一、人體脂肪的來源:
人體脂肪由甘油和脂肪酸合成,脂肪酸來源有二:
1、機(jī)體自身合成。
2、食物供給,特別是某些不飽和脂肪酸,機(jī)體不能合成,稱必需脂肪酸,如亞油酸、α-亞麻酸。
膽汁酸鹽的作用,水解為甘油、脂肪酸等。
脂類的吸收含兩種情況:
1、中鏈、短鏈脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯乳化后即可吸收——>腸粘膜細(xì)胞內(nèi)水解為脂肪酸及甘油——>門靜脈入血。
2、長(zhǎng)鏈脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯在腸道分解為長(zhǎng)鏈脂肪酸和甘油一酯,再吸收——>腸粘膜細(xì)胞內(nèi)再合成甘油三酯,與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合成乳糜微?!?gt;淋巴入血。
脂肪組織、小腸是合成甘油三酯的重要場(chǎng)所,以肝的合成甘油三酯的能力最強(qiáng)。合成后要與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合成極低密度脂蛋白,入血運(yùn)到肝外組織儲(chǔ)存或加以利用。
若肝合成的甘油三酯不能及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn),會(huì)形成脂肪肝。脂肪細(xì)胞是機(jī)體合成及儲(chǔ)存脂肪的倉(cāng)庫(kù)。合成甘油三酯所需的甘油及脂肪酸主要由葡萄糖代謝提供。
其中甘油由糖酵解生成的磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)化而成;脂肪酸由糖氧化分解生成的乙酰CoA合成。
甘油三酯合成基本過程分兩種:
1、甘油一酯途徑:這是小腸粘膜細(xì)胞合成脂肪的途徑,由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯。
2、甘油二酯途徑:肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的合成途徑。
脂肪細(xì)胞缺乏甘油激酶因而不能利用游離甘油,只能利用葡萄糖代謝提供的3-磷酸甘油。
甘油三酯的分解代謝:即為脂肪動(dòng)員,在脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂的酶作用下,將脂肪分解為脂肪酸及甘油并釋放入血供其他組織氧化。
脂肪酸的分解代謝—β-氧化
在氧供充足條件下,脂肪酸可分解為乙酰CoA,徹底氧化成CO2和H2O并釋放出大量能量,大多數(shù)組織均能氧化脂肪酸,但腦組織例外,因?yàn)橹舅岵荒芡ㄟ^血腦屏障。其氧化具體步驟如下:
1.脂肪酸活化,生成脂酰CoA。
2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體,因?yàn)橹舅岬?#946;-氧化在線粒體中進(jìn)行。這一步需要肉堿的轉(zhuǎn)運(yùn)。肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I是脂酸β氧化的限速酶,脂酰CoA進(jìn)入線粒體是脂酸β-氧化的主要限速步驟,如饑餓時(shí),糖供不足,此酶活性增強(qiáng),脂肪酸氧化增強(qiáng),機(jī)體靠脂肪酸來供能。
3、脂肪酸的β-氧化,基本過程(見原書)丁酰CoA經(jīng)最后一次β氧化:生成2分子乙酰CoA,故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH2,1分子NADH+H+,1分子乙酰CoA,通過呼吸鏈氧化前者生成2分子ATP,后者生成3分子ATP。
4、脂肪酸氧化的能量生成
脂肪酸與葡萄糖不同,其能量生成多少與其所含碳原子數(shù)有關(guān),因每種脂肪酸分子大小不同其生成ATP的量中不同,以軟脂酸為例;1分子軟脂酸含16個(gè)碳原子,靠7次β氧化生成7分子NADH+H+,7分子FADH2,8分子乙酰CoA,而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP。故1分子軟脂酸徹底氧化共生成:7×2.5+7×1.5+8×10-2=106分子ATP;以重量計(jì),脂肪酸產(chǎn)生的能量比葡萄糖多。
四、脂肪酸的其他氧化方式
1、不飽和脂肪酸的氧化,也在線粒體進(jìn)行,其與飽和脂肪酸不同的是鍵的順反不同,通過異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化,即可進(jìn)行β-氧化。
2、過氧化酶體脂酸氧化:主要是使不能進(jìn)入線粒體的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成較短的脂肪酸,以便能進(jìn)入線粒體內(nèi)分解氧化,對(duì)較短鍵脂肪酸無效。
3、丙酸的氧化:人體含有極少量奇數(shù)碳原子脂肪酸氧化后還生成1分子丙酰CoA,丙酰CoA經(jīng)羧化及異構(gòu)酶作用轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾oA,然后參加三羧酸循環(huán)而被氧化。
五、酮體的生成及利用
酮體包括乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝物,脂肪酸在線粒體中β氧化生成的大量乙酰CoA除氧化磷酸化提供能量外,也可合成酮體。但是肝卻不能利用酮體,因?yàn)槠淙狈猛w的酶系。
1、生成過程:
2、利用:肝生成的酮體經(jīng)血運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織進(jìn)一步分解氧化??傊问巧赏w的器官,但不能利用酮體,肝外組織不能生成酮體,卻可以利用酮體。
3、生理意義:長(zhǎng)期饑餓,糖供應(yīng)不足時(shí),脂肪酸被大量動(dòng)用,生成乙酰CoA氧化供能,但象腦組織不能利用脂肪酸,因其不能通過血腦屏障,而酮體溶于水,分子小,可通過血腦屏障,故此時(shí)肝中合成酮體增加,轉(zhuǎn)運(yùn)至腦為其供能。但在正常情況下,血中酮體含量很少。嚴(yán)重糖尿病患者,葡萄糖得不到有效利用,脂肪酸轉(zhuǎn)化生成大量酮體,超過肝外組織利用的能力,引起血中酮體升高,可致酮癥酸中毒。
4、酮體生成的調(diào)節(jié)
A、″飽食或糖供應(yīng)充足時(shí):胰島素分泌增加,脂肪動(dòng)員減少,酮體生成減少;″糖代謝旺盛3-磷酸甘油及ATP充足,脂肪酸脂化增多,氧化減少,酮體生成減少;″糖代謝過程中的乙酰CoA和檸檬酸能別構(gòu)激活乙酰CoA羧化酶,促進(jìn)丙二酰CoA合成,而后者能抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ,阻止β-氧化的進(jìn)行,酮體生成減少。
B、饑餓或糖供應(yīng)不足或糖尿病患者,與上述正好相反,酮體生成增加。
六、脂肪酸的合成代謝
1、脂肪酸主要從乙酰CoA合成,凡是代謝中產(chǎn)生乙酰CoA的物質(zhì),都是合成脂肪酸的原料,機(jī)體多種組織均可合成脂肪酸,肝是主要場(chǎng)所,脂肪酸合成酶系存在于線粒體外胞液中。但乙酰CoA不易透過線粒體膜,所以需要穿梭系統(tǒng)將乙酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)至胞液中,主要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)來完成。脂酸的合成還需ATP、NADPH等,所需氫全部NADPH提供,NADPH主要來自磷酸戊糖通路。
2、軟脂酸的合成過程(見原書)
乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶,存在于胞液中,輔基為生物素。檸檬酸、異檸檬酸是其變構(gòu)激活劑,故在飽食后,糖代謝旺盛,代謝過程中的檸檬酸可別構(gòu)激活此酶促進(jìn)脂肪酸的合成,而軟脂酰CoA是其變構(gòu)抑制劑,降低脂肪酸合成。此酶也有共價(jià)修飾調(diào)節(jié),胰高血糖素通過共價(jià)修飾抑制其活性。
?、趶囊阴oA和丙二酰CoA合成長(zhǎng)鏈脂肪酸,實(shí)際上是一個(gè)重復(fù)加長(zhǎng)過程,每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子,由脂肪酸合成多酶體系催化。哺乳動(dòng)物中,具有活性的酶是一二聚體,此二聚體解聚則活性喪失。每一亞基皆有ACP及輔基構(gòu)成,合成過程中,脂酰基即連在輔基上。丁酰是脂酸合成酶催化第一輪產(chǎn)物,通過第一輪乙酰CoA和丙二酰CoA之間縮合、還原、脫水、還原等步驟,C原子增加2個(gè),此后再以丙二酰CoA為碳源繼續(xù)前述反應(yīng),每次增加2個(gè)C原子,經(jīng)過7次循環(huán)之后,即可生成16個(gè)碳原子的軟脂酸。
3、酸碳鏈的加長(zhǎng)。碳鏈延長(zhǎng)在肝細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體中進(jìn)行,在軟脂酸的基礎(chǔ)上,生成更長(zhǎng)碳鏈的脂肪酸。
4、脂肪酸合成的調(diào)節(jié)(過程見原書)胰島素誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成,促進(jìn)脂肪酸合成,還能促使脂肪酸進(jìn)入脂肪組織,加速合成脂肪。而胰高血糖素、腎上腺素、生長(zhǎng)素抑制脂肪酸合成。
七、多不飽和脂肪酸的重要衍生物。
前列腺素、血栓素、白三烯均由多不飽和脂肪酸衍生而來,在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝上具有重要作用,與炎癥、免疫、過敏及心血管疾病等重要病理過程有關(guān)。在激素或其他因素刺激下,膜脂由磷脂酶A2催化水解,釋放花生四烯酸,花生四烯酸在脂過氧化酶作用下生成丙三烯,在環(huán)過氧化酶作用下生成前列腺素、血栓素。
腎上腺皮質(zhì)、卵巢等合成類固醇激素的原料,此種激素包括糖皮質(zhì)激素及性激素。
3、轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇,在皮膚,膽固醇被氧化為7-脫氫膽固醇,再經(jīng)紫外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)閂itD3。
高脂血癥:血脂高于正常人上限即為高脂血癥,表現(xiàn)為甘油三脂、膽固醇含量升高,表現(xiàn)在脂蛋白上,CM、VLDL、LDL皆可升高,但HDL一般不增加。
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