脂肪代謝是指生物體內脂肪的合成與分解過程。
脂肪的消化主要在小腸上段經各種酶及膽汁酸鹽的作用, 水解為甘油、脂肪酸等。中鏈、短鏈脂肪酸構成的甘油三酯乳化後即可吸收, 吸收後的甘油三酯在腸粘膜細胞內水解為脂肪酸及甘油, 最後經由門靜脈入血。
長鏈脂肪酸構成的甘油三酯在腸道分解為長鏈脂肪酸和甘油一酯, 再吸收後由腸粘膜細胞內再合成甘油三酯, 與載脂蛋白、膽固醇等結合成乳糜微粒, 最後經由淋巴入血。
脂類主要包括以下4種:
脂肪:由甘油和脂肪酸合成, 體內脂肪酸來源有二:一是機體自身
脂肪代謝
脂肪代謝
合成, 二是食物供給特別是某些不飽和脂肪酸, 機體不能合成, 稱必需脂肪酸, 如亞油酸、α-亞麻酸。
磷脂:由甘油與脂肪酸、磷酸及含氮化合物
代謝
代謝
生成。
鞘脂:由鞘氨酸與脂肪酸結合的脂,
膽固醇脂:膽固醇與脂肪酸結合生成。
甘油三酯代謝編輯
合成代謝
甘油三酯是機體儲存能量及氧化供能的重要形式。
1.合成部位及原料
肝、脂肪組織、小腸是合成的重要場所, 以肝的合成能力最強, 注意:
肝細胞能合成脂肪, 但不能儲存脂肪。 合成後要與載脂蛋白、膽固醇等結合成極低密度脂蛋白, 入血運到肝外組織儲存或加以利用。 若肝合成的甘油三酯不能及時轉運, 會形成脂肪肝。 脂肪細胞是機體合成及儲存脂肪的倉庫。
2.合成基本過程
①甘油一酯途徑:這是小腸粘膜細胞合成脂肪的途徑, 由甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯。
②甘油二酯途徑:肝細胞和脂肪細胞的合成途徑。
脂肪細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。
分解代謝
即為脂肪動員, 在脂肪細胞內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並釋放入血供其他組織氧化。
甘油甘油激酶——>3-磷酸甘油——>磷酸二羥丙酮——>;糖酵解或有氧氧化供能, 也可轉變成糖脂肪酸與清蛋白結合轉運入各組織經β-氧化供能。
脂肪酸的分解代謝—β-氧化
在氧供充足條件下, 脂肪酸可分解為乙醯CoA, 徹底氧化成CO2和H2O並釋放出大量能量, 大多數組織均能氧化脂肪酸, 但腦組織例外, 因為脂肪酸不能通過血腦屏障。 其氧化具體步驟如下:
1、脂肪酸活化, 生成脂醯CoA。
2、脂醯CoA進入線粒體, 因為脂肪酸的β-氧化在線粒體中進行。 這一步需要肉堿的轉運。 肉堿脂醯轉移酶I是脂酸β氧化的限速酶, 脂醯CoA進入線粒體是脂酸β-氧化的主要限速步驟,
3、脂肪酸的β-氧化, 基本過程
丁醯CoA經最後一次β氧化:生成2分子乙醯CoA
故每次β氧化1分子脂醯CoA生成1分子FADH2, 1分子NADH+H+, 1分子乙醯CoA, 通過呼吸鏈氧化前者生成1.5分子ATP, 後者生成2.5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有關, 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個碳原子, 靠7次β氧化生成7分子NADH+H+, 7分子FADH2, 8分子乙醯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, 脂肪酸產生的能量比葡萄糖多。
脂肪酸的其他氧化方式
1、不飽和脂肪酸的氧化,也在線粒體進行,其與飽和脂肪酸不同的是鍵的順反不同,通過異構體之間的相互轉化,即可進行β-氧化。
2、過氧化酶體脂酸氧化:主要是使不能進入線粒體的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成較短的脂肪酸,以便能進入線粒體內分解氧化,對較短鍵脂肪酸無效。
3、丙酸的氧化:人體含有極少量奇數碳原子脂肪酸氧化後還生成1分子丙醯CoA,丙醯CoA經羧化及異構酶作用轉變為琥珀醯CoA,然後參加三羧酸迴圈而被氧化。
酮體的生成及利用
酮體包括乙醯乙酸、β-羥丁酸、丙酮。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物,脂肪酸在線粒體中β氧化生成的大量乙醯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,因為其缺乏利用酮體的酶系。
1、生成過程:
2、利用:肝生成的酮體經血運輸到肝外組織進一步分解氧化。
總之肝是生成酮體的器官,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
長期饑餓,糖供應不足時,脂肪酸被大量動用,生成乙醯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,故此時肝中合成酮體增加,轉運至腦為其供能。但在正常情況下,血中酮體含量很少。
嚴重糖尿病患者,葡萄糖得不到有效利用,脂肪酸轉化生成大量酮體,超過肝外組織利用的能力,引起血中酮體升高,可致酮症酸中毒。
4、酮體生成的調節
1、飽食或糖供應充足時:胰島素分泌增加,脂肪動員減少,酮體生成減少;
2、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;
3、糖代謝過程中的乙醯CoA和檸檬酸能別構啟動乙醯CoA羧化酶,促進丙二醯CoA合成,而後者能抑制肉堿脂醯轉移酶
阻止β-氧化的進行,酮體生成減少。
饑餓或糖供應不足或糖尿病患者,與上述正好相反,酮體生成增加。
脂肪酸的合成代謝
1、脂肪酸主要從乙醯CoA合成,凡是代謝中產生乙醯CoA的物質,都是合成脂肪酸的原料,機體多種組織均可合成脂肪酸,肝是主要場所,脂肪酸合成酶系存在於線粒體外胞液中。但乙醯CoA不易透過線粒體膜,所以需要穿梭系統將乙醯CoA轉運至胞液中,主要通過檸檬酸-丙酮酸迴圈來完成。
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
乙醯CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶,存在於胞液中,輔基為生物素。檸檬酸、異檸檬酸是其變構啟動劑,故在飽食後,糖代謝旺盛,代謝過程中的檸檬酸可別構啟動此酶促進脂肪酸的合成,而軟脂醯CoA是其變構抑制劑,降低脂肪酸合成。此酶也有共價修飾調節,胰高血糖素通過共價修飾抑制其活性。
從乙醯CoA和丙二醯CoA合成長鏈脂肪酸,實際上是一個重複加長過程,每次延長2個碳原子,由脂肪酸合成多酶體系催化。哺乳動物中,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及輔基構成,合成過程中,脂醯基即連在輔基上。丁醯是脂酸合成酶催化第一輪產物,通過第一輪乙醯CoA和丙二醯CoA之間縮合、還原、脫水、還原等步驟,C原子增加2個,此後再以丙二醯CoA為碳源繼續前述反應,每次增加2個C原子,經過7次迴圈之後,即可生成16個碳原子的軟脂酸。
3、酸碳鏈的加長。
碳鏈延長在肝細胞的內質網或線粒體中進行,在軟脂酸的基礎上,生成更長碳鏈的脂肪酸。
4、脂肪酸合成的調節
胰島素誘導乙醯CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成,促進脂肪酸合成,還能促使脂肪酸進入脂肪組織,加速合成脂肪。而胰高血糖素、腎上腺素、生長素抑制脂肪酸合成。
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,在調節細胞代謝上具有重要作用,與炎症、免疫、過敏及心血管疾病等重要病理過程有關。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,在環過氧化酶作用下生成前列腺素、血栓素。
瞭解脂肪的合理儲存與排除是減肥和健康的基礎。只有搞清楚脂肪是如何代謝的,才能借助各種減肥方法有效瘦身,養成瘦人體質才能保證瘦後不反彈。所謂知己知彼,百戰不殆,為了瘦身有效逆襲美麗,不妨抽幾分鐘的時間,好好看看脂肪在人體內合成代謝和分解代謝的神奇過程吧。
脂肪酸的其他氧化方式
1、不飽和脂肪酸的氧化,也在線粒體進行,其與飽和脂肪酸不同的是鍵的順反不同,通過異構體之間的相互轉化,即可進行β-氧化。
2、過氧化酶體脂酸氧化:主要是使不能進入線粒體的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成較短的脂肪酸,以便能進入線粒體內分解氧化,對較短鍵脂肪酸無效。
3、丙酸的氧化:人體含有極少量奇數碳原子脂肪酸氧化後還生成1分子丙醯CoA,丙醯CoA經羧化及異構酶作用轉變為琥珀醯CoA,然後參加三羧酸迴圈而被氧化。
酮體的生成及利用
酮體包括乙醯乙酸、β-羥丁酸、丙酮。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物,脂肪酸在線粒體中β氧化生成的大量乙醯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,因為其缺乏利用酮體的酶系。
1、生成過程:
2、利用:肝生成的酮體經血運輸到肝外組織進一步分解氧化。
總之肝是生成酮體的器官,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
長期饑餓,糖供應不足時,脂肪酸被大量動用,生成乙醯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,故此時肝中合成酮體增加,轉運至腦為其供能。但在正常情況下,血中酮體含量很少。
嚴重糖尿病患者,葡萄糖得不到有效利用,脂肪酸轉化生成大量酮體,超過肝外組織利用的能力,引起血中酮體升高,可致酮症酸中毒。
4、酮體生成的調節
1、飽食或糖供應充足時:胰島素分泌增加,脂肪動員減少,酮體生成減少;
2、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;
3、糖代謝過程中的乙醯CoA和檸檬酸能別構啟動乙醯CoA羧化酶,促進丙二醯CoA合成,而後者能抑制肉堿脂醯轉移酶
阻止β-氧化的進行,酮體生成減少。
饑餓或糖供應不足或糖尿病患者,與上述正好相反,酮體生成增加。
脂肪酸的合成代謝
1、脂肪酸主要從乙醯CoA合成,凡是代謝中產生乙醯CoA的物質,都是合成脂肪酸的原料,機體多種組織均可合成脂肪酸,肝是主要場所,脂肪酸合成酶系存在於線粒體外胞液中。但乙醯CoA不易透過線粒體膜,所以需要穿梭系統將乙醯CoA轉運至胞液中,主要通過檸檬酸-丙酮酸迴圈來完成。
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
乙醯CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶,存在於胞液中,輔基為生物素。檸檬酸、異檸檬酸是其變構啟動劑,故在飽食後,糖代謝旺盛,代謝過程中的檸檬酸可別構啟動此酶促進脂肪酸的合成,而軟脂醯CoA是其變構抑制劑,降低脂肪酸合成。此酶也有共價修飾調節,胰高血糖素通過共價修飾抑制其活性。
從乙醯CoA和丙二醯CoA合成長鏈脂肪酸,實際上是一個重複加長過程,每次延長2個碳原子,由脂肪酸合成多酶體系催化。哺乳動物中,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及輔基構成,合成過程中,脂醯基即連在輔基上。丁醯是脂酸合成酶催化第一輪產物,通過第一輪乙醯CoA和丙二醯CoA之間縮合、還原、脫水、還原等步驟,C原子增加2個,此後再以丙二醯CoA為碳源繼續前述反應,每次增加2個C原子,經過7次迴圈之後,即可生成16個碳原子的軟脂酸。
3、酸碳鏈的加長。
碳鏈延長在肝細胞的內質網或線粒體中進行,在軟脂酸的基礎上,生成更長碳鏈的脂肪酸。
4、脂肪酸合成的調節
胰島素誘導乙醯CoA羧化酶、脂肪酸合成酶的合成,促進脂肪酸合成,還能促使脂肪酸進入脂肪組織,加速合成脂肪。而胰高血糖素、腎上腺素、生長素抑制脂肪酸合成。
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,在調節細胞代謝上具有重要作用,與炎症、免疫、過敏及心血管疾病等重要病理過程有關。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,在環過氧化酶作用下生成前列腺素、血栓素。
瞭解脂肪的合理儲存與排除是減肥和健康的基礎。只有搞清楚脂肪是如何代謝的,才能借助各種減肥方法有效瘦身,養成瘦人體質才能保證瘦後不反彈。所謂知己知彼,百戰不殆,為了瘦身有效逆襲美麗,不妨抽幾分鐘的時間,好好看看脂肪在人體內合成代謝和分解代謝的神奇過程吧。