生物化學與分子生物學/脂蛋白的代謝

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生物化學與分子生物學

脂類代謝
- 血脂及其代謝
  - 血漿脂蛋白的組成
    - 脂蛋白中脂類的組成特點
    - 載脂蛋白
    - 脂蛋白的代謝
    - 高脂蛋白血症

乳糜微粒是在小腸粘膜細胞中生成的，食物中的脂類在細胞滑面內質網上經再酯化後與粗面內質網上合成的載脂蛋白構成新生的(nascent)乳糜微粒(包括甘油三酯、膽固醇酯和磷脂以及poB48)，經高爾基複合體分泌到細胞外，進入淋巴循環最終進入血液。

新生乳糜微粒入血後，接受來自HDL的apoC和apoE，同時失去部分apoA，被修飾成為成熟的乳糜微粒。成熟分子上的apoCⅡ可激活脂蛋白脂肪酶(LPL)催化乳糜微粒中甘油三酯水解為甘油和脂肪。此酶存在於脂肪組織、心和肌肉組織的毛細血管內皮細胞外表面上。脂肪酸可被上述組織攝取而利用，甘油可進入肝臟用於糖異生。通過LPL的作用，乳糜微粒中的甘油三酯大部分被水解利用，同時apoA、apoC、膽固醇和磷脂轉移到HDL上，CM逐漸變小，成為以含膽固醇酯為主的乳糜微粒殘餘顆粒(remnant)。肝細胞膜上的apoE受體可識別CM殘餘顆粒，將其吞噬入肝細胞，與細胞溶酶體融合，載脂蛋白被水解為胺基酸，膽固醇酯分解為膽固醇和脂肪酸，進而可被肝臟利用或分解，完成最終代謝(圖5-4)。

乳糜微粒(CM)的代謝過程

圖5-4　乳糜微粒(CM)的代謝過程

TG：甘油三酯；pL：磷脂；Ch：膽固醇；ChE：膽固醇酯；ApO：載脂蛋白；HDL：高密度脂蛋白。

由此可見，CM代謝的主要功能就是將外源性甘油三酯轉運至脂肪、心和肌肉等肝外組織而利用，同時將食物中外源性膽固醇轉運至肝臟。

2.極低密度脂蛋白(VLDL)

VLDL主要在肝臟內生成，VLDL主要成分是肝細胞利用糖和脂肪酸(來自脂動員或乳糜微粒殘餘顆粒)自身合成的甘油三酯，與肝細胞合成的載脂蛋白apoB100、apoAI和apoE等加上少量磷脂和膽固醇及其酯。小腸粘膜細胞也能生成少量VLDL。

VLDL分泌入血後，也接受來自HDL的apoC和apoE：apoCⅡ激活LPL，催化甘油三酯水解，產物被肝外組織利用。同時VLDL與HDL之間進行物質交換，一方面是將apoC和apoE等在兩者之間轉移，另一方面是在膽固醇酯轉移蛋白(cholesteryl ester transfer protein)協助下，將VLDL的磷脂、膽固醇等轉移至HDL，將HDL的膽固醇酯轉至VLDL，這樣VLDL轉變為中間密度脂蛋白(IDL)。IDL有兩條去路：一是可通過肝細胞膜上的apoE受體而被吞噬利用，另外還可進一步入被水解生成LDL(圖5-5)。

極低密度脂蛋白(VLDL)的代謝過程

圖5-5　極低密度脂蛋白(VLDL)的代謝過程

IDL：中間密度脂蛋白；LDL：低密度脂蛋白；

由此可見，VLDL是體內轉運內源性甘油三酯的主要方式。

3.低密度脂蛋白(LDL)

細胞對LDL的攝取和降解

圖5-6　細胞對LDL的攝取和降解

LDL由VLDL轉變而來，LDL中主要脂類是膽固醇及其酯，載脂蛋白為apoB100。

LDL在血中可被肝及肝外組織細胞表面存在的apoB100受體識別，通過此受體介導，吞入細胞內，與溶酶體融合，膽固醇酯水解為膽固醇及脂肪酸。這種膽固醇除可參與細胞生物膜的生成之外，還對細胞內膽固醇的代謝具有重要的調節作用：①通過抑制HMGCoA還原酶(HMGCoa reductase)活性，減少細胞內膽固醇的合成；②激活脂醯CoA膽固醇酯醯轉移酶(acyl CoA:cholesterol acyltransferase，ACAT)使膽固醇生成膽固醇酯而貯存；③抑制LDL受體蛋白基因的轉錄，減少LDL受體蛋白的合成，降低細胞對LDL的攝取(圖5-6)。

除上述有受體介導的LDL代謝途徑外，體內內皮網狀系統的吞噬細胞也可攝取LDL(多為經過化學修飾的LDL)，此途徑生成的膽固醇不具有上述調節作用。因此過量的攝取LDL可導致吞噬細胞空泡化。

從以上可以看出，LDL代謝的功能是將肝臟合成的內源性膽固醇運到肝外組織，保證組織細胞對膽固醇的需求。

4.高密度脂蛋白(HDL)

HDL在肝臟和小腸中生成。HDL中的載脂蛋白含量很多，包括apoA、apoC、apoD和apoE等，脂類以磷脂為主。

HDL分泌入血後，新生的HDL為HDL3，一方面可作為載脂蛋白供體將apoC和apoE等轉移到新生的CM和VLDL上，同時在CM和VLDL代謝過程中再將載脂蛋白運回到HDL上，不斷與CM和VLDL進行載脂蛋白的變換。另一方面HDL可攝取血中肝外細胞釋放的游離膽固醇，經卵磷脂膽固醇酯醯轉移酶(LCAT)催化，生成膽固醇酯。此酶在肝臟中合成，分泌入血後發揮活性，可被HDL中apoAI激活，生成的膽固醇酯一部分可轉移到VLDL。通過上述過程，HDL密度降低轉變為HDL2。HDL2最終被肝臟攝取而降解(圖5-7)。

HDL代謝