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合成. 食物糖. 葡萄糖. 肝糖原. 分解. 糖异生. 肝脏. 乳酸. 消 化. 吸收. 血糖. 葡萄糖. 血乳酸. 肌糖原. 糖酵解. 乳酸 +ATP. ( 少量 ). 合 成. 组织细胞. 葡萄糖. 肌肉. 转变为 其他物质. 有氧氧化提供能量. CO 2 +H 2 O+ATP. ( 大量 ). 有氧氧化. 糖 代 谢. EMP , TCA. 第九章 脂类代谢 (28,29 章 ) 231 页. 第一节 脂类消化吸收和转运 第二节 脂肪分解代谢 第三节 脂肪合成代谢 第四节 磷脂代谢 第五节 胆固醇代谢.
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合成 食物糖 葡萄糖 肝糖原 分解 糖异生 肝脏 乳酸 消 化 吸收 血糖 葡萄糖 血乳酸 肌糖原 糖酵解 乳酸+ATP (少量) 合 成 组织细胞 葡萄糖 肌肉 转变为 其他物质 有氧氧化提供能量 CO2+H2O+ATP (大量) 有氧氧化 糖 代 谢 EMP,TCA
第九章 脂类代谢 (28,29章)231页 第一节 脂类消化吸收和转运 第二节 脂肪分解代谢 第三节 脂肪合成代谢 第四节 磷脂代谢 第五节 胆固醇代谢
脂肪 (甘油三酯,TG) 脂类(Lipids) 磷脂(PL) 糖脂(GL) 类脂 胆固醇(CH) 异戊二烯酯 胆固醇脂(CHE) 萜类
α β α 脂肪通式(甘油三酯)
脂肪酸 • 一般是偶数碳原子,16—18碳的脂肪酸最多。 CH3-CH= CH( CH2)n-COOH
X 磷 脂 • 主要是甘油磷脂:是两亲分子,是成膜分子。
R-C-O O 胆固醇和胆固醇酯
脂类的生理功能 • 贮存脂质/能量物质 • 提供给机体必需脂成分 • 保护作用 • 结构脂质
脂肪组织储存脂肪, 约占体重10~20% . • 1g 脂肪在体内彻底氧化供能约 38.9KJ • 1g 糖彻底氧化仅供能17.15KJ • 1g 蛋白质氧化释放 23.43KJ • 人体所需能量的40%左右来自脂肪。 • 合理饮食 --- 脂肪氧化供能占 15~25% • 空腹-------- 脂肪氧化供能占 50% 以上 • 禁食1~3天-- 脂肪氧化供能占 85% • 饱食、少动 --脂肪堆积,发胖
第一节 脂类的消化、吸收和转运 230页 1.消化 需胆汁酸盐(甘氨胆酸和牛磺胆酸)和胰脂肪酶 2.吸收 在十二指肠下段及空肠上段吸收至小肠粘膜细胞内. 3.转运 血浆脂蛋白是脂类物质的转运形式。
食物 重新酯化 脂肪酶 乳糜微粒 脂肪酸+甘油 载脂蛋白结合 空肠上段 甘油三酯 胆固醇 磷脂 胆固醇酯酶 脂肪酸+胆固醇 血液:由脂蛋白运转 特异的细胞和组织 磷脂酶 甘油,脂肪酸,磷酸,胆碱,胆胺等 混合 微团 小肠粘膜 细胞内 扩散
脂质(疏水) + 载脂蛋白(亲水) + 磷脂和胆固醇(两亲) 载脂蛋白与脂蛋白 292页 载脂蛋白:(已发现18种,主要的有7种)在肝脏及小肠中合成,分泌至胞外,可使疏水脂类增溶,并且具有信号识别、调控及转移功能,能将脂类运至特定的靶细胞中。 脂蛋白:由疏水脂类为核心、围绕极性脂类及载脂蛋白组成的复合体,是脂类物质的转运形式。有较强的亲水性。
按密度将血浆脂蛋白分为主要四类 乳糜微粒(CM) 极低密度脂蛋白(VLDL) • 血浆脂蛋白的组成、功能各不相同. 高密度脂蛋白(HDL) 低密度脂蛋白(LDL)
血浆脂蛋白的代谢异常 • 高脂血症: 指血脂高于正常人上限。亦称高脂蛋白血症。 • 成人空腹:TG>2.26mmol/L,CH>6.21mmol/L; • 儿童: CH>4.14mmol/L • 动脉粥样硬化症 动脉粥样硬化症与血清中的CH水平过高相关。原因: • LDL受体基因突变引起胆固醇摄取和合成代谢紊乱。 • 某些载脂蛋白基因突变引起HDL水平下降。
高脂血症与高脂蛋白血症、高胆固醇? TG>2.26mmol/L,CH>6.21mmol/L
糖类 由食物中消化吸收的脂类 生糖氨基酸 储存脂 分泌(肠道、皮肤) 组织脂 肝脂 血脂的来源与去路 血脂
脂肪 脂肪酸 甘油 -氧化 磷酸C3化合物 糖 动物体 丙酮酸 乙酰辅酶A 乙酰乙酰辅酶A 乙酰乙酸 TCA -羟丁酸 丙酮 脂肪分解代谢总览 ① ② ③ ④
第二节 脂肪分解代谢232页 • 脂肪动员 • 甘油的分解 • 脂肪酸的氧化 • 酮体代谢
一、脂肪动员(Mobilization of triglycerides,细胞溶胶中) • 指脂肪组织中脂肪在激素敏感脂肪酶(HSL)催化下水解为脂肪酸和甘油并释放入血供其它组织利用的过程。 激素敏感脂肪酶 甘油二酯脂肪酶 甘油单酯脂肪酶
胰岛素 前列腺素E2 烟酸 肾上腺素 去甲肾上腺素 胰高血糖素 + - 激素敏感脂肪酶(HSL) • HSL是脂肪动员的关键酶。主要受共价修饰调节。 激素敏感脂肪酶 磷酸化有活性 脱磷酸无活性
二、甘油的分解 • 从磷酸丙糖插入EMP途径 • 顺行:彻底降解为CO2+H2O+能量
甘油二酯 ATP ADP CH2OH CH2OH 磷脂 甘油激酶 HO CH HO CH P P 3-磷酸甘油 (肝、肾、肠) 甘油 1CH2OH CH2O CH2OH NAD+ 磷酸二羟丙酮 磷酸甘油脱氢酶 O C NADH+H+ P CH2O 葡萄糖 CHO HO CH CH2O EMP途径 继续氧化 TCA循环 二氧化碳(CO2)+H2O 3-磷酸甘油醛 返回
1分子甘油彻底氧化成二氧化碳和水 产生多少ATP?
三、脂肪酸的氧化 232页 α ω β CH3-(CH2)n CH2 -CH2 -COOH • 饱和偶数碳脂肪酸的β-氧化(肝、肌中活跃) • 奇数碳脂肪酸的β-氧化 • 单不饱和脂肪酸的β-氧化 • 多不饱和脂肪酸的β-氧化 • 脂肪酸还可发生α-或ω-氧化在
脂肪酸β-氧化作用( Knoop1954年提出) • 脂肪酸氧化是从羧基端β- 碳原子开始,每次分解出一个二碳片断。 α β CH3-(CH2)n -CH2 - CH2-COOH
CO——NH-CH2COO- 马尿酸 CH2——CO——NH-CH2COO- 苯乙尿酸 β-氧化作用发现 • Knoop 于1904年开始用苯环作标记,追踪脂肪酸在动物体内的转变过程。
1.饱和偶数碳脂肪酸的β-氧化作用 ①脂肪酸活化为脂酰CoA(胞液) ②脂酰CoA转运进入线粒体(限速步骤) ③脂酰CoA的β-氧化过程(线粒体)
O O RC-OH CoA-SH + 脂酰CoA合成酶 脂肪酸 RC~SCoA 脂酰CoA Mg2+ ATP AMP+PPi H2O 2Pi ①脂肪酸活化为脂酰CoA(胞液) • 脂酰CoA合成酶:位于内质网和线粒体外膜 反应不可逆,消耗2个高能键(2ATP)
CAT-Ⅱ 丙二酸单酰CoA CAT-Ⅰ 肉碱 - ②脂酰CoA转运进入线粒体(限速步骤) • 载体:肉毒碱( L-β-羟基-γ-三甲氨基丁酸)。 • 肉毒碱脂酰转移酶: • CAT-Ⅰ:位于内膜外侧,催化正反应,是限速酶。 • CAT-Ⅱ:位于内膜内侧,催化逆反应。
丙二酸单酰CoA是肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ 的强烈竞争性抑制剂,其生理意义?
③脂酰CoA的β-氧化过程(线粒体) 236页 • 包括四个循环步骤 • 氧化、水化(加水)、再氧化、硫解 • 生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA。 • 所需酶 • 脂酰CoA脱氢酶 • 2-烯脂酰CoA水化酶(合适底物是反2-烯脂酰CoA) • β-羟脂酰CoA脱氢酶 • 硫解酶
脂酰CoA 脱氢 脂酰CoA脱氢酶 α,β烯(反)脂酰CoA
2-烯脂酰CoA水化酶 合适底物是反2-烯脂酰CoA 水化 β-羟脂酰CoA脱氢酶 β-羟脂酰CoA β-酮脂酰CoA 再脱氢
TCA 脂酰CoA 乙酰CoA 硫解酶 硫解
进入三羧酸循环彻底氧化分解 236页
脂肪酸彻底氧化需三个阶段 • 电子传递呼吸链 • β-氧化作用 TCA循环
脂肪酸β-氧化过程中的能量转化 1分子软脂酸彻底氧化分解生成ATP? 能量利用率?自由能变化:-2340千卡 C15H31COOH + ?HSCOA +?NAD+ + ?H2O + ?FAD ?CH3COSCOA + ?NADH+H+ + ?FADH2
O CH3-CH2-C-SCoA 2.饱和奇数碳原子脂肪酸的氧化 240页 • 经β-氧化除产生乙酰辅酶A外还产生一个丙酰辅酶A。 • (动物)丙酰CoA-琥珀酰CoA-进入TCA • (植物)丙酰CoA--乙酰CoA--进入TCA
糖摄入量不足的爱斯基摩人, 从营养学的角度看, 吃含奇数碳原子脂肪酸的脂肪好 还是含偶数碳原子脂酸的脂肪好?
3.单不饱和脂肪酸的β-氧化 • 另需要一个特异性的酶 Δ3-顺-Δ2-反烯脂酰CoA异构酶
4.多不饱和脂肪酸的β-氧化 • 亚油酸(18:2(Δ9,12 ))的氧化 • 另需增加两个酶 • Δ3-顺,Δ2-反烯脂酰CoA异构酶 • 2,4-二烯脂酰CoA还原酶.
ω β α 5.脂肪酸α-或ω-氧化 CH3-(CH2)n CH2 -CH2 -COOH • -氧化(在植物和动物肝脏中): 脱羧,氧化成少一个碳原子的脂酸。 • -氧化:脊椎动物作用部位:肝肾内质网中 • 脂肪酸的-碳原子先变成-羟脂酸,再氧化成二羧酸,在两端进行-氧化。 • 碳原子少于12的脂肪酸的氧化途径。石油酵母降解烃或脂肪酸的作用机理。
四、酮体代谢 243页 • 酮体:糖代谢非正常时,在肝脏中脂肪酸经-氧化生成的乙酰CoA,大部分转变为乙酰乙酸(约30%) 、羟丁酸(70%)和少量丙酮(极微量),这三种物质统称为酮体。
产生部位:在肝脏线粒体 • 酮体的利用:在肝外组织 • 限速酶:β-羟- β-甲基戊二酸单酰CoA合成酶 • 酮体有毒,呈酸性。正常时,酮体在血液中浓度很低(<3mg/100ml.),高时可导致“酮血症。酮尿症。酸中毒”
脂肪酸 ↓ 乙酰CoA ↓ 乙酰乙酰CoA ↓ D--羟丁酸 β–氧化 肝 脏 肝外组织 乙酰乙酸 丙酮 乙酰乙酰CoA 丙酮酸 TCA 乙酰CoA β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA(HMG-CoA) ↓ 乙酰乙酸 β-羟丁酸 丙酮 血中酮体 CO2 ATP H2O 酮体 1.酮体的合成和利用244页