05 脂类代谢汇总.docx

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05脂类代谢汇总

教案

2010～2011学年第一学期

课程名称生物化学

开课系部基础医学系

开课教研室生物化学与分子生物学教研室

授课教师王义军

职称助教

授课班级本科临床班

学生人数

长沙医学院教务处制

长沙医学院教案

课程名称

生物化学

授课题目

（章节或主题）

第五章脂类代谢

第一节不饱和脂酸的命名及分类

第二节脂类的消化与吸收

第三节甘油三脂代谢

授课教师

王义军

所属系（部）

基础系

所属教研室

生物化学

职称

助教

授课时间

授课时数

2学时

授课班级

临床专业（本科√专科□）级班

教学课型

理论课√实验课□见习课□习题课□讨论课□其它□

教材名称、作者、出版社及出版时间

生物化学第7版.查锡良主编.北京:

人民卫生出版社，2008

教学目的要求：

1.掌握脂肪的动员，甘油的代谢。

2.脂肪酸的氧化，酮体的生成和利用。

3.掌握脂酸合成的原料、部位、产物及关键酶，α-磷酸甘油的生成。

4.熟悉甘油三酯的合成

重点与难点：

教学重点:

脂肪酸的氧化，酮体生成和利用。

教学难点:

脂酸氧化能量的生成和利用。

教学方法（请打√选择）：

讲授法√讨论法□启发式√自学辅导法□练习法（习题或操作）读书指导法□ＰＢＬ（以问题为中心的教学法）√其他□

教学手段（请打√选择）：

板书√实物□标本□挂图□模型□投影□幻灯□录像□CAI（计算机辅助教学）√

教学过程设计和教学内容：

第八章脂类代谢

脂类包括脂肪和类脂两大类。

脂肪又称甘油三酯；类脂主要包括磷脂、糖脂、胆固醇及胆固醇酯等。

一、脂类的主要生理功能

（一）储能与供能

（二）维持正常生物膜的结构与功能

（三）保护内脏和防止体温散失

（四）转变成多种重要的生物活性物质

（五）必需脂肪酸的来源

（六）磷脂作为第二信使参与代谢调节

二、脂类在体内的分布

脂肪主要储存在脂肪组织中，多分布于腹腔、皮下及纤维间，脂肪组织被称为脂库。

脂肪又称为可变脂。

类脂是生物膜的基本组成成分，又称固定脂。

第一节不饱和脂酸的命名及分类

脂肪酸是脂类分子结构中的重要成分，体内脂酸的来源有二：

一是机体自身合成，以脂肪的形式储存在脂肪组织中，需要时从脂肪动员，饱和脂酸及单不饱和脂酸主要靠机体自身合成。

另一来源系食物脂肪供给，特别是某些不饱和脂酸，如亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸等，动物机体自身不能合成，需从植物油摄取，它们是动物不可缺少的营养素，故称必需脂酸，它们又是前列腺素、白三烯等生理活性物质的前体。

脂酸在体内主要与醇结合成酯，脂肪酸与胆固醇结合成胆固醇酯、与鞘氨醇结合成鞘脂、与甘油结合成甘油三酯；在有含氮化合物及磷酸参加时，脂肪酸与甘油结合成甘油磷脂。

甘油三酯是由1分子甘油与3分子脂肪酸结合而成，磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸等均为甘油磷脂，它们由1分子甘油与2分子脂肪酸、1分子磷酸及1分子含氮化合物结合而成。

体内的脂肪酸可按其碳链中是否含双链和双键数目的多少分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸。

第二节脂类的消化和吸收

脂类消化的主要场所是小肠上段，在胆汁酸盐和辅脂酶的共同参与下，甘油三酯被胰脂酶水解成甘油一酯和脂肪酸，胆固醇酯被胆固醇酯酶水解成胆固醇和脂肪酸，磷脂被磷脂酶A2水解成溶血磷脂和脂肪酸，消化产物主要在十二指肠下段和空肠上段被吸收，中、短链脂肪酸通过门静脉进入血循环；长链脂肪酸吸收入小肠粘膜细胞后，与2-甘油一酯缩合，重新合成甘油三酯，并与磷脂、胆固醇一起，在载脂蛋白B48、C、A等的参与下，组装成乳糜微粒，经淋巴道进入血循环。

第三节甘油三酯代谢

一、甘油三酯的分解代谢主要是脂酸的氧化

（一）脂肪的动员

储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸及甘油并释放入血，以供其他组织氧化利用的过程称为脂肪的动员。

脂肪组织中含有的脂肪酶包括甘油三酯脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油一酯脂肪酶。

甘油三酯脂肪酶是脂肪分解的限速酶。

该酶受多种激素的调控，故又称激素敏感性脂肪酶（HSL）。

肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、甲状腺素等能使甘油三酯脂肪酶活化，使脂肪动员加强，所以这些激素又称为脂解激素。

胰岛素、前列腺素E2等能使甘油三酯脂肪酶活性降低，抑制脂肪动员，对抗脂解激素的作用，故称为抗脂解激素。

（二）脂肪酸的β-氧化

脂肪酸是人体重要的能源物质，在氧供给充足的条件下，脂肪酸在体内可彻底氧化产生CO2和H2O并释放大量能量。

除成熟红细胞和脑组织外，几乎所有的组织都能氧化利用脂肪酸，但以肝和肌肉组织最为活跃。

具体过程如下：

1.脂肪酸的活化

脂酸氧化分解前必须活化，活化在线粒体外进行。

由内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶催化脂酸活化，生成脂酰CoA，此反应需消耗ATP。

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中，而脂酸的活化在胞液中进行，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能氧化，但是脂酰CoA不能直接透过线粒体内膜，需经肉碱即L-β羟-γ-三甲氨基丁酸的转运才能进入线粒体。

线粒体内外膜均存在着肉碱脂酰转移酶，位于线粒体外膜的肉碱脂酰转移酶I催化脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱生成脂酰肉碱，后者在内膜的肉碱-脂酰肉碱转位酶作用下，进入线粒体基质，然后则在位于线粒内膜内侧面的肉碱脂酰转移酶Ⅱ的催化下，转变为脂酰CoA并释出肉碱。

肉碱再被肉碱-脂酰肉碱转位酶转运到膜间腔。

脂酰CoA则在线粒体基质内进行β-氧化。

图8-1长链酯酰辅酶A进入线粒体的机制

3.脂酸的β-氧化

脂酰CoA进入线粒体基质后，在酶的催化下，从脂酰基的β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢和硫解等四步重复的连续反应，每进行一次β-氧化，生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA。

由于此氧化过程发生在脂酰基的β-碳原子上，故称为β-氧化。

脂酸β-氧化的过程如下：

（1）脱氢：

脂酰CoA由脂酰CoA脱氢酶催化，在α、β碳原子上脱氢，生成反Δ2烯酰CoA。

脱下的2H由FAD接受生成FADH2。

（2）加水：

反Δ2烯酰CoA在Δ2烯酰CoA水化酶催化下，加水生成L（+）-β-羟脂酰CoA。

（3）再脱氢：

L（+）-β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，再脱下2H，生成β-酮脂酰CoA。

脱下的2H由NAD+接受，生成NADH+H+。

（4）硫解：

β-酮脂酰CoA经β-酮脂酰CoA硫解酶催化，裂解生成1分子乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂酰CoA.

新生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再重复进行脱氢、加水、再脱氢和硫解反应，使脂酰CoA完全分解为乙酰CoA，即完成脂酸的β-氧化。

4.乙酰CoA的彻底氧化

脂酸经β-氧化生成的乙酰CoA在线粒体中经三羧酸循环彻底氧化。

以16C的饱和脂酸软脂酸为例，经7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH+H+及8分子乙酰CoA。

1分子软脂酸彻底氧化共生成（7×2）+（7×3）+（8×12）＝131分子ATP。

减去活化时消耗的2个高能磷酸键，相当于2分子ATP，净生成129分子ATP。

（三）脂肪酸的其它氧化方式（略）

（四）酮体的生成和利用

1.酮体的概念酮体是脂酸在肝中分解氧化时特有的中间代谢物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。

2.酮体的生成酮体在肝细胞线粒体内合成，合成原料是乙酰CoA，主要来自脂肪酸的β-氧化。

肝虽具有活性较强的合成酮体的酶系，但缺乏氧化利用酮体的酶，因此肝不能利用酮体，必须通过血液运输到肝外组织氧化。

3.酮体的利用肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶，因此可以利用酮体。

4.酮体生成和利用的意义酮体是脂酸在肝内氧化的正常中间代谢产物，是肝输出能源的一种形式。

肝将脂酸转变为溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌的毛细血管壁的酮体，为心肌、骨骼肌，尤其是脑组织提供了重要能源。

脑组织不能氧化脂酸，却能氧化酮体。

在饥饿和糖供应不足时，酮体可代替葡萄糖，成为脑组织及肌的主要能源。

正常情况下，血中仅含少量酮体，为0.03～0.5mmol/L（0.3～5mg/dl）。

其中β-羟丁酸约占70%，乙酰乙酸占30%，丙酮含量极微。

在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂肪动员加强，肝内酮体生成过多，超过肝外组织的利用能力，引起血中酮体升高，称为酮血症，并随尿排出引起酮尿。

由于乙酰乙酸和β-羟丁酸是酸性物质，当其在血中浓度过高时，可导致酮症酸中毒。

（四）甘油的代谢

脂肪动员产生的甘油直接由血液运输至肝、肾、肠等组织，在甘油激酶催化下，消耗ATP，生成3-磷酸甘油，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，后者沿糖代谢途径进行氧化分解或经糖异生途径转变为糖。

脂肪细胞及骨骼肌等组织的甘油激酶活性很低，故不能很好地利用甘油。

二、脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成

在体内，甘油三酯以脂肪酰CoA和α－磷酸甘油为原料合成，因此甘油三酯的合成代谢主要介绍脂肪酸的生物合成及α－磷酸甘油的来源

（一）脂肪酸的合成

1.合成部位脂酸合成酶系存在于肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织细胞的胞液中。

肝是合成脂酸的主要场所，其合成能力比脂肪组织大8～9倍。

2.合成原料合成脂酸的主要原料为乙酰CoA，主要由糖代谢提供。

乙酰CoA是在线粒体内生成的，而脂酸合成酶系存在于胞液。

乙酰CoA必须由线粒体转运至胞液才能参与脂酸合成。

由于乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜，则需通过柠檬酸-丙酮酸循环将其由线粒体转运到胞浆。

3．脂酸的合成过程由乙酰CoA合成脂酸的过程并不是β-氧化的逆过程，是由不同的酶催化，按不同的途径进行的，其终产物为软脂酸。

⑴丙二酸单酰CoA的合成：

乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下，生成丙二酸单酰CoA。

乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，其辅基为生物素，Mn2+为激活剂，反应为：

⑵软脂酸的合成：

从乙酰CoA及丙二酰CoA合成软脂酸，实际上是一个连续的缩合过程，每次延长2个碳原子。

16碳软脂酸的合成，需经过连续的7次缩合反应。

4.脂肪酸碳链的延长和缩短脂酸合成酶系合成的产物是软脂酸，更长碳链的脂酸则是在内质网或线粒体中，对软脂酸进行加工，使其碳链延长。

（二）α-磷酸甘油的来源

α-磷酸甘油主要由糖代谢的中间产物磷酸二羟丙酮还原生成，也可由甘油转变而来。

三甘油和脂酸合成甘油三酯

1.合成部位甘油三酯的合成主要在肝、脂肪组织及小肠细胞的内质网中进行，以肝的合成能力最强。

1.合成原料合成甘油三酯的原料为α-磷酸甘油及脂酸。

2.合成过程：

甘油一酯途径

甘油二酯途径

4．限速酶：

α-磷酸甘油脂酰转移酶

5．去路：

肝细胞：

参与极低密度脂蛋白形成，运输到肝外组织利用

脂肪细胞：

储存脂肪

小肠粘膜细胞：

参与乳糜微粒形成，经淋巴入血

四几种多不饱和脂肪酸的衍生物具有重要生理功能

前列腺素、血栓素和白三烯是体内重要的一类生物活性物质，均由花生四烯酸衍生二来。

花生四烯酸为必须脂肪酸。

维持机体正常的生命活动必不可少、但自身又不能合成、必需靠食物提供的脂酸。

必须脂肪酸还有亚油酸、亚麻酸。

前列腺素、血栓素和白三烯均可作为短程信使参与几乎所有细胞的代谢活动，而且与炎症、免疫、过敏及心血管病等重要病理过程有关。

（一）前列腺素及血栓素

（二）白三烯

（三）生理功能

此列为提示栏（包括重点、难点、教学方法、教学手段、更新教学内容、教书育人等）

计算并比较1分子葡萄糖和1分子己酸彻底氧化所释放的ATP数目。

幻灯片：

肝中酮体生成的具体过程

板书：

总结酮体生成与利用的特点：

“肝内生，肝外用”

提问：

为什么糖尿病患者会出现血酮增高？

提问：

体内的糖能转变为脂肪吗？

前列腺素、血栓素和白三烯的主要生理作用

时间分配

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

10分钟

复习思考及作业题布置

1.解释：

脂肪动员必需脂酸脂酸的β-氧化酮体

2.脂酸的氧化过程，计算10碳饱和脂酸彻底氧化时产生的ATP数。

3.酮体是如何生成和利用的，在什么情况下酮体生成增多，有何危害？

授课的创新点：

参考资料（包括辅助教材、参考书、文献等）：

1.王镜岩、朱圣庚、徐长法主编.《生物化学》第三版.高等教育出版社，2003

2.张惠中主编.《临床生物化学》.人民卫生出版社,2009

教研室意见：

教研室主任签章：

年月日

课后记（即通过收集教学督导专家、同行和学生的反馈信息，认真整理分析成功的经验和不足之处，在课程结束后填写）

课堂效果好的教学方法：

需要改进的地方：