第六章脂类代谢ppt课件.ppt
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1、第六章 脂类代谢 Metabolism of Lipids 第一节第一节 脂类的分布和生理功能脂类的分布和生理功能Distributing and Function of Lipids 脂类是脂肪和类脂的总称脂类是脂肪和类脂的总称o其共同的物理性质是难溶于水而易溶乙醚、其共同的物理性质是难溶于水而易溶乙醚、氯仿等有机溶剂中。氯仿等有机溶剂中。 o 化学组成:脂类属于脂肪酸的酯或这些酯化学组成:脂类属于脂肪酸的酯或这些酯的有关物质。的有关物质。一、脂肪一、脂肪 fat或称三脂肪酸甘油酯,简称三酰甘油或称三脂肪酸甘油酯,简称三酰甘油(triglyceride)(triglyceride),也可称为
2、甘油三酯。,也可称为甘油三酯。$ 主要分布于脂肪组织,在细胞内主要分布于脂肪组织,在细胞内主要以油滴状的微粒存在于胞浆中,主要以油滴状的微粒存在于胞浆中,占体重占体重10102020,随胖瘦变动较大,随胖瘦变动较大,又称又称“可变脂可变脂”。$ 主要生理功能是储存及氧化供能。主要生理功能是储存及氧化供能。此外还有防止散热及保护脏器的作用此外还有防止散热及保护脏器的作用。二、类脂二、类脂 (lipoids)包括磷脂、糖脂、胆固醇和胆固醇脂包括磷脂、糖脂、胆固醇和胆固醇脂n分布于各种组织,神经组织较多。是生分布于各种组织,神经组织较多。是生物膜的基本成分,占体重物膜的基本成分,占体重5 5,含量变
3、动,含量变动少,又称固定脂。少,又称固定脂。 主要生理功能是维持正常生物膜的结构主要生理功能是维持正常生物膜的结构与功能。与功能。脂肪酸的分类脂肪酸的分类脂肪酸定义:无分支的具有偶数碳原子饱和或脂肪酸定义:无分支的具有偶数碳原子饱和或不饱和脂肪族羧酸。不饱和脂肪族羧酸。 24 C 短链脂肪酸 按按C原子数原子数 610 C 中链脂肪酸 1226 C 长链脂肪酸 饱和脂肪酸 按是否含双键按是否含双键 不饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 脂肪酸的命名脂肪酸的命名习惯命名习惯命名 以脂肪酸的碳原子数目、来源或性质命以脂肪酸的碳原子数目、来源或性质命名。如:名。如: 依据依据C C原子数原子
4、数-丁酸(丁酸(4C4C)、辛酸()、辛酸(8C8C) 依据来源依据来源-花生四烯酸花生四烯酸 依据性质依据性质-软脂酸软脂酸系统命名系统命名 标出脂肪酸中碳原子数目及双键位置标出脂肪酸中碳原子数目及双键位置 编码体系编码体系-从脂肪酸的羧基碳开始编码碳从脂肪酸的羧基碳开始编码碳 子顺序;子顺序; 或或编码体系编码体系-从脂肪酸的甲基碳开始编码碳从脂肪酸的甲基碳开始编码碳原子顺序原子顺序如软油酸,如软油酸,9十六碳十六碳烯酸,烯酸,16:19或或 7十六碳十六碳烯酸,烯酸,16:17o o o16 9 1o1 7 16 o希腊字母希腊字母 COOH脂酸的两种命名方法脂酸的两种命名方法体内脂肪酸
5、的来源体内脂肪酸的来源机体自身合成机体自身合成 如饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸。如饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸。食物脂肪供给食物脂肪供给 某些不饱和脂肪酸,动物机体自身不能某些不饱和脂肪酸,动物机体自身不能合成,需从食物摄取,称为合成,需从食物摄取,称为营养必需脂肪酸营养必需脂肪酸(essential fatty acid)(essential fatty acid)。如:如: 亚油酸亚油酸(linoleic acid(linoleic acid顺顺9 9,1212十八碳二烯酸十八碳二烯酸) )、亚麻酸亚麻酸(linolenic acid (linolenic acid 顺顺9 9,1212,15
6、15十八碳三十八碳三烯酸烯酸) )、花生四烯酸、花生四烯酸(arachidonic acid (arachidonic acid 顺顺5 5,8 8,1111,1414廿碳四烯酸廿碳四烯酸) )等体内不能合成,必须由食等体内不能合成,必须由食物供应,故为必须脂肪酸。物供应,故为必须脂肪酸。第二节第二节脂类的消化和吸收脂类的消化和吸收Digestion and Absorption of lipids一、脂肪的消化一、脂肪的消化v消化部位:小肠v婴儿胃内可以消化少量脂肪v食物脂肪的消化主要靠消化道中的脂肪酶,特别是胰脂酶的作用v脂肪酶脂肪酶(lipase)定义:把催化水解脂类的酶统称为脂肪酶类。
7、v胰腺分泌入十二指肠中消化脂类的酶有:v 胰脂酶、辅脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶1脂肪酶类的作用脂肪酶类的作用1) 磷脂酶磷脂酶A2 磷脂酶A2 磷脂 H2O 溶血磷脂 + 脂肪酸 2)胆固醇酯酶)胆固醇酯酶 胆固醇酯酶 胆固醇酯 H2O 胆固醇 + 脂肪酸 3)胰脂酶)胰脂酶 胰脂酶 胰脂酶甘油三酯 1,2-甘油二酯 2-甘油一酯 H2O 脂肪酸 H2O 脂肪酸胰脂酶具有立体异构专一性。易水介1及3位上的酯键,主要产物为2-甘油一酯。4)辅脂酶)辅脂酶 分子量约为10kDa的小分子蛋白质,是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子。辅脂酶的作用辅脂酶的作用o 能完全解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制,
8、是胰能完全解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制,是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子。脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子。o辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成,随胰液辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成,随胰液分泌入十二指肠,进入肠腔后,辅脂酶原被分泌入十二指肠,进入肠腔后,辅脂酶原被胰蛋白酶从其端切一个五肽而被激活。具胰蛋白酶从其端切一个五肽而被激活。具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域,以氢键同有与脂肪及胰脂酶结合的结构域,以氢键同胰脂酶结合,同时以疏水键同脂肪结合,使胰脂酶结合,同时以疏水键同脂肪结合,使酶锚于微团的水油界面上,并可防止胰脂酶酶锚于微团的水油界面上,并可防止胰脂酶在水油在水油界面界面的变性,
9、因而能增加胰脂酶活性。的变性,因而能增加胰脂酶活性。胰酯酶水微团疏水键氢键辅酯酶解除抑制胆汁酸盐油脂肪辅脂酶功能辅脂酶功能胆汁酸盐的作用胆汁酸盐的作用 胆汁酸盐是一种较强的乳化剂,能降低油和水相之间胆汁酸盐是一种较强的乳化剂,能降低油和水相之间的界面张力,使疏水的脂质分散成乳化颗粒。的界面张力,使疏水的脂质分散成乳化颗粒。脂类消化过程中产生的脂肪酸、甘油一酯、溶血磷酯脂类消化过程中产生的脂肪酸、甘油一酯、溶血磷酯等消化产物都有较大的极性,能从乳胶体的脂相扩散等消化产物都有较大的极性,能从乳胶体的脂相扩散到 胆 汁 酸 盐 微 团 中 去 , 并 能 形 成 更 小 的 微 团到 胆 汁 酸 盐
10、 微 团 中 去 , 并 能 形 成 更 小 的 微 团(micelle),),有利于脂肪消化产物的吸收,也有利于有利于脂肪消化产物的吸收,也有利于残余脂肪进一步水解。残余脂肪进一步水解。 胆汁酸盐过多时,可包裹脂肪微粒而阻止胰脂酶作用,胆汁酸盐过多时,可包裹脂肪微粒而阻止胰脂酶作用,抑制其活性。抑制其活性。 二二 脂肪的吸收脂肪的吸收短链、中链脂肪酸(短链、中链脂肪酸(10C10C)的甘油三酯,容易被酶)的甘油三酯,容易被酶完全水解,故多以脂肪酸和甘油的形式被吸收,并完全水解,故多以脂肪酸和甘油的形式被吸收,并且吸收后通过肝门脉入血循环且吸收后通过肝门脉入血循环。长链脂肪酸及其甘油酯吸收入肠
11、粘膜后,在光面内长链脂肪酸及其甘油酯吸收入肠粘膜后,在光面内质网转酰酶催化下,大部分重新合成甘油三酯,此质网转酰酶催化下,大部分重新合成甘油三酯,此过程称为过程称为甘油一酯通路甘油一酯通路(monoglyceride pathway)(monoglyceride pathway)。 脂类消化过程中产生的脂肪酸、甘油酯、脂类消化过程中产生的脂肪酸、甘油酯、溶血磷脂等消化产物与胆汁溶血磷脂等消化产物与胆汁 酸盐共同形成更酸盐共同形成更微细的微细的混合微团混合微团(mixed micelles)(mixed micelles) 。这种微团。这种微团体积很小,极性更大,可溶于水,能通过盖在体积很小,极
12、性更大,可溶于水,能通过盖在小肠绒毛表面的稳定水层,使脂类消化产物进小肠绒毛表面的稳定水层,使脂类消化产物进入黏膜细胞而被吸收。入黏膜细胞而被吸收。脂类的吸收脂类的吸收甘油一酯途径甘油一酯途径小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞 CH2OHR2CO-O-CHCH2OHCH2OCOR1R2CO-O-CHCH2OHCH2OCOR1R2CO-O-CHCH2OCOR3甘油一酯转酰基酶甘油一酯转酰基酶CoASHRCOSCoARCOOH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶甘油二酯甘油二酯转酰基酶转酰基酶CoASH甘油一酯甘油一酯甘油二酯甘油二酯甘油三酯甘油三酯甘油三酯的消化与吸收甘油三酯的消化与吸收:1长链脂肪酸长链脂肪酸 乳
13、化乳化 甘油一酯甘油一酯 吸收入黏膜细胞吸收入黏膜细胞 甘油三酯甘油三酯 2脂肪酸脂肪酸 甘油三酯甘油三酯 胰脂酶胰脂酶 2ATP 磷脂、胆固醇磷脂、胆固醇 乳糜微粒乳糜微粒 淋巴淋巴 血循环血循环 2短及中等长度脂肪酸短及中等长度脂肪酸 乳化乳化 短及中等长度链脂肪酸短及中等长度链脂肪酸 吸收吸收 甘甘 油油 三三 酯酯 胰脂酶胰脂酶 甘甘 油油 门静脉门静脉 血循环血循环 第三节第三节 甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢 Catabolism of Triglyceride 食物脂肪(外源)CM合成脂肪(内源)CM肝脂肪载脂蛋白磷脂胆固醇小肠脂肪CMVLDL脂肪细胞合成.储存动员脂肪FF
14、A 甘油VLDL动员FFA甘油心肝肾脂肪代谢概况脂肪代谢概况甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢o脂肪的动员脂肪的动员o甘油的代谢甘油的代谢o脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化o酮体的生成及利用酮体的生成及利用肾上腺素肾上腺素高血糖素高血糖素受体受体腺苷环化酶腺苷环化酶蛋白激酶蛋白激酶甘油三酯甘油三酯脂肪酸脂肪酸甘油二酯甘油二酯脂肪酸脂肪酸甘油一酯甘油一酯脂肪酸甘油脂肪酸甘油激素敏感激素敏感甘油三酯甘油三酯脂肪酶脂肪酶b激素敏感激素敏感甘油三酯甘油三酯脂肪酶脂肪酶a 甘油一脂甘油一脂脂肪酶脂肪酶甘油甘油脂肪酸脂肪酸ATPcAMPATPADP磷酸酶磷酸酶p甘油二脂甘油二脂脂肪酶脂肪酶二、甘油的再利用二、甘
15、油的再利用 肝肾等组织含有甘油激酶,能利用游离甘油,肝肾等组织含有甘油激酶,能利用游离甘油,使之磷酸化生成使之磷酸化生成一磷酸甘油。肝外组织脂肪一磷酸甘油。肝外组织脂肪分介产生的甘油,由于脂肪细胞缺乏甘油激酶分介产生的甘油,由于脂肪细胞缺乏甘油激酶而不能被再利用。而不能被再利用。肝、肾甘油激酶肝、肾甘油激酶 ATP ADP CHCH2 2OH OH CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 游游离离甘甘油油PiPiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3 - 磷磷酸酸甘甘油油甘油甘油 磷酸磷酸甘油甘油三、脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化o脂肪酸的活化o脂肪酰基的转运
16、o脂肪酸的-氧化脂脂肪肪酰酰基基在在线线粒粒体体上上的的转转运运酶I-肉碱脂酰转移酶I 酶 - 肉碱脂酰转移酶 脂脂肪肪酸酸氧氧化化 活活 化:消耗化:消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键 软脂酸软脂酸氧氧 化:化:7 轮循环产物:轮循环产物:8分子乙酰分子乙酰CoA 7分子分子NADH+H+ 7分子分子FADH2 脂酸氧化的能量生成脂酸氧化的能量生成能量计算:能量计算: 生成生成ATP 8ATP 810 + 710 + 72.5 + 72.5 + 71.5 = 1081.5 = 108 净生成净生成ATP 108 2 = 106ATP 108 2 = 106不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化$部
17、位:线粒体。部位:线粒体。$饱和脂肪酸饱和脂肪酸 -氧化过程中产生烯脂酰氧化过程中产生烯脂酰CoA是反式是反式的,而天然不饱和脂肪酸中的双键均为顺式。的,而天然不饱和脂肪酸中的双键均为顺式。$所需酶类:除脂肪酸所需酶类:除脂肪酸 -氧化酶外,还有氧化酶外,还有 3顺顺- 2反烯酰反烯酰CoA异构酶,异构酶,D(-)- 羟脂酰羟脂酰CoA表构酶。表构酶。过氧化酶体脂肪酸氧化过氧化酶体脂肪酸氧化极长链脂肪酸(极长链脂肪酸(C20,C22)可在过氧化酶体中可在过氧化酶体中氧化成较短链脂肪酸。氧化成较短链脂肪酸。其生理功能主要使二十碳,二十二碳脂肪其生理功能主要使二十碳,二十二碳脂肪酸先氧化为较短链脂
18、肪酸,以便进入线粒酸先氧化为较短链脂肪酸,以便进入线粒体内分解氧化。体内分解氧化。四、酮体的生成及利用$酮体包括:乙酰乙酸乙酰乙酸 -羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮$酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物(一)酮体的生成 肝脏是生成酮体的器官,但肝脏不能利用酮体,因其缺少利用酮体的酶。脂肪酸 -氧化2CH3COSCoA 乙酰乙酰CoA硫解酶 CoASHCH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA HMGCoA CH3COSCoA 合成酶合成酶 CoASHOHHOOCCH2-C-CH2COSCoACH3羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)HMGCoA裂解酶 CH3COSCoACH3COCH2COOH
19、 乙酰乙酸 -羟丁酸脱氢酶 NADH+H+ NAD+ CO2 CH3CHOHCH2COOH CH3COCH3 D(-)-羟丁酸 丙 酮酮体的生成酮体的生成HMGCoA是合成胆固醇及酮体的重要中间产物是合成胆固醇及酮体的重要中间产物HMGCoA体细胞体细胞胞液内质网胞液内质网甲羟戊酸HMGCoA还原酶还原酶胆固醇胆固醇HMGCoA裂解酶裂解酶酮体肝脏线粒体肝脏线粒体 -羟丁酸羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢脱氢丙酮丙酮乙酰乙酸乙酰乙酸羧化羧化(二)酮体的利用(二)酮体的利用-羟丁酸和丙酮先转化为乙酰乙酸另外,丙酮可转化为丙酮酸,进而生成葡萄另外,丙酮可转化为丙酮酸,进而生成葡萄糖,这是此是脂肪酸到糖的
20、唯一途径糖,这是此是脂肪酸到糖的唯一途径酮体的利用酮体的利用肝外许多组织利用酮体肝外许多组织利用酮体1.琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶:乙酰乙酸乙酰乙酸 + 琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA + 琥珀酸琥珀酸2.乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶:乙酰乙酸乙酰乙酸 + ATP + HSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA + ADP3.乙酰乙酰CoA硫解酶:乙酰乙酰乙酰乙酰CoA + HSCoA2 乙酰乙酰CoA(三)酮体生成的生理意义(三)酮体生成的生理意义u生理条件下,酮体因其能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁,是肌肉尤其是脑组织的重要能源。u饥饿,高脂低糖饮食,糖尿病易引起酮症酸中毒。 脂肪酸
21、-氧化及酮体的生成的 调节1.1.饮食状况及激素的影响饮食状况及激素的影响 饱食后,胰岛素分泌增多,脂肪组织的脂解受抑制,脂肪酸-氧化及酮体的生成均下降。 饥饿时,胰高血糖素等分泌增加,脂解作用增加,肝摄取FFA增多,脂肪酸-氧化及酮体的生成加强。2. 2. 肝内调节肝内调节 FFA 肝细胞 甘油三酯 磷脂 胞液胞液-氧化 酮体生成 线粒体线粒体饱食,肝糖原丰富 FFATG. PL饥饿或糖供应不足:-氧化及酮体的生成加强3. 丙二酰丙二酰CoA的影响的影响 乙酰CoA丙二酰CoA乙酰CoA羧化酶+ +柠檬酸脂酰CoA进线粒体脂酰肉碱转移酶I- -第四节第四节 甘油三酯的合成代谢甘油三酯的合成代
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