2012臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試輔導(dǎo):脂肪的分解代謝

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(一)脂肪動員
     脂肪細胞中儲存的甘油三酯經(jīng)一系列脂肪酶依次催化,逐步水解釋出甘油和游離脂肪酸,運送到全身各組織利用,此過程稱為脂肪動員。在脂肪動員過程中,甘油三酯脂肪酶為脂肪動員的限速酶,因受多種激素調(diào)節(jié),故又被稱為激素敏感性脂肪酶。胰島素、前列腺素可以抑制其活性,稱為抗脂解激素;胰高血糖素、腎上腺素、促腎上腺皮質(zhì)激素及甲狀腺素等促進其活性,稱為脂解激素。
     (二)脂肪酸β-氧化的基本過程
     脂肪酸的β-氧化方式是脂肪酸氧化分解的主要方式,主要過程如下:
     1.脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成脂肪動員的主要產(chǎn)物是游離脂肪酸。它在氧化分解前需先在胞液中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體外膜上活化成活潑的脂酰CoA才能進一步轉(zhuǎn)變。催化此反應(yīng)的酶為脂酰CoA合成酶,反應(yīng)需消耗ATP。
     2.脂酰COA轉(zhuǎn)入線粒體催化脂肪酸氧化的酶系均存在于線粒體基質(zhì)中,活化的脂酰CoA分子必須在線粒體內(nèi)才能進行氧化分解,但脂酰CoA分子自身不能穿過線粒體內(nèi)膜,需經(jīng)肉毒堿載體轉(zhuǎn)運。
     線粒體內(nèi)膜外側(cè)含有肉毒堿一脂酰轉(zhuǎn)移酶I,內(nèi)側(cè)含有肉毒堿一脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ,二者為同工酶。在內(nèi)膜外側(cè)酶工催化下,脂酰Coa的脂酰基轉(zhuǎn)移到肉毒堿上生成脂酰一肉毒堿,后者通過膜上載體的作用進入線粒體內(nèi)。繼而在內(nèi)膜內(nèi)側(cè)酶Ⅱ催化下,脂酰一肉毒堿釋出脂酰基,并與輔酶A一起重新在線粒體基質(zhì)中生成脂酰CoA,而肉毒堿則回到線粒體內(nèi)膜外側(cè)再參加脂?;囊茡Q反應(yīng)。
     此轉(zhuǎn)運過程是脂肪酸氧化的限速步驟,肉毒堿胡旨酰轉(zhuǎn)移酶工是限速酶。在某些生理及病理情況下,如饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病等,體內(nèi)糖氧化利用降低,此時該酶活性增強,脂肪酸氧化分解供能增多。
     3.飽和脂肪酸的β-氧化脂酰CoA進入線粒體基質(zhì)后,從脂?;?碳原子開始。經(jīng)過脫氫、加水、再脫氫和硫解四步連續(xù)的酶促反應(yīng),脂?;鶖嗔旬a(chǎn)生1分子乙酰CoA和1分子比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。由于此氧化過程發(fā)生在脂?;摩绿荚由希史Q為β-氧化。每一次p一氧化包括下面四個連續(xù)的酶促反應(yīng)。
     (1)脫氫:脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶催化下,在盯和8一碳原子上各脫去1個氫原子,生成a,β-烯脂酰CoA,脫下的氫由該酶的輔酶FAD接受生成FADH2。FADH2上的兩個氫通過氧化呼吸鏈傳遞給氧生成水,同時伴有1,5分子ATP的生成。
     (2)加水:c[,p一烯脂酰CoA在烯脂酰CoA.水合酶催化下加水,生成L-B一羥脂酰CoA。
     (3)再脫氫:L_p一羥脂酰CoA在β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下,脫去13碳上的2個氫原子,生成口一酮脂酰CoA。脫下的氫由該酶的輔酶NAD+接受,生成NADH+H-,后者經(jīng)電子傳遞鏈氧化生成水及2.5分子ATP。
     (4)硫解:β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下,加1分子輔酶A使碳鏈斷裂,生成1分子乙酰CoA.和比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。
     脂酰CdA經(jīng)口一氧化的連續(xù)四步反應(yīng)后,每次生成1分子乙酰CoA,碳鏈縮短兩個碳原子,同時伴有5分子ATP生成。再重復(fù)進行fj_氧化,長鏈偶數(shù)碳原子的脂肪酸可生成若干分子的乙酰CoA,同時產(chǎn)生若干還原型的FAIDH:和NADH+H+。以16碳的飽和脂肪酸(軟脂肪酸)為例,它生成脂酰CoA后,經(jīng)7次p一氧化可生成8分子乙酰CoA,7分子FADH2和7分子NADH+H-。
     在線粒體內(nèi)分解代謝過程中,經(jīng)脂肪酸B氧化產(chǎn)生的乙酰CoA可進人三羧酸循環(huán)進一步氧化成cO2和H2O,每一循環(huán)生成10分子ATP。因此1分子軟脂肪酸徹底氧化分解可產(chǎn)生108分子ATP,減去活化時消耗的2個高能磷酸鍵相當(dāng)于2分子ATP,凈生成106分子ATP。因此脂肪酸是機體的重要能源。