羧酸循环彻底氧化分解并释放能量。放能量。 脂肪酸的脂肪酸的-氧化在线粒体的基质中进行。氧化在线粒体的基质中进行。(二)脂肪酸的分解代谢(二)脂肪酸的分解代谢 F 脂肪酸的活化脂肪酸的活化生成脂酰生成脂酰CoACoA 以以1616个碳原子的偶数饱和脂肪酸个碳原子的偶数饱和脂肪酸软脂酸(又称棕榈酸)为例软脂酸(又称棕榈酸)为例RCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH(1616:0 0) + HSCoA + ATP+ HSCoA + ATP RCH RCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CO-ScoA + AMP + PPiCO-ScoA + AMP +
13、 PPi 催化该反应的酶为催化该反应的酶为脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶(硫激酶),注意(硫激酶),注意消消耗了一个耗了一个ATPATP分子中的分子中的2 2个高能键个高能键 F 转移转移从胞液到线粒体从胞液到线粒体F -氧化氧化:脱氢、加水、脱氢、脱氢、加水、脱氢、硫解循环往复硫解循环往复棕榈酸活化生成脂酰棕榈酸活化生成脂酰CoACoA:消耗:消耗2 2个高能键(个高能键(-2ATP-2ATP)。)。线粒体内线粒体内-氧化反应过程:总共生成氧化反应过程:总共生成7molFADH7molFADH2 2和和NADHNADHH H,释放释放7 7(2 23 3)35mol ATP35mol AT
14、P。乙酰乙酰CoACoA彻底氧化:彻底氧化:8mol8mol乙酰乙酰CoACoA生成生成8 812=96mol ATP12=96mol ATP。总能量:总能量:1mol1mol棕榈酸彻底氧化后可净生成棕榈酸彻底氧化后可净生成-2-2353596=129mol 96=129mol ATPATP。F 乙酰辅酶乙酰辅酶A A进一步代谢去路:进一步代谢去路:可进入三羧酸循环彻底氧化成可进入三羧酸循环彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O,并释放出能量,也可转变成其它代谢中间产物,也可参加合成代谢。,并释放出能量,也可转变成其它代谢中间产物,也可参加合成代谢。F 能量生成:能量生成:以棕榈酸为例
15、以棕榈酸为例22+ SCoA7HSCoA7FAD7NAD7H O8CoA7FADH7NADH+H 棕榈酰乙酰结论:若1mol含有2n个碳原子的脂肪酸彻底氧化,可以进行(n-1)次-氧化,生成n个乙酰CoA,产生-2+5(n-1)+12n=17n-7mol ATP。 酮体(酮体(ketone body)是一)是一类小分子有机酸,是脂肪酸在类小分子有机酸,是脂肪酸在肝中分解氧化时产生的特有的肝中分解氧化时产生的特有的中间代谢物,有中间代谢物,有乙酰乙酸乙酰乙酸( 也也有称有称-酮丁酸)、酮丁酸)、-羟丁酸羟丁酸和和丙丙酮酮。在肝脏中由乙酰。在肝脏中由乙酰CoA缩合生缩合生成,在肝外组织,如脑、心、
16、成,在肝外组织,如脑、心、骨骼肌中利用。骨骼肌中利用。乙酰乙酸,乙酰乙酸,30%丙酮,微量丙酮,微量- -羟丁酸羟丁酸,70%,70%2.2.酮体的生成与利用酮体的生成与利用生酮作用(生酮作用(ketogenesis)场所:肝脏线粒体场所:肝脏线粒体原料:乙酰原料:乙酰COA关键酶:关键酶: -羟羟-甲基戊二酸单酰甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)合成酶(肝中)合成酶(肝中)乙酰CoA硫解酶乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA合成酶HMGCoA羟甲基戊二酸单酰CoAHMGCoA裂解酶脂肪酸 氧化CH3COSCoACH3COCH2COSCoACH2COSCoAHOOCCH2CH3OHCH3COSCoA
17、2CoASHCH3COSCoACoASHCHMGCoA()CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3CHOHCH2COOHCH3COCH3酮体NADH+H+NAD+脱氢酶羟丁酸羟丁酸D ( )-丙酮酮体的生成解酮作用(解酮作用(ketolysis)由于肝内缺乏分解酮体所需由于肝内缺乏分解酮体所需要的硫激酶,酮体的分解须要的硫激酶,酮体的分解须在肝外组织中进行(在肝外组织中进行(转硫酶转硫酶的作用相当于硫激酶的作用相当于硫激酶),最),最终转变成乙酰终转变成乙酰CoA进入三羧进入三羧酸循环途径氧化供能。酸循环途径氧化供能。脱氢酶脱氢酶琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶硫解酶硫解酶-羟丁酸羟丁酸乙酰
18、乙酸乙酰乙酸乙酰乙酰CoA酮体的生理意义与酮病酮体的生理意义与酮病(ketosis) 肌肉组织对脂肪酸的利用是有限的,而酮体分子小,肌肉组织对脂肪酸的利用是有限的,而酮体分子小,水溶性,是易于利用的能源分子。如心肌、肾皮质、长时间水溶性,是易于利用的能源分子。如心肌、肾皮质、长时间运动中的骨骼肌都可以利用酮体。运动中的骨骼肌都可以利用酮体。 大脑不能直接利用脂肪大脑不能直接利用脂肪酸。饥饿引起血糖水平降低时,大脑转而利用酮体以减少对酸。饥饿引起血糖水平降低时,大脑转而利用酮体以减少对葡萄糖的依赖。葡萄糖的依赖。 过多的脂肪摄入,长期饥饿,葡萄糖供应短缺(常见于过多的脂肪摄入,长期饥饿,葡萄糖供
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