脂类代谢
第一节 脂类的消化和吸收
【目的要求】
掌握脂类的概念、必需脂肪酸概念；熟悉脂类的功能；了解脂类的消化和吸收过程。
【教学内容】
1.脂类的概念、必需脂肪酸概念
讲清脂类的概念：脂类是脂肪及类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。包括：脂肪和类脂。脂肪：甘油三酯（1分子甘油与3分子脂酸通过酯键结合生成)；甘油二酯；甘油一酯。类脂：胆固醇、胆固醇酯、磷脂及糖脂等。
必需脂肪酸概念：必需脂肪酸，动物机体需要，不能自身合成，必需从食物中摄取的脂肪酸。如：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂酸。
2.脂类的功能
脂类的功能包括脂肪和类脂两个方面的功能。
（1)脂肪功能：①供能、储能。②缓冲、保温。③提供必需脂肪酸，合成前列腺素。④促进脂溶性维生素（VitA、D、E、K)的吸收。
（2)类脂功能：①是生物膜的构成成分。②促进脂的吸收。③胆固醇可转化成Vit D3、类固醇激素和胆汁酸。④磷脂可水解出许多作为信号的物质和重要生理活性物质，如磷脂酰肌醇和鞘磷脂水解出三磷酸肌醇（IP3)、甘油二酯（DAG)和神经酰胺，提供花生四烯酸转变为前列腺素、血栓素、白三烯等发挥各种重要的生理调节功能。
3.脂类的消化和吸收过程
重点讲解小肠中的消化吸收过程。讲清乳糜微粒在小肠粘膜上皮细胞的生成过程。
（1)．脂类的消化：
场所：小肠上段
胆汁中胆汁酸盐的作用，乳化并分散成细小的微团。
酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶。
消化产物：甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等可与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。
（2)．脂类的吸收：
部位：主要在十二指肠下段及空肠上段
形式：
①中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯，经胆汁酸盐乳化后即可被吸收。在肠粘膜细胞内脂肪酶的作用下，水解为脂肪酸及甘油，通过门静脉进人血循环。
②长链脂酸及2-甘油一酯，在肠粘膜细胞中由甘油一酯合成途径再合成甘油三酯，结合成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。
第二节 甘油三脂代谢
【目的要求】
掌握脂肪动员的概念和限速酶，脂肪酸的β—氧化概念，脂肪酸氧化过程中能量的计算，酮体的概念，酮体代谢的特点及生理意义；了解脂肪酸的合成。
【教学内容】
1.甘油三脂的合成代谢：合成部位、 原料
甘油三脂合成部位：包括肝脏、脂肪组织和小肠是主要场所，经肝脏合成能力最强。如肝细胞合成的甘油三酯因，营养不良、中毒、必需脂酸缺乏、胆碱缺乏或蛋白质缺乏不能形成VLDL分泌人血时，则聚集在肝细胞浆中，形成脂肪肝。
原料：包括甘油及脂肪酸，主要由葡萄糖代谢提供。食物的脂酸亦可用以合成脂肪。
脂肪组织合成脂肪主要以葡萄糖为原料合成脂肪。小肠粘膜细胞：主要利用脂肪消化产物再合成脂肪，以乳糜微粒形式经淋巴进入血循环。
甘油三酯合成的基本过程
1．甘油一酯途径：小肠粘膜细胞主要利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯。
2．甘油二酯途径：肝细胞及脂肪细胞主要按此途径合成甘油三酯。葡萄糖循糖酵解途径生成3-磷酸甘油，在脂酰CoA转移酶的作用下，依次加上2分子脂酰CoA生成磷脂酸。后者在磷脂酸磷酸酶的作用下，水解脱去磷酸生成1，2甘油二酯，然后在脂酰CoA转移酶的催化下，再加上1分子脂酰基即生成甘油三酯。
脂肪细胞缺乏甘油激酶因而不能利用甘油合成脂肪。
2.脂肪动员：关键酶，调节的激素
脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油，并释放入血，以供其它组织氧化利用的过程。激素敏感脂肪酶是关键酶；调节的激素有多种，如：肾上腺素、去甲肾上
腺素等。促进脂肪动员的激素有：肾上腺素，胰高血糖素，ACTH及TSH等，抑制脂肪的动员激素有：胰岛素，前列腺素E及烟酸等。
3.脂肪酸β-氧化的部位、过程、能量计算
β-氧化过程是脂肪酸代谢的重点内容，要讲清部位、过程及能量计算。
脂酸的β氧化以肝及肌肉最活跃。
β-氧化部位：
(1)．脂酸的活化：内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在的条件下，催化脂酸活化，生成脂酰CoA。脂酸活化后不仅含有高能硫酯键，而且增加了水溶性，从而提高了脂酸的代谢活性。
(2). 脂酰CoA进入线粒体：催化脂酸氧化的酶系存在于线粒体的基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内。由肉碱转运。肉碱脂酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的限速酶，脂酰COA进入线粒体是脂酸β氧化的主要限速步骤。β-氧化的部位在线粒体。
β-氧化过程：
脂酸的β-氧化：Knoop提出脂酸在体内的氧化分解，是从羧基端β位碳原子开始，每次断裂2个碳原子的“β-氧化学说”。脂酰CoA的β-氧化，在线粒体基质中疏松结合的脂酸β-氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的β碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，脂酰基断裂生成1分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA。
脂酸β-氧化的具体过程如下：
（1)脱氢：脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，α、β碳原子各脱下一对氢原子，生成反烯酰CoA。脱下的2H由FAD接受生成FADH2。
（2)加水：反烯酰CoA在烯酰水化酶的催化下，加水生成L羟脂酰CoA。
（3)再脱氢：羟脂酰CoA在羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，脱下2H生成β-酮脂酰CoA，脱下的2H由NAD接受，生成NADH及H+。
（4)硫解：β酮脂酰CoA在酮脂酰CoA 硫解酶催化下加上HSCoA碳链断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA。
少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水，再脱氢及硫解反应。如此反复进行，直至最后生成丁酰CoA，后者再进行一次β氧化，即完成脂酸的β氧化。
脂酸氧化的能量计算：
以软脂酸为例，进行7次β-氧化，生成7分子FADH2。7分子NADH＋H+及8分子乙酰CoA。因此1分子软脂酸彻底氧化共生成(7×2)十（7×3)十（8×12)＝131个ATP。减去脂酸活化时耗去的2个高能磷酸键，相当于2个ATP，净生成129分子ATP。
（脂酸的其他氧化方式，自学)
4.酮体的生成和利用：酮体生成、利用的部位和生成的意义
酮体生成、利用的部位和生成的意义是重点内容。酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮。正常人血液中酮体量<0.2mmol/L（0.03-0.5mmol/L)，β-羟丁酸70%、乙酰乙酸30%、丙酮极微量。糖尿病酮症时，丙酮为正常情况的数十倍，占酮体总量的一半。
（1)酮体的生成：酮体的合成在肝线粒体内进行，透过细胞膜进入血液运输到肝外组织进一步分解。脂酸氧化生成的大量乙酰CoA是合成酮体的原料。2分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释出1分子CoASH。乙酰乙酰CoA在羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA)合成酶的催化下，再与一分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰。并释出一分子CoASH。羟甲基戊二酸单酰CoA在HMGCoA裂解酶的作用下，裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β羟丁酸脱氢酶的催化下，被还原成β羟丁酸，部分乙酰乙酸可在酶催化下脱竣而成丙酮。
（2)利用的部位：肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。
①琥珀酰CoA转硫酶：心、肾、脑及骨骼肌的线粒体具有较高的酶活性。琥珀酰CoA转硫酶使乙酰乙酸活化，生成乙酰乙酰CoA。
②乙酰乙酰CoA硫解酶：乙酰乙酰CoA硫解酶，使乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA，后者即可进入三浚酸循环彻底氧化。
③乙醚乙酰硫激酶：肾，心和脑的线粒体中尚有乙酰乙酰硫激酶，可直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA，后者在硫解酶的作用下硫解为2分子乙酰CoA。
β羟基了酸在β羟丁酸脱氢酶的催化下，脱氢生成乙酰乙酸；再转变成乙酰CoA而被氧化。
部分丙酮可在一系列酶作用下转变为丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。
（3)酮体生成的生理意义
① 酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝输出能源的一种形式。
② 酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉，尤其是脑组织的重要能源。
③ 在长期饥饿、糖供应不足时，酮体可以代替葡萄糖成为脑组织及肌的主要能源，脑75%的能量供应是靠酮体。
④ 高脂低糖膳食及糖尿病时，脂酸动员加强，酮体生成增加超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒。
5.脂肪酸的合成部位、原料及来源
脂肪酸的合成不是脂肪酸降解的逆过程。脂肪酸的合成部位在胞液中，它的原料是乙酰辅酶A，主要来自葡萄糖。
（1)场所：合成是在胞液中进行的，肝、肾、脑、乳腺、脂肪组织等均能合成，但肝是人体合成脂酸的主要场所，是脂肪组织的8-9倍。
（2)原料：乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，还需ATP、NADPH、 HCO3-及Mn2+等因子辅助参加。
（3)产物：主要是软脂酸。
（4)关键酶：乙酰CoA羧化酶，此酶是别构酶，同时受化学修饰调节。
（5)过程：①丙二酰CoA的合成：乙酰CoA羧化成丙二酰CoA，由乙酰CoA羧化酶所催化，是脂酸合成的限速酶。辅基为生物素，Mn2+为激活剂。②脂酸合成：从乙醚CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加过程，每次延长2个碳原子，16碳软脂酸的生成，需经过连续的7次重复反应。
脂肪酸生物合成的反应过程如图：
脂肪酸的生物合成过程
①乙酰CoA羧化酶 ②乙酰CoA-ACP转酰酶 ③丙二酸单酰CoA-ACP 转移酶 ④β-酮脂酰-ACP合成酶 ⑤β-酮脂酰-ACP还原酶 ⑥β-羟脂酰-ACP脱水酶 ⑦烯脂酰-ACP还原酶
哺乳动物中，7种酶在一条多肽链上，属多功能酶。具有活性的www.lindalemus.com/job/酶是由两个完全相同的多肽链（亚基)首尾相连的二聚体，此二聚体解聚则活性丧失。
（6)脂肪酸生物合成过程中所需乙酰CoA和NADPH的来源
①乙酰CoA的来源
②NADPH的来源：柠檬酸-丙酮酸循环；磷酸戊糖途径。
6. 不饱和脂肪酸的合成
导入双键的加单氧酶复合体有三种酶组成：NADH-细胞色素b5还原酶(NADH-Cytochrome bsreductase)、细胞色素b5 ，去饱和酶(desaturase)又称为末端氰化物敏感因子(Cyanide sensitive factor，简称 CSF)。在饱和脂肪酸中导入第一个双键位置总是在羧基端第9位碳原子上，产生顺Δ9-单烯脂酸，导入的第2个双键只能在第1个双键和羧基之间进行，因此人类不能合成Δ9 以上由双键的不饱和脂肪酸。
第三节 磷脂的代谢
【目的要求】
掌握甘油磷脂的组成、分类和结构
【教学内容】
甘油磷脂的组成、分类和结构，掌握甘油磷脂的组成，列举常见六大磷脂，了解其基本结构；脑磷脂和卵磷脂在磷脂代谢中有重要作用。
1.甘油磷脂的组成、分类及结构
甘油磷脂由甘油、脂酸。磷酸及含氮化合物等组成，在甘油的1位和2位羟基上各结合1分子脂酸，通常2位脂酸为花生四烯酸，在3位羟基上再结合1分子磷酸，即为最简单的甘油磷脂——磷脂酸。与磷酸羟基相连的取代基团不同，可将甘油磷脂分为六类
磷脂含有2条疏水的脂酰基长链（疏水尾)，又含有极性强的磷酸及取代基团（极性头)，因此它是双亲性化合物
2.甘油磷脂的合成
（1)合成部位：各组织细胞内质网,以肝、肾及肠等组织最活跃。
（2)原料及辅因子：除脂酸、甘油主要由葡萄糖代谢转化而来外，其2位的多不饱和脂酸必须从植物油摄取，另外还需磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇等，胆碱可由食物供给，亦可由丝氨酸及甲硫氨酸在体内合成
（3)合成过程：
①甘油二酯途径：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺
② CDP甘油二酯途经：心磷脂、磷脂酰丝氨酸等
二软脂酰胆碱，是较强的乳化剂，能降低肺泡的表面张力，有利于肺泡的伸张。
3.甘油磷脂的降解
甘油磷脂水解由磷脂酶类催化，分别作用于甘油磷脂分子中不同的酯键。
鞘磷脂的代谢
鞘脂的化学组成及结构：鞘磷脂、鞘糖脂
第四节 胆固醇代谢
【目的要求】
掌握胆固醇合成的部位、原料及关键酶，胆固醇的转化产物；了解胆固醇合成的主要步骤。
【教学内容】
1.胆固醇合成的部位、原料、关键酶
胆固醇合成的部位在胞液及光面内质网上；乙酰辅酶A是合成胆固醇的基本原料；HMG辅酶A还原酶是关键酶。
胆固醇均具有环戊烷多氢菲的共同结构
2.胆固醇的合成
（1)合成部位
肝是合成胆固醇的主要场所，合成主要在胞液及内质网中进行。
（2)合成原料
每合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA， 36分子ATP及16分子NADPH＋H+。乙酰CoA及ATP大多来自线粒体中糖的有氧氧化，而NADPH则主要来自胞液中糖的磷酸戊糖途径。
（3)HMG CoA还原酶是合成胆固醇的限速酶。
（4)合成基本过程
胆固醇合成过程大致可划分为三个阶段。
①甲羟戊酸的合成 在胞液中，3分子乙酰CoA缩合成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA)。在胞液中生成的HMG CoA，则在内质网HMG CoA还原酶的催化下，由NADPH＋H+供氢，还原生成甲羟戊酸（MVA)。
②鲨烯的合成 30C的鲨烯
③胆固醇的合成 27C的胆固醇。
（5)胆固醇的酯化
①细胞中胆固醇的酯化
胆固醇 + 脂酰CoA → 胆固醇酯
酶： 脂酰胆固醇脂酰转移酶（ACAT )；
②血浆中胆固醇的酯化
胆固醇 +卵磷脂 → 胆固醇酯 + 溶血卵磷脂
酶： 卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT )。
3.胆固醇的转化
胆固醇可转化为如下产物：胆脂酸、类固醇激素、维生素D3等。
（1)转变为胆汁酸
胆固醇在肝中转化成胆汁酸是胆固醇在体内代谢的主要去路。
（2)转化为类固醇激素
睾丸、卵巢等内分泌腺合成及分泌类固醇激素均是以胆固醇为原料合成的。
（3)转化为7-脱氢胆固醇
在皮肤，胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外光照射转变为维生素D3
第五节 血浆脂蛋白代谢
【目的要求】
掌握血浆脂蛋白的概念、分类、组成、来源及生理功能；熟悉血脂的概念、脂蛋白的结构、合成部位及生理功能；血浆脂蛋白代谢及载脂蛋白的功能；了解血浆脂蛋白代谢异常(高脂血症)。
【教学内容】
1.血脂的概念和种类
血脂的概念：是血浆中所有脂类的总称；血脂的种类包括甘油三脂、磷脂、胆固醇、胆固醇脂和自由脂肪酸（不包括糖脂)。磷脂主要有卵磷脂(约70％)、神经鞘磷脂(约20％)及脑磷脂(约2％)。
血脂的来源：一为外源性，从食物摄取的脂类经消化吸收进入血液；二是内源性，由肝、脂肪细胞以及其他组织合成后释放人血。
2.血浆脂蛋白的概念：
血脂在血浆中以脂蛋白的形式而运输。分类有电泳法和超速离心法两类：
（1)血浆脂蛋白的分类
各种脂蛋白一般用电泳法及超速离心法可将血浆脂蛋白分为四类。
①．电泳法 电泳法主要根据不同脂蛋白的表面电荷不同，在电场中具不同的迁移率，按其在电场中移动的快慢，可将脂蛋白分为α、前β、β及乳糜微粒四类。脂蛋白泳动最快，相当于αl-球蛋白的位置；β-脂蛋白相当于β-球蛋白的位置；前β位于β脂蛋白之前，相当于α2，球蛋白的位置；乳糜微粒( CM)则留下原点不动
②． 超速离心法 由于各种脂蛋白含脂类及蛋白质量各不相同，因而其密度亦各不相同。据一定密度的盐溶液中进行超速离心分为四类：乳糜微粒含脂最多，密度小于0.95，易于上浮；其余的按密度大小依次为极低密度脂蛋白( VIDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)；分别相当于电泳分离的 CM、、前β、β及α脂蛋白等四类。
除上述四类脂蛋白外，还有中密度脂蛋白(IDL)，常与血浆中的清蛋白结合而运输.
（2)血浆脂蛋白的组成
血浆脂蛋白主要由蛋白质、甘油三酿、磷脂、胆固醇及其酪组成。各类脂蛋白都含有这四类成分，但其组成比例及含量却大不相同。
乳糜微粒颗粒最大，含甘油三酪最多，达80％-95％，蛋白质最少，约1％，放密度最小，＜0．95，血浆静置即可漂浮VLDL含甘油三酪亦多，达50％-70％，但其蛋白质含量(约10％)高于 CM，故密度较CM大，LDL含胆固醇及胆固醇酪最多，约40％—50％。HDL含蛋白质量最多，约50％，故密度最高，颗粒最小。
（3)脂蛋白的结构
疏水性较强的甘油三酸及胆固醇酿均位于脂蛋白的内核，而具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则以单分子层借其非极性的疏水基团与内部的疏水链相联系，覆盖于脂蛋白表面，其极性基团朝外，呈球状。
CM及VIDL主要以甘油三酿为内核，IDL及HDL则主要以胆固醇能为内核。大多数载脂蛋白均具双性α-螺旋结构。不带电荷的疏水性氨基酸残基组成螺旋的非极性面，带电荷的亲水性氨基酸残基组成螺旋的极性面，这种双性α—螺旋结构有利于载脂蛋白与脂质的结合并稳定脂蛋白的结构。
（4)载脂蛋白
血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白apo)，迄今巳从人血浆分离出 aPo有18种之多。主要有 aPOA、 B、 C、 D及 E等五类，不同脂蛋白含不同的载脂蛋白。载脂蛋白结合和转运脂质及稳定脂蛋白的结构，还调节脂蛋白代谢关键酶活性，参与脂蛋白受体的识别。
3.血浆脂蛋白代谢
(1)乳糜微粒
CM是运输外源性甘油三酯及胆固醇酯的主要形式。
(2)极低密度脂蛋白
VIDL是运输内源性甘油三酯的主要形式。
(3)低密度脂蛋自(IDL)
血浆中的 IDL是由 VLDL转变而来的。它是转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。
胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸。游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用：①抑制内质网HMG CoA还原酶，从而抑制细胞本身胆固醇合成；②在转录水平阻抑细胞 LDL受体蛋白质的合成，减少细胞对 ID工的进一步摄取；③激活内质网脂酰 CoA胆固醇脂酰转移酶(ACAT)的活性，使游离胆固醇酯化成胆固醇酯在胞液中储存。游离胆固醇为细胞膜摄取，可用以构成细胞膜的重要成分；在肾上腺、卵巢等细胞中则用以合成类固醇激素。
(4)高密度脂蛋白
HDL主要由肝合成，小肠亦可合成。此外，当 CM及 VLDL中的甘油三酯水解时，其表面的aPo A、C以及磷脂，胆固醇等脱离CM及 V10L亦可形成新生HDL。新生HDL进入血液后，在血浆卵磷脂胆固醇脂酰转移酶( LCAT)的催化下， HDL表面卵磷脂的2位脂酰基转移至胆固醇3位经基生成溶血卵磷脂及胆固醇酯。此过程消耗的卵磷脂及游离胆固醇不断从细胞膜、 CM及 VLDL得到补充。
4.血浆脂蛋白代谢异常（自学)：了解高脂血症及遗传性缺陷病。
