第三节　磷脂的代谢

一、磷脂的化学及其主要生理功能

磷脂是一类含磷酸的类脂，按其化学组成不同可分为甘油磷脂（phosphoglyceride）与鞘磷脂（sphingomyelin）两大类，前者以甘油为基本骨架，后者以鞘氨醇为基本骨架。体内含量最多的磷脂是甘油磷脂，而且分布广。鞘磷脂主要分布于大脑和神经髓鞘中。下面主要介绍甘油磷脂的代谢。

（一）甘油磷脂的化学

甘油磷脂由甘油、脂肪酸、H₃PO₄及含氮化合物等组成，其基本结构为：

X＝H⁺磷脂酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

X＝CH₂CH₂N⁺（CH₃）₃磷脂酰胆碱（卵磷脂）

X＝CH₂CH₂NH₂磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）　　　　　　　　　　　　　　

X＝CH₂CH NH₂COOH磷脂酰丝氨酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

X＝CH₂CHOHCH₂OH磷脂酰甘油　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

X＝磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）

在甘油的1位和2位羟基上各结合1分子脂肪酸，通常2位脂肪酸为花生四烯酸，3位羟基上结合1分子磷酸，为最简单的甘油磷脂被称为磷脂酸。根据与磷酸羟基相连的取代基团X不同，可将甘油磷脂分为磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油（心磷脂）及磷脂酰肌醇等。体内以卵磷脂和脑磷脂的含量最多，且最重要，约占总磷脂的75%。

（二）磷脂的主要生理功能

磷脂除了构成生物膜外，还参与脂蛋白的组成与转运，组成肺泡表面活性物质，组成血小板活化因子，组成神经鞘磷脂，参与细胞膜对蛋白质的识别和信号传导。

二、甘油磷脂的代谢

（一）甘油磷脂的合成

1.合成部位　全身各组织细胞的内质网中都含有合成甘油磷脂的酶，因此各组织细胞均可合成甘油磷脂，但肝、肾及小肠等组织细胞是合成甘油磷脂的主要场所。

2.合成原料　甘油磷脂的合成原料主要包括甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺、丝氨酸及肌醇等物质。甘油和脂肪酸主要由糖代谢转变而来，胆碱和乙醇胺可由食物提供，也可由丝氨酸在体内转变而来。

3.合成过程　甘油磷脂的合成过程比较复杂，一方面不同的磷脂需经不同途径合成，另一方面不同的途径可合成同一磷脂，而且有些磷脂在体内还可以互相转变。

（1）胆碱和乙醇胺的活化：胆碱和乙醇胺在参与合成代谢之前首先要进行活化生成胞苷二磷酸胆碱（CDP－胆碱）和胞苷二磷酸乙醇胺（CDP－乙醇胺），其活化过程如下：

（2）磷脂酰乙醇胺与磷脂酰胆碱的生成：磷脂酰乙醇胺与磷脂酰胆碱可由甘油二酯分别与CDP－乙醇胺和CDP－胆碱作用生成，反应分别由存在于内质网膜上的磷酸乙醇胺脂酰甘油转移酶与磷酸胆碱脂酰甘油转移酶催化。另外，磷脂酰乙醇胺甲基化也可生成磷脂酰胆碱（图7－6）。

图7－6　磷脂酰乙醇胺与磷脂酰胆碱的合成

（二）甘油磷脂的分解

在体内甘油磷脂的分解由磷脂酶催化完成。在磷脂酶的作用下，甘油磷脂逐步水解生成甘油、脂肪酸、磷酸及各种含氮化合物如胆碱、乙醇胺和丝氨酸等。根据磷脂酶作用的特异性不同，可将磷脂酶分为磷脂酶A₁、磷脂酶A₂、磷脂酶B₁、磷脂酶B₂、磷脂酶C和磷脂酶D。各种磷脂酶的作用如图7－7所示。

图7－7　磷脂酶对甘油磷脂的水解

磷脂酶A₂存在于各组织细胞膜和线粒体膜，以酶原形式存在于胰腺中，其作用是催化甘油磷脂中2位酯键水解生成溶血磷脂1和多不饱和脂肪酸。溶血磷脂是一种较强的表面活性物质，能使红细胞膜或其他细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。临床上急性胰腺炎的发病，就是由于某种原因使磷脂酶A₂激活，导致胰腺细胞膜受损，胰腺组织坏死。毒蛇唾液中含有磷脂酶A₂，因此被毒蛇咬伤后可引起溶血。

想一想：

许多毒蛇含有磷脂酶A₂，对机体有何危害？

（三）脂肪肝

“脂肪肝”是指由各种原因引起肝细胞内的脂肪堆积，而造成一种常见的临床现象。正常人肝中脂类含量约占肝湿重的5%，其中以磷脂含量最多，约占3%，而甘油三酯约占2%。如果肝中脂类含量超过10%～15%，且主要是甘油三酯堆积，组织学上证实肝实质细胞脂肪化超过30%以上时即为脂肪肝，也有少数遗传性疾病的脂肪肝，则主要是胆固醇在肝内沉积所致。形成脂肪肝常见的原因：①肝细胞内甘油三酯的来源过多，如高脂低糖或高糖高热量饮食；②胆碱或乙醇胺供给或合成不足，影响肝细胞内脑磷脂和卵磷脂的合成，导致极低密度脂蛋白的形成发生障碍，致使肝细胞内的甘油三酯因不能运出而使含量升高；③肝功能障碍，影响极低密度脂蛋白的合成与释放。上述这些原因都可导致肝细胞内甘油三酯堆积形成脂肪肝，影响肝的正常功能，若治疗及调理不当会进一步导致肝硬化。

                          第四节　胆固醇代谢

一、胆固醇的化学

胆固醇是体内重要脂类物质之一，它是最早由动物胆石中分离出来的具有羟基的固体醇类化合物，故称为胆固醇，所有固醇（包括胆固醇）均具有环戊烷多氢菲的基本结构，不同固醇的区别是碳原子数及取代基不同。胆固醇的结构如下：

正常成年人体内胆固醇总重约为140g，平均含量约为2g/kg体重。胆固醇广泛分布于体内各组织，但分布极不均一，大约1/4分布于脑及神经组织，约占脑组织的2%；其次肝、肾、肠等内脏组织中胆固醇的含量也比较高，每100g组织含200～500mg，而肌肉组织中胆固醇的含量较低，每100g组织含100～200mg，肾上腺皮质、卵巢等组织胆固醇含量最高，可达5%～10%。

胆固醇是生物膜的重要组成成分，在维持膜的流动性和正常功能中起重要作用。膜结构中的胆固醇均为游离胆固醇，而细胞中储存的都是胆固醇酯。胆固醇在体内可转变成胆汁酸、维生素D₃、肾上腺皮质激素及性激素等重要生理活性物质。胆固醇代谢发生障碍可使血浆胆固醇增高，是形成动脉粥样硬化的一种危险因素。

体内的胆固醇有两个来源即内源性胆固醇和外源性胆固醇。外源性胆固醇由膳食摄入，全部来自动物性食品，其中以禽卵和动物的脏器及脑髓含量最多。内源性胆固醇由机体自身合成，正常人50%以上的胆固醇来自机体自身合成。

三、胆固醇酯的生成

细胞内和血浆中的游离胆固醇都可以被酯化成胆固醇酯，但不同的部位催化胆固醇酯化的酶及其反应过程不同。

（一）胞内胆固醇的酯化

组织细胞内，游离胆固醇在脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶（acyl cholesterol acyl trans－ferase，ACAT）的催化下，接受脂酰CoA的脂酰基形成胆固醇酯，存于胞浆中。

（二）血浆内胆固醇的酯化

血浆中，游离胆固醇在卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（lecithin cholesterol acyl transfer－ase，LCAT）的催化下，卵磷脂第2位碳原子上的脂酰基转移至胆固醇3位羟基上，生成胆固醇酯及溶血卵磷脂。

LCAT由肝实质细胞合成，而后分泌入血，在血浆中常与HDL结合在一起发挥催化作用。肝实质细胞有病变或损害时，蛋白质代谢功能降低，LCAT含量减少，活性降低，引起血浆胆固醇酯含量下降，引起胆固醇与胆固醇酯比值改变。正常人游离胆固醇与胆固醇酯的比值为1∶3，检测游离胆固醇与胆固醇酯的比值，可作为临床肝脏疾病辅助诊断的生化指标。

四、胆固醇的转化

胆固醇与糖、脂肪和蛋白质不同，它在体内既不能彻底氧化成CO₂和H₂O，也不能作为能源物质提供能量，但在体内能转变成某些重要的生理活性物质。胆固醇在体内除构成膜的组分外主要有四条代谢去路。

（一）转变为胆汁酸

胆固醇在肝中转变为胆汁酸是胆固醇在体内的主要代谢去路。正常人每天合成的胆固醇约有40%在肝中转变为胆汁酸，随胆汁排入肠道。在胆汁酸的分子结构中既含有亲水基团，又含有疏水基团，属两性分子，能够在油水两相间起降低表面张力的作用。因此，胆汁酸在肠道可促进脂类乳化，并与脂类的消化产物形成胆汁酸混合微团，在脂类的消化、吸收过程中起重要作用。

（二）转变为维生素D₃

人体皮肤细胞内的胆固醇经酶促脱氢氧化生成7－脱氢胆固醇，7－脱氢胆固醇经紫外光照射后转变成胆钙化醇，又称维生素D₃。维生素D₃在肝细胞内质网经25－羟化酶催化生成25－羟维生素D₃，后者再经肾小管上皮细胞线粒体内的α－羟化酶催化形成1，25－二羟维生素D₃（活性维生素D₃）。活性维生素D₃具有调节钙磷代谢的作用。

（三）转变为类固醇激素

想一想：

欲降低血浆胆固醇水平可采取哪些措施？

胆固醇是肾上腺皮质、睾丸及卵巢等内分泌腺合成类固醇激素的原料。肾上腺皮质细胞中储存大量的胆固醇酯，含量可达2%～5%，其中90%来自血液，10%由自身合成。肾上腺皮质以胆固醇为原料，在一系列酶的催化下合成醛固酮、皮质醇及少量性激素。性激素主要在性腺合成，睾丸间质细胞合成雄激素，主要是睾酮；卵巢的卵泡内膜细胞及黄体可合成雌二醇及孕酮；妊娠期胎盘合成的雌三醇也属于类固醇激素。

（四）胆固醇的排泄

胆固醇在体内的代谢去路主要是转变成一些重要的生理活性物质。部分胆固醇可随胆汁进入肠道，进入肠道的胆固醇，一部分被重吸收，另一部分受肠道细菌作用还原生成粪固醇随粪便排出体外。