《脂代谢思维导图》
一、脂类概述
1.1 定义
- 含有碳、氢、氧，比例不固定，且富含碳氢链的有机化合物
- 不溶于水，易溶于有机溶剂（如乙醚、氯仿、苯等）
1.2 分类
- 简单脂类：
- 甘油三酯 (Triacylglycerol, TAG)：主要储能形式
- 蜡酯：保护作用，常见于植物表面和动物皮毛
- 复合脂类：
- 磷脂：细胞膜的主要组成成分
- 糖脂：细胞膜表面的识别标记物
- 脂蛋白：脂类在血液中运输的形式
- 衍生脂类：
- 脂肪酸：脂类合成和分解的基本单位
- 甘油：甘油三酯的骨架
- 固醇类：胆固醇、激素等，具有重要的生理功能
- 类固醇激素：性激素、肾上腺皮质激素等
- 萜类：维生素A、E、K、胡萝卜素等
1.3 生理功能
- 能量储存： 甘油三酯是主要的储能物质，单位质量能量密度高
- 结构组成： 磷脂是细胞膜的主要成分，维持膜的完整性和流动性
- 信息传递： 脂溶性激素（如固醇类激素）参与细胞信号传导
- 绝缘和保护： 皮下脂肪具有保温和保护内脏器官的作用
- 维生素吸收： 脂溶性维生素 (A, D, E, K) 的吸收需要脂肪的参与
- 其他： 参与免疫反应、细胞识别等
二、脂肪酸代谢
2.1 脂肪酸的种类
- 饱和脂肪酸： 不含双键，通常为固体，如棕榈酸、硬脂酸
- 不饱和脂肪酸： 含有一个或多个双键，通常为液体
- 单不饱和脂肪酸 (MUFA)：含有一个双键，如油酸
- 多不饱和脂肪酸 (PUFA)：含有多个双键，如亚油酸、α-亚麻酸
- 必需脂肪酸： 人体无法自身合成，必须从食物中获取，如亚油酸、α-亚麻酸
- 不饱和脂肪酸： 含有一个或多个双键，通常为液体
2.2 脂肪酸的合成 (从头合成)
- 场所： 胞浆
- 原料： 乙酰CoA，NADPH
- 关键酶： 乙酰CoA羧化酶 (ACC)，脂肪酸合酶 (FAS)
- 过程：
- 乙酰CoA转移至胞浆（柠檬酸穿梭）
- 乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA
- FAS催化，以乙酰CoA和丙二酰CoA为原料，逐步合成棕榈酸 (C16:0)
- 后续修饰，可延长碳链或引入双键
- 调控：
- ACC受柠檬酸、棕榈酰CoA、胰岛素等调节
2.3 脂肪酸的分解 (β-氧化)
- 场所： 线粒体
- 过程：
- 脂肪酸活化 (与CoA结合)
- 酰基转移酶 I (Carnitine palmitoyltransferase I, CPT-I) 将酰基转移到肉碱上，进入线粒体
- β-氧化循环：每次循环缩短两个碳原子，生成乙酰CoA, FADH2, NADH
- 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化，FADH2和NADH进入电子传递链产生ATP
- 调控：
- CPT-I受丙二酰CoA抑制
- 激素敏感性脂肪酶 (HSL) 的激活，促进甘油三酯的分解，释放脂肪酸
- 能量产生：
- 棕榈酸 (C16:0) 完全氧化可产生129个ATP
- 过程：
2.4 酮体生成
- 条件： 糖利用不足，脂肪酸氧化增加（如饥饿、糖尿病）
- 场所： 肝脏线粒体
- 过程：
- 乙酰CoA大量积累，超出三羧酸循环的处理能力
- 乙酰CoA生成乙酰乙酰CoA，进一步生成乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮
- 利用：
- 乙酰乙酸和β-羟丁酸可被脑、肌肉等组织利用，作为能量来源
- 酮症酸中毒： 大量酮体积累会导致酸中毒
三、甘油三酯代谢
3.1 甘油三酯的合成
- 场所： 肝脏、脂肪组织
- 原料： 甘油-3-磷酸，酰基CoA
- 过程： 甘油-3-磷酸逐步酰化，生成磷脂酸，脱去磷酸生成甘油二酯，最后再酰化生成甘油三酯
3.2 甘油三酯的分解 (脂肪动员)
- 场所： 脂肪组织
- 酶： 激素敏感性脂肪酶 (HSL)，甘油三酯脂肪酶 (ATGL)，甘油二酯脂肪酶 (MGL)
- 过程：
- HSL催化甘油三酯水解为甘油二酯和脂肪酸
- ATGL催化甘油二酯水解为甘油一酯和脂肪酸
- MGL催化甘油一酯水解为甘油和脂肪酸
- 调控：
- HSL受胰岛素抑制，受肾上腺素、胰高血糖素等激素激活
四、胆固醇代谢
4.1 胆固醇的来源
- 食物摄取： 外源性胆固醇
- 体内合成： 内源性胆固醇
4.2 胆固醇的合成
- 场所： 肝脏，少量在其他组织
- 原料： 乙酰CoA
- 关键酶： HMG-CoA还原酶
- 过程： 复杂的酶促反应，涉及多个中间产物
- 调控：
- HMG-CoA还原酶受胆固醇、胰岛素、甲状腺激素等调节
4.3 胆固醇的运输
- 脂蛋白： 主要通过脂蛋白在血液中运输
- 低密度脂蛋白 (LDL)：将胆固醇从肝脏运送到外周组织
- 高密度脂蛋白 (HDL)：将胆固醇从外周组织运送到肝脏（逆向胆固醇转运）
4.4 胆固醇的利用
- 细胞膜的组成成分： 维持膜的流动性
- 类固醇激素的合成原料： 肾上腺皮质激素、性激素等
- 胆汁酸的合成原料： 促进脂肪消化吸收
4.5 胆固醇的排泄
- 胆汁酸： 胆固醇转化为胆汁酸，随胆汁排泄
- 粪固醇： 未吸收的胆固醇直接随粪便排泄
五、脂蛋白代谢
5.1 脂蛋白的种类
- 乳糜微粒 (CM)： 运输外源性甘油三酯
- 极低密度脂蛋白 (VLDL)： 运输内源性甘油三酯
- 低密度脂蛋白 (LDL)： 运输胆固醇 (主要)
- 高密度脂蛋白 (HDL)： 参与逆向胆固醇转运
5.2 脂蛋白的代谢过程
- 外源性途径：
- CM在肠道合成，携带膳食脂肪进入血液，由脂蛋白脂肪酶 (LPL) 水解甘油三酯，释放脂肪酸
- CM残粒被肝脏摄取
- 内源性途径：
- VLDL在肝脏合成，携带内源性甘油三酯进入血液，由LPL水解甘油三酯
- VLDL转化为IDL，IDL进一步转化为LDL
- LDL被细胞表面的LDL受体识别并摄取
- 逆向胆固醇转运：
- HDL从外周组织摄取胆固醇，酯化后运送到肝脏，促进胆固醇的排泄
5.3 脂代谢紊乱
- 高脂血症： 血脂水平异常升高，增加心血管疾病风险
- 动脉粥样硬化： LDL在动脉壁沉积，形成斑块，导致血管狭窄
- 非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD)： 肝脏脂肪过度积累
5.4 脂代谢调控
- 饮食： 控制脂肪和胆固醇的摄入
- 运动： 增加脂肪消耗，提高HDL水平
- 药物： 降脂药 (如他汀类药物) 抑制胆固醇合成，贝特类药物降低甘油三酯水平
这幅思维导图涵盖了脂代谢的主要内容，从脂类的定义和分类到脂肪酸、甘油三酯和胆固醇的代谢，以及脂蛋白的运输和脂代谢紊乱。 每一层都构建清晰，方便理解和记忆。