脂类代谢2013doc资料.ppt
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1、脂类代谢2013一、脂类的消化、吸收、转运和储存一、脂类的消化、吸收、转运和储存(一)脂类的消化(一)脂类的消化小肠上段:小肠上段:主要消化场所主要消化场所脂类脂类微团微团甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等长链脂肪酸、胆固醇等混合微团混合微团胆汁酸盐乳化胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化乳化(二二)脂类的吸收脂类的吸收十二指肠下段、空肠上段十二指肠下段、空肠上段混合混合微团微团小肠粘膜小肠粘膜细胞内细胞内乳糜微粒乳糜微粒门静脉门静脉肝脏肝脏扩散扩散重新酯化重新酯化载脂蛋白结合载脂蛋白结合乳糜微粒乳糜微粒小肠粘膜小肠粘膜脂肪脂肪脂蛋白脂蛋白十二
2、指肠十二指肠 空肠空肠 血液血液 二、脂肪的分解代谢二、脂肪的分解代谢(一)脂肪的水解(一)脂肪的水解脂肪酶脂肪酶二酰甘二酰甘油脂肪油脂肪酶酶一酰甘一酰甘油脂肪油脂肪酶酶甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶异构酶异构酶(二)甘油的转化(二)甘油的转化(实线为甘油的分解,虚线为甘油的合成(实线为甘油的分解,虚线为甘油的合成))(三)(三)脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢a.a.脂脂肪酸肪酸-氧化作用氧化作用 1 1、-氧化作用的概念氧化作用的概念氧化作用的概念氧化作用的概念 脂肪酸在体内氧化时在脂肪酸在体内氧化时在羧基端的羧基端的-碳原子碳原子上进行氧化,
3、上进行氧化,碳链逐次断裂,每次断下一个二碳单位(乙酰碳链逐次断裂,每次断下一个二碳单位(乙酰CoACoA)饱和脂肪酸的饱和脂肪酸的-氧化作用(3 3 3 3)-氧化过程中能量的释放及转换效率氧化过程中能量的释放及转换效率氧化过程中能量的释放及转换效率氧化过程中能量的释放及转换效率2、氧化过程、氧化过程1、-氧化作用的概念及试验证据(1 1)脂肪酸的活化和转运脂肪酸的活化和转运脂肪酸的活化和转运脂肪酸的活化和转运(2 2)-氧化的生化过程氧化的生化过程氧化的生化过程氧化的生化过程 试验证据试验证据 1904,F.Knoop,1904,F.Knoop,苯环标记脂肪酸饲喂狗苯环标记脂肪酸饲喂狗 -氧
4、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:内质网、线粒体外膜:内质网、线粒体外膜:脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶催化脂肪酸与催化脂肪酸与CoA-SHCoA-SH:脂酰脂酰CoACoA(活化)(活化)。反应不可逆反应不可逆2 2、氧化过程、氧化过程、氧化过程、氧化过程1 1)、脂肪酸活化为脂酰)、脂肪酸活化为脂酰CoACoA(胞浆)(胞
5、浆)脂肪酸氧化酶系:脂肪酸氧化酶系:线粒体基质线粒体基质长链脂酰长链脂酰CoACoA(12C12C以上)不能直接透过线粒体内膜以上)不能直接透过线粒体内膜与肉毒碱与肉毒碱(carnitine)(carnitine)结合结合:脂酰肉碱脂酰肉碱,进入线粒体基质进入线粒体基质肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶(CAT-(CAT-和和CAT-II)CAT-II)催化:催化:2 2)、脂酰)、脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体-氧化氧化的限速步骤,的限速步骤,CAT-CAT-是限速酶是限速酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA 是强烈的竞争性抑制剂。是强烈的竞争性抑制剂。)OHRCH2CH CH2COSCoA
6、L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA(3)(3)再脱氢再脱氢NADNAD+NADH+HNADH+H+L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶(4)(4)硫解硫解CH3COSCoA乙酰乙酰CoACoARCH2COSCoA脂酰脂酰CoA(14C)CoA(14C)(1)()(2)()(3)()(4)-酮脂酰酮脂酰CoACoARCH2CSCoA OCH2COCoA-SH-酮脂酰酮脂酰 CoA硫解酶硫解酶 3 ATP3 ATP呼吸链呼吸链重复反应重复反应 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA CoA 脱氢酶脱氢酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯
7、脂酰CoA CoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoA CoA 脱氢酶脱氢酶-酮酯酰酮酯酰CoA CoA 硫解酶硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸链H H2 20 0呼吸链 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA-氧化的生化历程氧化的生化历程-氧化的生化历程氧化的生化历程 R-CH=CH-C-SCoA R-CH2 -
8、CH2C-SCoA OH O R-CH-CH2CSCoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|+|d d、硫解、硫解|1 1分子软脂酸分子软脂酸(16C)(16C):活化生成软脂酰:活化生成软脂酰 CoACoA 7 7次次-氧化氧化总反应式总反应式:软脂酰软脂酰CoA+7FAD+7NADCoA+7FAD+7NAD+7CoA-SH+7H+7CoA-SH+7H2 2O O 8 8乙酰乙酰CoA+7FADHCoA+7FADH2 2+7(NADH+H+7(NADH+H+)4 4)、)、-氧化的能量生成氧化的能量生成氧化氧化氧化氧化:乙酰:乙酰:乙酰:乙酰CoACoA
9、CoACoA、NADHNADHNADHNADH和和和和FADHFADHFADHFADH2 2 2 2碳原子数:碳原子数:碳原子数:碳原子数:CnCnCnCn脂肪酸,脂肪酸,脂肪酸,脂肪酸,氧化氧化氧化氧化 (n/2n/2n/2n/21 1 1 1)次循环)次循环)次循环)次循环 n/2n/2n/2n/2个乙酰个乙酰个乙酰个乙酰CoACoACoACoA,(,(,(,(n/2-1n/2-1n/2-1n/2-1)NADHNADHNADHNADH、(、(、(、(n/2-1n/2-1n/2-1n/2-1)FADHFADHFADHFADH2 2 2 2 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA:TCATC
10、ATCATCA,COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2O O O O,释放能量释放能量释放能量释放能量 NADHNADHNADHNADH、FADHFADHFADHFADH2 2 2 2:呼吸链传递电子生成:呼吸链传递电子生成:呼吸链传递电子生成:呼吸链传递电子生成ATPATPATPATP生成生成生成生成ATPATPATPATP数量数量数量数量:1 1分子软脂酸彻底氧化分子软脂酸彻底氧化:(27)+(37)+(128)=(27)+(37)+(128)=131131分子分子ATPATP 脂肪酸活化,消耗脂肪酸活化,消耗ATPATP的的2 2个个高能磷酸键高能磷酸键 净生成:净
11、生成:129 129 分子分子ATPATP脂肪酸氧化作用发脂肪酸氧化作用发生在生在-碳原子上,碳原子上,分解出分解出COCO2 2,生成比,生成比原来少一个碳原子原来少一个碳原子的脂肪酸的脂肪酸RCHRCH2 2COOCOO-RCH(OH)COORCH(OH)COO-RCOCOORCOCOO-RCOORCOO-COCO2 2O O2 2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COORCH(OOH)COO-COCO2 2RCHORCHOO O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化羟化羟化b.b.脂脂肪酸的肪酸的-氧化作用氧化作用-羟脂酸羟脂酸-酮酸酮酸CHCH3 3(CH(
12、CH2 2)n COO)n COO-HOCHHOCH2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHC(CHOHC(CH2 2)n COO)n COO-OOC(CHOOC(CH2 2)n COO)n COO-O O2 2NAD(P)NAD(P)+NAD(P)H+HNAD(P)H+H+NAPD NAPD+NADPH+HNADPH+H+NAD(P)NAD(P)+NAD(P)H+HNAD(P)H+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶c.脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用脂肪酸末端甲基(脂肪酸末端甲基(-端)经端)经氧化转变成羟基,继而再氧氧化转变成羟基,继而再
13、氧化成羧基,从而形成化成羧基,从而形成,-二羧酸的过程二羧酸的过程(四)酮体的生成和利用(四)酮体的生成和利用1 1、酮体、酮体脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物l 羟丁酸(羟丁酸(7070)CHCHCHCH3 3 3 3CH(OH)CHCH(OH)CHCH(OH)CHCH(OH)CH2 2 2 2COOHCOOHCOOHCOOHl 乙酰乙酸(乙酰乙酸(3030)CHCHCHCH3 3 3 3COCHCOCHCOCHCOCH2 2 2 2COOHCOOHCOOHCOOHl 丙酮(极微)丙酮(极微)CHCHCHCH3 3 3 3COCHCOCHCOCHCOCH3
14、 3 3 3统称统称原料:原料:乙酰乙酰CoACoA脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、-羟丁酸和丙羟丁酸和丙羟丁酸和丙羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物酮三种中间代谢产物酮三种中间代谢产物酮三种中间代谢产物2 2、酮体的生成、酮体的生成3 3、酮体的利用、酮体的利用酮体:肝脏合成,肝脏缺乏利用酮体的酶,不能利用酮体酮体:肝脏合成,肝脏缺乏利用酮体的酶,不能利用酮体 进入血液,输送到肝外组织利用进入血液,输送到肝外组织利用CHCH3 3COCHCOCH2 2COOHCOOH乙酰
15、乙酸乙酰乙酸CHCH3 3COCHCOCH2 2CO-SCoACO-SCoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoAATP+CoA-SHATP+CoA-SHPPi+AMPPPi+AMP2 Pi2 PiCHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2CO-CoACO-CoACHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOH乙酰乙酰 CoA CHCoA CH3 3CO-CoACO-CoA-羟丁酸羟丁酸 CHCH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2COOHCOOH-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶NADNAD+NADH+HNADH+H+琥珀酰琥珀酰CoACoA琥珀酸琥珀酸转移酶转移酶 乙酰乙酰乙酰乙酰
16、CoACoA合成酶合成酶H H2 2O OHSCoAHSCoA硫解酶硫解酶 心、肾、脑和骨胳心、肾、脑和骨胳肌此酶活性高肌此酶活性高(10(10倍倍)CHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHTCATCA琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶:转硫酶:催化进行氧化利用时,乙酰乙酸:催化进行氧化利用时,乙酰乙酸:2424分子分子ATPATP -羟丁酸:羟丁酸:2727分子分子ATPATP乙酰乙酸硫激酶:乙酰乙酸硫激酶:催化进行氧化利用时,乙酰乙酸:催化进行氧化利用时,乙酰乙酸:2222分子分子ATPATP -羟丁酸:羟丁酸:2525分子分子ATPATP4.4.酮体生成的生理意义酮体生成
17、的生理意义1).1).酮体具水溶性,能透过血脑屏障及毛细血管壁。酮体具水溶性,能透过血脑屏障及毛细血管壁。是输出是输出脂肪能源的一种形式脂肪能源的一种形式。2).2).长期饥饿时,酮体供给脑组织长期饥饿时,酮体供给脑组织5070%5070%的能量。的能量。3).3).禁食、应激及糖尿病时,心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄禁食、应激及糖尿病时,心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能,节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的糖供能,节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的过多消耗。过多消耗。4).4).长期饥饿和糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成增多。长期饥饿和糖尿病时,脂肪动员加强,酮
18、体生成增多。当肝当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体蓄积,称内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体蓄积,称为为酮血症酮血症。尿中有酮体排出,称。尿中有酮体排出,称酮尿症酮尿症。二者统称为。二者统称为酮体症酮体症(酮症酮症).).可导致代谢性酸中毒,可导致代谢性酸中毒,称称酮酮 症酸中毒症酸中毒。酮血症酮血症(ketonemiaketonemia)正常生理条件,血中酮体的含量极低,正常生理条件,血中酮体的含量极低,0.0780.0780.49mmol/L0.49mmol/L饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病:饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病:脂肪动员加强,肝中酮体生成过多,超过肝外组
19、织利用能力脂肪动员加强,肝中酮体生成过多,超过肝外组织利用能力 血中酮体升高。血中酮体升高。临床意义:临床意义:正常成人正常成人2424小时尿内含量分别为小时尿内含量分别为25mg,9mg25mg,9mg和和3mg3mg,因含量少,因含量少,用一般方法无法检出。用一般方法无法检出。当糖类代谢发生障碍时,脂肪的分解代谢增加,所产生的酮当糖类代谢发生障碍时,脂肪的分解代谢增加,所产生的酮体(严重者可使血浆酮体高达体(严重者可使血浆酮体高达3 34g/L4g/L)超过肝外组织所能利)超过肝外组织所能利用,即积聚在体内,可引起酸中毒。用,即积聚在体内,可引起酸中毒。尿内出现酮体,是代谢性酸中毒的表现。
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