生物化学与分子生物学/甘油三酯代谢

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生物化学与分子生物学

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甘油三酯是人体内含量最多的脂类,大部分组织均可以利用甘油三酯分解产物供给能量,同时肝脏、脂肪等组织还可以进行甘油三酯的合成,在脂肪组织中贮存。

目录

一、甘油三酯的分解代谢

脂肪组织中的甘油三酯在一系列脂肪酶的作用下,分解生成甘油和脂肪酸,并释放入血供其它组织利用的过程,称为脂动员。

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在这一系列的水解过程中,催化由甘油三酯水解生成甘油二酯的甘油三酯脂肪酶是脂动员的限速酶,其活性受许多激素的调节称为激素敏感脂肪酶(hormone sensitive lipase,HSL)。胰高血糖素肾上腺素去甲肾上腺素脂肪细胞受体作用,激活腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP水平升高,进而激活cAMP依赖蛋白激酶,将HSL磷酸化而活化之,促进甘油三酯水解,这些可以促进脂动员的激素称为脂解激素(lipolytichormones)。胰岛素前列腺素等与上述激素作用相反,可抑制脂动员,称为抗脂解激素(antilipolytichormones)(见图5-8)。

激素影响甘油三酯脂肪酶活性的作用机理


图5-8 激素影响甘油三酯脂肪酶活性的作用机理

脂动员生成的脂肪酸可释放入血,与白蛋白结合形成脂酸白蛋白运输至其它组织被利用。但是,脑及神经组织和红细胞等不能利用脂肪酸,甘油被运输到肝脏,被甘油激酶催化生成3磷酸甘油,进入糖酵解途径分解或用于糖异生。脂肪和肌肉组织中缺乏甘油激酶而不能利用甘油。

二、甘油三酯合成代谢

人体可利用甘油、糖、脂肪酸和甘油一酯为原料,经过磷脂酸途径和甘油一酯途径合成甘油三酯。

(一)甘油一酯途径

以甘油一酯为起始物,与脂酰CoA共同在脂酰转移酶作用下酯化生成甘油三酯。

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(二)磷脂酸途径

磷脂酸即3磷酸1,2甘油二酯,是合成含甘油脂类的共同前体。糖酵解的中间产物类磷酸二羟丙酮甘油磷酸脱氢酶作用下,还原生成α磷酸甘油(或称3磷酸甘油);游离的甘油也可经甘油激酶催化,生成α磷酸甘油(因脂肪及肌肉组织缺乏甘油激酶,故不能利用激离的甘油)。α磷酸甘油在脂酰转移酶(acyl transferase)作用下,与两分子脂酰CoA反应生成3磷酸1,2甘油二酯即磷脂酸(phosphatidic acid)。此外,磷酸二羟丙酮也可不转为α磷酸甘油,而是先酯化,后还原生成溶血磷脂酸,然后再经酯化合成磷脂酸(图5-9)。

甘油三酯的合成


图5-9 甘油三酯的合成

注:图中粗线表示生成磷脂酸的主要途径

磷脂酸在磷脂酸磷酸酶作用下,水解释放出无机磷酸,而转变为甘油二酯,它是甘油三酯的前身物,只需酯化即可生成甘油三酯。

甘油三酯所含的三个脂肪酸可以是相同的或不同的,可为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。

甘油三酯的合成速度可以受激素的影响而改变,如胰岛素可促进糖转变为甘油三酯。由于胰岛素分泌不足或作用失效所致的糖尿病患者,不仅不能很好利用葡萄糖,而且葡萄糖或某些氨基酸也不能用于合成脂肪酸,而表现为脂肪的氧化速度增加,酮体生成过多,其结果是患者体重下降。此外,胰高血糖素、肾上腺皮质激素等也影响甘油三酯的合成。

(三)不同组织甘油三酯合成特点

不同的组织细胞中甘油三酯的合成各有特点,下面主要讨论肝脏、脂肪组织和小肠粘膜上皮细胞合成甘油三酯的特点。

1.肝脏 肝脏可利用糖、甘油和脂肪酸作原料,通过磷脂酸途径合成甘油三酯。脂肪酸的来源有脂动员来的脂肪酸,由糖和氨基酸转变生成的脂肪酸和食物中来的外源性脂肪酸(食物中脂肪消化吸收后经血入肝的中短链脂肪酸,乳糜微粒残余颗粒中脂肪分解生成的脂肪酸)。

肝细胞含脂类物质约4-7%,其中甘油三酯约占1/2,甘油三酯含量过高会引起脂肪肝,正常情况下,肝脏合成的甘油三酯和磷脂胆固醇载脂蛋白一起形成极低密度脂蛋白,分泌入血。若磷脂合成障碍或载脂蛋白合成障碍就会影响甘油三酯转运出肝,引起脂肪肝。另外,若进入肝脏的脂肪酸过多,合成甘油三酯的量超过了合成载脂蛋白的能力,也可引起脂肪肝。

2.脂肪组织 脂肪组织甘油三酯的合成与肝脏基本相同,二者的区别是脂肪组织不能利用甘油,只能利用糖分解提供的α-磷酸甘油;脂肪组织能大量储存甘油三酯。

3.小肠粘膜上皮细胞 小肠粘膜上皮细胞合成甘油三酯有两条途径。在进餐后,食物中的甘油三酯水解生成游离脂肪酸和甘油一酯。吸收后经甘油酯途径合成甘油三酯。这些甘油三酯参与乳糜微粒的组成。这一途径是小肠粘膜甘油三酯合成的主要特点。而在饥饿情况下,小肠粘膜也能利用糖、甘油和脂肪酸作原料,经磷脂酸途径合成甘油三酯,这一部分甘油三酯参与极低密度脂蛋白组成。此时的合成原料和过程又类似于肝脏。

这三种组织中甘油三酯合成的特点可总结如下表。

表5-5 不同组织中甘油三酯合成的特点

小肠粘膜上皮细胞
主要合成途径 进餐后 空腹 肝脏 脂肪组织
甘油-酯途径 磷脂酸途径 磷脂酸途径 磷脂酸途径
a-磷酸甘油的来源
甘油
主要中间产物 甘油二酯 磷脂酸 磷脂酸 磷脂酸
甘油三酯可否贮存
动员或分泌形式 乳摩微粒 极低密度脂度蛋白 极低密度脂蛋白 FFA+甘油
生理功能 合成外源性TC 合成内源性TC 合成内源性TC 贮存甘油三酯

有关甘油三酯合成代谢的调节目前了解甚少。

32 高脂蛋白血症 | 脂肪酸代谢 32
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