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脂质代谢概述

作者:

Anne Carol Goldberg

, MD, Washington University School of Medicine

最后一次全面审校/修订者 3月 2018| 内容末次修改日期 3月 2018
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脂质是从食物摄取或肝脏合成的脂肪尽管所有脂质在生理上都很重要,尽管所有脂质都具有生理学重要性,但甘油三酯和胆固醇与疾病的关系最大。

胆固醇是细胞膜、类固醇、胆酸和信号分子中普遍存在的成分。

甘油三酯是主要储存于脂肪细胞和肌肉细胞的能量。

脂蛋白是亲水的,具有表面蛋白亲水球状体,(脱辐基蛋白或载脂蛋白)后者是脂质合成酶的辅助因子和配体 ( 脂质代谢中主要的载脂蛋白和酶)。所有脂质都是疏水性的,并且大部分不溶于血液,所以它们需要通过脂蛋白转运。脂蛋白依据大小和密度(定义为脂质和蛋白的比例)进行分类,在临床上十分重要,因为高水平的低密度脂蛋白(LDLs)和低水平的高密度脂蛋白(HDLs)是动脉粥样硬化性心脏病的主要危险因素。

表格
icon

脂质代谢中主要的载脂蛋白和酶

成分

分布

功能

载脂蛋白

Apo A-I

HDL

HDL的主要成分

Apo A-II

HDL

HDL的主要成分

Apo B-100

VLDL,IDL,LDL,Lp(a)

LDL受体配体

Apo B-48

乳糜微粒

乳糜微粒主要成分

Apo C-II

乳糜微粒,VLDL,HDL

LPL辅助因子

载脂蛋白C-III

乳糜微粒,VLDL,HDL

抑制LPL

Apo E

乳糜微粒,残余物,VLDL,HDL

LDL受体配体

Apo(a)

Lp(a)

脂蛋白(a)的组件以及与LDL颗粒的连接

ABCA1

细胞内

将细胞内胆固醇转移到细胞膜

CETP

HDL

介导胆固醇酯从HDL转移到VLDL

LPL

内皮

水解乳糜微粒和极低密度脂蛋白中的甘油三酯释放游离脂肪酸

LCAT

HDL

在HDL内酯化游离胆固醇用作转运

ABCA1=ATP结合盒转运子A1;apo=载脂蛋白;CETP=胆固醇酯转移蛋白;HDL=高密度脂蛋白;IDL=中等密度脂蛋白;LCAT=卵磷脂胆固醇酰基转移酶;LDL=低密度脂蛋白;LPL=脂蛋白脂酶;Lp(a)=脂蛋白(a);VLDL=极低密度脂蛋白。

生理

脂蛋白在合成、加工和清除代谢途径中的缺陷可引起有动脉粥样硬化作用的脂质在血浆和内皮中堆积。

外源性(饮食)脂质的代谢

超过95%的膳食脂质是

  • 甘油三酯

其余约5%的膳食脂质是

  • 磷脂

  • 游离脂肪酸(FFAs)

  • 胆固醇(以酯化胆固醇的形式存在于食物中)

  • 脂溶性维生素

在胃脂肪酶、强烈胃蠕动的乳化作用以及胰脂肪酶的作用下,食物中的甘油三酯在胃和十二指肠中消化形成甘油一酯(MGs)和游离脂肪酸。食物中的胆固醇酯通过同样的机制经去酯化而形成游离胆固醇。

单脂肪酸甘油酯、FFAs和游离胆固醇在肠道中被胆汁酸微胶粒溶解,这些微胶粒将它们运送到肠绒毛吸收。

一旦被肠细胞吸收,它们就会重新组装成TGs并与胆固醇一起包装成乳糜微粒,即最大的脂蛋白。

乳糜微粒将来自食物的甘油三酯和胆固醇从肠上皮细胞经淋巴管转运进入血循环。在脂肪和肌肉组织的毛细血管中,乳糜微粒上的载脂蛋白C-Ⅱ(apo C-Ⅱ)激活内皮细胞的脂蛋白脂酶(LPL),将乳糜微粒中90%的甘油三酯转化成游离脂肪酸和甘油,这些脂肪酸和甘油被脂肪细胞和肌肉细胞吸收后用作能量消耗或贮存。

富含胆固醇的乳糜微粒残余经血循环回到肝脏,通过载脂蛋白E(apo E)介导清除。

内源性脂质的代谢

肝脏合成的脂蛋白转运内源性甘油三酯和胆固醇。脂蛋白在血液中不断循环直到它们所含的甘油三酯被外周组织摄取或脂蛋白本身被肝脏清除。刺激肝脏脂蛋白合成的因子通常可导致血浆胆固醇水平升高。

极低密度脂蛋白(VLDL)含有载脂蛋白B-100(apo B),在肝脏合成,转运甘油三酯和胆固醇到外周组织。肝脏通过VLDL输出来自血浆的游离脂肪酸和乳糜微粒残余的过多甘油三酯;肝内游离脂肪酸增加,VLDL合成也随之增加,这种情况可发生于高脂饮食或过多的脂肪组织直接释放游离脂肪酸入血(例如肥胖或控制不良的糖尿病)。VLDL表面的Apo C-Ⅱ可激活内皮细胞的脂蛋白脂酶,将甘油三酯分解成游离脂肪酸和甘油,然后被细胞摄取。

中密度脂蛋白(IDL)是VLDLs和乳糜微粒经脂蛋白脂酶处理后的产物。IDL是富含胆固醇的VLDL和乳糜微粒残余物,它们或被肝脏清除,或由肝脂肪酶代谢生成LDL,后者仍保留Apo B-100。

低密度脂蛋白(LDL),是VLDL和IDL的代谢产物,在所有脂蛋白中胆固醇含量最丰富。大约40%到60%的LDL通过Apo B和肝脏LDL受体介导在肝脏中清除,剩余部分由肝脏LDL受体或肝外非LDL(清道夫)受体吸收。其余部分被肝脏中的LDL或者肝外的LDL受体清理吸收。饮食中饱和脂肪增加及乳糜微粒释放胆固醇进入肝脏可使肝脏LDL受体下调;饮食中脂肪和胆固醇的减少则可使之上调。肝外清道夫,特别是巨噬细胞上的受体,能摄取血循环中过多的未经肝脏受体处理的氧化LDLs。富含氧化LDL的单核细胞迁移进入内皮细胞下,并转为巨噬细胞;这些巨噬细胞摄入更多的氧化LDL,在粥样硬化斑块中形成泡沫细胞。

LDL颗粒的大小与致密程度不一。小而致密的LDL特别富含胆固醇酯,和许多代谢紊乱如高甘油三酯血症和 胰岛素抵抗相关,尤其是能引起动脉粥样硬化。由于肝脏LDL受体与小而致密LDL的结合率较低,导致后者在外周循环及接触内皮细胞的时间延长,氧化程度增高,从而使其致动脉粥样硬化作用增强。

高密度脂蛋白(HDL)是在肠上皮细胞和肝脏合成的起初不含胆固醇的脂蛋白。HDL的代谢较复杂,但其总的作用是从外周组织和其他脂蛋白获取胆固醇,将它运输到机体最需要的地方--其他细胞,其他脂蛋白(通过胆固醇酯转移蛋白,CETP)和肝脏(以便清除)。有对抗动脉粥样硬化的作用。

ATP结合盒转运蛋白A1(ABCA1)介导游离胆固醇从细胞中流出,后者与载脂蛋白A-I(apo A-I)结合产生新生HDL。新生HDL中的游离胆固醇随后被卵磷脂 - 胆固醇酰基转移酶(LCAT)酯化,生成成熟的HDL。血中的HDL水平可能并不能完全代表胆固醇的逆向转运。

脂蛋白(a)[Lp(a)]是含载脂蛋白(a)的LDL,特点为有5个富含半胱氨酸的称为Kringles的区段;其中有一个区段与纤溶酶原同源,一般认为它能竞争性地抑制纤维蛋白溶解,因而有促进血栓形成的倾向。Lp(a)也有可能直接促进动脉粥样硬化。Lp(a)产生和清除的代谢途径还不清楚,但在 糖尿病肾病患者中其水平增高。

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