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第六章 脂类代谢
脂类(lipids)是脂肪(甘油三酯)和类脂的统称。它们在结构上有很大差别，共同特点是不溶于水，而溶于氯仿、乙醚、苯等非极性有机溶剂。用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。脂类是生物体的重要组成成分，按生物学功能可将其分为贮存脂质(storage lipid)、结构脂质(structural lipid)和活性脂质(active lipid)。贮脂主要是脂肪，结构脂质和活性脂质都属于类脂。脂肪是生物体贮存的重要能源物质，1g脂肪彻底氧化可产生约39KJ的热量,是相同重量糖或蛋白质氧化所产热量的2.3倍。结构脂质主要是磷脂,它是生物膜的骨架成分。活性脂质在生物体内具有重要的生理活性，如类固醇激素有重要的代谢调节作用;糖脂是细胞识别的物质基础之一;一些磷脂在细胞信号转导过程中能够产生第二信使等。由此可见，生物体内的脂类在新陈代谢、信息传递及代谢调控等生命活动中具有重要作用。
第一节 生物体内的脂质
一、脂类的组成和分类
脂类主要由碳、氢、氧三种元素组成，某些脂类化合物还含有少量氮、磷和硫。大多数脂类化合物是由脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物，其中的脂肪酸多为长链一元羧酸，其中的醇则包括甘油、鞘氨醇、固醇和高级一元醇。生物体内的脂类据其化学组成与结构通常分为单纯脂类、结合脂类、衍生脂类。
(一) 脂肪酸(fatty acid，FA)
脂肪酸是脂类化合物的主要组成成分，一般由一条长的线性烃链(疏水尾)和一个末端羧基(亲水头)组成。天然脂肪酸骨架的碳原子数多为偶数，通常为C4～C36。动植物中分布最广泛的脂肪酸是硬脂酸、软脂酸和油酸。奇数碳原子的脂肪酸主要存在于海洋生物中，陆地生物中含量极少。脂肪酸根据其烃链内是否含有双键可分为饱和与不饱和两类。链内不含双键的为饱和脂肪酸，含一个双键的为单不饱和脂肪酸，含两个或两个以上双键的为多不饱和脂肪酸(PUFA)。不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度、双键的数目
和位置。
不饱和脂肪酸(unsaturated FA)因其存在双键，不象饱和脂肪酸中每个单键可以自由旋转而整齐有序，往往存在扭曲的空间结构(图8—1)，只要用较少的热量就可扰乱它不太有序的结构，熔点较低。生活在低温环境中的动物不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸，反映了生物对环境的适应。
脂肪酸常用简写方法表示。一般是先写碳原子数目，再写双键数目，中间以冒号分开，最后表明双键的位置。如硬脂酸写成18：0;亚油酸写成18：2(9，12)或18：2Δ9，12，表示亚油酸为18个碳原子、且在第9～10、12～13碳原子之间各有一个双键(此处碳原子序号从羧基端向甲基端依次为1、2……)。
人和动物不能合成自身正常代谢所需要亚油酸和α-亚麻酸(18：3△9，12，15)，必须从食物中摄取，这两种脂肪酸称为必需脂肪酸(essential fatty acid)。植物能够合成这两种脂肪酸。植物界特别是高等植物中不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸丰富，植物中还存在含三键、羟基、酮基、环氧基等的脂肪酸。
从营养学角度看，不饱和脂肪酸可分为ω(omeage)-6系列和ω-3系列。ω-6系列指不饱和脂肪酸中第一个双键的位置距甲基端6个碳原子，ω-3系列指不饱和脂肪酸中第一个双键的位置距甲基端3个碳原子。亚油酸是ω-6系列的原始成员，由它可在人和哺乳动物体内合成γ-亚麻酸(18：3△6，9，12)和花生四烯酸(20：4△5，8，11，14)。α-亚麻酸是ω-3系列的原始成员，由它可合成二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。在人和哺乳动物体内ω-6系列和ω-3系列PUFA不能相互转化。研究表明，人体许多组织含有ω-3系列不饱和脂肪酸，DHA在视网膜和大脑皮层中含量丰富。大脑中约一半DHA是在出生前积累的，因此必需脂肪酸营养在怀孕期间十分重要。
(二)单纯脂类(simple lipids)
单纯脂是由脂肪酸与甘油或高级一元醇结合形成的酯。据醇基不同，可将其分为脂酰甘油和蜡。
1 脂酰甘油(acyl glycerol)
脂酰甘油是由脂肪酸和甘油(glycerol)形成的酯。根据所结合的脂肪酸分子数目不同，脂酰甘油分为单(脂)酰甘油(MG)、二(脂)酰甘油(DG)、和三(脂)酰甘油(TG)。三酰甘油(triacylglycerol)又称甘油三酯(triglycerides)，即通常所说的脂肪或中性脂，在生物体内含量最丰富。
甘油三酯中R1、R2、R3相同时称为简单甘油三酯，不同时称为混合甘油三酯。一般说来R2多为不饱和脂肪酸。植物的甘油三酯中不饱和脂肪酸较多，在室温下为液态，称为油(oils);动物的甘油三酯中饱和脂肪酸较多，在室温下为固态，称为脂(fat)。因此，甘油三酯又统称为油脂。大多数天然油脂都是简单甘油三酯和混合甘油三酯的混和物。单酰甘油和二酰甘油是脂质代谢的中间产物，在生物体内含量不高。单硬酯酰甘油因其分子中有游离羟基，在水中有形成分散态的倾向，在食品工业中常被用作乳化剂。
2 蜡(wax)
蜡是长链脂肪酸(14～36个C)与长链一元醇(16～30C)或固醇形成的酯。蜡主要存在于毛发、皮肤、叶子、果实及昆虫外骨骼等的表面，起保护作用。蜡还是海洋浮游生物中主要的贮能物质。天然蜡一般是多种蜡酯的混合物，白蜡主要成分是二十六醇的二十六酸酯及二十八酸酯，是涂料、润滑剂等化工产品的原料;蜂蜡的主要成分为三十醇的软脂酸酯，是制造高级化妆品的原料。
(三)结合脂类(complex lipids)
结合脂类是分子组成中除了脂肪酸与醇所组成的酯外，还含有非脂成分的脂质。据非脂成分的不同分为磷脂(phospholipids)和糖脂(glycolipids)。
1.磷脂
磷脂分子中除了脂肪酸和醇外，还含有磷酸和其它含氮化合物。根据磷脂中醇的不同，可分为甘油磷脂(glycerophospholipids)和鞘氨醇磷脂(sphingophospholipids)。
(1)甘油磷脂 甘油磷脂分子中都含有甘油、脂肪酸和磷酸，三者结合成磷脂酸。磷脂酸通过磷酸基与氨基醇(胆碱、乙醇胺等)或肌醇等相连形成的酯即为甘油磷脂，也称磷酸甘油酯。它们种类很多，是生物膜骨架成分。根据磷酸基所连接基团的不同，甘油磷脂可分为磷脂酰胆碱(卵磷脂,PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂,PE)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油(心磷脂)及磷脂酰肌醇等，每一类磷脂又因其脂肪酸不同而有若干种。卵磷脂和脑磷脂是细胞中含量最丰富的磷脂，卵黄中卵磷脂的含量可达8%-10%。卵磷脂具有抗脂肪肝的作用。
(2)鞘磷脂
含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类称鞘脂(sphingolipids)。鞘氨醇是带有脂肪族长链的氨基二元醇，具有疏水的脂肪烃尾和两个羟基、一个氨基组成的极性头。
鞘氨醇的氨基以酰胺键与长链脂肪酸(18C-26C)的羧基连接形成的化合物称为神经酰胺。神经酰胺的羟基以酯键与磷酸胆碱或磷酸乙醇胺相连构成的化合物即为鞘磷脂。人体内含量最多的鞘磷脂是神经酰胺与磷酸胆碱相连构成的神经鞘磷脂。
神经鞘磷脂是构成生物膜的重要磷脂，常与卵磷脂并存于细胞膜外侧，神经髓鞘中含有较多的神经鞘磷脂。鞘磷脂也存在于高等植物的种子和酵母细胞中。
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2.糖脂
糖脂是脂质以糖苷键与糖分子的半缩醛羟基相连而成的结合脂质。据脂质的不同，糖脂可分为鞘糖脂、甘油糖脂和由固醇衍生的糖脂。鞘糖脂、甘油糖脂广泛存在于生物膜中。
(1)鞘糖脂 鞘糖脂(glycosphingolipid)是神经酰胺的C1位羟基糖基化形成的，首先发现的鞘糖脂是从人脑中获得的半乳糖基神经酰胺，即脑苷脂(cerebroside)。
鞘糖脂和鞘磷脂都是神经酰胺的衍生物，同属鞘脂类。鞘糖脂主要分布于动物细胞中，其疏水尾部伸入脂双层，极性糖基露在细胞表面，与组织器官专一性和细胞识别等有关，故在膜中的含量虽少，却有重要功能。
鞘糖脂中的单糖成分主要是D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸。根据糖基是否含有唾液酸或硫酸基，鞘糖脂可分为中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。其糖基不含唾液酸或硫酸基的为中性鞘糖脂，如脑苷脂;反之为酸性鞘糖脂，如硫苷脂和神经节苷脂。
(2)甘油糖脂 甘油糖脂(glyceroglycolipids)也称糖基甘油酯(glycoglycerides)，它由糖基以糖苷键与二酰甘油C3上的羟基相连而成。甘油糖脂中的糖可以是单半乳糖、二半乳糖、三半乳糖，分别与甘油二酯形成单半乳糖甘油二酯、双半乳糖甘油二酯、三半乳糖甘油二酯，在植物中还分离出了结构更为复杂的甘油糖脂。甘油糖脂在动植物和微生物中都有存在，植物的叶绿体膜和微生物的质膜中甘油糖脂的含量尤为丰富。
(四).衍生脂类(derived lipid)
衍生脂类不含脂肪酸，不能进行皂化，亦称非皂化脂类。主要包括萜类和固醇类化合物。
1. 萜类
萜类(terpenoids)是种类繁多的一大类化合物，它们的分子一般都含有若干个异戊二烯单位(isoprene unit，)，故可看成是异戊二烯的衍生物。萜类物质是植物产生的挥发油的主要成份，如薄荷醇、樟脑等。类胡萝卜素、叶绿醇(叶绿素的组成成分)、维生素A、E、K等也属于萜类。此外，昆虫的保幼激素、植物激素如赤霉素和脱落酸也是萜类物质。
2. 固醇类
固醇(steroid)又称甾醇，其基本结构是由3个六元环和1个五元环并合而成的环戊烷多氢菲，固醇类物质(类固醇)是环戊烷多氢菲的羟基衍生物，大多在3位有一个羟基，在10位和13位各有一个甲基，在17位上带有8—10个碳的烷烃链。
类固醇主要存在于真核细胞内，既可以游离的醇式存在，也可以其羟基与脂肪酸结合成酯而以酯型存在。植物固醇主要有谷固醇、麦固醇等，酵母中含有大量麦角固醇，胆固醇在动物组织中含量丰富。
胆固醇分子的一端有一极性头部基团羟基，另一端有疏水的烃链和固醇的环状结构，与磷脂一样属于两性分子，它是动物细胞膜系统的重要组分，质膜中含量高于亚细胞结构膜中含量，与膜的流动性密切相关。膜结构中的胆固醇均为游离胆固醇，细胞中存在的多是胆固醇酯。血浆脂蛋白中的胆固醇与动脉硬化和心脑血管病有关。胆固醇可在动物体内转化成胆汁酸、维生素D和某些重要激素，如性激素、肾上腺皮质激素。胆汁酸是人和动物体内胆固醇代谢的主要产物，它在肝脏中生成后储存于胆囊中。胆汁酸作为胆汁的主要成分，具有良好的乳化作用，它能降低水与油脂的表面张力，使肠腔内的油脂乳化成微粒，增加油脂与消化液中脂肪酶的接触面，利于油脂吸收。因此，肝胆疾病患者容易出现脂类消化吸收障碍和脂溶性维生素缺乏症。
二、脂类的生理功能
1. 脂类是生物体能量的主要储存形式
生物主要以油脂作为能量的储存形式，大多数真核生物中甘油三酯以微小油滴的形式存在于含水的胞液中。植物的种子中贮存有大量脂肪，油料作物种子中脂肪的分解在种子萌发初期既可供能也可提供物质合成所需的碳骨架。动物在脂肪组织中储备脂肪，当摄入的糖和脂类等能源物质超过机体需要时，就转变为脂肪贮存;而当摄入的能源物质不能满足生理活动需要时，则动用贮存的脂肪供能。故动物体内贮脂的含量常随营养供应情况而发生变动。冬眠动物在冬眠前必须积累大量脂肪作为越冬的能量储备。海洋浮游生物主要以蜡作为能量的储备形式。生物体以脂质作为贮能物质可极大地提高能量储存效率，因为单位质量的脂质氧化分解释放的能量是糖的两倍以上，而占用的体积仅为糖的四分之一。脂质疏水，贮存脂质不必像贮存糖类那样夹带结合水。糖类虽溶于水，易于分解利用，能快速提供代谢所需能量，但不适于作为能量贮存的载体。
2. 脂类能够形成生物体的保护层
在动物尤其是两级地区动物(如企鹅、海豹等)的皮下，都存在着皮下脂肪组织，这些脂肪不仅是能量的来源，更是抗低温的隔热层。人和动物内脏周围的脂肪组织如肠系膜等有固定内脏器官和缓冲外部冲击的作用。动物的皮脂腺能分泌油脂和蜡以保护皮肤、毛发，使之柔韧、润滑，鸟类特别是水禽的尾羽腺分泌蜡使羽毛能够防水，这是因为蜡具有斥水和高稠度的性质。植物的种子和果实表面有一层稳定、透气但不透水的蜡保护层，起着防止寄生物侵袭和水分蒸发、保持温度等作用，这种蜡保护层也存在于冬青等某些植物叶片的表面。
3. 脂类是构成生物膜的基本成分
磷脂构成的脂质双层是生物膜的骨架，脂双层的构成成分中还有固醇和糖脂。鞘脂和胆固醇还是神经髓鞘的重要成分，有绝缘作用，对神经兴奋的定向传导有重要意义。脂双层的表面是亲水的，内部是烃链构成的疏水区。脂双层有屏障作用，膜两侧的亲水性物质不能自由通过，这对维持细胞的正常结构和功能有重要作用。
4. 脂类是生物细胞内重要的生理活性物质
生物体内含有很多具有重要生物活性的脂类物质，如胆固醇在动物体内转化生成的性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3，萜类化合物中的脂溶性维生素A、维生素E、维生素K和类胡萝卜素等光合色素。真核细胞膜中的磷脂酰肌醇及其磷酸化衍生物磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)在细胞信息传递过程中起重要作用，PIP2的水解产物1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DG)是细胞内第二信使，它们和Ca2+一起形成了一条非核苷酸类信号转导通路。有的活性脂质是酶的辅基，如凝血酶原激酶(凝血酶原激活剂)的辅基中含有脑磷脂;有的活性脂质可作为电子传递体，如呼吸链中的泛醌;有的活性脂质可作为糖基的载体，如糖蛋白合成中的多萜醇磷酸。糖基载体有很长的烃链，能与膜脂发生强疏水相互作用，使所携带的糖基锚定在膜上并参与糖基转移反应。
5. 其它功能
动物饲料中的脂类可协助脂溶性维生素的吸收，维生素A、D 、E 、K 和胡萝卜素可溶于饲料的脂质中，并随同脂肪一起吸收。因此，饲料中脂类缺乏或吸收障碍时，往往发生脂溶性维生素不足或缺乏。花生四烯酸是合成前列腺素的原料，前列腺素具有广泛的生理功能。动物饲料中的脂类还可供给必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻油酸。因为反刍动物瘤胃中的微生物能合成必需脂肪酸，故不必由饲料专门供给。必需脂肪酸是合成磷脂的重要原料，有降血脂、防止动脉硬化和血栓形成、抗脂肪肝等作用，亚油酸在临床上治疗心血管系统疾病有很好的效果。植物油比动物油所含的必需脂肪酸多，营养价值较高。
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第二节 脂肪的分解代谢与转化
一.脂肪的水解
催化脂肪水解的酶称为脂肪酶(lipase)。细胞中的脂肪酶有三种：三酰甘油脂肪酶、二酰甘油脂肪酶、单酰甘油脂肪酶。脂肪的水解产物是脂肪酸和甘油。
植物的脂肪酶主要存在于脂体、油体及乙醛酸循环体中，油料种子萌发时，脂肪酶活性急剧上升，贮藏于种子中的脂肪迅速水解，用于生长。能利用脂肪的微生物也具有脂肪酶。脂肪酶在工业上用于毛皮软化和绢纺脱脂等。
动物消化道中有脂肪酶，可水解食物中的脂肪。脂肪组织中的脂肪酶催化贮脂水解，产生的甘油和脂肪酸被释放到血液中以供其它组织利用，这个过程称为脂肪的动员。 脂肪动员中甘油三酯脂肪酶(简称脂肪酶)是关键酶，因其活性受激素调节，又称为激素敏感性脂肪酶( hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)。在某些生理或病理条件下(饥饿、兴奋、应激、糖尿病)，肾上腺素和胰高血糖素分泌增加，它们与脂肪细胞膜上的受体结合，通过依赖cAMP的蛋白激酶途径使HSL磷酸化而被激活，促进脂肪水解。
肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素等可加速脂解作用，称为脂解激素;胰岛素、前列腺素E1作用相反，具有抗脂解作用，称为抗脂解激素。正常情况下，通过两类激素的综合作用调控脂解速度，使之达到动态平衡。饥饿时，血糖降低使胰高血糖素分泌增加，脂解加速，动员贮脂分解供能。糖尿病患者体重减轻的情况较为普遍，原因之一就是病人体内胰岛素水平下降或胰岛素抵抗使抗脂解作用减弱，脂解加快，导致贮脂减少。
脂肪动员产生的甘油是水溶性的，可直接在血液中运输;脂肪酸穿过脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞进入血液后，需与血浆中的清蛋白(albumin)结合，形成可溶性脂肪酸-清蛋白复合体在血液中运输。脂肪酸-清蛋白复合体随血液到达其它组织后，脂溶性的脂肪酸能通过扩散进入细胞内，扩散速度随其在血液中浓度的升高而加快。
二.甘油的代谢
甘油在甘油激酶催化下磷酸化生成3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶(其辅酶为NAD+)催化，转变为磷酸二羟丙酮。
磷酸二羟丙酮是磷酸丙糖，既可沿糖异生途径转变为糖;也可经糖酵解变为丙酮酸而进入三羧酸循环彻底氧化供能，生成CO2和H2O。
值得注意的是，动物脂肪细胞中缺乏甘油激酶，脂肪水解产生的甘油不能被脂肪细胞本身利用。
三.脂肪酸的分解与转化
脂肪酸的分解有β-氧化、α-氧化、ω-氧化等几条不同途径，其中以β-氧化最为主要和普遍。β-氧化的主要产物是乙酰CoA、NADH+H+和FADH2。乙酰CoA可进入三羧酸循环彻底氧化为CO2和H2O;在油料植物种子萌发时可进入乙醛酸循环生成琥珀酸，使脂肪酸向碳水化合物转化;在动物肝脏中可生成乙酰乙酰CoA，再转化为酮体。
(一) 脂肪酸的β-氧化途径
1. Knoop实验
1904年，F.Knoop用苯环标记脂肪酸的ω碳原子(烃基末端碳原子)，追踪其在动物体内的转变过程。已知动物体缺乏降解苯环的能力，标记脂肪酸的代谢产物均带有苯环。Knoop用五种碳链长短不同的苯脂酸(苯甲酸、苯乙酸、苯丙酸、苯丁酸及苯戊酸)饲喂犬，然后分析尿中带苯环的排泄物。结果发现，饲喂奇数碳原子的苯脂酸，排出马尿酸;饲喂偶数碳原子的苯脂酸，则排出苯乙尿酸。实验说明，奇数碳原子和偶数碳原子的苯脂酸经分解代谢分别生成了苯甲酸和苯乙酸，与碳链长短无关;苯甲酸和苯乙酸在肝脏中与甘氨酸结合转变为水溶性较强的马尿酸和苯乙尿酸，便于从尿中排出(表8-1)。
这是同位素示踪技术建立前颇具创造性的实验之一，Knoop据此提出了脂肪酸的β-氧化学说。认为脂肪酸的氧化发生在β-位碳原子上，每次分解出一个二碳单位。脂代谢有关酶的分离纯化及同位素示踪技术证实并进一步阐明了β-氧化学说。β-氧化作用是在一系列酶的作用下，脂肪酸的Cβ被氧化形成酮基后，在Cα和Cβ之间发生断裂生成乙酰CoA和较原来少2个碳原子的脂酰CoA的过程。偶数碳原子的饱和脂肪酸经过若干次β-氧化作用被分解成多个乙酰CoA。β-氧化作用主要在线粒体内进行，也可以在植物的乙醛酸体中进行。
2. 脂肪酸的β-氧化过程
(1)脂肪酸的活化与转运
① 脂肪酸的活化—脂酰CoA的生成 脂肪酸进行β-氧化之前必须活化，反应由脂酰CoA合成酶催化。脂酰CoA合成酶有两种:内质网脂酰CoA合成酶，也称硫激酶(thiokinase),活化12个碳原子以上的脂肪酸;线粒体脂酰CoA合成酶，活化4—10个碳原子的脂肪酸。
反应生成的焦磷酸(PPi)立即被焦磷酸酶水解，阻止反应逆向进行。整个反应消耗了1个分子ATP的两个高能键，生成的脂酰CoA带有高能硫酯键，且水溶性增加，提高了脂肪酸的代谢活性。
另外，胞浆中生成的长链脂酰CoA能抑制己糖激酶活性，因此饥饿等情况下脂解加快，进入细胞的脂肪酸增多使长链脂酰CoA浓度升高，可抑制糖的分解以节约糖，这对于维持血糖恒定有重要意义。
② 脂肪酸的转运 脂肪酸的β-氧化通常在线粒体基质中进行。中、短碳链脂肪酸(10个碳原子以下)可直接穿过线粒体内膜;长链脂肪酸则需活化为脂酰CoA后依靠肉碱(即肉毒碱，carnitine)携带,以脂酰肉碱的形式跨越内膜进入线粒体基质。
肉碱即L-β-羟基 -γ-三甲基铵基丁酸，是由赖氨酸衍生而来的一种兼性化合物，广泛分布于动植物体内。它在线粒体膜外侧与脂酰CoA结合生成脂酰肉碱，催化该反应的酶为肉碱脂酰基转移酶Ⅰ。脂酰肉碱通过内膜上的的肉碱载体蛋白进入线粒体基质，再在内膜上的肉碱脂酰基转移酶Ⅱ催化下使脂酰肉碱的脂酰基与线粒体基质中的辅酶A结合，重新产生脂酰辅酶A，释放肉碱。肉碱则经移位酶协助回到细胞质中进行下一轮转运。
脂酰CoA从线粒体外到线粒体内的转运过程是脂肪酸β-氧化的限速步骤，肉碱脂酰转移酶Ⅰ是限速酶，并且决定脂肪酸是进入脂质合成途径还是走向氧化分解。动物饱食后糖供应充足，脂肪酸合成的关键酶— 乙酰CoA羧化酶活性增强，使丙二酸单酰CoA增加，它抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ的活性，脂肪酸的氧化分解减慢。糖分解代谢障碍时(如动物处于饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病状态)，乙酰CoA羧化酶活性减弱，丙二酸单酰CoA减少，肉碱脂酰转移酶Ⅰ的抑制解除，使脂肪酸的分解供能加快。这种调节方式的意义有两个方面，一是在脂肪酸合成加快时抑制其分解，避免了因两个过程同时发生导致的耗能性无效循环;二是在糖供应充足时抑制脂肪酸分解，使细胞脂肪酸合成进而脂肪合成加快，把糖转变为脂肪贮存能量。
植物乙醛酸体中进行的β-氧化不需要脂肪酸的转运。
(2)饱和脂肪酸β-氧化的反应历程
脂酰CoA进入线粒体基质后，经过多轮β-氧化逐步分解为乙酰CoA。每轮β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解四步反应。
① 脱氢
在脂酰CoA 脱氢酶催化下，使脂酰CoA的α-和β-碳原子脱去一对氢，生成α,β-反烯脂酰CoA，辅酶为FAD：
② 水化
烯脂酰CoA水化酶催化α，β-反烯脂CoA加水,生成L(+)-β-羟脂酰CoA ：
③ 脱氢
β-羟脂酰CoA脱氢酶催化L(+)-β-羟脂酰CoA的β-碳原子脱去一对氢，生成β-酮脂酰CoA,辅酶为NAD+：
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④ 硫解
在β-酮脂酰CoA硫解酶(简称硫解酶)催化下，β-酮脂酰CoA被一分子辅酶A硫解，在Cα和Cβ之间断裂生成乙酰CoA和较原来少2个碳原子的脂酰CoA：
此步反应是高度放能反应(ΔG0′≈-28Kj/mol),促使整个β-氧化向裂解方向进行。
生成的脂酰CoA重复上述过程，每循环一次即生成一分子乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂酰CoA，如此重复进行，偶数碳原子饱和脂肪酸完全被降解为乙酰CoA。
软脂肪酸的β-氧化需经活化、转运和7轮循环反应，其总反应式为：
3. 脂肪酸β-氧化及彻底氧化产生的能量
脂肪酸经β-氧化产生的NADH+H+ 和FADH2进入电子传递链被氧化;乙酰CoA可进入三羧酸循环继续氧化生成CO2，并释放能量。如果被氧化的是棕榈酸，则生成8分子乙酰辅酶A、7分子FADH2和7分子NADH+H+。线粒体中1分子FADH2和1分子NADH经电子传递链氧化分别生成的1.5分子ATP和2.5分子ATP，1分子乙酰辅酶A经过三羧酸循环和电子传递链氧化分解产生10分子ATP;那么，1分子棕榈酸经β-氧化作用生成ATP的总数为：(8×10)+ (7×1.5)+ (7×2.5)=108,减去脂肪酸活化消耗掉的1分子ATP中的两个高能磷酸键的能量，实际上1分子的棕榈酸氧化分解成二氧化碳和水共获得106个ATP。棕榈酸完全氧化时自由能变化为-9790.56kj/mol;ATP水解为ADP和Pi时，自由能变化为-30.54kj/mol。因此，棕榈酸完全氧化的能量转换率为：[(30.54×106)/9790.56] ×100%≈33%。
4.不饱和脂肪酸的氧化
不饱和脂肪酸活化进入线粒体后的β-氧化过程与上述饱和脂肪酸相似。但由于它含有双键，而烯脂酰CoA水化酶具有立体异构专一性，氧化过程中还需要烯脂酰CoA异构酶和2,4- 烯脂酰CoA还原酶参与。亚油酸的氧化过程如图8-11所示。经3轮与饱和脂肪酸相同的β-氧化后，需要烯脂酰CoA异构酶催化脂肪酸分子中原有的顺式双键结构转变为反式结构以适于烯脂酰辅酶A水合酶对底物的要求，如此就可以进行第4轮β-氧化生成Δ2反，Δ4顺-二烯脂酰辅酶A;在2,4-二 烯脂酰CoA还原酶催化下生成Δ3-反烯脂酰辅酶A，再由烯脂酰CoA异构酶催化将其转变为Δ2 -反烯脂酰辅酶A使之继续进行β-氧化直至全部生成乙酰CoA。
5.奇数碳原子脂肪酸的β-氧化
生物界的脂肪酸大多数为偶数碳原子脂肪酸，但在许多植物、海洋生物、石油酵母等体内还有部分奇数碳原子脂肪酸存在。它们通过β- 氧化除产生若干乙酰辅酶A外，最后剩下一个丙酰辅酶A。丙酰辅酶A在动物体内转变成琥珀酰辅酶A;而在植物和微生物体内则生成乙酰辅酶A。
生物体内其它一些代谢途径也生成丙酰辅酶A，如某些支链氨基酸(异亮氨酸、缬氨酸等)分解产生丙酰辅酶A或丙酸，反刍动物瘤胃微生物发酵产生大量丙酸被吸收进入体内，丙酸在硫激酶作用下转变为丙酰辅酶A。
丙酰辅酶A转变成琥珀酰辅酶A的过程中，丙酰辅酶A的羧化以生物素为辅基，甲基丙二酰CoA生成琥珀酰辅酶A需要VB12作为辅基。生成的琥珀酰辅酶A通过三羧酸循环的一些反应生成草酰乙酸，然后沿糖异生途径生成糖。丙酸的糖异生对反刍动物非常重要，反刍动物体内的糖有一半以上来源于丙酸的异生。
(二).脂肪酸的其它氧化途径
1. α-氧化
脂肪酸的α-碳原子发生氧化，生成一分子CO2和比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称脂肪酸α-氧化作用。
α-氧化1956年首先在植物中发现，后来发现这种氧化方式也存在于动物的脑和肝细胞中。该氧化系统位于微粒体中，直接利用分子氧使游离脂肪酸的α- 碳原子羟基化生成羟脂酸，再脱氢成酮脂酸，最后脱羧成为少一个碳原子的脂肪酸。α-氧化的机制尚不十分清楚，其可能的途径如下：
业已证明，哺乳动物可将叶绿素水解为叶绿醇再氧化为植烷酸(3,7,11,15-四甲基十六酸)，通过α-氧化系统脱羧将植烷酸氧化为降植烷酸，后者经硫激酶催化变成降植烷酰辅酶A，再经β-氧化途径降解。在正常情况下，植烷酸能迅速降解，很难在血清中找到。但一种少见的遗传病──Refsum氏病患者，缺少α-氧化酶系，不能氧化植烷酸。植烷酸的氧化反应。
植烷酸氧化过程中，α-氧化的作用是在β-氧化受阻时，使植烷酸脱羧，原来的β碳原子变为α碳原子，β-甲基随之变为α-甲基，使β-氧化顺利进行。由此可知，α-氧化对于支链脂肪酸的降解有重要作用。
2.脂肪酸的ω-氧化
生物体内一些中长链(如癸酸、十二碳酸等)以及少量长链脂肪酸，能首先在ω-碳原子上进行氧化生成α，ω二羧酸，称为ω-氧化。ω-氧化首先是末端甲基羟基化形成一级醇，继而氧化成醛，再转化成羧酸。生成的二羧酸再从两端进行β-氧化。
ω-氧化在脂肪酸分解代谢中并不重要，发现之初并未受到重视，不过一些海洋浮游细菌采用ω-氧化方式降解溢入海水中的石油，估计其降解速率可高达0.5g/(d·m2)，在防止海洋污染方面有重要应用价值。经浮油细菌的ω-氧化，把石油(烃)转变为脂肪酸后通过β-氧化途径降解。人们已从油浸土壤中分离出许多具有ω-氧化酶系的细菌用于清除海水表面的浮油。
(三).脂肪酸β-氧化产物—乙酰辅酶A的转化
1.乙醛酸循环
乙醛酸循环是植物体内的一条由脂肪酸向碳水化合物转化的重要途径(见糖代谢)。乙醛酸循环对于正在萌发的油料种子特别重要，因为它们以脂肪作为主要营养贮备，脂肪水解产生的脂肪酸经β-氧化、乙醛酸循环和糖异生作用产生幼苗生长所需的碳水化合物，这种转变直至幼苗可独立进行光合作用为止。乙醛酸循环存在于细菌、藻类、正在萌发的植物种子中，但不存在于动物、高等植物的营养组织。
乙醛酸循环主要在乙醛酸体中进行，乙醛酸体是油料种子萌发过程中形成的微体，随着幼苗的生长而逐渐消失。该循环可视为三羧酸循环的支路，它也开始于草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合为柠檬酸，但绕过两个脱羧反应，不生成二氧化碳。
该循环有两个关键性的酶：异柠檬酸裂解酶(isocitrate lyase),催化异柠檬酸裂解为琥珀酸和乙醛酸;苹果酸合成酶(malate synthase),催化乙醛酸与乙酰辅酶A反应生成苹果酸。苹果酸脱氢变为草酰乙酸，完成循环过程。其总结果是由2分子乙酰辅酶A生成1分子琥珀酸：
生成的琥珀酸进入线粒体，除可补充三羧酸循环中间产物的不足外，也可在转变为草酰乙酸后转入胞液，异生成糖或转变为其它物质。
乙醛酸循环开辟了一条由脂肪酸转变成糖以及合成其它物质的途径，对于一些细菌和藻类等低等生物，由于乙醛酸循环的存在，使它们能以乙酸为唯一碳源合成生长发育所需的其它含碳化合物。动物体内不存在乙醛酸循环，不能将脂肪酸转变成糖。
2.酮体的代谢
在动物体内乙酰CoA不能转变为糖，却能转变为乙酰乙酸、β–羟丁酸和丙酮。这三种物质总称为酮体，它们是脂肪酸在肝中氧化分解特有的中间产物，是肝输出能源的一种形式。
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(1)酮体的生成
在肝细胞线粒体中脂肪酸β–氧化极为活跃，产生的乙酰CoA可进入四条代谢途径：进入三羧酸循环和呼吸链彻底氧化供能;进入胆固醇合成途径;进入脂肪酸合成途径;转化为酮体(图8-17)。肝细胞线粒体内含有合成酮体的酶类，但缺乏利用酮体的酶系。因此肝脏合成的酮体必须运至肝外组织利用。
在肝细胞线粒体中，决定乙酰CoA去向的是草酰乙酸的供应情况。在正常生理状态下，血液中酮体的含量很低，这是因为脂肪酸的氧化和糖的降解处于适当平衡，脂肪酸氧化产生的乙酰CoA在草酰乙酸的带动下，进入三羧酸循环而被彻底氧化分解。但在饥饿或糖供给不足时，草酰乙酸离开柠檬酸循环进入糖异生途径参与葡萄糖的合成，从而使乙酰CoA进入三羧酸循环的量减少并发生积累。由图8-17可知，酮体形成的第一步反应是2分子乙酰CoA在硫解酶作用下缩合形成乙酰乙酰CoA，而这是β–氧化最后一步的逆反应，这种逆反应在乙酰CoA水平升高时加快。因此，积累的乙酰CoA转向酮体的生成，使血酮升高。
酮体合成中首先生成乙酰乙酸，它在β–羟丁酸脱氢酶催化还原为β–羟丁酸，所需的H由NADH提供，还原速度取决于NADH与NAD+的比值。乙酰乙酸可自发脱羧生成丙酮。
(2)酮体的利用
肝内产生的酮体通过血液循环被运至肝外组织。肝外组织不能生成酮体，却具有很强的氧化和利用酮体的能力。心肌、肾上腺皮质、脑组织等在糖供应不足时，都可利用酮体作为主要能源。
酮体生成乙酰CoA，再进入三羧酸循环产生ATP。酮体利用的主要反应是把乙酰乙酸转变为乙酰乙酰CoA，有三种酶催化这一反应，即琥珀酰CoA转硫酶(β–酮脂酰CoA转移酶)，乙酰乙酰CoA硫解酶和乙酰乙酸硫激酶。
(3)酮体的生理意义
当机体缺少葡萄糖时，需要动员脂肪供应能量。肌肉组织对脂肪酸的利用能力有限，却能很好地利用酮体以节约葡萄糖，这对维持血糖的恒定有特别重要的意义。脑组织不能氧化脂肪酸，在正常情况下，主要以葡萄糖为能源，但是在长期饥饿或糖尿病状态下，脑中约75%的能源来自酮体。酮体为可溶于水的小分子，容易通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁，当饥饿或糖供应不足时，酮体可代替葡萄糖成为脑和肌肉组织的主要能源。因此，与脂肪酸相比，酮体能更有效地代替葡萄糖。肝脏将脂肪酸“加工” 成酮体，使之成为易于利用的形式供其它组织利用。
(4)酮病
正常情况下，肝脏产生酮体的速度与肝外组织分解酮体的速度处于动态平衡，血酮含量很低，为0.03 –0.5 mmol/L。但在某些情况下，如长期饥饿或废食、糖尿病、高产乳牛泌乳初期及绵羊妊娠后期，因酮体生成多于消耗而在体内积存，引起酮病。患酮病时血中酮体含量升高，并随乳、尿排出体外，出现酮血症、酮乳症、酮尿症，其中酮尿症最先出现。由于酮体的主要成分为酸性物质，酮体在体内积存可导致酮症酸中毒。未控制的糖尿病患者因糖代谢障碍和脂肪酸分解加快，酮体生成量升高数十倍，这时丙酮约占酮体总量的一半，血、尿中丙酮含量很高，呼出气中可嗅到丙酮的气味。高产乳牛泌乳初期由于乳糖合成消耗大量葡萄糖使血糖下降，引发一系列代谢改变：胰岛素减少，胰高血糖素增加，脂解加强，脂肪酸β氧化加快，酮体生成增多。双胎绵羊妊娠后期发生的酮病也是体内糖缺乏所致。由此导致的酮病静脉输注葡萄糖可快速缓解。
第三节 脂肪的合成代谢
生物体主要以脂肪的形式贮存能量。植物主要在种子、果实、块根和块茎等组织中合成脂肪，人和动物脂肪合成最活跃的组织是肝脏、脂肪组织和哺乳期的乳腺。脂肪合成的原料甘油和脂肪酸主要由糖代谢提供。在人和动物体内，糖能够很方便地转化为脂肪，食物中的脂肪消化吸收后运至肝脏和脂肪组织也可用以合成脂肪。
一、脂肪酸的生物合成
脂肪酸的生物合成比较复杂，包括饱和脂肪酸从头合成、脂肪酸碳链延长和不饱和脂肪酸合成等途径。
(一).饱和脂肪酸的从头合成
动物体内饱和脂肪酸的从头合成过程在胞液中进行，植物则在叶绿体和前质体内进行。该过程以乙酰CoA为碳原，产物是软脂酸(棕榈酸)。整个过程可分为三个阶段：乙酰辅酶A的转运、丙二酸单酰辅酶A的合成、脂肪酸链的合成。
1 乙酰辅酶A的转运 脂肪酸合成所需的碳源来自乙酰辅酶A，但丙酮酸脱羧、氨基酸氧化及脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA都在线粒体基质中，它不能直接穿过线粒体内膜进入胞液，动物细胞通过柠檬酸-丙酮酸循环进行转运(如图8-19)。乙酰辅酶A与草酰乙酸结合成柠檬酸后通过三羧酸载体透出内膜，再由胞浆的柠檬酸裂解酶裂解成草酰乙酸和乙酰辅酶A。乙酰辅酶A即可用以合成脂肪酸，而草酰乙酸则被NADH还原成苹果酸。苹果酸可经氧化脱羧产生CO2、NADPH和丙酮酸。丙酮酸和苹果酸都可经内膜载体进入线粒体，分别由丙酮酸羧化酶和苹果酸脱氢酶催化生成草酰乙酸，参加乙酰辅酶A转运循环。
脂肪酸合成除需要乙酰CoA外，还需要ATP、NADPH、HCO3-(CO2)等。脂肪酸合成系还原性合成，所需之氢均由NADPH提供。NADPH主要来源于磷酸戊糖途径，上述乙酰辅酶A转运中苹果酸酶催化苹果酸氧化脱羧生成丙酮酸的反应也可提供少量。
植物细胞线粒体内的乙酰辅酶A需先脱掉辅酶A，以乙酸的形式运出线粒体。在胞液中由脂酰辅酶A合成酶催化重新生成乙酰辅酶A。
2 丙二酸单酰辅酶A的合成
乙酰CoA作为脂肪酸合成的原料，除第一次缩合时起引物的作用外，就不再直接参与反应，而是羧化为丙二酸单酰CoA作为2C的加合物参与合成，因此丙二酸单酰CoA是脂肪酸合成的直接前体。乙酰辅酶A由乙酰CoA羧化酶(acetyl CoA carboxylase)催化生成丙二酸单酰CoA。
乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，其辅基是生物素(生物素也是其它羧化酶的辅基)。原核生物的乙酰CoA羧化酶是由两种酶和一种蛋白质组成的三元多酶复合体，这三种组分分别是生物素羧基载体蛋白(biotin carboxyl-carrier protein，BCCP)、生物素羧化酶(biotin carboxylase，BC)、羧基转移酶(carboxyltransferase，CT)，其中辅基生物素与BCCP的某Lys-ε-NH2共价相连。在高等植物和动物体内，乙酰辅酶A羧化酶是由两个相同亚基组成的二聚体，每个亚基都具有原核生物复合体三种组分的功能。真核细胞中的多酶体系有的以多功能酶的形式存在，这种共价连接的多功能蛋白比非共价吸附的多酶复合体更为稳定。
乙酰CoA的羧化反应分两步进行，首先是BCCP羧化成BCCP—COO-，再由CT把BCCP—COO-的羧基转移到乙酰辅酶A的α-碳上。
乙酰CoA羧化酶存在于胞液中，辅基生物素(biotin)是CO2的载体，Mn2+是激活剂。它有两种存在形式，一种是无活性的单体，分子量约4万;另一是有活性的聚合体，通常由20—30个单体线性排列而成。单体上有激活剂结合部位，变构激活剂柠檬酸(或异柠檬酸)与之结合后，促进酶向聚合体形式转变。软脂酰辅酶A及其它长链脂酰辅酶A作用相反，是变构抑制剂。除变构调节外，乙酰辅酶A羧化酶还受磷酸化/脱磷酸化共价修饰调节，一种AMP激活的蛋白激酶可使乙酰辅酶A羧化酶的丝氨酸羟基磷酸化失活，而某蛋白磷酸酶则使磷酸化的乙酰辅酶A羧化酶脱磷酸而恢复活性(图8-20)。此处的蛋白激酶与cAMP依赖性蛋白激酶不同，其活性不受cAMP的影响，而是受AMP激活和ATP抑制。因此，细胞能量水平降低时，脂肪酸合成途径就会关闭。胰高血糖素和肾上腺素能通过一系列反应抑制蛋白磷酸酶，使乙酰辅酶A羧化酶呈磷酸化的失活状态而抑制脂肪酸合成。与之相反，胰岛素能使蛋白磷酸酶激活，进而乙酰辅酶A羧化酶脱磷酸化恢复活性。植物和细菌中的乙酰辅酶A羧化酶不受柠檬酸和共价修饰的调节。
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3.脂肪酸链的形成
(1).脂肪酸合成酶(fatty acid synthase , FAS)
脂肪酸链的合成在各种生物中都是由六步反应构成的循环过程，但脂肪酸合成酶系统却很不相同。大肠杆菌的FAS是多酶复合体，由六种酶和一种脂酰基载体蛋白(acyl carrier protein，ACP)组成。这六种酶分别为ACP-脂酰基转移酶、丙二酸单酰CoA-ACP转移酶、β-酮脂酰ACP合成酶(β-酮脂酰ACP合酶)、β-酮脂酰ACP还原酶、β-羟脂酰ACP脱水酶和烯脂酰ACP还原酶,它们以ACP为中心组成复合体(图8-21)。植物的脂肪酸合成酶复合体与大肠杆菌相似，但结合较为松散，且有不同的同工酶，用以合成不同长度的脂肪酸链。酵母的FAS含六条α链和六条β链，α链具有β-酮脂酰ACP合酶、β-酮脂酰ACP还原酶及ACP活性，β链具有其余几种酶活性。哺乳动物的FAS表现出更为进化的特征，由两个相同亚基组成，每个亚基都具有七种酶活性(以上六种酶加硫酯酶)和ACP结构域。
脂肪酸合成过程中，各种中间产物均以共价键与ACP相连。各种来源的ACP氨基酸组成十分相似，大肠杆菌的ACP是一种由77个氨基酸残基组成的热稳定蛋白，其36位丝氨酸的羟基与辅基4-磷酸泛酰巯基乙胺的磷酸基以酯键相连，辅基的巯基(-SH)是ACP的活性基团，故ACP常写成ACP-SH。 该辅基也是辅酶A的组成部分。由于带有-SH，ACP可以从各种脂酰-SCoA接受脂酰基而形成脂酰-SACP，并释出CoASH;由于辅基是一个长的柔性链，ACP可以把脂酰基从多酶复合体的一个活性中心传送到另一个活性中心，以适应多酶复合体连续催化的需要。
(2)脂肪酸从头合成的生化反应 脂肪酸的合成需要一个小分子脂酰CoA作为引物，乙酰CoA、丙酰CoA和异丁酰CoA均可作为引物，但以乙酰CoA为主。由于脂肪酸合成是从甲基端向羧基端延长碳链的循环过程，每次延长一个2C单位，故引物甲基成为脂肪酸甲基端;以乙酰CoA为引物时生成偶数碳链脂肪酸，以丙酰CoA为引物时生成奇数碳链脂肪酸。当异丁酰CoA引导时，则生成支链脂肪酸。
软脂酸的合成需乙酰CoA引导，以丙二酸单酰CoA和NADPH+H+ 为原料，经过7轮循环反应。每轮循环包括以下6步反应。
① 脂酰基转移反应：在脂酰基转移酶催化下，乙酰CoA与ACP结合成脂酰ACP(首轮是乙酰ACP)，随后乙酰基又被转移至β-酮脂酰-ACP合成酶的半胱氨酸的—SH上，生成乙酰-合酶：
此脂酰基转移反应为第一轮循环的第一个反应，也是脂肪酸合成的起始反应，乙酰基经两次转移与β-酮脂酰-ACP合成酶结合为乙酰-合酶。
② 丙二酸单酰基转移反应：丙二酸单酰CoA-ACP转移酶催化丙二酸单酰CoA中的丙二酸单酰基转移至ACP的—SH上，生成丙二酸单酰ACP：
该反应也称为进位，即底物丙二酸单酰CoA进入脂肪酸合成酶系。
③ 缩合反应：β-酮脂酰ACP合酶催化该酶所连接的乙酰基与ACP所连接的丙二酸单酰基缩合，生成β-酮脂酰ACP(首轮是乙酰乙酰-ACP)并释出一分子CO2(14C标记证明释出的正是乙酰CoA羧化反应中引入的CO2)：
④ 还原反应：在β-酮脂酰ACP还原酶催化下，β-酮脂酰ACP被NADPH + H+还原成β-羟脂酰ACP(首轮是β-羟丁酰ACP)：
⑤ 脱水反应：在β-羟脂酰ACP脱水酶催化下，β-羟脂酰ACP在α与β碳原子间脱水，生成反β-烯脂酰ACP(首轮是反丁烯酰ACP)：
⑥ 还原反应：在反β-烯脂酰-ACP还原酶催化下， NADPH + H+ 还原烯脂酰-ACP成脂酰ACP(首轮是丁酰ACP)：
饱和脂肪酸合成中第一轮循环的产物是丁酰ACP。第二轮循环从酰基转移酶催化丁酰ACP的丁酰基转至β-酮脂酰ACP合酶、生成丁酰-合酶的反应开始，再依次经丙二酸单酰基的转移、缩合、还原、脱水、再还原的反应生成己酰ACP。如此循环，至生成软脂酰ACP为止(图8-21)。尽管各轮循环第一个反应(脂酰基转移反应)的产物都是生成脂酰-合酶，但第一轮与其后各轮循环有所不同。第一轮该反应底物乙酰CoA存在于胞液中，其乙酰基需先转至ACP,才能转至合成酶成为脂酰-合酶;而其后各轮循环中该反应底物脂酰ACP为上一轮的产物, ACP上的脂酰基只需一次转移转即生成脂酰-合酶。
β-酮脂酰ACP合成酶对底物链长有专一性，只对2碳至14碳的脂酰ACP具有催化活性，且结合14碳脂酰基的活性最强，故从头合成途径的主要产物是软脂酸。合成的脂酰-ACP可由硫酯酶(thioesterase)水解其硫酯键，生成脂肪酸。由乙酰CoA合成软脂酸的总反应式如下：
实验证明，动物胞液中合成脂肪酸所需的NADPH+H+ 约60%来自磷酸戊糖途径，其余的由乙酰CoA转运过程中苹果酸酶催化的反应提供。叶绿体内合成饱和脂肪酸所需的NADPH +H+来自于光合电子传递反应。
4.脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较
由于脂肪酸的从头合成与β-氧化存在一些共同的中间产物，如酮脂酰基、羟脂酰基、烯脂酰基等，人们起初考虑过两个过程可否逆转的问题，但后来的实验证明两者决非逆转关系。
(二).饱和脂肪酸链的延长及去饱和
以软脂肪酸为前体，在其它酶系催化下，通过碳链延长与脱饱和可合成更长碳链的脂肪酸以及各种不饱和脂肪酸。在低温环境下，大多数生物可促进体内饱和脂肪酸转变为不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸的熔点较低，增加不饱和脂肪酸可增强细胞膜的流动性，这是生物对低温环境的一种适应。
1.脂肪酸链的延长 不同生物脂肪酸链的延长系统在细胞内的分布及反应物均不相同。在动物体内，延长过程发生在线粒体和滑面内质网中。滑面内质网中的延长途径与胞液中脂肪酸的从头合成途径基本相同，只是酰基载体为辅酶A而不是ACP，延长的二碳单位来自丙二酸单酰CoA。线粒体中的脂肪酸链延长过程是脂肪酸β–氧化过程的逆反应，只是脱氢反应变为由还原酶催化的还原反应，第一次还原以NADH作还原剂，第二次还原以NADPH作还原剂。在植物体内，延长过程发生在叶绿体、前质体和内质网中。叶绿体、前质体只能将软脂酸延长为硬脂酸，延长过程与胞液中的从头合成途径完全相同，18碳以上的脂肪酸链的延长由内质网延长系统完成。
2.脱饱和作用 脱饱和作用有需氧和厌氧两种途径，前者主要存在于真核生物中，后者存在于厌氧微生物中。
⑴ 需氧途径 一般情况下，去饱和作用首先发生在饱和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成单不饱和脂肪酸，如油酸和棕榈油酸。然后动物(尤其是哺乳动物)从该双键向脂肪酸的羧基端继续脱饱和，形成多不饱和脂肪酸;而植物则从该双键向脂肪酸的甲基端继续脱饱和，形成亚油酸(18：3△9，12)、α-亚麻酸(18：3△9，12，15)等多不饱和脂肪酸。由于人和动物缺乏在第9位碳原子以上位置引入双键的酶，不能合成亚油酸和亚麻酸，故必须从植物中获得。
单不饱和脂肪酸的合成需要O2、NADPH+H+和电子传递体等参加，由去饱和酶催化长链饱和脂酰-ACP脱去C9和C10上的氢原子，形成相应的不饱和脂肪酸。反应中一个O2接受来自去饱和酶的两对电子而生成两分子水，其一对电子由饱和脂酰-ACP提供，另一对由NADPH或NADH提供。硬脂酰辅酶A的脱饱和过程见图8-24。
动、植物体内单烯酸的合成途径类似，但脱饱和酶系略有不同。前者结合在内质网膜上，以脂酰辅酶A为底物;后者游离在胞液中，以脂酰ACP为底物。此外，两者的电子传递体系也略有差别，动物体内细胞色素b5的功能在植物体内由铁硫蛋白行使。
⑵ 厌氧途径 细菌的不饱和脂肪酸都是单烯酸，目前尚未发现有二烯酸和多烯酸。细菌和许多原核生物中不饱和脂肪酸的合成通过厌氧途径进行，是先由脂肪酸合成酶系合成十碳的β-羟癸酰-ACP，再经脱水酶催化生成含一个双键的顺-β，γ-癸烯脂酰-ACP，再由丙二酸单酰-ACP在碳链的羧基端逐步延长碳链，生成不同长度的单烯脂肪酸。
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二、 脂肪的生物合成
脂肪合成所需的甘油和脂肪酸以活化形式3-磷酸甘油和脂酰CoA合成脂肪。3-磷酸甘油可通过两种方式合成，一是在胞浆中，由糖酵解途径产生的磷酸二羟丙酮还原生成;二是在甘油激酶催化下，由脂肪水解产生的甘油磷酸化形成。因为后一种方式不存在于脂肪组织，脂肪水解产生的甘油在该组织内不能用于脂肪合成，这就保证了脂肪动员产生的脂肪酸和甘油可以运至其它组织分解产能或转化。如若不然，脂肪的水解产物就会在脂肪组织内部直接酯化为脂肪，使代谢过程成为白白消耗能量而毫无意义的空转。脂肪组织中甘油激酶的缺乏是一种非常巧妙的代谢调控机制，体内缺糖使脂肪动员加强时，生成的脂肪酸因难以进入酯化途径而释入血浆，因为糖酵解减慢造成了酯化底物α-磷酸甘油的短缺。
1. 脂肪的生物合成途径
动物、植物和微生物体内脂肪的生物合成途径相似。脂肪合成的主要途径是甘油二酯途径。在磷酸甘油脂酰转移酶催化下，2分子脂酰CoA与3-磷酸甘油结合生成磷脂酸，再由磷酸酶催化磷脂酸脱磷酸，生成甘油二酯，最后由甘油二酯转酰酶催化另一分子脂酰CoA的脂酰基转给甘油二酯合成脂肪。
动物小肠粘膜上皮细胞主要利用消化吸收的甘油一酯及脂肪酸合成脂肪，称为甘油一酯途径。在转酰基酶催化下，使甘油一酯接受脂酰CoA的脂酰基生成甘油二酯，甘油二酯再接受一个脂酰基生成脂肪。
2. 激素对脂肪代谢的调节
胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素是调节脂肪代谢的主要激素。激素敏感性脂肪酶的活性受激素调节，这是脂肪动员的关键。关于脂解激素、抗脂解激素对脂肪动员的调节已如前述。
胰岛素对脂肪酸合成的限速酶—乙酰CoA羧化酶的作用有两个方面：一是通过共价修饰调节使之脱磷酸化激活;二是诱导该酶的合成，从而促进脂肪酸合成。胰高血糖素能使乙酰CoA羧化酶磷酸化失活，抑制脂肪酸合成。因此，进食后胰岛素分泌增加可加强脂肪的合成与贮存;空腹时胰高血糖素分泌增加则抑制脂肪合成，加强脂肪动员、分解供能，肾上腺素、生长激素也有类似作用。
第四节 类脂代谢
类脂包括磷脂、糖脂和固醇等，其代谢过程较复杂，下面简略介绍其合成和分解。
一.磷脂的代谢
(一).磷脂的降解
与甘油三酯一样，甘油磷脂和鞘磷脂的降解也是先进行水解，然后水解产物再沿各自不同的途径进一步分解或转化。生物体内存在能使甘油磷脂水解的多种磷脂酶类(phospholipase)，一般可分为磷脂酶A、B、C、D四类，分别作用于磷脂分子中不同的酯键。磷脂酶A1和A2可切下磷脂的脂肪酸部分;磷脂酶C和D专一性水解磷酸酯键;磷脂酶B水解溶血磷脂，也称为溶血磷脂酶。溶血磷脂是磷脂的1位或2位脱去脂酰基后生成的化合物，具有强表面活性，能使红细胞膜或其它细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。
磷脂酶A1 广泛分布于动物细胞的溶酶体中(蛇毒及某些微生物中也有)，专一性水解磷脂分子1位酯键，产物是溶血磷脂2。磷脂酶A2 大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒中，也常以酶原形式存在于动物的胰腺内，作用于2位酯键，产物是溶血磷脂1，故被毒蛇或蜂咬伤后可引起溶血。不过被毒蛇咬伤致命并非溶血所致，主要是蛇毒中含有多种使神经麻痹的蛇毒蛋白。磷脂酶A2在胰腺细胞中以酶原形式存在，可防止细胞内磷脂遭受降解。急性胰腺炎的发生是由于消化液返流入胰腺后磷脂酶A2激活(正常情况下只有进入消化道后才激活)，生成溶血磷脂使胰腺细胞膜破坏、组织坏死所致。磷脂酶B催化溶血磷脂脱去脂肪酸成为甘油磷酸胆碱等化合物，失去溶解细胞膜的作用。磷脂酶C主要存在于细胞膜、蛇毒和细菌中，特异水解3位磷酸酯键，生成甘油二酯及磷酸胆碱等。磷脂酶D催化磷酸与氨基醇之间酯键的水解，产物是磷脂酸和胆碱。
甘油磷脂的水解产物甘油和磷酸可参加糖代谢，脂肪酸可进一步被氧化，各种氨基醇可参加磷脂的再合成，胆碱还可通过转甲基作用变为其他物质。
有些组织细胞的溶酶体中存在神经鞘磷脂酶，它属于磷脂酶C，能使鞘磷脂3位磷酸酯键水解，产物为磷酸胆碱和N-脂酰鞘氨醇。先天性缺乏此酶的病人，鞘磷脂不能降解而在细胞中积累，因此出现肝、脾肿大和痴呆等鞘磷脂沉积症状。
磷脂酶使磷脂分解，促使细胞膜不断更新，并且清除由于磷脂中不饱和脂肪酸氧化产生的毒性磷脂。磷脂酶起作用后产生细胞膜中溶血磷脂高集区，使细胞膜磷脂双层局部松弛和破损，有利于生物大分子跨膜翻转或穿过膜屏障。
(二).磷脂的生物合成
各组织细胞内质网均有合成磷脂的酶系，磷脂的合成在内质网膜外侧面进行。
1. 甘油磷脂的合成 首先由α-磷酸甘油与两分子脂酰CoA缩合成磷脂酸，这与脂肪的合成相似;然后以磷脂肪酸为前体，在胞苷三磷酸(CTP)参与下加上各种基团形成磷脂。但磷脂C2的脂酰基均为必需脂肪酸或由必需脂肪酸生成，故缺乏必需脂肪酸会造成磷脂合成障碍。
以磷脂酸为前体合成甘油磷脂的途径有两条，下面以磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)为例介绍两条途径的反应过程，磷脂酰胆碱(卵磷脂)的合成与此类似。
⑴ CDP-甘油二酯途径 该途径是磷脂酸先转变为CDP-甘油二酯，再将甘油二酯转给丝氨酸生成磷脂酰丝氨酸，最后脱羧生成脑磷脂(图8-28)。
⑵ 甘油二酯途径 该途径是先将乙醇胺(胆胺)活化为CDP-乙醇胺，再将其中的磷酸乙醇胺转给甘油二酯形成脑磷脂。
以上两条途径，CDP-甘油二酯途径较为普遍，甘油二酯途径主要存在于哺乳动物中。哺乳动物中脑磷脂和卵磷脂的合成通过甘油二酯途径进行，而磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂的合成通过CDP-甘油二酯途径进行。
脑磷脂合成的原料乙醇胺可由丝氨酸脱羧生成，乙醇胺甲基化即为胆碱，所需甲基由S-腺苷蛋氨酸提供。胆碱是合成卵磷脂的重要原料，人和动物若胆碱摄入不足及合成障碍，会使卵磷脂减少进而影响极低密度脂蛋白的合成，导致肝脏组织脂肪堆积，形成脂肪肝。大豆中磷脂含量丰富，是胆碱和必需脂肪酸的良好来源。
以上是甘油磷脂合成的基本过程。此外脑磷脂从S-腺苷蛋氨酸获得甲基亦可生成卵磷脂，磷脂酰丝氨酸也可由脑磷脂羧化或与丝氨酸交换生成。
2. 鞘磷脂的生物合成
鞘磷脂主要分布在大脑和神经髓鞘中，它与甘油磷脂的区别在于鞘氨醇代替了甘油。合成过程包括：丝氨酸与软脂酰CoA合成鞘氨醇;鞘氨醇的氨基与脂酰CoA的脂酰基结合为神经酰胺;神经酰胺接受氨基醇的磷酸酯形成鞘磷脂，如接受磷酸胆碱则形成神经鞘磷脂。合成途径中的CDP-胆碱(胞苷二磷酸胆碱)是一种重要的中间产物，它也参与人和哺乳动物卵磷脂的合成。在脑中磷脂受损的情况下，CDP-胆碱可改善磷脂代谢，促进卵磷脂和鞘磷脂合成。在脑外伤引起的意识障碍病例中，CDP-胆碱对促进苏醒有肯定疗效;对慢性病如偏瘫、中枢性眩晕、神经性耳聋等症，也有一定疗效。
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二、糖脂的代谢
(一).糖脂的降解
糖脂可在各种酯酶和糖苷酶作用下水解相应的脂肪酸、单糖、甘油、鞘氨醇等。如当叶细胞受损时，单半乳糖二脂酰甘油(MGDG)和双半乳糖二脂酰甘油(DGDG)即由半乳糖脂酶和β-半乳糖苷酶催化迅速水解为脂肪酸、半乳糖和甘油。鞘糖脂的降解发生在溶酶体中，在多种糖基水解酶的催化下依次除去糖基。糖基水解酶都具有很强的专一性，任何一种缺乏都会影响鞘糖脂的正常降解，使鞘糖脂在溶酶体中堆积，导致溶酶体膨胀，最终引起神经功能障碍。
(二) 糖脂的生物合成
甘油糖脂主要存在于植物的叶绿体膜中，较常见的是MGDG和DGDG。它们在叶绿体被膜上合成，先合成磷脂酸，再水解脱磷酸产生甘油二酯(见脂肪生物合成)，最后在半乳糖基转移酶催化下，甘油二酯接受来自UDP-半乳糖的半乳糖基生成MGDG，最后一步反应为：
MGDG再接受一分子UDP-半乳糖的半乳糖基则生成DGDG。
鞘糖脂主要分布于动物细胞中，它的合成与鞘磷脂一样，也是先合成鞘氨醇和神经酰胺。脑苷脂可由神经酰胺的末端羟基接受UDP-糖的糖基生成，亦可由鞘氨醇与糖基先结合为鞘氨醇糖苷后脂酰化生成。在脑苷脂的糖基上继续添加糖基或其它基团，可形成其它鞘糖脂，如神经节苷脂。
三 、胆固醇的代谢
(一).胆固醇的生物合成
除成年动物脑组织和成熟红细胞外，其它组织细胞均可合成胆固醇，其中肝脏是合成胆固醇主要场所，体内70%—80%的胆固醇由肝脏合成。肝脏合成的胆固醇可经血液循环运到大脑和其它组织利用。分别采用14C和13C同位素标记乙酸的甲基和羧基，证明内源胆固醇的所有碳原子都来自乙酰辅酶A，胆固醇27个碳原子中15个来自乙酸的甲基，12个来自羧基。胆固醇合成酶系存在于胞浆和内质网中，它以乙酰CoA作为原料，需要NADPH、ATP等辅助因子参与，合成过程简述如下：
1.甲羟戊酸(MVA)的生成：由2分子乙酰CoA合成乙酰乙酰CoA，然后再与1分子乙酰CoA缩合生成β-羟基β-甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)，这两步反应与酮体合成完全相同。HMGCoA在线粒体中裂解为酮体;而在内质网膜上则由HMGCoA还原酶催化还原为MVA，反应需NADPH+H+提供氢，HMGCoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。
2. 异戊烯醇焦磷酸酯(IPP)的生成：甲羟戊酸磷酸化(消耗3ATP)再脱羧生成IPP。IPP不仅是合成胆固醇的前体，也是植物合成萜类、昆虫合成保幼激素、蜕皮素等的前体。
3. 鲨烯的生成：1分子IPP异构为3，3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)，DPP先后与2分子IPP逐一头尾缩合，形成焦磷酸法尼酯(FPP)。2分子FPP由鲨烯合成酶催化缩合为鲨烯，需NADPH+H+供给氢。
上述第二、三阶段在胞浆中进行。
4. 胆固醇的生成：鲨烯经鲨烯加单氧酶作用环化为2,3-环氧鲨烯，在动物体内环氧鲨烯进一步环化为30个碳原子的羊毛固醇,后者经过转甲基、双键移位、还原等反应合成胆固醇。环氧鲨烯在植物体内可转化为豆固醇，在真菌中可转化为麦角固醇。
(二)影响胆固醇生物合成的因素
HMGCoA还原酶的活性控制着胆固醇的合成速度，体内胆固醇含量升高可反馈抑制其活性减少合成。但此负反馈调节机制仅在肝组织起作用，并不能抑制肝外组织的胆固醇合成。因此，防止体内胆固醇过多引起的高胆固醇血症仍需减少高胆固醇食物的摄入，如动物脑、内脏、蛋黄等。植物性食物中的谷固醇、麦角固醇可干扰胆固醇的吸收，有降低血胆固醇的作用。
胰岛素能通过激活HMGCoA还原酶和诱导该酶的合成，促进胆固醇的生成;胰高血糖素、肾上腺素则抑制胆固醇生成。HMGCoA还原酶的共价调节方式与乙酰辅酶A羧化酶相同，依赖AMP的蛋白激酶使之磷酸化失活，蛋白磷酸酶使之脱磷酸活化，这几种激素可通过对蛋白磷酸酶的影响发挥作用。甲状腺素虽可促进胆固醇生成，但它同时促进胆固醇转变为胆汁酸，且后一作用较强，故有降低血胆固醇的作用。甲状腺机能减退患者血胆固醇升高、甲亢患者血胆固醇降低就是这个缘故。
富含不饱和脂肪酸的植物油和鱼油可使血胆固醇降低，服用亚油酸丸和鱼油丸是治疗高胆固醇血症的辅助手段。富含纤维素的食物可减少肠道对胆汁酸盐的重吸收，促进更多的胆固醇转化为胆汁酸，也能降低血胆固醇。降脂药新伐他丁竞争性抑制HMGCoA还原酶，减少胆固醇的生成。
(三).胆固醇的转化
胆固醇的羟基可酯化形成胆固醇酯;胆固醇的环戊烷多氢菲环在动物体内不能被降解，但其侧链可经氧化、还原、降解等反应转变为多种固醇类生理活性物质，如胆汁酸、肾上腺皮质激素、性激素及维生素D3等。
1. 转化为胆汁酸及其衍生物
在肝脏中转化为胆汁酸是胆固醇的主要代谢去路，内源性胆固醇约2/5转化为胆汁酸。胆固醇先经羟化酶作用生成游离胆汁酸—胆酸和脱氧胆酸，二者再与甘氨酸、牛磺酸结合形成甘氨胆酸、牛磺胆酸等结合胆汁酸。胆汁贮存在胆囊中，胆汁中的胆汁酸以胆汁酸盐(胆盐)的形式存在，能使难溶于水的胆固醇分散成可溶性微团，防止胆囊中的胆汁浓缩时胆固醇沉淀析出形成胆结石。胆汁酸盐由胆道排入小肠，能促进脂类物质的溶解和消化吸收。慢性胆囊炎患者脂类消化吸收不良，高脂饮食后可引起脂肪腹泻。
在小肠中完成脂类乳化作用后，大部分胆汁酸被重吸收，其余的被排泄。部分胆固醇作为胆汁的成分与胆汁酸盐一起进入肠道，经肠道细菌作用还原为粪固醇随粪便排出体外。这是机体胆固醇转变排泄的主要途径。
2. 转化为类固醇激素
胆固醇是合成类固醇激素的原料，在肾上腺皮质细胞中可转变为醛固酮、皮质醇和雄激素，在睾丸间质细胞中转变为睾丸酮，在卵巢的卵泡内膜细胞及黄体中可转变为雌二醇和孕酮。
3. 转化为维生素D
胆固醇在皮肤组织中先氧化为7-脱氢胆固醇，再经紫外线照射转变为维生素D3。D3在肝微粒体中被羟化变为25-羟基维生素D3，25-羟基维生素D3在肾脏中进一步羟化转变为维生素D的活性形式1,25-二羟维生素D3。酵母和植物油中有不能被人吸收的麦角固醇，在紫外线照射下可转变为能被吸收的维生素D2。
第五节 脂类在动物体内运转的概况
肠道吸收的外源性脂类、机体合成的内源性脂类和脂肪动员时产生的脂肪酸需通过血液循环运输到适当组织中利用、贮存或转变。脂类不溶于水，不能直接在血液中运输。脂肪酸与清蛋白结合为可溶性复合体运输，其它脂类以脂蛋白(lipoprotein)的形式运输。
一、血脂
血脂是血浆中脂类的总称，血脂的主要成分是胆固醇、胆固醇酯、脂肪和磷脂，脂肪酸只占少量。尽管血脂变化较大，动物品种、年龄、性别、饲养状况都影响血脂的组成和水平，但正常情况下不会超过一定范围。如人空腹血浆总胆固醇为2.80—5.85mmol/L，脂肪低于1.8 mmol/L。血脂测定可作为高脂血症和心脑血管疾病的辅助诊断指标。
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二、血浆脂蛋白
血浆中的脂类以血浆脂蛋白的形式存在(脂肪酸除外)。血浆脂蛋白是由载脂蛋白与脂质结合形成的类似球状的颗粒，核心由疏水的脂肪和胆固醇酯构成;外层则由兼有极性和非极性基团的载脂蛋白、磷脂和胆固醇包裹。外层分子的非极性基团朝向疏水的内核，极性基团朝外，使脂蛋白成为可溶性颗粒。血浆脂蛋白中的蛋白质统称为载脂蛋白(apolipoprotein,apo)，从人血浆中分离出的apo 有20种之多，各种脂蛋白都含有不止一种apo。
1. 血浆脂蛋白的分类
各种血浆脂蛋白都同时含有胆固醇、脂肪、磷脂和apo，但种类和含量比例不同，颗粒大小也不同。如乳糜微粒直径为80—500nm;脂质和apo的比例分别是98%、2%，脂质中脂肪占80%以上，apo中 apoA1(载脂蛋白A1)占7% ;而高密度脂蛋白直径仅为6.9—9.5 nm;脂质和apo大约各占50%，脂质中脂肪仅占4%—10%，apo中 apoA1高达65% 以上。由于各种血浆脂蛋白所含脂质和apo的比例以及质和量的不同，它们的密度和表面电荷数量各异，因此可用密度分离法和电泳分离法进行分离分类。血浆脂蛋白在密度为1.063的氯化钠溶液中超速离心，按其漂浮情况和沉降速度可分为乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。四种血浆脂蛋白中，CM颗粒最大，脂质含量最高，密度最低(﹤0.96g/ml);HDL颗粒最小，apo含量最高，密度最高(1.063—1.210g/ml)。不同的血浆脂蛋白电泳时移动速度不同(α-脂蛋白最快，CM位于原点)，据此可将其分为CM、β-脂蛋白、前β-脂蛋白和α-脂蛋白。两种分类法中四种脂蛋白恰好是一一对应的。
2. 血浆脂蛋白的代谢概况和生理功能
血浆脂蛋白的代谢与心脑血管疾病关系密切。不同血浆脂蛋白的代谢和功能各异，脂蛋白的代谢反应了脂类在体内运转的概况。CM将吸收的外源性脂类从小肠粘膜细胞运往其它组织;VLDL和LDL将肝脏合成的内源性脂类运至肝外组织;肝脏合成的HDL(小肠粘膜细胞也可合成少量)将各组织中衰老及死亡细胞膜上的游离胆固醇运回肝脏。各种载脂蛋白在血浆脂蛋白代谢中有稳定脂蛋白结构、激活脂蛋白代谢的关键酶、识别脂蛋白受体等重要作用。
(1)CM
CM由小肠粘膜细胞合成，主要功能是把外源性脂类运往全身各组织利用或贮存。在小肠粘膜上皮细胞中，外源性脂类吸收时再合成的脂肪，连同合成及吸收的磷脂与胆固醇，包裹上apoB48等载脂蛋白形成CM。新生CM经淋巴管进入血液，与血液中的HDL交换apo后成为成熟CM。CM的apoCⅡ可激活心肌、脂肪等组织毛细血管内皮细胞表面的脂蛋白脂肪酶(LPL)，使其脂肪水解释出甘油和脂肪酸，被各组织摄取利用或贮存。随着脂肪的水解，CM逐渐变小成为富含胆固醇的残余颗粒被肝细胞摄取。
(2)VLDL
VLDL主要由肝细胞合成，主要成分是脂肪，其功能是将肝脏合成的内源性脂肪运往全身各组织利用或贮存。肝脏是动物尤其是家禽合成脂肪的主要器官。VLDL的代谢概况与CM相似，但因其胆固醇含量比CM多，随着脂肪的水解和apo的交换转移，VLDL转变为富含胆固醇的LDL。VLDL合成障碍使脂肪堆积在肝脏中，形成脂肪肝。磷脂是血浆脂蛋白的重要成分，磷脂的合成需要必需脂肪酸和胆碱，因此营养不合理会影响磷脂以致VLDL的合成。
(3)LDL
LDL在血浆中由VLDL转变而来，所含胆固醇总量(包括游离胆固醇和酯型胆固醇)可达50%以上，功能是转运肝脏合成的内源性胆固醇。各种组织包括肝脏本身都能摄取和代谢LDL，这些组织的细胞膜表面有LDL受体，能够识别并结合LDL，结合后通过内吞进入细胞与溶酶体融合。在溶酶体中，胆固醇酯水解为游离胆固醇和及脂肪酸被细胞利用或贮存。胆固醇在这些组织中可抑制HMGCoA还原酶以调节细胞内胆固醇的合成，也可掺入细胞的膜系统促进其更新或转化为类固醇激素等生理活性物质。
参与LDL代谢的关键酶、载脂蛋白或LDL受体缺陷可导致LDL代谢障碍，使血浆LDL和胆固醇升高，已经证明LDL受体缺陷是造成家族性高胆固醇血症的重要原因。LDL受体缺陷是常染色体显性遗传，纯合子细胞膜LDL受体完全缺乏，杂合子数目减少一半，纯合子患者20岁前就发生典型的冠心病症状。
(4)HDL
HDL由肝细胞和小肠细胞合成后释放到血液中，主要功能是将肝外组织中衰老及死亡细胞膜上的游离胆固醇通过血液循环运回肝脏。新生HDL在血浆中与CM、VLDL交换载脂蛋白后转变为成熟的有功能的HDL,它能够结合并酯化全身各组织中衰老及死亡细胞膜上的游离胆固醇，将其转移至自身颗粒内部。HDL上有特殊的载脂蛋白能被肝细胞膜上相应的受体识别结合，故回收了肝外组织和血浆中多余胆固醇的HDL最终被肝脏摄取，转变为胆汁酸盐等排泄。因HDL能减少血浆胆固醇，血浆HDL水平较高的人不易患高脂血症。
例题：
1.辅脂酶在脂肪消化吸收中的作用 ( )
A.直接水解脂肪成脂肪酸和甘油
B.是合成脂肪的主要关键酶
C.是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅助因子
D.是脂肪酸β氧化的第一个酶
E.以上都是
2.辅脂酶对胰脂酶起辅助作用的机制是 ( )
A. 传递H原子
B.提供O2
C. 解除肠腔内胆汁酸盐对胰脂酶的抑制
D.通过氧化还原反应为胰脂酶提供NADPH+H+
E.降低胰脂酶和脂肪的结合
3.合成甘油三酯最强的器官是 ( )
A.肝 B.肾 C.脂肪组织 D.脑 E.小肠
参考答案
1.C 2.C 3.A
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