脂质代谢与脂肪酸氧化
脂质代谢是身体合成、储存、动员和氧化脂肪酸、三酰甘油、胆固醇和酮体的综合途径。它将营养供应与细胞能量产生和膜生物学联系起来，其激素调节使身体在进食状态下储存脂肪，在禁食和运动期间氧化脂肪。
Definition
脂质代谢包括合成脂肪酸、三酰甘油和固醇的合成代谢途径，以及水解和氧化它们的分解代谢途径，以及根据营养和能量状态协调这些途径通量的激素和转录控制。
Scope
本领域旨在使学习者了解主要的脂质途径：线粒体脂肪酸β-氧化以产生ATP，细胞质脂肪酸和三酰甘油合成（脂肪生成），胆固醇的合成和反馈调节稳态，肝脏酮体产生和外周利用，以及控制脂肪能量储存的脂肪分解-脂肪生成循环。它将这些视为一个相互关联的生化和生理系统，而非脂质紊乱管理指南。
Sub-topics
Core questions
- 细胞如何决定是储存脂质还是将其氧化以获取能量？
- 脂肪酸合成如何与脂肪酸氧化相互协调？
- 胆固醇平衡如何通过合成和摄取的反馈控制来维持？
- 肝脏何时以及为何产生酮体，以及外周组织如何利用它们？
Key concepts
- β-氧化
- 脂肪酸和三酰甘油合成
- 胆固醇稳态
- 酮体
- 脂肪分解和脂肪生成
- 肉碱转运
- 丙二酰辅酶A
- 进食和禁食状态之间的激素转换
Key theories
- 丙二酰辅酶A对脂肪酸氧化的控制
- 丙二酰辅酶A是脂肪酸合成的第一个限速中间产物，它抑制肉碱棕榈酰转移酶1，从而阻止脂肪酸进入线粒体，提供了一个相互转换的机制，防止脂肪酸同时合成和氧化。
- SREBP对脂质合成的反馈调节
- 固醇调节元件结合蛋白是膜结合转录因子，当细胞固醇水平较低时，它们会被加工以激活胆固醇和脂肪酸合成的基因，从而将脂质供应与转录反馈回路偶联起来。
Mechanisms
在进食状态下，胰岛素促进葡萄糖摄取和脂肪生成：乙酰辅酶A被羧化为丙二酰辅酶A，脂肪酸被合成并酯化为三酰甘油，而升高的丙二酰辅酶A抑制线粒体脂肪酸摄取。在禁食或运动中，低胰岛素和高胰高血糖素或儿茶酚胺激活脂肪分解，释放游离脂肪酸，这些脂肪酸进入肝脏和肌肉；在那里，下降的丙二酰辅酶A解除对肉碱转运的抑制，使脂肪酸进入线粒体并进行β-氧化生成乙酰辅酶A，产生NADH、FADH2和ATP。当肝脏乙酰辅酶A超过柠檬酸循环的容量时，它被转化为酮体，作为大脑和其他组织的燃料。胆固醇平衡通过其合成和受体介导的脂蛋白摄取的反馈控制并行维持。
Clinical relevance
此处总结的途径是身体处理膳食和储存脂肪的基础，并为理解脂肪酸氧化障碍、血脂异常、脂肪肝和糖尿病酮症酸中毒等疾病提供了生化背景。本条目描述了正常的生理学和调节，仅供参考和教育目的，不作为诊断或治疗任何个体的依据。
History
脂肪酸氧化的化学过程最初由弗朗兹·克诺普（Franz Knoop）在20世纪初的标记实验中勾勒出来，而双碳“β-氧化”机制则通过20世纪中叶关于辅酶A和柠檬酸循环的研究得以阐明。丙二酰辅酶A对合成和氧化的相互调节由麦加里（McGarry）和福斯特（Foster）阐明，而戈尔茨坦（Goldstein）和布朗（Brown）关于LDL受体的研究以及后来SREBP系统的鉴定确立了胆固醇和脂质合成的反馈逻辑。
Key figures
- J. Denis McGarry
- Salih Wakil
- Joseph Goldstein
- Michael Brown
- Daniel Steinberg
Related topics
Seminal works
- mcgarry-foster-1980
- horton-2002
- wakil-2009
Frequently asked questions
- 脂肪酸氧化和脂肪酸合成有什么区别？
- 氧化是分解代谢的线粒体途径，将脂肪酸分解为乙酰辅酶A以释放能量，而合成是细胞质的合成代谢途径，从乙酰辅酶A构建脂肪酸。两者相互调节，因此它们不会同时以全速运行。
- 身体为什么会产生酮体？
- 在长时间禁食或碳水化合物缺乏期间，肝脏将脂肪酸氧化产生的过量乙酰辅酶A转化为酮体，提供一种水溶性、可运输的燃料，当葡萄糖有限时，大脑和其他组织可以使用它。