2)胰高血糖素的调节 胰高血糖素由胰岛α细胞合成，为29个氨基酸残基的肽类激素，有升高血糖作用，其升血糖机制为：①通过调节糖原代谢的关键酶，抑制糖原合成，促进糖原分解；②通过抑制关键酶活性，抑制糖分解的糖酵解途径，减少糖的氧化；③促进磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶合成，并加速肝摄取氨基酸原料，加强糖异生；④通过加速脂肪动员，生成的大量脂肪酸可抑制周围组织摄取利用葡萄糖。

3)糖皮质激素、肾上腺素的调节 糖皮质激素为肾上腺皮质分泌的类固醇激素，有升高血糖的作用，其机制为：① 促进肌肉蛋白分解成氨基酸，并使之转移肝中，增加糖异生原料；② 促进糖异生途径关键酶合成；③ 抑制肝外组织摄取、利用葡萄糖，抑制葡萄糖的氧化。 4.血糖水平异常 高血糖及糖尿病,低血糖。肾上腺素可增高血糖和血乳酸,主要通过cAMP-PKA级联抑制糖原合成促进肝糖原分解,肌糖原酵解。增加异生原料乳酸及激活果糖双磷酸酶-1增加糖异生,而增高血糖。

基本概念：

血糖 血液中所含的葡萄糖称为血糖。血中葡萄糖水平的正常范围是3.89 ～ 6.11 mmol/L。

基本要求：

掌握血糖概念，血糖的来源去路，胰岛素对血糖的调节机理。熟悉胰高血糖素、糖皮质激素升高血糖机理。了解血糖水平异常疾病。

第六章 脂类代谢（8学时）

本章重点

甘油三酯的分解代谢；
酮体的生成和利用及其生理意义；
血浆脂蛋白的分类、组成和代谢以及重要的载脂蛋白。

本章难点

甘油三酯合成及分解代谢反应过程、关键反应及能量产生；
酮体生成和利用的反应过程及生理意义；
磷脂及胆固醇代谢的反应过程；
各代谢途径的主要调节环节及相互联系；
血浆脂蛋白的代谢及高脂蛋白血症分型。

概述

脂类是脂肪（甘油三酯）和类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能被机体利用的有机化合物。脂肪是甘油与脂酸以酯键结合而成的酯，主要生理功能是储存及氧化供能。类脂包括固醇及其酯、磷脂、糖酯等，是生物膜的重要组分，参与细胞识别及信息传递。构成脂类的一些脂酸，特别是某些多不饱和脂酸，动物机体自身不能合成，需从植物油摄取，称为必需脂肪酸。它们是体内一些重要生理活性物质的前体。

基本概念：

必需脂肪酸：某些不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等，动物机体自身不能合成，需从植物油摄取，是机体不可缺少的营养物质，同时它们又是机体一些重要生理活性物质如前列腺素（PG）、血栓噁烷及白三烯等的前体，因此称必需脂肪酸。

一、脂类的消化和吸收

要点

食物中的脂类主要为脂肪，还含少量磷脂和胆固醇等。脂类不溶于水，须在小肠经胆汁酸盐的乳化作用，才能被消化酶消化。小肠上段是脂类消化的主要场所。在胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶的共同作下，脂肪和类脂被消化为2-甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等进一步与胆汁酸乳化成更细小、水溶性更强的混合微团，穿过小肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜细胞吸收。脂类消化产物主要在十二指肠下段及空肠上段吸收。中、短链脂酸（2~4C）构成的甘油三酯经胆汁酸盐乳化后可直接被吸收进入肠粘膜细胞，水解为甘油和脂酸后经门静脉入血循环。长链脂酸及2-甘油一酯、溶血磷脂、胆固醇等在肠粘膜细胞中重新合成甘油三酯、磷脂、胆固醇酯，与粗面内质网合成的载脂蛋白B48、C、AI、AIV等结合成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。

基本要求

熟悉：脂类的消化吸收部位；肠消化脂类的酶类及辅助因子；甘油一酯合成途径。

二、甘油三酯的代谢

要点

1．合成代谢：脂肪是机体的能量储存形式，摄入的糖、脂肪等食物均可在肝脏、脂肪组织及小肠内合成脂肪，其中以肝脏合成能力最强。合成的脂肪可储存于脂肪组织中，机体需要时这些脂肪可被分解利用。

部位：肝、脂肪组织及小肠粘膜细胞，以肝脏合成能力最强。

原料：甘油及脂酸主要来自葡萄糖代谢，以及食物脂肪的消化吸收。

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合成甘油三酯，以乳糜微粒的形式经淋巴进入血循环。

（2）甘油二酯途径：存在于肝细胞及脂肪细胞。葡萄糖经糖酵解途径生成3-磷酸甘油，加上2分子脂酰CoA生成磷脂酸，后者脱磷酸生成1，2-甘油二酯，再加上1分子脂酰基即生成甘油三酯。肝细胞可合成脂肪，但不能储存脂肪，TG合成后，与PL、CE、Ch及apoB100、C等结合生成极低密度脂蛋白（VLDL）而分泌入血，运输至肝外组织利用。脂肪组织则可以利用CM、VLDL中的脂肪酸但主要是以葡萄糖为原料合成的脂肪酸大量合成并储存脂肪。

2．分解代谢：

?脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪被甘油三酯逐步水解为游离脂酸(FFA)和甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程称为脂肪动员。其中激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）为限速酶，受多种激素调节，肾上腺素、胰高血糖素等可激活该酶，促进脂肪动员，为脂解激素；而胰岛素等则为抗脂解激素。在血浆中FFA与清蛋白以10：1分子的比例结合而运输，而甘油则可直接通过血液运输至全身各组织进行氧化。

?甘油的氧化：甘油在肝、肾、肠等组织中甘油激酶的催化下转变为3-磷酸甘油，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，沿糖酵解途径分解代谢或经糖异生作用转变为糖。脂肪组织及骨骼肌因甘油激酶活性很低，不能直接利用甘油。

?脂肪酸的β氧化及能量的生成：在O2供应充足时，FA可在体内分解为CO2和H2O并释放大量的能量，成为人及哺乳动物的重要能源物质。

部位：除脑组织外，大多数组织均可氧化利用FA，以肝脏和肌肉组织最为活跃。

过程：在生物体内FA氧化的主要方式为β-氧化，该过程可分为三个阶段：①FA在胞浆脂酰CoA合成酶的催化下，消耗ATP的二个高能磷酸键，活化生成脂酰CoA，脂酰CoA比FA具有更强的水溶性和代谢活性。②脂酰CoA 在线粒体膜的肉碱脂酰转移酶I（CATase I）、肉碱-脂酰肉碱转位酶及CATase II的作用下，以肉碱为载体，由胞浆进入线粒体；③在线粒体基质中，脂酰CoA在脂酸β氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的β-碳原子开始，经过脱氢(辅酶为FAD)、加水、再脱氢（辅酶为NAD+）、硫解四步连续反应，生成1分子乙酰CoA及比原来少二个碳原子的脂酰CoA。后者再进入β-氧化重复上述过程，最终含偶数碳原子的脂酸全部产生乙酰CoA，而少数含奇数碳原子的脂肪酸则余下1分子丙酰CoA，从而完成脂肪酸的β氧化。乙酰CoA可进一步通过三羧酸循环和电子传递链彻底氧化，或在肝脏缩合成酮体而被肝外组织氧化利用。在脂酸β氧化过程中，CATase I为限速酶，控制脂酸进入线粒体氧化的速度。当饥饿、高脂低糖饮食或糖尿病时，机体不能利用糖，需脂酸氧化供能，此时CATase I活性增加，促进脂酸的氧化；而饱食后，脂肪合成及丙二酰CoA增加，后者抑制CATase I的活性，因而脂酸的氧化被抑制。

能量生成：脂酸氧化是体内能量的重要来源。以16C的软脂酸为例，1分子软脂酸经7次β氧化生成8分子乙酰CoA，最终产生131分子ATP，净生成129分子ATP。以重量计脂酸产生的能量比葡萄糖多。

?脂酸的其它氧化方式：

不饱和脂酸的氧化：不饱和脂酸可在线粒体内进行β-氧化，但需要特异酶类将其双键位置产生的中间物转变为β-氧化酶系所需底物形式，才可继续进行。

过氧化酶体脂酸的氧化：可将极长链脂酸（C20、C22）氧化成较短链脂酸，以便进入线粒体继续氧化。与β氧化不同的是第一步反应产生的FADH2不进入呼吸链氧化，而是生成H2O2。
丙酸的氧化：奇数碳脂酸及支链氨基酸氧化除生成乙酰CoA外，还生成丙酰CoA，后者最终转变为琥珀酰CoA而参加三羧酸循环被氧化。

?酮体生成及利用：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三者通称酮体，是脂酸在肝中代谢的正常中间产物，是肝脏输出能源的一种形式。

生成：脂酸β氧化产生的乙酰CoA是合成酮体的原料。在肝细胞线粒体中酶的催化下，2分子乙酰CoA缩合为乙酰乙酰CoA，后者在HMGCoA合酶催化下与另1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA），HMGCoA裂解为乙酰乙酸和乙酰CoA，乙酰乙酸在β-羟丁酸脱氢酶催化下，由NADH供氢，还原生成β-羟丁酸，或脱羧生成丙酮。生成酮体是肝脏特有的功能，但肝脏缺乏氧化利用酮体的酶类，因此酮体生成后须通过血液运输到肝外组织氧化利用。

利用：在心、肾、脑等肝外组织的线粒体中具有活性很强的氧化酮体的酶类。β-羟丁酸由β-羟丁酸脱氢酶催化，重新脱氢生成乙酰乙酸，在不同肝外组织中乙酰乙酸可在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶作用下转变为乙酰乙酰CoA，然后裂解为2分子乙酰CoA，进入三羧酸循环彻底氧化。丙酮可经肾、肺排出，或在酶的作用下转变为丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。

生理意义：肝脏将不易氧化的脂酸转变加工为酮体。酮体分子小、极性强、能透过血脑屏障、易于氧化利用。成为肝脏为肝外组织特别是大脑提供的能源形式。在饥饿、糖供应不足时，酮体可成为大脑、肌肉的主要能源。糖尿病患者由于胰岛素绝对或相对不足，机体氧化利用葡萄糖障碍，必须依赖脂酸氧化供能。此时，脂肪动员加强，酮体生成增加，当超过肝外组织氧化利用能力时，即引起血中酮体浓度升高，其中乙酰乙酸、β-羟丁酸为较强的有机酸，在血中堆积超过机体的缓冲能力时即可引起酮症酸中毒。

调节：由于脂肪动员加强，入肝的长链脂酰CoA增多，别构抑制乙酰CoA羧化酶，增高的胰高血糖素则使该酶磷酸化而抑制其活性。乙酰CoA羧化酶可催化乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA，后者可抑制CAT I的活性。糖尿病人丙二酰CoA含量下降，此抑制作用减弱，从而促进脂酰CoA进入线粒体分解产生酮体。

3．脂酸的合成代谢：

?部位：在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织胞浆中，肝脏是主要合成器官。
?原料：机体许多组织主要利用葡萄糖代谢所提供的乙酰CoA及NADPH等来合成脂肪酸。细胞内的乙酰CoA全部在线粒体中产生，而合成脂肪酸的酶系存在于胞浆，因此乙酰CoA须通过柠檬酸-丙酮酸循环机制转运至胞浆中，即乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸转运至胞浆再裂解生成乙酰CoA参与脂肪酸的合成。NADPH主要来自磷酸戊糖途径，亦可来自胞浆中苹果酸酶及异柠檬酸脱氢酶所催化的反应。
?过程：在胞浆内FA的合成分两步进行：首先由乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶的催化下消耗ATP羧化成丙二酰CoA。乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，辅基为生物素，受到别构调节和共价修饰调节。柠檬酸、异柠檬酸为别构激活剂；而长链脂酰CoA则为别构抑制剂。胰高血糖素等可通过依赖于AMP的蛋白激酶使乙酰CoA羧化酶磷酸化而失活；胰岛素的作用则相反。然后，在脂酸合成酶系的作用下，从乙酰CoA及丙二酰CoA开始，经过缩合、加氢、脱水、再加氢等7步不断重复进行的加成过程，由NADPH提供还原当量，每次延长二个碳原子，最终生成16碳的软脂酸。哺乳动物胞浆中的脂肪酸合成酶是具8种酶活性的多功能酶。

?脂酸碳链的延长：软脂酸可在内质网或线粒体内酶的作用下进行碳链延长。

?不饱和脂酸的生成：在内质网去饱和酶的作用下合成不饱和脂肪酸。但动物体内缺乏Δ9以上的去饱和酶，不能合成某些多不饱和脂肪酸，需从植物油摄取。

?调节：机体通过调节脂酸合成过程中的关键酶—乙酰CoA羧化酶的活性而调节脂酸的合成。

4．多不饱和脂肪酸的重要衍生物：前列腺素（PG）、血栓噁烷（TX）及白三烯（LT）总称为类二十烷（eicosanaids），都是由多不饱和脂肪酸主要是二十碳四烯酸（花生四烯酸）衍生的代谢物。当细胞受到外界刺激时，细胞膜中磷脂酶A2等被激活，使磷脂水解释出花生四烯酸，然后在一系列酶的作用下合成PG、TX和LT。近年来发现，PG、TXA2及LTs几乎参与了所有细胞代谢活动，并且与炎症、免疫、过敏、心血管病等重要病理过程有关，在调节细胞代谢上具有重要作用。

基本概念

（1）脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪被甘油三酯逐步水解为游离脂酸(FFA)和甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程称为脂肪动员。

（2）脂肪酸的β氧化：在线粒体基质中，脂酰CoA在脂肪酸β氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的β-碳原子开始，经过脱氢(辅酶为FAD)、加水、再脱氢（辅酶为NAD+）、硫解四步连续反应，生成2对辅酶携带的氢、一分子2碳单位乙酰CoA及比原来少二个碳原子的脂酰CoA的过程。

（3）酮体（ketone bodies）：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三者通称酮体，是脂肪酸在肝中代谢的正常中间产物，是肝脏输出能源的一种形式。

（4）柠檬酸-丙酮酸循环：线粒体内乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸被转运至胞浆中，由ATP柠檬酸裂解酶催化使柠檬酸裂解生成乙酰CoA参与脂肪酸的合成，同时生成的草酰乙酸还原为苹果酸被转运进入线粒体，后者可在苹果酸酶的作用下分解为丙酮酸再转运入线粒体，生成草酰乙酸再参与乙酰CoA的转运。

基本要求

掌握：甘油三酯的分解代谢（包括甘油和脂肪酸β氧化）；酮体的生成、利用及生理意义；
熟悉：甘油三酯和脂肪酸的合成及调节；脂肪动员的调节；酮体生成的调节；
了解：多不饱和脂肪酸的重要衍生物。

三、磷脂的代谢

要点

1．甘油磷脂的代谢：

?组成、分类及结构：根据碳骨架的不同，磷脂可分为甘油磷脂和鞘脂。甘油磷脂以甘油为骨架，在体内含量最多的是磷脂酰胆碱（卵磷脂，PC），其次为磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE）等。甘油磷脂的生物功能包括，作为构成生物膜脂双层的基本组分，参与促进脂类的消化吸收及转运，作为肺表面活性物质以及在细胞信息传递中起作用。

?合成：全身各组织细胞内质网均有合成磷脂的酶系，可利用脂肪酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP等合成甘油磷脂。其合成方式包括两种：

（1）DG途径：磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺主要通过此途径合成。首先由3-磷酸甘油在转酰酶催化下接受2分子脂酰CoA生成磷脂酸，后者由磷酸酶催化脱磷酸生成DG，DG是合成的重要中间物，在转移酶作用下与活化的CDP-乙醇胺和CDP-胆碱结合生成磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺也可从S-腺苷蛋氨酸（SAM）获得3个甲基而生成磷脂酰胆碱。合成所需的胆碱和乙醇胺由活化的CDP-胆碱及CDP-乙醇胺提供。乙醇胺可由丝氨酸脱羧后生成，然后从SAM获得3个甲基即可合成胆碱；乙醇胺和胆碱分别经激酶催化，由ATP提供能量发生磷酸化，随后由CTP提供能量，在胞苷转移酶催化下生成活化的CDP-乙醇胺和CDP-胆碱。

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