脂类是脂肪及类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。脂肪是三脂酸甘油酯或称甘油三酯（triglyceride），脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。类脂包括固醇及其酯、磷脂及糖脂等，是细胞的膜结构重要组分。

体内脂酸的来源有二：一是机体自身合成，以脂肪的形式储存在脂肪组织中。饱和脂酸及单不饱和脂酸主要靠机体自身合成。另一来源系食物脂肪供给，特别是某些多不饱和脂酸，动物机体自身不能合成，如亚油酸及α-亚麻酸，需从植物油摄取。它们是动物不可缺少的营养素，故称必需脂酸。

脂酸在体内主要与醇结合成酯。与脂酸结合的醇有甘油（丙三醇）、鞘氨醇及胆固醇等。1分子甘油与3分子脂酸通过酯键结合生成的甘油三酯。甘油还可与2分子脂酸、1分子磷酸及含氮化合物结合成甘油磷脂（phosphoglycerides）。甘油磷脂包括磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰肌醇等，是构成生物膜脂双层的基本骨架，含量恒定。脂酸与鞘氨醇通过酰胺键结合的脂称鞘脂，含磷酸者为鞘磷脂，含糖者称鞘糖脂，是生物膜的重要组分，参与细胞识别及信息传递。

膳食中的脂类主要为脂肪，此外还含少量磷脂、胆固醇等。脂类不溶于水，必须在小肠经胆汁中胆汁酸盐的作用，乳化并分散成细小的微团后，才能被消化酶消化。小肠上段是脂类消化的主要场所。胰腺分泌入十二指肠中消化脂类的酶有胰脂酶、磷脂酶A ₂（phospholipase A ₂）、胆固醇酯酶（cholesteryl esterase）。胰脂酶必须吸附在乳化脂肪微团的水油界面上，才能作用于微团内的甘油三酯。辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子。辅脂酶的存在可解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制，它能与胰脂酶结合并同时与脂肪结合，可防止胰脂酶在水油界面的变性，因而能增加胰脂酶活性，促进脂肪的水解。此外，胰磷脂酶A ₂催化磷脂2位酯键水解，生成脂酸及溶血磷脂；胆固醇酯酶促进胆固醇酯水解生成游离胆固醇及脂酸。脂肪及类脂的消化产物包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等可与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团，易于穿过小肠黏膜细胞表面的水屏障，为肠黏膜细胞吸收。

脂类消化产物主要在十二指肠下段及空肠上段吸收。中链脂酸（6～10C）及短链脂酸（2～4C）构成的甘油三酯，经胆汁酸盐乳化后即可被吸收。在肠黏膜细胞内脂肪酶的作用下，水解为脂酸及甘油，通过门静脉进入血液循环。长链脂酸（12～26C）及2-甘油一酯吸收入肠黏膜细胞后，在光面内质网中，在脂酰CoA转移酶（acyl CoA transferase）的催化下，由ATP供给能量，2-甘油一酯加上2分子脂酰CoA，再合成甘油三酯。后者再与粗面内质网合成的载脂蛋白（apolipoprotein，apo）B48、C、AI、AIV等以及磷脂、胆固醇结合成乳糜微粒（CM），经淋巴进入血液循环。在肠黏膜细胞中由甘油一酯合成脂肪的途径称甘油一酯合成途径。

血浆所含脂类统称血脂。它的组成复杂，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸等（表4-7）。血脂的来源有两种：一为外源性，从食物摄取的脂类经消化吸收进入血液；二是内源性，即肝、脂肪细胞以及其他组织合成后释放入血。血脂含量不如血糖恒定，受膳食、年龄、性别、职业以及代谢等的影响，波动范围较大。

脂类不溶于水，在水中呈乳浊液。而正常人血浆含脂类虽多，却仍清澈透明，说明血脂在血浆中不是以自由状态存在，而与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白（lipoprotein）的形式而运输。

各种脂蛋白在26℃，密度1.063的氯化钠溶液中超离心，按其密度的不同，可分为以下四类：CM、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。除上述四类脂蛋白外，还有中密度脂蛋白（IDL），它是VLDL在血浆中的代谢物，其组成及密度介于VLDL及LDL之间。若根据不同脂蛋白的表面电荷不同，在电场中具不同的迁移率，按其在电场中移动的快慢，可将脂蛋白分为乳糜微粒、β-脂蛋白、前β-脂蛋白及α-脂蛋白四类。以上脂蛋白两种分类方法中的四类脂蛋白，又恰好是一一对应的，如图4-40所示。血浆脂蛋白的两种命名，习惯上都在应用。从脂肪组织动员释放入血的游离脂酸，亦不溶于水，常与血浆中的白蛋白结合而运输，不列入血浆脂蛋白内（表4-8）。

血浆各种脂蛋白具有大致相似的基本结构。疏水性较强的甘油三酯及胆固醇酯均位于脂蛋白的内核，而具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则以单分子层借其非极性的疏水基团与内部的疏水链相联系，覆盖于脂蛋白表面，其极性基团朝外，呈球状。CM及VLDL主要以甘油三酯为内核，LDL及HDL则主要以胆固醇酯为内核。HDL的蛋白质/脂类比值最高，故大部分表面被蛋白质分子所覆盖，并与磷脂交错穿插。

血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白，目前已知的载脂蛋白主要有apo A、B、C、D及E等五类共20种，由于氨基酸组成和功能上的差异，五类载脂蛋白又分为若干亚类，如apo A又分为AⅠ、AⅡ、AⅣ及AⅤ；apo B又分为B100及B48；apo C又分为CⅠ、CⅡ、CⅢ及CⅣ。

载脂蛋白的功能不仅在结合和转运脂质及稳定脂蛋白的结构上发挥重要作用，而且还调节脂蛋白代谢关键酶活性，参与脂蛋白受体的识别，在脂蛋白代谢中发挥极为重要的作用（表4-9）。

CM是运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。脂肪消化吸收时，小肠黏膜细胞再合成的甘油三酯，连同合成及吸收的磷脂及胆固醇，加上载脂蛋白B48、AⅠ、AⅣ、AⅡ等形成新生的CM。新生CM经淋巴管进入血液，从HDL获得apo C及E，并将部分apo AⅠ、AⅣ、AⅡ转移给HDL，形成成熟的CM。新生CM获得apo C后，其中apo CⅡ激活肌肉、心及脂肪等组织毛细血管内皮细胞表面的脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解，产生甘油、脂酸及溶血磷脂等。Apo CⅡ是LPL不可缺少的激活剂。在LPL的反复作用下，CM内核的甘油三酯90%以上被水解，释出的脂酸为心、肌、脂肪组织及肝组织所摄取利用。CM颗粒逐步变小，最后转变成为富含胆固醇酯、apo B48及apo E的CM残粒，后者为肝细胞膜LDL受体相关蛋白结合并被肝细胞摄取代谢。正常人CM在血浆中代谢迅速，半寿期为5～15分钟，因此空腹12～14小时后血浆中不含CM。

VLDL是运输内源性甘油三酯的主要形式。肝细胞可以葡萄糖为原料合成甘油三酯，也可利用食物及脂肪组织动员的脂酸合成脂肪，然后加上apo B100、E以及磷脂、胆固醇等即形成VLDL。此外，小肠黏膜细胞亦可合成少量VLDL。VLDL分泌入血后，从HDL获得apo C，其中的apo CⅡ激活肝外组织毛细血管内皮细胞表面的LPL。VLDL的甘油三酯在LPL作用下，逐步水解，VLDL颗粒逐渐变小，其密度逐渐增加，apo B100及E的含量相对增加，转变为中间密度脂蛋白（IDL）。肝细胞膜LDL受体相关蛋白（LRP）可与IDL结合，因此部分IDL为肝细胞摄取代谢。未被肝细胞摄取的IDL甘油三酯被LPL及肝脂肪酶进一步水解，最后只剩下胆固醇酯，同时其表面的apo E转移至HDL，仅剩下apo B100，IDL即转变为LDL。VLDL在血中的半寿期为6～12小时。

人血浆中的LDL是由VLDL转变而来的。它是转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。LDL受体广泛分布于肝、动脉壁细胞等全身各组织的细胞膜表面，能特异识别与结合含apo E或apo B100的脂蛋白。当血浆中的LDL与LDL受体结合后，则受体聚集成簇，内吞入细胞与溶酶体融合。在溶酶体中蛋白水解酶作用下，LDL中的apo B100水解为氨基酸，其中的胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸。游离胆固醇为细胞膜摄取，可用以构成细胞膜的重要成分；在肾上腺、卵巢及睾丸等细胞中则用以合成类固醇激素。上述血浆中LDL与细胞LDL受体结合后的一系列过程称LDL受体代谢途径。LDL被细胞摄取量的多少，取决于细胞膜上受体的多少。肝、肾上腺皮质、性腺等组织LDL受体数目较多，故摄取LDL亦较多（图4-41）。

除LDL受体代谢途径外，血浆中的LDL还可被修饰，修饰的LDL如氧化修饰LDL（Ox-LDL）可被清除细胞即单核吞噬细胞系统中的巨噬细胞及血管内皮细胞清除。这两类细胞膜表面具有清道夫受体，可与修饰LDL结合而摄取清除血浆中的修饰LDL。正常人血浆LDL每天降解量占总量的45%，其中2/3由LDL受体途径降解，1/3由清除细胞清除。LDL在血浆中的半寿期为2～4天。

HDL主要由肝合成，小肠亦可合成部分。此外，当CM及VLDL中的甘油三酯水解时，其表面的apo AⅠ、AⅣ、AⅡ、C以及磷脂，胆固醇等脱离CM及VLDL亦可形成新生HDL。HDL的主要功能是参与胆固醇的逆向转运（reverse cholesterol transport，RCT），即将肝外组织细胞内的胆固醇，通过血液循环转运到肝，在肝转化为胆汁酸后排出体外。新生HDL均呈盘状，进入血液后，在血浆卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）的催化下，HDL表面卵磷脂的2位脂酰基转移至胆固醇3位羟基生成溶血卵磷脂及胆固醇酯。HDL表面的apo AⅠ是LCAT的激活剂。在LCAT的作用下生成的胆固醇酯转运入HDL的核心，使双脂层的盘状HDL被逐步膨胀为单脂层的球状HDL，同时其表面的apo C及apo E又转移到CM及VLDL上，最后新生HDL转变为成熟HDL。

胆固醇逆向转运的最终步骤在肝脏进行。肝脏是机体清除胆固醇的主要器官。肝细胞膜存在HDL受体、LDL受体及特异的apo E受体。最近研究表明，血浆中的胆固醇酯90%以上来自HDL，被肝脏摄取的胆固醇可用以合成胆汁酸或直接通过胆汁排出体外。HDL在血浆中的半寿期为3～5天。

由此可见，HDL可将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢。这种将胆固醇从肝外组织向肝转运的过程，称胆固醇的逆向转运。机体可通过这种机制，将外周组织中衰老细胞膜中的胆固醇转运至肝代谢并排出体外。

储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸（free fatty acid，FFA）及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用，该过程称脂肪的动员。在脂肪动员中，脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂肪酶（hormone-sensitive triglyceride lipase，HSL）是脂肪分解的限速酶。当禁食、饥饿或交感神经兴奋时，肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素等分泌增加，作用于脂肪细胞膜表面受体，激活腺苷酸环化酶，促进cAMP合成，激活依赖cAMP的蛋白激酶，使胞质内HSL磷酸化而活化。后者使甘油三酯水解成甘油二酯及脂酸。这步反应是脂肪分解的限速步骤，HSL是限速酶，它受多种激素的调控，故称激素敏感性脂肪酶。能促进脂肪动员的激素称脂解激素，如肾上腺素、胰高血糖素等。胰岛素等抑制脂肪的动员，称抗脂解激素。

脂解作用使储存在脂肪细胞中的脂肪分解成游离脂酸及甘油，然后释放入血。游离脂酸与血浆白蛋白结合后由血液运送至全身各组织，主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。甘油溶于水，直接由血液运送至肝、肾、肠等组织，主要是在肝甘油激酶作用下，转变为3-磷酸甘油；然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，循糖代谢途径进行分解或转变为糖。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。

脂酸是人及哺乳动物的主要能源物质。在O ₂供给充足的条件下，脂酸可在体内分解成CO ₂及H ₂O并释出大量能量，以ATP形式供机体利用。除脑组织外，大多数组织均能氧化脂酸，但以肝及肌肉最活跃。饱和脂酸氧化分4个阶段：脂酸活化生成脂酰CoA、脂酰CoA进入线粒体、脂酸β-氧化生成乙酰CoA和乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。

脂酸进行氧化前必须活化，活化在线粒体外进行。内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶（acyl-CoA synthetase）在ATP、CoASH、Mg ^2＋存在的条件下，催化脂酸活化，生成脂酰CoA。

脂酸活化后不仅含有高能硫酯键，而且增加了水溶性，从而提高了脂酸的代谢活性。反应过程中生成的焦磷酸（PPi）立即被细胞内的焦磷酸酶水解，阻止了逆向反应的进行。故1分子脂酸活化，实际上消耗了2个高能磷酸键。

脂酸的活化在胞质中进行，而催化脂酸氧化的酶系存在于线粒体的基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。它进入线粒体需肉碱（carnitine）的转运。线粒体外膜存在肉碱脂酰转移酶Ⅰ（carnitine acyl transferaseⅠ），它能催化长链脂酰CoA与肉碱合成脂酰肉碱，肉碱脂酰转移酶Ⅰ是脂酸β氧化的限速酶。脂酰肉碱在线粒体内膜的转位酶的作用下，通过线粒体内膜进入线粒体基质内。进入线粒体内的脂酰肉碱，则在位于线粒体内膜内侧面的肉碱脂酰转移酶Ⅱ的作用下，转变为脂酰CoA并释出肉碱。脂酰CoA即可在线粒体基质中酶体系的作用下，进行β氧化。

脂酰CoA进入线粒体基质后，在线粒体基质中疏松结合的脂酸β-氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，脂酰基断裂生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA。

脂酸β-氧化的过程如下：

脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，α、β碳原子各脱下一氢原子，生成反△ ²烯酰CoA。脱下的2H由FAD接受生成FADH ₂。

反△ ²烯酰CoA在△ ²烯酰水化酶的催化下，加水生成L（＋）-β-羟脂酰CoA。

L（＋）-β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，脱下2H生成β-酮脂酰CoA，脱下的2H由NAD ^＋接受，生成NADH及H ^＋。

β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，加CoASH使碳链断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA。

以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，直至最后生成丁酰CoA，后者再进行一次β-氧化，即完成脂酸的β-氧化。

脂酸β-氧化生成的大量的乙酰CoA大部分在线粒体内通过三羧酸循环彻底氧化，少部分在线粒体中缩合生成酮体，通过血液运送至肝外组织氧化利用。

脂酸氧化是体内能量的重要来源。以软脂酸为例，进行7次β-氧化，生成7分子FADH ₂、7分子NADH＋H ^＋及8分子乙酰CoA。每分子FADH ₂通过呼吸链氧化产生2分子ATP，每分子NADH＋H ^＋氧化产生3分子ATP，每分子乙酰CoA通过三羧酸循环氧化产生12分子ATP。因此1分子软脂酸彻底氧化共生成（7×2）＋（7×3）＋（8×12）＝131个ATP。减去脂酸活化时耗去的2个高能磷酸键，相当于2个ATP，净生成129分子。

乙酰乙酸（acetoacetate）、β-羟丁酸（β-hydroxybutyrate）及丙酮（acetone）三者统称酮体（ketone bodies）。酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物，这是因为肝具有活性较强的合成酮体的酶系，而又缺乏利用酮体的酶系。

脂酸在线粒体中经β-氧化生成的大量乙酰CoA是合成酮体的原料。合成在线粒体内酶的催化下，分三步进行。①2分子乙酰CoA在肝线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释出1分子CoASH。②乙酰乙酰CoA在羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA）合酶的催化下，再与1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA），并释出1分子CoASH。③羟甲基戊二酸单酰CoA在HMG CoA裂解酶的作用下，裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟丁酸脱氢酶的催化下，被还原成β-羟丁酸，所需的氢由NADH提供，还原的速度由NADH/NAD ^＋的比值决定。部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而成丙酮（图4-42）。

肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。肝产生的酮体，透过细胞膜进入血液运输到肝外组织进一步分解氧化。在心、肾、脑及骨骼肌的线粒体具有较高的琥珀酰CoA转硫酶活性。在有琥珀酰CoA存在时，此酶能使乙酰乙酸活化，生成乙酰乙酰CoA。在心、肾、脑及骨骼肌线粒体中还有乙酰乙酰CoA硫解酶，使乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA，后者即可进入三羧酸循环彻底氧化。

在肾、心和脑的线粒体中尚有乙酰乙酰硫激酶，可直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA，后者在硫解酶的作用下硫解为2分子乙酰CoA。

β-羟丁酸脱氢酶能催化β-羟基丁酸脱氢生成乙酰乙酸；然后再转变成乙酰CoA而被氧化。部分丙酮可在一系列酶作用下转变为丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。

酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝输出能源的一种形式，因为肝具有高活性的合成酮体的酶，但又缺乏利用酮体的酶。酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉尤其是脑组织的重要能源。脑组织不能氧化脂酸，却能利用酮体。长期饥饿、糖供应不足时酮体可以代替葡萄糖成为脑组织及肌肉的主要能源。正常情况下，血中仅含有少量酮体，为0.03～0.5mmol/L（0.3～5mg/dl）。在饥饿及糖尿病时，脂酸动员加强，酮体生成增加。尤其未控制糖尿病患者，血液酮体的含量可高出正常情况的数十倍。酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起酮尿。

甘油三酯是机体储存能量的形式。机体摄入糖、脂肪等食物均可合成脂肪在脂肪组织储存，以供禁食、饥饿时的能量需要。合成甘油三酯需要的甘油及脂酸，它们主要来自葡萄糖。

机体合成都是饱和及低不饱和的营养非必需脂肪酸，而高度不饱和的营养必需脂肪酸，必须靠食物提供，机体不能自己合成。

脂酸合成酶系存在于肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织，位于胞质中。肝是人体合成脂酸的主要场所，其合成能力较脂肪组织大8～9倍。

乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，主要来自葡萄糖。细胞内的乙酰CoA全部在线粒体内产生，而合成脂酸的酶系存在于胞质。线粒体内的乙酰CoA必须进入胞质才能成为合成脂酸的原料。实验证明，乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜，主要通过柠檬酸-丙酮酸循环完成（图4-43）。脂酸的合成除需乙酰CoA外，还需ATP、NADPH、HCO ₃ ^－（CO ₂）及Mn ^2＋等。脂酸的合成系还原性合成，所需之氢全部由NADPH提供。NADPH主要来自磷酸戊糖通路。

脂酸合成酶系存在于细胞质中，不同于线粒体中的脂酸β-氧化分解酶系；脂酸合成的代谢途径不是脂酸β-氧化分解代谢途径的逆向反应。

尽管合成脂酸的原料是乙酰CoA，但是在合成时绝大部分原料是以丙二酰CoA形式出现的，故乙酰CoA羧化成丙二酰CoA是脂酸合成的第一步反应。此反应由乙酰CoA羧化酶（acetyl CoA carboxylase）所催化，该酶存在于胞质中，辅基为生物素，Mn ^2＋为激活剂。乙酰CoA羧化酶一种别构酶，是脂酸合成的限速酶。在细胞内以两种存在形式存在，一种是无活性的单体，另一种是有活性的多聚体。柠檬酸、异柠檬酸可使此酶发生别构，使无活性的单体聚合成有活性的多聚体，而软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA则能使多聚体解聚成单体，抑制乙酰CoA羧化酶的催化活性。

以16碳软脂酸的生成为例，由一分子乙酰CoA与7分子丙二酰CoA缩合，在脂酸合成酶系的催化下进行。整个反应实际上是一个重复加成反应过程，每次延长2个碳原子。16碳软脂酸的生成，需经过连续的7次重复加成反应。各种生物合成脂酸的过程基本相似，大肠杆菌中，此种加成过程是由7种酶蛋白聚合在一起构成的多酶体系所催化的；大肠杆菌的脂酸合成酶系中，有酰基载体蛋白（acyl carrier protein，ACP），是脂酸合成过程中脂酰基的载体，脂酸合成的各步反应均在ACP的辅基上进行。脂酸生物合成是一个复杂多步的酶促反应。软脂酸合成总的反应式为：

不同细胞合成甘油三酯的途径不完全相同。

小肠黏膜细胞主要利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯。

肝细胞及脂肪细胞主要按此途径合成甘油三酯。葡萄糖循糖酵解途径生成3-磷酸甘油，在脂酰CoA转移酶的作用下，依次加上2分子脂酰CoA生成磷脂酸（phosphatidic acid）。后者在磷脂酸磷酸酶的作用下，水解脱去磷酸生成1，2-甘油二酯，然后在脂酰CoA转移酶的催化下，再加上1分子脂酰基即生成甘油三酯。

合成脂肪的三分子脂酸可为同一种脂酸，亦可是三种不同的脂酸。合成所需的3-磷酸甘油主要由糖代谢提供。肝、肾等组织含有甘油激酶，能利用游离甘油，使之磷酸化生成3-磷酸甘油。脂肪细胞缺乏甘油激酶因而不能利用甘油合成脂肪。

含磷酸的脂类称磷脂。由甘油构成的磷脂统称甘油磷脂，由鞘氨醇构成的磷脂称鞘磷脂。体内含量最多的磷脂是甘油磷脂。依据磷酸相连的取代基团的不同，甘油磷脂分为磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸及磷脂酰肌醇等，每一类磷脂可因组成的脂酸不同而有若干种。

甘油磷脂由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等组成，其基本结构为：

在甘油的1位和2位羟基上各结合1分子脂酸，通常2位脂酸为花生四烯酸，在3位羟基再结合1分子磷酸，即为最简单的甘油磷脂——磷脂酸。与磷酸羟基相连的取代基团不同，即X的不同，重要甘油磷脂有以下几类（表4-10）。

磷脂含有2条疏水的脂酰基长链（疏水尾），又含有极性强的磷酸及取代基团（极性头），因此它是双性化合物，当它分散在水溶液中，其亲水的极性头趋向于水相，而疏水尾则互相聚集，避免与水接触，形成稳定的微团或自动排列成双分子层。磷脂双分子层是生物膜的最基本结构。

全身各组织细胞内质网均有合成磷脂的酶系，因此均能合成甘油磷脂，但以肝、肾及肠等组织最活跃。

除脂酸、甘油主要由葡萄糖代谢转化而来外，其2位的多不饱和脂酸必须从植物油摄取。另外还需磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇等。胆碱可由食物供给，亦可由丝氨酸及甲硫氨酸在体内合成。丝氨酸本身是合成磷脂酰丝氨酸的原料，脱羧后生成的乙醇胺又是合成磷脂酰乙醇胺的前体。乙醇胺由3分子S-腺苷甲硫氨酸提供3个甲基即可合成胆碱。合成除需ATP外，还需CTP参加。CTP在磷脂合成中特别重要，它为合成CDP-乙醇胺、CDP-胆碱等活化中间物所必需。

这两类磷脂在体内含量最多，占组织及血液中磷脂的75%以上。甘油二酯是合成的重要中间物。胆碱及乙醇胺由活化的CDP-胆碱及CDP-乙醇胺提供。

生物体内存在能使甘油磷脂水解的多种磷脂酶类，分别作用于甘油磷脂分子中不同的酯键。作用于1，2位酯键的酶分别称磷脂酶A ₁及A ₂，作用于溶血磷脂1位酯键的酶称磷脂酶B ₁，作用于3位磷酸酯键的酶称磷脂酶C，作用磷酸取代基间酯键的酶称磷脂酶D（图4-44）。

磷脂酶A ₂存在于动物各组织的细胞膜及线粒体膜上，使甘油磷脂分子中2位酯键水解，产物为溶血磷脂及多不饱和脂酸（大多为花生四烯酸）。溶血磷脂1为2位脱去脂酰基的磷脂，是一类具较强表面活性的物质，能使红细胞膜或其他细胞膜破坏引起溶血或细胞坏死。溶血磷脂在细胞内溶血磷脂酶1即磷脂酶B ₁的作用下，使1位酯键水解，另一脂酸脱下生成不含脂酸的甘油磷酸胆碱即失去溶解细胞膜的作用，后者能进一步被磷脂酶D水解为磷酸甘油及含氮碱。磷脂酶A ₁存在于动物组织溶酶体中（蛇毒及某些微生物亦含有），能水解磷脂的1位酯键，产生脂酸及溶血磷脂2。磷脂酶C能特异水解3位磷酸酯键，产物为甘油二酯及磷酸胆碱或磷酸乙醇胺等。

含鞘氨醇或二氢鞘氨醇的脂类称鞘脂。其一分子脂酸以酰胺键与鞘氨醇的氨基相连。按其含磷酸或糖基分为鞘磷脂及鞘糖脂两类。

按取代基X的不同，鞘脂分为鞘磷脂及鞘糖脂两类。鞘磷脂含磷酸，其末端羟基取代基团X为磷酸胆碱或磷酸乙醇胺。鞘糖脂含糖，其X基团为单糖基或寡糖链所取代，通过β-糖苷键与其末端羟基相连。

胆固醇是最早由动物胆石中分离出具有羟基的固体醇类化合物，故称胆固醇（cholesterol）。所有固醇（包括胆固醇）均具有环戊烷多氢菲的共同结构。植物不含胆固醇但含植物固醇，酵母含麦角固醇，细菌不含固醇类化合物。

人体约含胆固醇140g，广泛分布于全身各组织中，大约1/4分布在脑及神经组织中，约占脑组织的2%。肝、肾、肠等内脏及皮肤，脂肪组织亦含较多的胆固醇，每100g组织约含200～500mg，其中以肝最多。肌肉组织含量较低。肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的内分泌腺胆固醇含量较高，达1%～5%。

除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成胆固醇，每天可合成1g左右。肝是合成胆固醇的主要场所。体内胆固醇70%～80%由肝合成，10%由小肠合成。胆固醇合成酶系存在于胞质及光面内质网膜上，因此胆固醇的合成主要在细胞质及内质网中进行。

乙酰CoA是合成胆固醇的原料。乙酰CoA是葡萄糖、氨基酸及脂酸在线粒体内的分解代谢产物。它不能通过线粒体内膜，需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，后者再通过线粒体内膜的载体进入胞质，然后柠檬酸在裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA作为合成胆固醇之用。此外，还需要大量的NADPH＋H ^＋及ATP供给合成反应所需之氢及能量。每合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPH＋H ^＋。乙酰CoA及ATP大多来自线粒体中糖的有氧氧化，而NADPH则主要来自胞质中的磷酸戊糖途径。

胆固醇合成过程复杂，有近30步酶促反应，大致可划分为三个阶段。

在胞质中，2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶的催化下，缩合成乙酰乙酰CoA；然后在胞质中羟甲基戊二酸单酰CoA合酶的催化下再与1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA）。HMG CoA是合成胆固醇及酮体的重要中间产物。在线粒体中，3分子乙酰CoA缩合成的HMG CoA裂解后生成酮体；而在胞质中生成的HMG CoA，则在内质网HMG CoA还原酶（HMG CoA reductase）的催化下，由NADPH＋H ^＋供氢，还原生成甲羟戊酸（mevalonic acid，MVA）。HMG CoA还原酶是合成胆固醇的限速酶，这步反应是合成胆固醇的限速反应。

甲羟戊酸的合成过程如下：

MVA（C ₆）由ATP提供能量，在胞质内一系列酶的催化下，脱羧，磷酸化生成活泼的异戊烯焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸。然后3分子活泼的5C焦磷酸化合物（IPP及DPP）缩合成15C的焦磷酸法尼酯。2分子15C焦磷酸法尼酯在内质网鲨烯合酶的作用下，再缩合、还原即生成30C的多烯烃——鲨烯。

鲨烯为含30个碳原子的多烯烃，具有与固醇母核相近似的结构。鲨烯结合在胞质中固醇载体蛋白上，经内质网单加氧酶、环化酶等的作用，环化生成羊毛固醇，后者再经氧化、脱羧、还原等反应，脱去3个甲基（以CO ₂形式）生成27C的胆固醇（图4-45）。

胆汁酸的生成是胆固醇在体内代谢的主要去路。正常人每天约合成1～1.5g胆固醇，其中2/5（0.4～0.6g）在肝转变成为胆汁酸，随胆汁排入肠道。

胆固醇是肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺合成及分泌类固醇激素的原料。肾上腺皮质细胞中储存大量胆固醇酯。肾上腺皮质球状带，束状带及网状带细胞可以胆固醇为原料分别合成醛固酮、皮质醇及雄激素。睾丸间质细胞合成睾丸酮，卵巢的卵泡内膜细胞及黄体可合成及分泌雌二醇及黄体酮，三者均是以胆固醇为原料合成的。

在皮肤中，胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外线照射转变为维生素D ₃。

知识拓展