【正文】
血漿中的脂質(zhì)高于正常人上限即為高脂血癥。流行病學(xué)研究證實(shí), HDL水平高者冠心病發(fā)病率低。 HDL1 只有在高膽固醇膳食時(shí)才在血漿中出現(xiàn),故又稱為 HDLc,正常人血漿中的 HDL主要為 HDL2和 HDL3。新生的 HDL在血漿中 LCAT的催化下,其表面卵磷脂的 2位脂?;D(zhuǎn)移至膽固醇的 3位羥基上生成溶血卵磷脂和膽固醇酯。正常人空腹血漿脂蛋白主要是 LDL,可占到血漿脂蛋白總量的 2/ 3。在溶酶體中蛋白水解酶可將 LDL中的 apoB100水解成氨基酸,其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解成游離膽固醇與脂肪酸。大約 2/ 3的 LDL被 LDL受體識(shí)別、結(jié)合并攝入細(xì)胞中降解,其余 1/ 3由清除細(xì)胞即單核吞噬細(xì)胞系的巨噬細(xì)胞清除。其余 IDL則轉(zhuǎn)變?yōu)?LDL。 (二 )極低密度脂蛋白 (VLDL) 肝細(xì)胞可利用葡萄糖或內(nèi)、外源性脂肪酸為原料合成甘油三酯,再加上 apoB100和 apoE(主要是 apoB)以及磷脂、膽固醇等形成新生VLDL,后分泌入血。如 apoE是由 299個(gè)氨基酸殘基組成的單鏈蛋白質(zhì), apoB48由 2 152個(gè)氨基酸殘基組成, apoB100是由 4 536個(gè)氨基酸殘基組成的,為目前已知一級(jí)結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)、相對(duì)分子質(zhì)量最大的蛋白質(zhì)。不同的血漿脂蛋白所含的載脂蛋白不同, CM含 apoB48而不含 apoBl00,主要含 apoCⅢ ;VLDL主要含 apoB100及 apoCⅢ 而不含 apoB48; LDL幾乎只含 apoB100;HDL則既不含 apoB48又不含 apoBl00,主要含 apoAI及 apoAⅡ 載脂蛋白的主要功能是參與脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)及穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu)。疏水性較強(qiáng)的甘油三酯及膽固醇酯位于脂蛋白顆粒的內(nèi)核,而具有極性及非極性基團(tuán)的磷脂、游離膽固醇及載脂蛋白則覆蓋于脂蛋白顆粒的表面,其非極性的疏水基團(tuán)朝向內(nèi)核,極性的親水基團(tuán)暴露于顆粒表面,使血漿脂蛋白均勻地分散在血液中被運(yùn)轉(zhuǎn)。低密度脂蛋白含膽固醇最多,占 45%~ 50%。 (二 )血漿脂蛋白的組成 血漿脂蛋白是由蛋白質(zhì)和各種脂質(zhì)組成的復(fù)合物,其中蛋白質(zhì)包括各類載脂蛋白,脂質(zhì)主要有甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯。 2.超速離心法 (密度分離法 ) 根據(jù)各種血漿脂蛋白的密度大小不同可用超速離心法將血漿脂蛋白分離開(kāi),這是一種經(jīng)典的方法。 1.電泳法 根據(jù)各種血漿脂蛋白的顆粒大小及表面電荷量的不同可用電泳法將血漿脂蛋白分離開(kāi),這是最常用的一種方法。游離脂酸在血液中與清蛋白組成的復(fù)合物不屬于傳統(tǒng)的脂蛋白類。游離脂酸雖然在血液中濃度較低,但其代謝極為活躍,是體內(nèi)重要的能源物質(zhì)之一,可提供機(jī)體所需能量的 20%~ 25%。正常人空腹血脂含量見(jiàn)表。上述兩種來(lái)源的脂質(zhì)物質(zhì)經(jīng)過(guò)血液循環(huán),分別運(yùn)往不同的組織細(xì)胞利用或儲(chǔ)存。一部分膽固醇也可以直接隨膽汁和通過(guò)腸黏膜排入腸道。 (三 )轉(zhuǎn)化為維生素 D3 膽固醇經(jīng)脫氫氧化生成 7脫氫膽固醇,人體皮膚細(xì)胞內(nèi)的 7脫氫膽固醇在紫外線照射后能轉(zhuǎn)變成膽鈣化醇,又稱維生素 D3。 (二 )轉(zhuǎn)化為類固醇激素 膽固醇是許多組織合成類固醇激素的原料。膽汁酸屬兩性分子,其結(jié)構(gòu)中既含有親水基團(tuán),又含疏水基團(tuán),能夠降低油水兩相間的表面張力。 三、 膽固醇的轉(zhuǎn)變與排泄 膽固醇的基本結(jié)構(gòu)是環(huán)戊烷多氫菲,在體內(nèi)沒(méi)有降解它的酶類。 3.其他調(diào)節(jié) 高糖、高脂肪膳食可增加肝細(xì)胞中 HMGCoA還原酶的活性,促進(jìn)膽固醇的合成。胰高血糖素和皮質(zhì)激素能抑制 HMGCoA還原酶的活性,減少膽固醇的合成。小腸則不受這種反饋調(diào)節(jié),所以即使高膽固醇飲食,血漿膽固醇濃度仍可升高。然后 IPP和 3,3二甲基丙烯焦磷酸酯 (DPP)合成焦磷酸牻牛兒酯 (GPP), GPP和另 1分子 IPP縮合成焦磷酸法呢酯, 2分子FPP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鯊烯合成酶的作用下,縮合、還原生成 30C的多烯烴 —— 鯊烯。 HMGCoA是合成膽固醇及酮體的重要中間體。除了乙酰 CoA外,膽固醇的合成還需要大量的 NADPH+H+及 ATP供給反應(yīng)所需的氫及能量。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,因此膽固醇的合成主要在胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。膽固醇酯經(jīng)膽汁酸鹽乳化后,經(jīng)胰腺分泌的膽固醇酯酶作用水解為游離膽固醇,然后被小腸黏膜細(xì)胞吸收。外源性膽固醇由膳食攝入,內(nèi)源性膽固醇由機(jī)體自身合成,正常人50%以上的膽固醇來(lái)自機(jī)體自身合成。膜結(jié)構(gòu)中的膽固醇均為游離膽固醇。膽固醇廣泛分布于體內(nèi)各組織,但分布極不均一,大約 1/ 4分布于腦及神經(jīng)組織,約占腦組織的 2%。膽固醇有兩種存在形式:游離膽固醇和酯化膽固醇,后者又稱膽固醇酯。 (二 )神經(jīng)鞘磷脂的分解代謝 在腦、肝、脾、腎等組織細(xì)胞的溶酶體中有分解神經(jīng)鞘磷脂的酶:神經(jīng)鞘磷脂酶。 3.合成過(guò)程神經(jīng)鞘磷脂的合成可分為三個(gè)階段: (1)鞘氨醇的合成 首先在 3酮二氫鞘氨醇合成酶作用下,以磷酸吡哆醛為輔酶,催化軟脂酰 CoA和絲氨酸生成 3酮二氫鞘氨醇,后者再以 NADPH+H+為供氫體,以 FAD為受氫體經(jīng)過(guò)連續(xù)的還原、脫氫反應(yīng)合成鞘氨醇。大腦灰質(zhì)中含有豐富的神經(jīng)節(jié)苷脂類,約占全部脂類的6%,非神經(jīng)組織中也含有少量的神經(jīng)節(jié)苷脂。神經(jīng)髓鞘脂類含量很高,約占干重的 97%,其中 5%為神經(jīng)鞘磷脂,人紅細(xì)胞膜所含的神經(jīng)鞘磷脂可達(dá) 20%~ 30%。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有磷酸膽堿脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶和磷酸乙醇胺脂酰甘油轉(zhuǎn)移酶,前者可催化甘油二酯與 CDP一膽堿反應(yīng)生成磷脂酰膽堿,后者可催化甘油二酯和 CDP一乙醇胺作用生成磷脂酰乙醇胺。 合成的原料為磷酸、甘油、脂肪酸、膽堿或乙醇胺等。 甘油磷脂最終被完全水解為脂肪酸、甘油、磷酸、膽堿、膽胺等,它們分別參與代謝。 磷脂酶 A2存在于各組織細(xì)胞膜和線粒體膜,以酶原形式存在于胰腺中,其作用是催化甘油磷脂中 2位酯鍵水解生成溶血磷脂和多不飽和脂肪酸。根據(jù)與磷酸羥基相連的取代基團(tuán)不同,可將甘油磷脂分為磷脂酰膽堿 (卵磷脂 )、磷脂酰乙醇胺 (腦磷脂 )、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等 (表 5)。體內(nèi)含量最多的磷脂是甘油磷脂,而且分布廣。 (2)代謝物的調(diào)節(jié) 乙酰 CoA和 NADPH的增多,有利于脂肪酸的合成,因此,進(jìn)食糖類使糖代謝增強(qiáng)時(shí),可促進(jìn)脂肪酸的生物合成。當(dāng)細(xì)胞處于高能量狀態(tài)時(shí),線粒體中乙酰 CoA和 ATP含量較多,可抑制三羧酸循環(huán)中異檸檬酸脫氫酶的活性,使檸檬酸含量增加,加速脂肪酸的合成。 三、脂肪酸的代謝調(diào)節(jié) 1.脂肪酸分解調(diào)節(jié) 在脂肪酸 ?氧化中,限速步驟是活化的脂酰 CoA從線粒體外轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi),其關(guān)鍵酶是肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 I,脂肪酸合成途徑中的第一個(gè)中間產(chǎn)物丙二酸單酰 CoA是該酶的抑制劑,當(dāng)細(xì)胞能量較高時(shí),它使肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 I的活性降低,脂酰 CoA不能穿過(guò),因而無(wú)法氧化。腎上腺素、生長(zhǎng)激素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素都能促使脂肪分解,被稱為脂解激素。肝臟也能將游離脂肪酸轉(zhuǎn)化成脂肪,然后以脂蛋白的形式重新回到血漿中。脂肪代謝的調(diào)節(jié)可從以下三方面進(jìn)行分析。 圖 95 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去飽和酶及電子傳遞系統(tǒng)示意圖 三、 脂肪的生物合成 脂肪的生物合成主要在肝臟、脂肪組織和小腸中進(jìn)行。這是因?yàn)閯?dòng)物只有△ △ △ △ 9去飽和酶,缺乏△ 9以上的去飽和酶。 b 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系 :以丙二酸單酰 CoA為二碳單位的供給體,由 NADPH+H+供氫,通過(guò)縮合、加氫、脫水及再加氫反應(yīng),每一輪可增加 2個(gè)碳原子,反復(fù)進(jìn)行可使碳鏈逐步延長(zhǎng)??偡磻?yīng)可表示如下 : (二)線粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系 脂肪酸合成酶系只能合成到 16碳的軟脂酸,進(jìn)一步延長(zhǎng)碳鏈成更高級(jí)脂肪酸的作用,可由兩個(gè)酶系統(tǒng)經(jīng)兩條途徑完成:一條由線粒體中的酶系統(tǒng)將脂肪酸延長(zhǎng),另一條由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酶系統(tǒng)將碳鏈延長(zhǎng)?,F(xiàn)已查明這一復(fù)合酶系為二聚體,兩個(gè)亞基相同,它包括脂肪酸合成酶系的全部 7個(gè)酶和脂酰載體蛋白(acylcarrier protein ,ACP)。最近證明乙酰 CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的調(diào)節(jié)。在此循環(huán)中,乙酰 CoA首先在線粒體內(nèi)與草酰乙酸縮合生成檸檬酸,通過(guò)線粒體內(nèi)膜上的載體轉(zhuǎn)運(yùn)即可進(jìn)入胞液,在胞液中 ATP檸檬酸裂解酶的催化下,檸檬酸裂解釋放出乙酰 CoA及草酰乙酸,前者即可用于脂肪酸的合成,后者則在蘋(píng)果酸脫氫酶的催化下還原成蘋(píng)果酸,再經(jīng)線粒體內(nèi)膜載體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體內(nèi)。合成脂肪酸的直接原料是乙酰CoA,凡是在體內(nèi)分解生成乙酰 CoA的物質(zhì)都能用于合成脂肪酸,糖的分解物中有大量乙酰 CoA,故糖是脂肪酸合成的最主要來(lái)源。合成脂肪的原料是磷酸甘油和脂肪酸。如果在一段時(shí)間內(nèi)攝入的供能物質(zhì)超過(guò)體內(nèi)消耗所需時(shí),體重就會(huì)增加,主要是由于體內(nèi)脂肪的合成增加所致。 3. LT的生理功能 近年來(lái)研究證實(shí) LT是一類引起過(guò)敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì) (slow reacting substance of anaphylaxis, SRSA),可使支氣管平滑肌收縮,且作用緩慢而持久。此外, PGI2還具有很強(qiáng)的抑制血小板聚集和擴(kuò)張血管平滑肌的作用。 、 (三 )PG、 Tx和 LT的生理功能 PG、 TX和 LT在體內(nèi)的特點(diǎn)是:①含量低,僅 10―11mol/ L;②半壽期短,僅 1~ 2 min;③具有多方面的重要生理功能。 (二 )白三烯的合成 白三烯也是花生四烯酸的衍生物。 (一 )前列腺素及血栓烷的合成 除紅細(xì)胞外,全身各組織細(xì)胞都具有合成 PG的能力。一方面肝利用其特有的強(qiáng)活性脂肪酸氧化酶系和酮體生成酶系,快速的氧化分解脂肪酸,再轉(zhuǎn)運(yùn)給肝外組織利用;另一方面酮體溶于水,分子小,能透過(guò)血腦屏障及肌肉毛細(xì)血管壁,是肌肉、腦等組織的重要能源。 羥丁酸 乙 酰乙 酸 乙 酰乙 酰 2 乙酰琥珀酰 C oA+ 乙 酰乙 酸C oA乙 酰乙 酰 C oA + 琥珀酸 三羧酸循環(huán)N AD+AT P C oA+ C oAC oAβ①② ③④②乙 酰乙 酸硫激 酶 ③乙 酰乙 酰 C oA 硫解 酶④琥珀酰 C oA 轉(zhuǎn)硫酶① β 羥丁酸脫氫酶酮體的另一化合物丙酮除隨尿排出外,有一部分直接由肺部呼出。由于上述反應(yīng)都是可逆的,因此 HMGCoA是脂肪酸、酮體及膽固醇代謝的共同中間產(chǎn)物,在脂類代謝中具有重要意義。 ② 乙酰乙酰 CoA在羥甲基戊二酸單酰 CoA(HMGCoA)合成酶的催化下,再與 1分子乙酰 CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰 CoA,并釋出 1分子 CoASH。改結(jié)構(gòu)式 C H3C H2C O S C o AC O2. H2OCH C H3C O OC SOC o ACCH3HC O OC SOC o AB1 2C H2C H2COS C o AC O O~++ + A T P丙酰 C oA 羧化酶( 消旋酶 )丙酰輔 酶 AD 甲 基丙二酰 C oAL 甲 基丙二酰 C oA甲 基丙二酰 C oA 變位酶琥珀酰 C oA甲 基丙二酰 C oA 表異構(gòu) 酶(四) 酮體的生成和利用 乙酰乙酸、 β羥丁酸及丙酮三者統(tǒng)稱酮體。 ? (三) 脂肪酸氧化的其他途徑 ? 脂肪酸除進(jìn)行 β氧化作用外,還有少量可進(jìn)行其他方式氧化,如 α氧化和 ω氧化。如例: C O S C o AC O S C o AC O S C o AC O S C o A. H2OC OO HS C o AC OO HS C o A C H3C O S C o A~亞 油酰 C o A ( 順 , 順 )3 次 氧化~十二碳二烯脂酰 C o A ( 順 , 順 )順 反 烯脂酰 C o A 異構(gòu) 酶~26十二碳二烯脂酰 C o A ( 順 反)2 次 氧化~2辛烯酰 C o A ( 順 )烯脂酰 C o A 水合 酶+~D 羥辛酰 C o A羥脂酰 C oA 表異構(gòu) 酶~氧化912△△△ △△9 12β 3 63△△△6 2β 2ββ羥辛酰 C o Aβ Lβ~36△2( 4) β氧化過(guò)程中能量的生成 以軟脂酸為例計(jì)算其完全氧化生成的 ATP分子數(shù)。當(dāng)饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病時(shí),機(jī)體不能利用糖,需要脂肪酸氧化供能,此時(shí)肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ 活性增加,脂肪酸氧化增強(qiáng);相反飽食后,脂肪合成及丙二酰 CoA濃度增加,后者抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ 活性,脂肪酸的氧化被抑制。新生成的脂酰 CoA可繼續(xù)重復(fù)上述 4步反應(yīng),直至完全分解為乙酰 CoA為止。故一分子脂肪酸活化,實(shí)際上消耗了兩個(gè)高能磷酸鍵。脂肪酸進(jìn)行 β氧化前必須活化,活化在線