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第五章脂類代謝

脂類是脂肪及類脂總稱,是一類不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑如乙醚、氯仿、丙酮等,并能為機(jī)體利用有機(jī)化合物。它是動(dòng)物和植物體主要組成成份。脂類按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為單脂和復(fù)脂兩大類。主要單脂為脂肪,是甘油三脂肪酸酯,它占食物脂99%。復(fù)脂也稱類脂,包含固醇及其酯、磷脂、糖脂等,它們除了含有脂肪酸和各種醇以外,還含有糖、磷酸及膽堿等物質(zhì)。

第一節(jié)概述一、脂肪和類脂在體內(nèi)分布人體脂肪絕大部分儲(chǔ)存在脂肪組織中,即分布在皮下結(jié)締組織、腹腔大網(wǎng)膜及腸系膜等處,這部分脂肪稱為儲(chǔ)存脂(storedfat),是機(jī)體儲(chǔ)存能量一個(gè)形式,脂肪組織則稱為脂庫(kù)。儲(chǔ)存脂在正常體溫下多為液態(tài)或半液態(tài),皮下脂肪含不飽和脂酸較多,所以熔點(diǎn)低且流動(dòng)度大,這就使得皮下脂肪能在較冷體表溫度下仍保持液態(tài),從而有利于各種代謝進(jìn)行。機(jī)體深處儲(chǔ)存脂熔點(diǎn)較高,通常處于半固體狀態(tài),所以有利于保護(hù)內(nèi)臟器官。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第1頁(yè)脂肪在不一樣個(gè)體間差異較大,同一個(gè)體不一樣時(shí)期也有顯著差異。普通成年男性脂肪含量占體重10%~20%,女性稍高。體內(nèi)脂肪含量還受營(yíng)養(yǎng)情況和機(jī)體活動(dòng)等很多原因影響,當(dāng)進(jìn)食熱量超出消耗熱量時(shí),儲(chǔ)存脂增加,反之則降低,所以儲(chǔ)存脂又稱為可變脂。脂肪在細(xì)胞內(nèi)主要以乳化狀微粒存在于胞漿中,也能與蛋白質(zhì)和其它類脂疏松地結(jié)合而形成復(fù)雜脂蛋白形式存在。類脂是生物膜基本組成成份,約占體重5%。類脂在體內(nèi)含量不受營(yíng)養(yǎng)情況和機(jī)體活動(dòng)影響,所以又稱固定脂或基本脂。類脂主要存在于細(xì)胞各種膜性結(jié)構(gòu)中,不一樣組織中類脂含量不一樣,以神經(jīng)組織中較多,而普通組織中則較少。二、脂質(zhì)主要生理功效(一)儲(chǔ)能與供能

脂肪主要功效是儲(chǔ)能與供能,在體內(nèi)氧化分解時(shí)可釋放出大量能量以供機(jī)體利用。人體生理活動(dòng)所需能量20%~30%由脂肪提供。1g脂肪徹底氧化分解可釋放出38.9kJ(9.3kcal)能量,比同等重量糖或蛋白質(zhì)大一倍多。體內(nèi)可儲(chǔ)存大量脂肪,在饑餓或禁食等特殊情況時(shí)可被動(dòng)員,以滿足機(jī)體能量需要。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第2頁(yè)

(二)維持正常生物膜結(jié)構(gòu)與功效

類脂,尤其是磷脂和膽固醇是組成全部生物膜如細(xì)胞膜、線粒體膜、核膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等主要組成成份,它們與蛋白質(zhì)結(jié)合形成脂蛋白參加生物膜組成。細(xì)胞膜含膽固醇較多,而亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)膜含磷脂較多。(三)轉(zhuǎn)變成各種主要生理活性物質(zhì)脂質(zhì)提供必需脂肪酸如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成各種主要生理活性物質(zhì),如花生四烯酸可轉(zhuǎn)變成前列腺素、白三烯及血栓素等各種生物活性物質(zhì)。膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成膽汁酸、維生素D3、性激素及腎上腺皮質(zhì)激素等含有主要生理功效物質(zhì)。(四)參加物質(zhì)代謝調(diào)整細(xì)胞膜上磷脂酰肌醇4,5一二磷酸被磷脂酶水解生成三磷酸肌醇和甘油二酯,二者均為激素作用第二信使參加代謝調(diào)整。另外,脂肪還可幫助脂溶性維生素A、D、E、K和胡蘿卜素等吸收。存在于器官組織間,使器官之間降低摩擦,免受損傷。不易傳熱,預(yù)防體溫過(guò)分散失,維持體溫恒定。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第3頁(yè)三、脂肪消化與吸收

(一)脂質(zhì)消化食物中脂質(zhì)主要是脂肪,另外還有少許磷脂、膽固醇及膽固醇酯等。脂質(zhì)消化主要在小腸上段進(jìn)行。在該處有膽汁和胰液流入。膽汁中含有膽汁酸鹽,膽汁酸鹽屬于一個(gè)較強(qiáng)乳化劑,能降低油與水相之間界面張力,使脂肪及膽固醇酯等疏水性脂質(zhì)乳化成細(xì)小微團(tuán)(micelles),增加消化酶對(duì)脂質(zhì)接觸面,有利于脂質(zhì)消化。胰液中含有胰脂酶(pancreatic1ipase)、磷脂酶A2(phospholipaseA2)、膽固醇酯酶(cholesterolesterase)和輔脂酶(colipase)等消化酶。胰脂酶催化甘油三酯水解生成甘油一酯和脂酸。輔脂酶本身不含有脂肪酶活性,但它是脂胰酶水解甘油三酯必不可少輔因子,它能與胰脂酶結(jié)合并同時(shí)與甘油三酯結(jié)合,使其錨于微團(tuán)水油界面上,有利于胰脂酶發(fā)揮催化甘油三酯水解作用。磷脂酶A2催化磷脂水解生成脂酸和溶血磷脂。膽固醇酯酶催化膽固醇酯水解生成游離膽固醇和脂酸。脂質(zhì)消化產(chǎn)物包含甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等,這些消化產(chǎn)物可與膽汁酸鹽乳化成更小混合微團(tuán)(mixedmicelles)。這種微團(tuán)體積小,極性大,易擴(kuò)散,可穿過(guò)小腸黏膜細(xì)胞表面水屏障被腸黏膜細(xì)胞所吸收。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第4頁(yè)

(二)脂質(zhì)吸收脂質(zhì)吸收主要部位在十二指腸下部和空腸上部。短鏈脂酸(C2~C4)及中鏈脂酸(C6~C10)組成甘油三酯經(jīng)膽汁酸鹽乳化后即可被吸收。進(jìn)入腸黏膜細(xì)胞后由脂肪酶催化水解生成甘油和脂酸,經(jīng)過(guò)門靜脈進(jìn)入血液循環(huán)。長(zhǎng)鏈脂酸(C12~C26)及甘油一酯吸收入腸黏膜細(xì)胞后重新合成甘油三酯并與磷脂、膽固醇、膽固醇酯及載脂蛋白(apolipoprotein,apo)結(jié)合成乳糜微粒(chylomicron,CM)經(jīng)淋巴進(jìn)入血液循環(huán)。四、脂肪貯藏與動(dòng)員生物體全部組織都能貯存脂肪,但主要貯存在脂肪組織中。所以,稱脂肪組織為脂庫(kù)。因?yàn)槭澄锲鹪础h(huán)境條件、生活習(xí)慣等不一樣,貯存脂肪性質(zhì)也不一樣。不過(guò)長(zhǎng)久食用一樣類型食物時(shí),也能改變貯脂性質(zhì)。脂肪動(dòng)員是指脂肪在激素敏感脂肪酶催化下水解并釋放出脂肪酸,供給全身各組織細(xì)胞攝取利用過(guò)程。激素敏感脂肪酶(HSI。)是脂肪動(dòng)員關(guān)鍵酶,其活性受激素調(diào)整。HSI激活劑是胰高血糖素等,抑制劑是胰島素等。正常情況,機(jī)體在胰島素和胰高血糖素等作用下,脂肪動(dòng)員速度由脂解和酯化兩個(gè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第5頁(yè)相反過(guò)程調(diào)整,所以脂肪貯存與動(dòng)員是動(dòng)態(tài)平衡,而且貯存和動(dòng)員是處于不停更新狀態(tài)中。

第二節(jié)脂肪分解代謝

脂肪是生物體中主要貯藏物質(zhì),它將能量和各種代謝中間物提供給各種生命活動(dòng),這是經(jīng)過(guò)脂肪分解代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)。脂肪分解必須有充分氧供給才能進(jìn)行,這和糖能夠在無(wú)氧下進(jìn)行分解是不一樣。一、脂肪降解

儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中脂肪,被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用,該過(guò)程稱為脂肪動(dòng)員。脂肪經(jīng)脂肪酶催化水解,水解產(chǎn)物然后按各自不一樣路徑深入分解或轉(zhuǎn)化。動(dòng)植物組織中普通有三種脂肪酶,脂肪酶、二脂酰甘油脂肪酶、單脂酰甘油脂肪酶,它們將脂肪逐步水解成脂肪酸和甘油。水解過(guò)程見圖。在脂肪動(dòng)員中,脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)起決定性作用,它是脂肪分解限速酶。因?yàn)樗墒芨鞣N激素調(diào)控,故稱為激素敏感性脂肪酶。能促進(jìn)脂肪分解脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第6頁(yè)激素稱為脂解激素,如腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)及促甲狀腺素(TSH)等。胰島素、前列腺素E2(PGE2)及煙酸等抑制脂肪分解,反抗脂解激素作用。活化脂肪酶使脂肪水解成脂肪酸和甘油,這兩種水解產(chǎn)物再分別進(jìn)行氧化分解。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第7頁(yè)二、甘油三酯分解代謝(一)甘油分解

甘油溶于水,直接由血液運(yùn)輸至肝、腎、腸等組織。主要在肝臟甘油激酶作用下,消耗ATP,轉(zhuǎn)變?yōu)椋?磷酸甘油,然后脫氫生成磷酸二羥丙酮,循糖代謝路徑進(jìn)行分解或經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰8视头纸膺^(guò)程以下:磷酸甘油脫氫酶催化反應(yīng)是可逆,故糖代謝中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮也能還原成磷酸甘油。肌肉和脂肪組織因甘油激酶活性很低,故不能很好利用甘油。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第8頁(yè)(二)脂肪酸β-氧化作用

在氧供給充分條件下,脂肪酸在體內(nèi)可被徹底氧化為CO2和H2O并釋放大量能量供機(jī)體利用。除成熟紅細(xì)胞和腦組織外,幾乎全部組織都能氧化利用脂肪酸,但以肝和肌肉組織最為活躍。已經(jīng)知道,脂肪酸是經(jīng)過(guò)β-氧化作用被降解,輔酶A在脂肪酸β-氧化起始過(guò)程即脂肪酸活化反應(yīng)中含有主要作用。(1)β-氧化反應(yīng)過(guò)程(飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸氧化分解)a脂肪酸活化——脂酰CoA生成:在體內(nèi)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其氧化分解是在細(xì)胞線粒體中進(jìn)行,線粒體含有脂肪酸氧化全部酶系。脂肪酸進(jìn)行β-氧化前必須活化,活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上脂酰輔酶A合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在下,催化脂肪酸活化,生成脂酰CoA。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第9頁(yè)脂肪酸活化后不但含有高能硫酯鍵,而且增加了水溶性,可提升脂肪酸代謝活性。反應(yīng)生成焦磷酸(PPi)馬上被細(xì)胞內(nèi)焦磷酸酶水解,阻止逆向反應(yīng)進(jìn)行。故一分子脂肪酸活化,實(shí)際上消耗了兩個(gè)高能磷酸鍵。在脂肪組織中有三種脂酰CoA合成酶:⑴乙酰CoA合成酶:以乙酸為主要底物;⑵辛酰CoA合成酶:以辛酸為主要底物,作用范圍可自4C~12C羧酸;⑶十二碳酰CoA合成酶,對(duì)12C羧酸活力最強(qiáng),作用范圍自12C~20C羧酸。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第10頁(yè)b脫氫反應(yīng):脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化,脫去兩個(gè)氫,在其α,β碳之間形成一個(gè)帶有反式雙鍵△2-反烯酯酰CoA,此脫氫酶輔基為FAD:

c水合反應(yīng):△2-反烯酯酰CoA在△2-反烯酯酰CoA水合酶催化下,雙鍵水解生成L―β―羥脂酰CoA:反烯脂酰CoA水合酶含有立體專一性,專一催化△2-反式烯脂酰CoA。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第11頁(yè)d脫氫反應(yīng):L-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下,脫氫氧化生成β-酮脂酰CoA,該脫氫酶輔酶為NAD+:e硫解斷鏈:β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下,和另一分子CoA作用,硫解產(chǎn)生一分子乙酰CoA和比原來(lái)降低了兩個(gè)碳原子脂酰CoA:總而言之,一分子脂肪酸活化生成脂酰CoA,經(jīng)過(guò)脫氫、水合、再脫氫和硫解等4步反應(yīng)(為一次β-氧化)后,生成一分子乙酰CoA和少了兩個(gè)碳原子脂酰CoA。新生成脂酰CoA可繼續(xù)重復(fù)上述4步反應(yīng),直至完全分解為乙酰CoA為止。脂肪酸氧化過(guò)程見下列圖。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第12頁(yè)圖9-1脂肪酸β-氧化過(guò)程脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第13頁(yè)(2)肉毒堿作用脂肪酸β-氧化在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,而脂肪酸活化在細(xì)胞液中進(jìn)行。長(zhǎng)鏈脂酰CoA是不能直接透過(guò)線粒體內(nèi)膜,我們現(xiàn)在知道長(zhǎng)鏈脂酰CoA是經(jīng)過(guò)一個(gè)特異轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)入線粒體內(nèi)膜,這個(gè)載體就是肉毒堿:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第14頁(yè)圖9-2.長(zhǎng)鏈脂酰CoA進(jìn)入線粒體機(jī)制脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第15頁(yè)脂酰CoA進(jìn)入線粒體是脂肪酸β-氧化主要限速步驟,肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是β-氧化限速酶。當(dāng)饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病時(shí),機(jī)體不能利用糖,需要脂肪酸氧化供能,此時(shí)肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ活性增加,脂肪酸氧化增強(qiáng);相反飽食后,脂肪合成及丙二酰CoA濃度增加,后者抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ活性,脂肪酸氧化被抑制。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第16頁(yè)(3)不飽和脂肪酸氧化機(jī)體中不飽和脂肪酸也在線粒體中進(jìn)行β-氧化,所不一樣是飽和脂肪酸β-氧化過(guò)程中產(chǎn)生烯脂酰CoA是反式△2烯脂酰CoA,而天然不飽和脂肪酸中雙鍵均為順式。所以當(dāng)不飽和脂肪酸在氧化過(guò)程中產(chǎn)生順式△3中間產(chǎn)物時(shí),需經(jīng)線粒體內(nèi)特異△3順-△2反烯脂酰CoA異構(gòu)酶催化,將△3順式轉(zhuǎn)為β-氧化酶系所需正?!?反式構(gòu)型,β-氧化才能進(jìn)行。反應(yīng)過(guò)程以下:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第17頁(yè)對(duì)于多不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸等,在β-氧化過(guò)程中生成△2順烯脂酰CoA,再水解生成D-β-羥脂酰CoA,此時(shí)須經(jīng)線粒體β-羥脂酰CoA表異構(gòu)酶催化,將D構(gòu)型右旋體轉(zhuǎn)變?yōu)棣?氧化酶系所催化L構(gòu)型左旋體,才能繼續(xù)氧化。如例:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第18頁(yè)(4)β-氧化過(guò)程中能量生成以軟脂酸為例計(jì)算其完全氧化生成ATP分子數(shù)。軟脂酸為十六碳酸,須經(jīng)7次β-氧化循環(huán),共生成8分子乙酰CoA,一次β-氧化有兩次脫氫反應(yīng),分別生成FADH2和NADH,F(xiàn)ADH2可經(jīng)過(guò)呼吸鏈產(chǎn)生1.5分子ATP,NADH經(jīng)過(guò)呼吸鏈產(chǎn)生2.5分子ATP,故一次反應(yīng)可生成4分子ATP。每分子乙酰CoA經(jīng)循環(huán)可產(chǎn)生10分子ATP,脂肪酸活化成脂酰CoA時(shí)消耗2分子ATP,故1分子軟脂酸完全氧化成H2O和CO2生成ATP分子是:7×4+8×10―2=1061mol軟脂酸在體外徹底氧化成CO2和H2O時(shí)自由能為9791KJ,故其能量利用率為:106×51.6/9791=55.9%即軟脂酸在體內(nèi)氧化生成能量55.9%儲(chǔ)存在ATP中,其余以熱量喪失。由此可見,脂肪酸和葡萄糖一樣都是機(jī)體主要能源。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第19頁(yè)(三)脂肪酸氧化其它路徑

脂肪酸除進(jìn)行β-氧化作用外,還有少許可進(jìn)行其它方式氧化,如α-氧化和ω-氧化。α-氧化作用在哺乳動(dòng)物肝和腦組織中進(jìn)行,由微粒體氧化酶系催化,使游離長(zhǎng)鏈脂肪酸α-碳上被氧化成羥基,生成α-羥脂酸。奇數(shù)碳原子脂肪酸氧化人體含有極少數(shù)奇數(shù)碳原子脂肪酸,β-氧化后除生成乙酰CoA外,最終可得到丙酰CoA。后者在含有生物素輔基丙酰輔酶A羧化酶、甲基丙二酰CoA表異構(gòu)酶、甲基丙二酰CoA變位酶作用下生成琥珀酰CoA,進(jìn)入TCA循環(huán)徹底被氧化。改結(jié)構(gòu)式脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第20頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第21頁(yè)(四)酮體生成和利用乙酰乙酸、β-羥丁酸及丙酮三者統(tǒng)稱酮體。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時(shí)特有中間代謝物,這是因?yàn)楦魏谢钚暂^強(qiáng)合成酮體酶系,而又缺乏利用酮體酶系。(1)酮體生成脂肪酸在線粒體內(nèi)經(jīng)β-氧化生成大量乙酰CoA,是合成酮體原料。合成在線粒體內(nèi)酶作用下,分三步進(jìn)行:①2分子乙酰CoA在肝線粒體乙酰乙酰CoA硫解酶作用下,縮合成乙酰乙酰CoA,并釋出1分子CoASH。②乙酰乙酰CoA在羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)合成酶催化下,再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA,并釋出1分子CoASH。③羥甲基戊二酸單酰CoA在HMGCoA裂解酶作用下,生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線粒體內(nèi)膜β-羥基丁酸脫氫酶催化下,被還原成β-羥基丁酸,所需氫由NADH提供,反應(yīng)速度由NADH/NAD+比值決定,部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧生成丙酮。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第22頁(yè)酮體生成羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|CH3COSCoA脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第23頁(yè)HMGCoA是酮體生成中間產(chǎn)物,它也是合成膽固醇中間產(chǎn)物。因?yàn)樯鲜龇磻?yīng)都是可逆,所以HMGCoA是脂肪酸、酮體及膽固醇代謝共同中間產(chǎn)物,在脂類代謝中含有主要意義。(2)酮體利用肝線粒體內(nèi)含有各種合成酮體酶系,尤其是HMGCoA合成酶,所以合成酮體是肝特有功效,不過(guò)肝氧化酮體酶活性很差,所以肝不能利用酮體。肝產(chǎn)生酮體只能透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織深入氧化分解。酮體利用過(guò)程以下:β-羥丁酸首先氧化成乙酰乙酸,然后乙酰乙酸在琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(在心、腎、腦及骨骼肌線粒體中活性較高)或乙酰乙酸硫激酶作用下,生成乙酰乙酰CoA,再與第二個(gè)分子輔酶A作用形成2分子乙酰輔酶A,再依前述路徑氧化分解。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第24頁(yè)酮體另一化合物丙酮除隨尿排出外,有一部分直接由肺部呼出。丙酮在體內(nèi)也可轉(zhuǎn)變成丙酮酸或甲?;⒁阴;鶇⒓哟x。在脂肪氧化供能過(guò)程中,酮體是聯(lián)絡(luò)肝與肝外組織之間一個(gè)特殊運(yùn)輸形式。它說(shuō)明了器官和組織之間協(xié)調(diào)配合和分工。首先肝利用其特有強(qiáng)活性脂肪酸氧化酶系和酮體生成酶系,快速氧化分解脂肪酸,再轉(zhuǎn)運(yùn)給肝外組織利用;另首先酮體溶于水,分子小,能透過(guò)血腦屏障及肌肉毛細(xì)血管壁,是肌肉、腦等組織主要能源。長(zhǎng)久饑餓狀態(tài)下,腦組織所需要能量約75%由酮體提供。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第25頁(yè)

三、多不飽和脂肪酸衍生物

前列腺素(prostaglandin,PG)、血栓烷(thromboxane,TX)和白三烯(1eukotrienes,LT)是體內(nèi)一類主要生物活性物質(zhì),它們均由花生四烯酸衍生而來(lái)。近年來(lái)研究發(fā)覺(jué),PG、TX及LT均可作為短程信使在幾乎全部細(xì)胞內(nèi)參加代謝活動(dòng),而且與炎癥、免疫、過(guò)敏及心血管病等主要病理過(guò)程相關(guān)。

(一)前列腺素及血栓烷合成

除紅細(xì)胞外,全身各組織細(xì)胞都含有合成PG能力。在一些刺激原因如血管擔(dān)心素Ⅱ、緩激肽、腎上腺素、凝血酶及一些抗原抗體復(fù)合物等作用下,磷脂酶A2被激活,水解細(xì)胞膜上磷脂釋放花生四烯酸?;ㄉ南┧嵩诃h(huán)加氧酶作用下,導(dǎo)入兩分子氧,生成PGG2,PGG2不穩(wěn)定,很快在過(guò)氧化物酶催化下轉(zhuǎn)變?yōu)镻GH2。PGH2是合成各種PG及TX中間物,在不一樣酶作用下可分別生成PGD2、PGE2、PGF2、PGI2及TXA2和TXB2(圖)。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第26頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第27頁(yè)(二)白三烯合成

白三烯也是花生四烯酸衍生物?;ㄉ南┧嵩?-脂加氧酶作用下,加入1分子氧生成5-氫過(guò)氧化廿碳四烯酸(5一hydroperoxyeicotetraenoicacid,5-HPETE),然后5-HPETE經(jīng)脫水酶催化脫去1分子水生成LTA4,LTA4不穩(wěn)定,若經(jīng)水解酶催化加水可生成LTB4,若經(jīng)谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶催化則與谷胱甘肽結(jié)合生成LTC4。LTC4可繼續(xù)在-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶催化下,除去谷氨酸殘基生成LTD4,LTD4又可經(jīng)氨基肽酶催化,脫去甘氨酸殘基生成LTE4,接著LTE4再經(jīng)-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶催化,結(jié)合谷氨酸即形成LTF4(圖)。LTC4、LTD4、LTE4、LTF4共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在C6位上連接一個(gè)硫原子(S),S又與氨基酸相連,故統(tǒng)稱為硫肽白三烯。、脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第28頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第29頁(yè)(三)PG、Tx和LT生理功效

PG、TX和LT在體內(nèi)特點(diǎn)是:①含量低,僅10―11mol/L;②半壽期短,僅1~2min;③含有多方面主要生理功效。1.PG生理功效PGE2能促進(jìn)局部血管擴(kuò)張及毛細(xì)血管通透性增加,是誘發(fā)炎癥主要原因之一。PGE2和PGA2能使動(dòng)脈平滑肌擴(kuò)張,進(jìn)而使血壓下降。PGE2和PGI2含有抑制胃酸分泌、促進(jìn)胃腸平滑肌蠕動(dòng)作用。另外,PGI2還含有很強(qiáng)抑制血小板聚集和擴(kuò)張血管平滑肌作用。PGF2則可促進(jìn)卵巢平滑肌收縮引發(fā)排卵,并增強(qiáng)子宮收縮促進(jìn)分娩。2.TX生理功效TXA2主要由血小板合成,它含有強(qiáng)烈收縮支氣管平滑肌作用,并能促進(jìn)血小板聚集和血管收縮,從而促進(jìn)凝血和血栓形成,與PGI2作用相拮抗。TXA2還可增加中性粒細(xì)胞化學(xué)趨向性。3.LT生理功效近年來(lái)研究證實(shí)LT是一類引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)慢反應(yīng)物質(zhì)(slowreactingsubstanceofanaphylaxis,SRS-A),可使支氣管平滑肌收縮,且作用遲緩而持久。白細(xì)胞、血小板、肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等都能合成LT,并主要在白細(xì)胞合成。另外,LT還含有調(diào)整白細(xì)胞趨化性、激活腺苷酸環(huán)化酶、誘發(fā)多核白細(xì)胞脫顆粒、促進(jìn)溶酶體釋放蛋白水解酶類等各種功效,因而可使炎癥及過(guò)敏反應(yīng)加重。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第30頁(yè)

第三節(jié)脂肪合成代謝

脂肪主要儲(chǔ)存于脂肪組織中。假如在一段時(shí)間內(nèi)攝入供能物質(zhì)超出體內(nèi)消耗所需時(shí),體重就會(huì)增加,主要是因?yàn)轶w內(nèi)脂肪合成增加所致。脂肪合成有兩個(gè)路徑:一個(gè)是利用食物中脂肪轉(zhuǎn)化為人體脂肪,因?yàn)槠胀ㄊ澄镏袛z入脂肪量不多,故這種起源脂肪亦較少;另一個(gè)是將糖類等轉(zhuǎn)化為脂肪,這是體內(nèi)脂肪主要起源。脂肪組織和肝臟是體內(nèi)合成脂肪主要部位。其它許多組織如腎、腦、肺、乳腺等組織也都能合成脂肪。合成脂肪原料是磷酸甘油和脂肪酸。一、α-磷酸甘油合成合成脂肪所需α-磷酸甘油可由糖酵解產(chǎn)生磷酸二羥丙酮還原而得,亦可由脂肪動(dòng)員產(chǎn)生甘油經(jīng)脂肪組織外甘油激酶催化與ATP作用而成。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第31頁(yè)

因磷酸甘油生成是以糖代謝中間產(chǎn)物為原料,故糖分解有利于磷酸甘油生成,從而促進(jìn)脂肪合成。二、脂肪酸生物合成(一)脂肪酸從頭合成a脂肪酸生物合成原料和部位現(xiàn)已知飽和脂肪酸生物合成是在細(xì)胞內(nèi)非顆粒胞漿中進(jìn)行,而飽和脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)(十六碳鏈以上)則在線粒體和微粒體中進(jìn)行。合成脂肪酸直接原料是乙酰CoA,凡是在體內(nèi)分解生成乙酰CoA物質(zhì)都能用于合成脂肪酸,糖分解物中有大量乙酰CoA,故糖是脂肪酸合成最主要起源。乙酰CoA在胞漿中脂肪酸合成酶系催化下,合成十六碳酸。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第32頁(yè)乙酰CoA在線粒體內(nèi)生成,不能自由進(jìn)出線粒體膜,必須有其它物質(zhì)攜帶才能透過(guò)線粒體膜轉(zhuǎn)入細(xì)胞漿,再釋放出來(lái)作為合成脂肪酸原料。乙酰CoA由線粒體轉(zhuǎn)入到細(xì)胞漿主要經(jīng)過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)完成。在此循環(huán)中,乙酰CoA首先在線粒體內(nèi)與草酰乙酸縮合生成檸檬酸,經(jīng)過(guò)線粒體內(nèi)膜上載體轉(zhuǎn)運(yùn)即可進(jìn)入胞液,在胞液中ATP-檸檬酸裂解酶催化下,檸檬酸裂解釋放出乙酰CoA及草酰乙酸,前者即可用于脂肪酸合成,后者則在蘋果酸脫氫酶催化下還原成蘋果酸,再經(jīng)線粒體內(nèi)膜載體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體內(nèi)。蘋果酸也能夠在蘋果酸酶作用下分解為丙酮酸,再運(yùn)入線粒體內(nèi),并最終形成草酰乙酸,再參加轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第33頁(yè)圖9-3檸檬酸-丙酮酸循環(huán)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第34頁(yè)b脂肪酸生物合成過(guò)程①

丙二酸單酰CoA合成乙酰CoA由乙酰CoA羧化酶催化生成丙二酸單酰CoA,該步反應(yīng)不可逆,是脂肪酸合成關(guān)鍵步驟,乙酰CoA羧化酶也就成為脂肪酸合成酶系中限速酶。檸檬酸、異檸酸等均能激活乙酰CoA羧化酶,高糖飲食亦能使酶活性增強(qiáng),促使糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅?,但長(zhǎng)鏈脂酰CoA及高脂肪膳食則能抑制酶活性。最近證實(shí)乙酰CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化調(diào)整。此酶可被一個(gè)依賴于AMP蛋白激酶磷酸化而失活,胰高血糖素可激活此酶而抑制乙酰CoA羧化酶活性,而胰島素則能經(jīng)過(guò)蛋白磷酸酶作用使磷酸化乙酰CoA羧化酶脫去磷酸基團(tuán)而恢復(fù)活性。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第35頁(yè)②脂肪酸合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長(zhǎng)鏈脂肪酸是一個(gè)重復(fù)加成過(guò)程,每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子。催化脂肪酸合成酶是多酶聚合體,這一包含七個(gè)酶多酶聚合體總分子量約為27萬(wàn),聚合體成份不能分開,不然失去活性?,F(xiàn)已查明這一復(fù)合酶系為二聚體,兩個(gè)亞基相同,它包含脂肪酸合成酶系全部7個(gè)酶和脂酰載體蛋白(acylcarrierprotein,ACP)。多酶體系一個(gè)亞基ACP巰基(-SH)與另一個(gè)亞基β-酮脂酰合成酶分子內(nèi)半胱氨酸殘基-SH緊密相鄰,因?yàn)檫@兩個(gè)-SH均參加脂肪酸合成酶系作用,所以只有二聚體才有活性。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第36頁(yè)ACP是一個(gè)對(duì)熱穩(wěn)定蛋白質(zhì),分子量約9000,由77個(gè)氨基酸殘基組成,在其36位絲氨酸殘基連有4’-磷酸泛酰巰基乙胺,ACP輔基-SH和CoA一樣在反應(yīng)中作為脂?;d體,牢靠地結(jié)合于脂肪酸合成酶系中,成為合成脂肪酸過(guò)程中不可缺乏組分。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第37頁(yè)圖9-4脂肪酸合成酶多酶復(fù)合體示意圖脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第38頁(yè)軟脂酸合成過(guò)程可概括以下:(a)乙酰-ACP和丙二酸單酰-ACP生成:在脂肪酸合成酶系乙酰CoA-ACP轉(zhuǎn)?;复呋?,乙酰基由CoA-SH轉(zhuǎn)移到ACP-SH上,反應(yīng)以下:

生成乙酰ACP?;俎D(zhuǎn)移到緊鄰另一亞基β-酮脂酰合成酶半胱氨酸殘基-SH上:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第39頁(yè)這么ACP-SH重新游離出來(lái)后,與丙二酸單酰CoA作用生成丙二酸單酰ACP:(b)縮合反應(yīng):

β-酮脂酰合成酶上所結(jié)合乙?;D(zhuǎn)移到丙二酸單酰ACP上第二個(gè)碳原子上,由β-酮脂酰合成酶催化縮合,裂解出CO2

,生成乙酰乙酰ACP:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第40頁(yè)乙酰CoA羧化時(shí)進(jìn)入CO2實(shí)際上起催化作用,2分子CH3CO.CoA此時(shí)縮合形成了一個(gè)C4片斷:(c)第一次還原反應(yīng):乙酰乙酰ACP(β-酮脂酰ACP)由β-酮脂酰ACP還原酶催化,由NADPH提供氫還原成β-羥脂酰ACP:(d)脫水反應(yīng):生成β-羥脂酰ACP再由β-羥脂酰ACP脫水酶催化脫水,生成α,β-不飽和烯脂酰ACP:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第41頁(yè)(e)第二次還原反應(yīng):

由NADPH供氫,α,β-不飽和烯脂酰ACP由烯脂酰還原酶催化,生成飽和脂酰ACP:生成丁酰ACP比開始乙酰ACP增加了兩個(gè)碳原子,然后丁酰基再?gòu)腁CP轉(zhuǎn)移到β-酮脂酰合成酶-SH上,再重復(fù)縮合、還原、脫水、還原4步反應(yīng),丁?;D(zhuǎn)移到丙二酸單酰ACP上第二個(gè)碳起縮合反應(yīng),同時(shí)放出CO2,這么重復(fù)一次加上一個(gè)C2片斷,經(jīng)過(guò)7次重復(fù),合成軟脂酰ACP,再經(jīng)硫激酶作用脫去ACP生成軟脂酸??偡磻?yīng)可表示以下:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第42頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第43頁(yè)(二)線粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系脂肪酸合成酶系只能合成到16碳軟脂酸,深入延長(zhǎng)碳鏈成更高級(jí)脂肪酸作用,可由兩個(gè)酶系統(tǒng)經(jīng)兩條路徑完成:一條由線粒體中酶系統(tǒng)將脂肪酸延長(zhǎng),另一條由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中酶系統(tǒng)將碳鏈延長(zhǎng)。a線粒體脂肪酸延長(zhǎng)酶系:在此酶系催化下,軟脂酰CoA與乙酰CoA縮合生成β-酮硬脂酰CoA,然后由NADPH+H+供氫,還原為β-羥硬脂酰CoA,又脫水生成α,β-硬脂烯酰CoA,再由NADPH+H+供氫,還原為硬脂酰CoA。過(guò)程與β-氧化逆反應(yīng)基本相同,但需α,β-烯脂酰還原酶及NADPH+H+。經(jīng)過(guò)此種方式,每一輪反應(yīng)可加上2個(gè)碳原子,普通可延長(zhǎng)碳鏈至24或26個(gè)碳原子。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第44頁(yè)b內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系:以丙二酸單酰CoA為二碳單位供給體,由NADPH+H+供氫,經(jīng)過(guò)縮合、加氫、脫水及再加氫反應(yīng),每一輪可增加2個(gè)碳原子,重復(fù)進(jìn)行可使碳鏈逐步延長(zhǎng)。其合成過(guò)程與軟脂酸合成相同,但脂?;沁B在CoASH上進(jìn)行反應(yīng),而不是以ACP為載體,普通可將脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)至24碳。(三)不飽和脂肪酸合成人體內(nèi)含有不飽和脂肪酸主要有棕櫚油酸(16:1,△9)、油酸(18:1,△9)、亞油酸(18:2,△9,12)、亞麻酸(18:3,△9,12,15)及花生四烯酸(20:4,△5,8,11,14)等。前兩種單不飽和脂肪酸可由人體本身合成,而后三者多不飽和脂肪酸必須從食物攝取,哺乳動(dòng)物本身不能合成。這是因?yàn)閯?dòng)物只有△4、△5、△8、△9去飽和酶,缺乏△9以上去飽和酶。而植物則含有△9、△12、△15去飽和酶,故亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸稱必須脂肪酸,必須由植物取得,引入體內(nèi)亞油酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗖伙柡椭舅?。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第45頁(yè)動(dòng)物體內(nèi)去飽和酶是鑲嵌在肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其催化脫氫過(guò)程已基本明了,此氧化脫氫過(guò)程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參加。圖9-5顯示:由NADH提供電子,經(jīng)細(xì)胞色素b5傳遞至△9去飽和酶中Fe3+,再激活O2使硬脂酸脫去2H成油酸。圖9-5內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去飽和酶及電子傳遞系統(tǒng)示意圖脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第46頁(yè)三、脂肪生物合成

脂肪生物合成主要在肝臟、脂肪組織和小腸中進(jìn)行。2分子脂酰CoA經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)酰基酶催化,將脂?;D(zhuǎn)移到α-磷酸甘油分子上,生成磷酸甘油二脂,又稱磷脂酸,然后水解掉磷酸基團(tuán),生成甘油二酯,再與1分子脂酰CoA作用,生成脂肪。磷酸甘油轉(zhuǎn)?;噶姿岣视腿苎字徂D(zhuǎn)?;噶姿岣视投チ字崃姿崦父视投ジ视投マD(zhuǎn)?;钢局惖拇x專題知識(shí)專家講座第47頁(yè)

四、脂肪代謝調(diào)整

脂肪代謝調(diào)整研究十分受人關(guān)注,因?yàn)橛绊懭祟惤】抵饕膊⌒难懿?、高血脂、肥胖等都與脂肪代謝失調(diào)相關(guān)。同時(shí)油料作物出油率也與脂肪代謝調(diào)整相關(guān)。脂肪代謝調(diào)整可從以下三方面進(jìn)行分析。(一)不一樣組織器官中脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝調(diào)整脂肪及其代謝產(chǎn)物經(jīng)過(guò)血液循環(huán)能夠在不一樣器官間轉(zhuǎn)運(yùn),且受各種原因調(diào)控。當(dāng)機(jī)體攝取能量不足時(shí),儲(chǔ)存在脂肪組織中脂肪將被動(dòng)員起來(lái),水解成游離脂肪酸和甘油,從脂肪組織擴(kuò)散進(jìn)入血液,同時(shí)血液中游離脂肪酸也可進(jìn)入脂肪組織,與磷酸甘油合成脂肪,因?yàn)橹窘M織中甘油激酶活性很低,所以形成脂肪磷酸甘油來(lái)自糖代謝。脂肪組織所釋放游離脂肪酸與血清蛋白形成復(fù)合物,可將脂肪酸運(yùn)輸?shù)郊∪夂透闻K等器官中。肝臟也能將游離脂肪酸轉(zhuǎn)化成脂肪,然后以脂蛋白形式重新回到血漿中。各組織器官脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝關(guān)系以下列圖所表示。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第48頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第49頁(yè)(二)激素對(duì)脂類代謝調(diào)整胰島素、腎上腺素、生長(zhǎng)激素、高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素、前列腺素等對(duì)脂肪代謝影響較大。其中胰島素和前列腺素等能抑制脂肪動(dòng)員和分解,稱它們?yōu)橐种饧に?。腎上腺素、生長(zhǎng)激素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素都能促使脂肪分解,被稱為脂解激素。動(dòng)員激素作用機(jī)制是:經(jīng)過(guò)激活腺苷環(huán)化酶,促使環(huán)腺苷酸生成,環(huán)腺苷酸作為第二信使激活蛋白激酶,使脂肪酶活化,促進(jìn)脂肪分解。抑脂解激素則與動(dòng)員激素作用相反。激素對(duì)脂肪代謝調(diào)整是動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程,一旦失衡機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)病癥。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第50頁(yè)三、脂肪酸代謝調(diào)整1.脂肪酸分解調(diào)整在脂肪酸-氧化中,限速步驟是活化脂酰CoA從線粒體外轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi),其關(guān)鍵酶是肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I,脂肪酸合成路徑中第一個(gè)中間產(chǎn)物丙二酸單酰CoA是該酶抑制劑,當(dāng)細(xì)胞能量較高時(shí),它使肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I活性降低,脂酰CoA不能穿過(guò),因而無(wú)法氧化。同時(shí),NADH可抑制3-羥脂酰脫氫酶,乙酰CoA可抑制硫解酶。2.脂肪酸合成調(diào)整乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成限速酶,該酶是變構(gòu)酶。檸檬酸能促進(jìn)無(wú)活性單體聚集成有活性全酶,利于脂肪酸合成;而軟脂酰CoA則抑制脂肪酸等合成。當(dāng)細(xì)胞處于高能量狀態(tài)時(shí),線粒體中乙酰CoA和ATP含量較多,可抑制三羧酸循環(huán)中異檸檬酸脫氫酶活性,使檸檬酸含量增加,加速脂肪酸合成。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第51頁(yè)脂肪酸合成調(diào)整乙酰CoA羧化酶是脂酸生物合成限速酶,各種原因?qū)χ舅嵘锖铣烧{(diào)整主要經(jīng)過(guò)影響該酶活性實(shí)現(xiàn)。(1)激素調(diào)整調(diào)整脂肪酸生物合成激素主要包含胰高血糖素、腎上腺素及胰島素等。胰高血糖素和腎上腺素能抑制乙酰CoA羧化酶活性,使脂肪酸合成降低,而胰島素可經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶合成,促進(jìn)脂酸合成。(2)代謝物調(diào)整乙酰CoA和NADPH增多,有利于脂肪酸合成,所以,進(jìn)食糖類使糖代謝增強(qiáng)時(shí),可促進(jìn)脂肪酸生物合成。體內(nèi)檸檬酸及異檸檬酸增多時(shí),可激活乙酰CoA竣化酶,使脂酸合成增加。進(jìn)食高脂肪膳食或饑餓脂肪動(dòng)員增強(qiáng)時(shí),脂酰CoA增多,可反饋抑制乙酰CoA羧化酶活性,使脂酸合成降低。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第52頁(yè)第四節(jié)磷脂代謝

磷脂是一類含磷酸類脂,按其化學(xué)組成不一樣可分為甘油磷脂(phosphoglyceride)與鞘磷脂(sphingomyelin),前者以甘油為基本骨架,后者則以鞘氨醇為基本骨架。體內(nèi)含量最多磷脂是甘油磷脂,而且分布廣。鞘磷脂主要分布于大腦和神經(jīng)髓鞘中。

一、甘油磷脂代謝甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成,其基本結(jié)構(gòu)為:

在甘油1位和2位羥基上各結(jié)合1分子脂酸,通常2位脂酸為花生四烯酸。3位羥基上結(jié)合1分子磷酸。依據(jù)與磷酸羥基相連取代基團(tuán)不一樣,可將甘油磷脂分為磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等(表5)。體內(nèi)以卵磷脂和腦磷脂脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第53頁(yè)含量最多,占組織及血液中磷脂75%以上。(一)甘油磷脂分解代謝

生物體內(nèi)存在著能使甘油磷脂水解各種磷脂酶類,它們作用部位及生成產(chǎn)物見圖。磷脂酶A1和磷脂酶A2分別作用于甘油磷脂1位和2位酯鍵,磷脂酶B1和磷脂酶B2分別作用于溶血磷脂l位和2位酯鍵,磷脂酶C作用于3位磷酸酯鍵,而磷脂酶D則作用于磷酸取代基間酯鍵。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第54頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第55頁(yè)磷脂酶A2存在于各組織細(xì)胞膜和線粒體膜,以酶原形式存在于胰腺中,其作用是催化甘油磷脂中2位酯鍵水解生成溶血磷脂和多不飽和脂肪酸。溶血磷脂是一個(gè)較強(qiáng)表面活性物質(zhì),能使紅細(xì)胞膜或其它細(xì)胞膜破壞引發(fā)溶血或細(xì)胞壞死。臨床上急性胰腺炎發(fā)病,就是因?yàn)槟撤N原因使磷脂酶A2激活,造成胰腺細(xì)胞膜受損,胰腺組織壞死。毒蛇唾液中含有磷脂酶A2,所以被毒蛇咬傷后可引發(fā)溶血。

甘油磷脂最終被完全水解為脂肪酸、甘油、磷酸、膽堿、膽胺等,它們分別參加代謝。脂肪酸經(jīng)β-氧化作用而分解,甘油可納入糖代謝中,膽堿經(jīng)氧化和脫甲基作用生成甘氨酸。(二)甘油磷脂生物合成

體內(nèi)甘油磷脂一部分由食物中來(lái),一部分在各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上經(jīng)過(guò)一系列酶催化而成。全身各組織細(xì)胞均可合成甘油磷脂,肝、腎及小腸等組織是合成甘油磷脂最活躍場(chǎng)所。合成原料為磷酸、甘油、脂肪酸、膽堿或乙醇胺等。其中必需脂肪酸只能由食物供給,其它原料可在體內(nèi)合成:如蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生甘氨酸、絲氨酸及甲硫氨酸即可作為乙醇胺、膽堿原料。磷脂酰膽堿(卵磷脂)及磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)合成基本過(guò)程以下:絲氨酸可轉(zhuǎn)變成脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第56頁(yè)乙醇胺,再由甲硫氨酸提供甲基合成膽堿。膽堿和乙醇胺在對(duì)應(yīng)激酶和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移酶催化下,由ATP和CTP激活,生成胞苷二磷酸膽堿(CDP一膽堿)和胞苷二磷酸乙醇胺(CDP一乙醇胺),然后再參加各種合成代謝。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第57頁(yè)

在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有磷酸膽堿脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶和磷酸乙醇胺脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶,前者可催化甘油二酯與CDP一膽堿反應(yīng)生成磷脂酰膽堿,后者可催化甘油二酯和CDP一乙醇胺作用生成磷脂酰乙醇胺。另外,磷脂酰乙醇胺也可經(jīng)過(guò)甲基化而生成磷脂酰膽堿(圖)。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第58頁(yè)

另外磷脂也能夠從另一條路徑合成:即磷酸甘油二酯先與CTP作用生成胞苷二磷酸甘油二酯,再與絲氨酸作用生成絲氨酸磷脂,后者再直接脫羧成腦磷脂,反應(yīng)過(guò)程以下:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第59頁(yè)二、鞘磷脂代謝

鞘磷脂是含鞘氨醇磷脂,由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成,其基本結(jié)構(gòu)為:鞘氨醇是一類含16~20個(gè)碳原子(以18個(gè)碳原子為主)長(zhǎng)鏈不飽和氨基二元醇,其氨基與脂肪酸經(jīng)過(guò)酰胺鍵相連,其碳鏈末端羥基與含磷酸基團(tuán)經(jīng)過(guò)磷酸酯鍵相連,若此基團(tuán)為磷酸膽堿即為神經(jīng)鞘磷脂。神經(jīng)鞘磷脂是體內(nèi)含量最多鞘磷脂,它是神經(jīng)髓鞘主要成份,也是組成生物膜主要磷脂。神經(jīng)髓鞘脂類含量很高,約占干重97%,其中5%為神經(jīng)鞘磷脂,人紅細(xì)胞膜所含神經(jīng)鞘磷脂可達(dá)20%~30%。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第60頁(yè)

腦苷脂是腦細(xì)胞膜主要組分,由

-己糖(葡萄糖或半乳糖)、脂肪酸(22~26個(gè)碳原子,其中最普遍是

-羥基二十四碳羧酸)和鞘氨醇各1分子組成,因?yàn)槭且灾行蕴亲鳛闃O性頭部,故屬于中性糖鞘脂類。主要代表是葡萄糖腦苷脂、半乳糖腦苷脂和硫酸腦苷脂(腦硫脂)。神經(jīng)節(jié)苷脂類是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜酸性糖鞘脂類。大腦灰質(zhì)中含有豐富神經(jīng)節(jié)苷脂類,約占全部脂類6%,非神經(jīng)組織中也含有少許神經(jīng)節(jié)苷脂。神經(jīng)節(jié)苷脂類組成以下:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第61頁(yè)

(一)神經(jīng)鞘磷脂合成代謝1.合成部位全身各組織細(xì)胞都能合成神經(jīng)鞘磷脂,且以腦組織中最為活躍。鞘氨醇合成酶系在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。2.合成原料軟脂酰CoA、絲氨酸、脂酰CoA、磷酸和膽堿是合成神經(jīng)鞘磷脂基本原料。3.合成過(guò)程神經(jīng)鞘磷脂合成可分為三個(gè)階段:(1)鞘氨醇合成首先在3-酮二氫鞘氨醇合成酶作用下,以磷酸吡哆醛為輔酶,催化軟脂酰CoA和絲氨酸生成3-酮二氫鞘氨醇,后者再以NADPH+H+為供氫體,以FAD為受氫體經(jīng)過(guò)連續(xù)還原、脫氫反應(yīng)合成鞘氨醇。(2)N-脂酰鞘氨醇合成在脂酰轉(zhuǎn)移酶催化下,鞘氨醇上氨基與脂酰CoA進(jìn)行酰胺縮合反應(yīng),生成N-脂酰鞘氨醇(又稱神經(jīng)酰胺)。(3)神經(jīng)鞘磷脂合成N-脂酰鞘氨醇在轉(zhuǎn)移酶催化下與CDP―膽堿反應(yīng),合成神經(jīng)鞘磷脂。神經(jīng)鞘磷脂合成過(guò)程見圖5—14。

脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第62頁(yè)(二)神經(jīng)鞘磷脂分解代謝

在腦、肝、脾、腎等組織細(xì)胞溶酶體中有分解神經(jīng)鞘磷脂酶:神經(jīng)鞘磷脂酶。此酶能夠水解磷酸酯鍵,使神經(jīng)鞘磷脂降解生成N-脂酰鞘氨醇和磷酸膽堿。先天性神經(jīng)鞘磷脂酶缺乏病人,則因?yàn)椴荒苡行Ы到馍窠?jīng)鞘磷脂而致鞘磷脂在細(xì)胞內(nèi)堆積,并引發(fā)肝、脾腫大及癡呆等病癥,嚴(yán)重時(shí)可危及生命。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第63頁(yè)第五節(jié)膽固醇代謝

膽固醇是最早由動(dòng)物膽石中分離出含有羥基固體醇類化合物,故稱為膽固醇(cholesterol)。膽固醇有兩種存在形式:游離膽固醇和酯化膽固醇,后者又稱膽固醇酯。游離膽固醇是膽固醇代謝形式,而膽固醇酯則是膽固醇儲(chǔ)存形式。全部固醇(包含膽固醇)均含有環(huán)戊烷多氫菲基本結(jié)構(gòu),不一樣固醇區(qū)分是碳原子數(shù)及取代基不一樣。膽固醇結(jié)構(gòu)以下:正常成年人體內(nèi)膽固醇總量約為140g,平均含量約為2g/kg體重。膽固醇廣泛分布于體內(nèi)各組織,但分布極不均一,大約1/4分布于腦及神經(jīng)組織,約占腦組織2%。肝、腎、腸等內(nèi)臟組織中膽固醇含量也比較高,每100g組織含200~500mg,而肌肉組織中膽固醇含量較低,每100g組織含100~200mg。腎上腺皮質(zhì)、卵巢等組織膽固醇含量最高,可達(dá)1%~5%。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第64頁(yè)

膽固醇是生物膜主要組成成份,在維持膜流動(dòng)性和正常功效中起主要作用。膜結(jié)構(gòu)中膽固醇均為游離膽固醇。膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成膽汁酸、維生素D3、腎上腺皮質(zhì)激素及性激素等主要生理活性物質(zhì)。膽固醇代謝發(fā)生障礙可使血漿膽固醇增高,是形成動(dòng)脈粥樣硬化一個(gè)危險(xiǎn)原因。體內(nèi)膽固醇有兩個(gè)起源即內(nèi)源性膽固醇和外源性膽固醇。外源性膽固醇由膳食攝入,內(nèi)源性膽固醇由機(jī)體本身合成,正常人50%以上膽固醇來(lái)自機(jī)體本身合成。

一、外源性膽固醇起源在普通人群中,由膳食攝入膽固醇約占體內(nèi)膽固醇起源1/3,膳食中膽固醇全部來(lái)自動(dòng)物性食物,植物性食物中不含膽固醇,而且不一樣動(dòng)物性食物中膽固醇含量差異很大,高低相差可達(dá)數(shù)干倍。普通而言,動(dòng)物腦髓和內(nèi)臟、禽卵蛋黃等都含有豐富膽固醇,其含量可高達(dá)200mg/100g,高膽固醇血癥患者應(yīng)嚴(yán)格限制食用。’食物中膽固醇多以游離膽固醇形式存在,膽固醇酯僅占10%~15%。膽固醇酯經(jīng)膽汁酸鹽乳化后,經(jīng)胰腺分泌膽固醇酯酶作用水解為游離膽固醇,然后被小腸黏膜細(xì)胞吸收。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第65頁(yè)未被吸收吸收食物膽固醇在腸腔被細(xì)菌還原為糞固醇排出體外。膽固醇在腸道吸收率占食物含量20%~30%二、膽固醇生物合成

(一)合成部位除腦組織及成熟紅細(xì)胞外,成人幾乎全身各組織均可合成膽固醇,體內(nèi)天天可合成1g。肝臟是體內(nèi)合成膽固醇主要場(chǎng)所,體內(nèi)膽固醇70%~80%由肝合成。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,所以膽固醇合成主要在胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。(二)合成原料乙酰CoA是合成膽固醇原料,它是糖、氨基酸及脂肪酸在線粒體內(nèi)分解代謝產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(見脂肪酸生物合成),源源不停地將乙酰CoA從線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞液中。每轉(zhuǎn)運(yùn)1分子乙酰CoA消耗1分子ATP。除了乙酰CoA外,膽固醇合成還需要大量NADPH+H+及ATP供給反應(yīng)所需氫及能量。每合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA,36分子ATP及10分子NADPH+H+。前二者主要來(lái)自線粒體糖有氧氧化,而NADPH主要來(lái)自胞液中糖磷酸戊糖通路。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第66頁(yè)(三)合成基本過(guò)程

膽固醇合成過(guò)程極其復(fù)雜,有快要30步酶促反應(yīng),大致可分為三個(gè)階段:1甲羥戊酸合成:在胞液中,2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶催化下,縮合成乙酰乙酰CoA,然后在胞液中羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶催化下,再與1分子乙酰CoA縮合成羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)。HMGCoA是合成膽固醇及酮體主要中間體。在線粒體中HMGCoA裂解后生成酮體,而在胞液中生成HMGCoA則在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶催化下,由NADPH+H+供氫,還原生成甲羥戊酸(MVA)。這步反應(yīng)也就成為膽固醇合成限速步驟。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第67頁(yè)2鯊烯合成:MVA(C6)與2分子ATP作用合成5-焦磷酸MVA,再與ATP作用在胞漿中一系列酶催化下經(jīng)脫羧、脫水及磷酸化生成活潑異戊烯醇焦磷酸酯(IPP,C5)。然后IPP和3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)合成焦磷酸牻牛兒酯(GPP),GPP和另1分子IPP縮合成焦磷酸法呢酯,2分子FPP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鯊烯合成酶作用下,縮合、還原生成30C多烯烴——鯊烯。3膽固醇合成:鯊烯有與膽固醇母核相同結(jié)構(gòu),鯊烯結(jié)合在胞液中固醇載體蛋白(SCP)上,經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單加氧酶、環(huán)化酶等作用,環(huán)化生成羊毛固醇,后者再經(jīng)氧化、脫羧、還原等反應(yīng),脫去3分子CO2生成27C膽固醇。全部合成過(guò)程見圖9-6:脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第68頁(yè)圖9-6膽固醇生物合成路徑脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第69頁(yè)

(四)膽固醇合成調(diào)整

因?yàn)槟懝檀己铣上匏倜甘荋MGCoA還原酶,所以各種影響HMGCoA還原酶活性原因都能有效調(diào)整膽固醇生物合成。1.膽固醇調(diào)整機(jī)體內(nèi)膽固醇增高可反饋抑制膽固醇生物合成,這種負(fù)反饋調(diào)整主要存在于肝。小腸則不受這種反饋調(diào)整,所以即使高膽固醇飲食,血漿膽固醇濃度仍可升高。長(zhǎng)久低膽固醇飲食,并不能顯著降低血漿膽固醇濃度。因?yàn)槟懝檀钾?fù)反饋調(diào)整是經(jīng)過(guò)抑制HMGCoA還原酶合成而實(shí)現(xiàn),因而降低膽固醇攝入也就解除了這種抑制作用,使體內(nèi)膽固醇合成增加。2.激素調(diào)整胰高血糖素、皮質(zhì)激素、胰島素及甲狀腺素等是調(diào)整膽固醇合成主要激素。胰高血糖素和皮質(zhì)激素能抑制HMGCoA還原酶活性,降低膽固醇合成。胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)HMGCoA還原酶合成,使膽固醇合成增加。另外,甲狀腺素還可促進(jìn)膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化,而且這一轉(zhuǎn)化作用比誘導(dǎo)酶合成作用更強(qiáng)。所以,甲亢患者常伴有低膽固醇血癥。3.其它調(diào)整高糖、高脂肪膳食可增加肝細(xì)胞中HMGCoA還原酶活性,促進(jìn)膽固醇合成。相反,饑餓與禁食則抑制肝中膽固醇合成。另外,一些結(jié)構(gòu)與HMGCoA相同藥品,如洛伐他汀(lovastatin)和辛伐他汀(sirevastatin),能夠競(jìng)爭(zhēng)性地抑制HMGCoA還原酶活性,使體內(nèi)膽固醇生物合成降低。另外有些陰離子交換樹脂類藥品,如消膽胺,可干擾腸道膽汁酸鹽重吸收,使膽固醇更多地轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼猁},從而到達(dá)降低血清中膽固醇濃度作用。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第70頁(yè)三、膽固醇轉(zhuǎn)變與排泄

膽固醇基本結(jié)構(gòu)是環(huán)戊烷多氫菲,在體內(nèi)沒(méi)有降解它酶類。與糖類、脂肪和蛋白質(zhì)不一樣,膽固醇既不能徹底氧化成CO2和H2O,也不能作為能源物質(zhì)提供能量,若在體內(nèi)堆積則有害,可不停排出以維持平衡。體內(nèi)膽固醇不但是組成生物膜主要組分,而且還能夠轉(zhuǎn)變成其它許多含有主要生理活性物質(zhì)。(一)轉(zhuǎn)化為膽汁酸在肝細(xì)胞中,膽固醇由7-羥化酶催化生成7-羥膽固醇,后者經(jīng)還原、羥化等多步反應(yīng)可生成各種膽汁酸,再與甘氨酸、牛磺酸結(jié)合,生成甘氨膽酸或牛磺膽酸等膽汁酸,這是膽固醇在體內(nèi)代謝主要去路。膽汁酸屬兩性分子,其結(jié)構(gòu)中既含有親水基團(tuán),又含疏水基團(tuán),能夠降低油水兩相間表面張力。所以,膽汁酸在腸道可促進(jìn)脂類及脂溶性維生素消化和吸收,在膽汁中能溶解膽固醇,起抑制膽石形成作用。正常人天天合成膽固醇約有40%在肝中轉(zhuǎn)化為膽汁酸。所以,膽汁酸在腸道可促進(jìn)脂質(zhì)乳化,并與脂質(zhì)消化產(chǎn)物形成膽汁酸混合微團(tuán),在脂質(zhì)消化、吸收過(guò)程中起主要作用。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第71頁(yè)

(二)轉(zhuǎn)化為類固醇激素

膽固醇是許多組織合成類固醇激素原料。如在腎上腺皮質(zhì)中,膽固醇在一系列酶催化下可合成醛固酮、皮質(zhì)醇等腎上腺皮質(zhì)激素及少許性激素。腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞中儲(chǔ)存大量膽固醇酯,含量可達(dá)2%~5%,其中90%來(lái)自血液,10%由本身合成。另外,睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成睪酮;卵巢卵泡內(nèi)膜細(xì)胞及黃體可合成雌二醇及孕酮;妊娠期胎盤合成雌三醇等,其原料均為膽固醇。

(三)轉(zhuǎn)化為維生素D3膽固醇經(jīng)脫氫氧化生成7-脫氫膽固醇,人體皮膚細(xì)胞內(nèi)7-脫氫膽固醇在紫外線照射后能轉(zhuǎn)變成膽鈣化醇,又稱維生素D3。維生素D3經(jīng)肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)25-羥化酶催化生成25-羥維生素D3,后者再經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞線粒體內(nèi)1-羥化酶催化形成1,25-二羥維生素D3,即活性維生素D3。它在鈣磷代謝中起主要調(diào)整作用。

(四)膽固醇排泄膽固醇排泄主要路徑是在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼犭S膽汁排出。一部分膽固醇也能夠直接隨膽汁和經(jīng)過(guò)腸黏膜排入腸道。進(jìn)入腸道膽固醇,一部分被重新吸收,另一部分則被腸道細(xì)菌還原,變成糞固醇隨糞便排出體外。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第72頁(yè)脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第73頁(yè)第六節(jié)血脂與血漿脂蛋白

一、血脂種類與含量血漿所含脂類統(tǒng)稱血脂,主要包含甘油三酯、磷脂、、膽固醇及其酯和游離脂肪酸等。血脂有兩個(gè)起源:一是外源性,從食物攝取脂類經(jīng)消化吸收進(jìn)入血液;二是內(nèi)源性,由肝、脂肪組織等合成后釋放入血。上述兩種起源脂質(zhì)物質(zhì)經(jīng)過(guò)血液循環(huán),分別運(yùn)往不一樣組織細(xì)胞利用或儲(chǔ)存。血脂含量不如血糖恒定,受膳食、性別、年紀(jì)、職業(yè)、運(yùn)動(dòng)及機(jī)體代謝情況等各種原因影響,波動(dòng)范圍比較大。比如,進(jìn)食高脂肪膳食后,可使血脂含量大幅度上升,但這種改變只是暫時(shí),通常在12h之內(nèi)逐步趨于正常。正是因?yàn)檫@種原因,臨床上作血脂測(cè)定時(shí)要在空腹12~14h后采血。正常人空腹血脂含量見表。血漿中脂質(zhì)含量與全身脂質(zhì)總量相比,即使只占極少一部分,但不論是外源性脂質(zhì)物質(zhì)還是內(nèi)源性脂質(zhì)物質(zhì)都需經(jīng)過(guò)血液在各組織之間轉(zhuǎn)運(yùn),所以血脂含量在一定程度上可反應(yīng)體內(nèi)脂質(zhì)代謝情況。臨床上常經(jīng)過(guò)測(cè)定血脂含量來(lái)輔助診療冠心病、動(dòng)脈硬化及高脂血癥等疾病。游離脂酸不溶于水,在血液中與清蛋白組成脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第74頁(yè)復(fù)合體運(yùn)轉(zhuǎn),而且1分子清蛋白可與10分子游離脂酸結(jié)合。游離脂酸即使在血液中濃度較低,但其代謝極為活躍,是體內(nèi)主要能源物質(zhì)之一,可提供機(jī)體所需能量20%~25%。其它脂質(zhì)在血液中運(yùn)轉(zhuǎn)也是經(jīng)過(guò)與各類蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第75頁(yè)

二、血漿脂蛋白分類與組成

脂質(zhì)是難溶于水物質(zhì),在血漿中不能游離存在,各種脂質(zhì)在血液中均與蛋白質(zhì)相結(jié)合而運(yùn)轉(zhuǎn)。脂質(zhì)在血漿中能與一類特殊蛋白質(zhì)(載脂蛋白)結(jié)合形成可溶性生物大分子復(fù)合物,即脂蛋白(1ipoprotein,LP)在血液中運(yùn)輸,并在組織間轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì),參加脂質(zhì)代謝。游離脂酸在血液中與清蛋白組成復(fù)合物不屬于傳統(tǒng)脂蛋白類。血漿中脂蛋白種類不一,功效各異,且物理性質(zhì)和化學(xué)組成也各不相同,所以血液中各類脂蛋白相關(guān)含量發(fā)生改變通常預(yù)示著某種疾病。

(一)血漿脂蛋白分類血漿脂蛋白由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩部分組成,但不一樣脂蛋白所含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在質(zhì)和量方面都有很大差異。依據(jù)這個(gè)差異可采取適當(dāng)方法將它們分離開,通常分離血漿脂蛋白方法有兩種,即電泳法和超速離心法。

1.電泳法依據(jù)各種血漿脂蛋白顆粒大小及表面電荷量不一樣可用電泳法將血漿脂蛋白分離開,這是最慣用一個(gè)方法。因?yàn)椴灰粯又鞍字兴|(zhì)和蛋白質(zhì)百分比不一樣,造成其各自顆粒大小及表面所帶電荷量各不相同,所以它們?cè)陔妶?chǎng)中脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第76頁(yè)電泳遷移率也不相同。分離血漿脂蛋白慣用電泳方法有醋酸纖維素薄膜電泳和瓊脂糖凝膠電泳,這兩種電泳方法都可將血漿脂蛋白分成四條區(qū)帶,按泳動(dòng)速率快慢分別稱-脂蛋白(

-lipoprotein,-

LP)、前-脂蛋白(pre

-lipoprotein,pre

-LP)、

-脂蛋白(

-lipoprotein,

-LP)及乳糜微粒(chylomicron,CM)。-脂蛋白泳動(dòng)速率最快,相當(dāng)于血清蛋白電泳時(shí)1-球蛋白位置;前

-脂蛋白位于

-脂蛋白之前,相當(dāng)于2-球蛋白位置;

-脂蛋白相當(dāng)于-球蛋白位置;乳糜微粒則留在原點(diǎn)不動(dòng)(圖)。2.超速離心法(密度分離法)依據(jù)各種血漿脂蛋白密度大小不一樣可用超速離心法將血漿脂蛋白分離開,這是一個(gè)經(jīng)典方法。在不一樣脂蛋白中,其蛋白質(zhì)相對(duì)含量越高或各種脂質(zhì)相對(duì)含量越低,則其密度就越高,反之亦然。所以將血漿在一定密度脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第77頁(yè)鹽溶液中進(jìn)行超速離心時(shí),各種脂蛋白可因其密度不一樣而表現(xiàn)出不一樣沉浮情況,通慣用此法可將血漿脂蛋白分為四類:乳糜微粒(CM)、極低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)、低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL)和高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL),分別相當(dāng)于電泳分離CM,前-脂蛋白,

-脂蛋白及-脂蛋白。除上述四類外,還有中間密度脂蛋白(intermediatedensitylipo-protein,IDL),它是VLDL在脂肪組織毛細(xì)血管內(nèi)代謝物,其組成及密度介于VLDL與LDL之間。(二)血漿脂蛋白組成血漿脂蛋白是由蛋白質(zhì)和各種脂質(zhì)組成復(fù)合物,其中蛋白質(zhì)包含各類載脂蛋白,脂質(zhì)主要有甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯。在不一樣血漿脂蛋白中,各種脂質(zhì)和蛋白質(zhì)所占百分比和含量大不相同,但每種血漿脂蛋白都含有蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及膽固醇酯這五種成份。乳糜微粒含甘油三酯最多,可高達(dá)80%~95%,含蛋白質(zhì)最少,約為1%,所以顆粒最大,密度最小。極低密度脂蛋白含甘油三酯亦較多,可達(dá)50%~70%,但其蛋白質(zhì)含量高于乳糜微粒,約占10%,所以顆粒小于乳糜微粒,而密度大于脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第78頁(yè)乳糜微粒。低密度脂蛋白含膽固醇最多,占45%~50%。高密度脂蛋白含蛋白質(zhì)最多,高達(dá)50%,所以顆粒最小、密度最大。各種血漿脂蛋白性質(zhì)、組成和功效見表。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第79頁(yè)三、血漿脂蛋白結(jié)構(gòu)

各種不一樣血漿脂蛋白含有相同基本結(jié)構(gòu),均為大小不等球形顆粒。疏水性較強(qiáng)甘油三酯及膽固醇酯位于脂蛋白顆粒內(nèi)核,而含有極性及非極性基團(tuán)磷脂、游離膽固醇及載脂蛋白則覆蓋于脂蛋白顆粒表面,其非極性疏水基團(tuán)朝向內(nèi)核,極性親水基團(tuán)暴露于顆粒表面,使血漿脂蛋白均勻地分散在血液中被運(yùn)轉(zhuǎn)。CM及VLDL內(nèi)核主要是甘油三酯,而LDL及HDL內(nèi)核主要是膽固醇酯。四、載脂蛋白

血漿脂蛋白中蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白(apolipoprotein,apo),到當(dāng)前為止已從血漿中分離出最少20種載脂蛋白,主要分為apoA、B、C、D、E等五大類。一些載脂蛋白又分為若干亞類,如apoA可分為apoAI、apoAⅡ、apoAⅣ及apoAV;apoB分為apoB48和apoBl00;apoC分為apoCI、apoCII、apoCⅢ及apoCⅣ。不一樣血漿脂蛋白所含載脂蛋白不一樣,CM含apoB48而不含apoBl00,主要含apoCⅢ;VLDL主要含apoB100及apoCⅢ而不含apoB48;LDL幾乎只含apoB100;HDL則既不含apoB48又不含apoBl00,主要含apoAI及apoAⅡ脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第80頁(yè)載脂蛋白主要功效是參加脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及穩(wěn)定脂蛋白結(jié)構(gòu)。另外,還參加脂蛋白受體識(shí)別及調(diào)整脂蛋白代謝中關(guān)鍵酶活性。如apoCⅡ能激活脂蛋白脂肪酶(1ipoproteinlipase,LPL),促進(jìn)CM和VLDL中甘油三酯降解;apoAI能激活卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(1ecithincholesterolacyltransferase,LCAT),促進(jìn)膽固醇酯化;apoB100及apoE參加LDL受體識(shí)別,促進(jìn)LDL代謝。人體幾個(gè)主要載脂蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)、染色體定位都已清楚。如apoE是由299個(gè)氨基酸殘基組成單鏈蛋白質(zhì),apoB48由2152個(gè)氨基酸殘基組成,apoB100是由4536個(gè)氨基酸殘基組成,為當(dāng)前已知一級(jí)結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)、相對(duì)分子質(zhì)量最大蛋白質(zhì)。五、血漿脂蛋白代謝

(一)乳糜微粒(CM)小腸黏膜細(xì)胞將消化吸收甘油三酯、磷脂、膽固醇與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成apoB48及少許apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ等結(jié)合形成新生CM,經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)。在血液中,新生CM從HDL取得apoC及apoE,并將部分apoAI、apoAⅡ和apoAⅣ轉(zhuǎn)移給HDL,變?yōu)槌墒霤M。成熟CM中apoCⅡ能激活心肌、骨骼肌及脂肪等組織中毛細(xì)血管壁內(nèi)皮細(xì)胞表面LPL,LPL可水解CM中甘油三酯脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第81頁(yè)生成甘油、脂酸、溶血磷脂等供各組織攝取利用;所以當(dāng)成熟CM隨血流經(jīng)過(guò)這些組織時(shí),所含甘油三酯在PLP重復(fù)作用下90%以上被水解,同時(shí)其表面apoA、apoE及磷脂、膽固醇離開CM,參加形成新生HDL;而CM則變?yōu)楦缓懝檀减ァpoB48及apoECM殘粒,被肝細(xì)胞膜表面apoE受體別并結(jié)合,最終被肝細(xì)胞攝取利用CM在血漿中代謝很快,半壽期僅5~15min,空腹12~14h后血漿中不再含有CM,小腸黏膜細(xì)胞合成CM,是運(yùn)輸外源性甘油三酯主要形式。(二)極低密度脂蛋白(VLDL)

肝細(xì)胞可利用葡萄糖或內(nèi)、外源性脂肪酸為原料合成甘油三酯,再加上apoB100和apoE(主要是apoB)以及磷脂、膽固醇等形成新生VLDL,后分泌入血。進(jìn)入血液循環(huán)后,新生VLDL首先接收HDL中apoC和apoE,尤其是apoCⅡ,轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒霽LDL,然后在apoCⅡ激活LPL重復(fù)作用下,所含甘油三酯被逐步降解,其表面apoC、磷脂及膽固醇脫落參加形成HDL,并從HDL接收膽固醇酯,這么VLDL密度逐步增高,apoB100,apoE含量相增加。當(dāng)其中所含甘油三酯與膽固醇量大致相等,且載脂蛋白主要是apoB100和apoE時(shí)即轉(zhuǎn)變?yōu)镮DL。一部分IDL與肝細(xì)胞膜上apoE受體結(jié)合后脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第82頁(yè)被肝細(xì)胞攝取利用。其余IDL則轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)DL。VLDL主要由肝細(xì)胞合成,小腸黏膜細(xì)胞也有少許合成,它是運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯主要形式。VLDL在血漿中半壽期為6~12h。(三)低密度脂蛋白(LDL)血漿中未被肝細(xì)胞攝取IDL在LPL與肝脂酶作用下,其甘油三酯深入被水解,同時(shí)其表面apoE轉(zhuǎn)移至HDL,最終只剩下apoBl00和膽固醇酯,即轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)DL。大約2/3LDL被LDL受體識(shí)別、結(jié)合并攝入細(xì)胞中降解,其余1/3由去除細(xì)胞即單核吞噬細(xì)胞系巨噬細(xì)胞去除。因?yàn)長(zhǎng)DL受體能夠特異地識(shí)別含apoBl00或apoE脂蛋白,所以LDL受體又稱apoB,E受體,人體內(nèi)除了成纖維母細(xì)胞外,大部分細(xì)胞膜上都存在LDL受體,但以肝、腎上腺皮質(zhì)、性腺等組織細(xì)胞LDL受體數(shù)目數(shù)多,大約50%LDL在肝細(xì)胞降解。通常細(xì)胞內(nèi)所需膽固醇既可本身合成,也能夠從血中攝取LDL顆粒內(nèi)膽固醇加以利用。當(dāng)血漿中LDL與LDL受體結(jié)合后,受體聚集成簇,將LDL內(nèi)吞入細(xì)胞并與溶酶體融合。在溶酶體中蛋白水解酶可將LDL中apoB100水解成氨基酸,其中膽固醇酯被膽固醇酯酶水解成游離膽固醇與脂肪酸。該膽固醇既可參加細(xì)胞膜組成,也可在脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第83頁(yè)不一樣組織中作為合成膽汁酸、皮質(zhì)激素、性激素及維生素D3原料,并在調(diào)整膽固醇代謝上有主要作用。在血漿中由VLDL轉(zhuǎn)變而來(lái)LDL,其主要生理功效是轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成膽固醇到肝外組織被利用,過(guò)剩膽固醇也可沉積于動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞,被認(rèn)為是致動(dòng)脈粥樣硬化危因子。LDL在血漿中半壽期為2~4d。正常人空腹血漿脂蛋白主要是LDL,可占到血漿脂蛋白總量2/3。(四)高密度脂蛋白(HDI.)HDL主要由肝細(xì)胞合成,小腸黏膜細(xì)胞亦有少許合成。另外,血漿中CM及VLDL分解代謝時(shí),脫落組分也可合成新生HDL。新生HDL所含載脂蛋白主要是apoA和apoC,還有少許apoD和apoE,其中apoAI是LCAT激活因子,LCAT由肝細(xì)胞合成,并在血漿中發(fā)揮作用。新生HDL在血漿中LCAT催化下,其表面卵磷脂2位脂?;D(zhuǎn)移至膽固醇3位羥基上生成溶血卵磷脂和膽固醇酯。溶血卵磷脂與清蛋白結(jié)合,運(yùn)往各組織細(xì)胞,用于膜磷脂更新,而疏水膽固醇酯則進(jìn)入HDL內(nèi)核。伴隨內(nèi)核膽固醇酯不停增加及apoC和apoE向CM或VLDL轉(zhuǎn)移,新生HDL轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒霩DL。HDL按密度大小又分為HDL1、HDL2和HDL3。HDL1脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第84頁(yè)只有在高膽固醇膳食時(shí)才在血漿中出現(xiàn),故又稱為HDLc,正常人血漿中HDL主要為HDL2和HDL3。成熟HDL與肝細(xì)胞膜上HDL受體結(jié)合,被肝細(xì)胞攝取,其中膽固醇可用于合成膽汁酸或直接經(jīng)過(guò)膽汁排出體外。成熟HDL中膽固醇酯還可經(jīng)過(guò)膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(cholesterolestertransferprotein,CETP)介導(dǎo)轉(zhuǎn)移到CM或VLDL,當(dāng)CM殘粒、IDL或LDL被肝細(xì)胞攝取時(shí),其中約70%膽固醇酯被運(yùn)往肝。HDL在血漿中半壽期為3~5d,它主要在肝降解,是機(jī)體外周組織膽固醇往肝逆向轉(zhuǎn)運(yùn)主要形式。流行病學(xué)研究證實(shí),HDL水平高者冠心病發(fā)病率低。因?yàn)镠DL能有效去除周圍組織中膽固醇,并保護(hù)血管內(nèi)膜不受LDL損害,故有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。六、高脂蛋白血癥

高脂蛋白血癥(hyperlipoproteinemia)是因?yàn)檠兄鞍缀铣膳c去除紊亂所致,表現(xiàn)為血漿脂蛋白異常、血脂增高等。因?yàn)橹|(zhì)在血液循環(huán)中以脂蛋白形式運(yùn)輸,所以高脂血癥(hyperlipidemia)實(shí)際上就是高脂蛋白血癥。血漿中脂質(zhì)高于正常人上限即為高脂血癥。臨床上高脂血癥主要是指血漿膽固醇或甘油三酯含量單獨(dú)超出正常上限或者二者同時(shí)超出正常上限異常狀態(tài)。正常人上限脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第85頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)因地域、種族、膳食、職業(yè)、年紀(jì)以及測(cè)定方法等不一樣有所差異。普通以成人空腹12~14h血中膽固醇超出6.21mmol/L,甘油三酯超出2.26mmol/L,兒童膽固醇超出4.14mmol/L為高脂血癥標(biāo)準(zhǔn)。1970年世界衛(wèi)生組織(wHO)對(duì)Fredrickson提出高脂蛋白血癥分型進(jìn)行了補(bǔ)充和修訂,提議將高脂蛋白血癥分為五型六類。WHO高脂蛋白血癥分型主要是依據(jù)臨床化驗(yàn)結(jié)果。各型高脂蛋白血癥血脂及脂蛋白改變見表。脂類的代謝專題知識(shí)專家講座第86頁(yè)

高脂蛋白血癥可分為原發(fā)性與繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性高脂蛋白血癥與脂蛋白組成和代謝過(guò)程中相關(guān)載脂蛋白、酶和受體等先天性缺點(diǎn)相關(guān),而繼發(fā)性高脂蛋白血癥常繼發(fā)于其它疾病如糖尿病、腎病、肝病及甲狀腺機(jī)能減退等。

(一)I型高脂蛋白血癥

血脂測(cè)定特點(diǎn)是甘油三酯顯著升高,超出11.3mmol/L,總膽固醇升高不顯著。原發(fā)性主要見于LPL或apoCⅡ缺點(diǎn)

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