三、人體內脂肪酸的生物合成

脂肪酸合成的主要場所是肝臟。棕櫚酸（16：0）及小于16碳的單鏈脂肪酸在胞漿中合成。脂肪酸的合成依賴脂肪酸合成酶復合體的催化，該酶體系存在于肝臟、腎、腦、肺及脂肪等多種組織的細胞中，但在肝組織的活性最高，其活性是脂肪組織的8～9倍。雖然脂肪組織能以葡萄糖代謝的中間產物為原料合成脂肪酸，但脂肪組織中脂肪酸的主要來源仍是小腸吸收的外源性脂肪酸和肝合成的內源性脂肪酸。脂肪酸合成的基本原料是乙酰CoA，在胞漿中脂肪酸合成酶復合體的催化下，由NADPH供氫，乙酰CoA首先羧化為丙二酸單酰CoA，再通過縮合、還原、脫水、再還原的循環過程，合成16碳的棕櫚酸。乙酰CoA轉化成丙二酸單酰CoA是棕櫚酸合成的第一步，反應由乙酰CoA羧化酶（acetyl-CoA-carboxylase，ACC）催化，該酶是脂肪酸合成的關鍵酶。16碳以上脂肪酸的合成，在肝內質網和線粒體中進行，通過對棕櫚酸加工和延長而成。脂肪酸在線粒體中通過β-氧化（β-oxidation）進行降解，并伴隨著能量的釋放，為機體提供能量。

雖然基因是決定脂肪酸代謝的主要因素，但飲食習慣也發揮著重要的作用。哺乳動物（包括人類），能夠合成直鏈的飽和脂肪酸。這些脂肪酸通常是偶數碳原子。如圖1-3所示，單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）可通過羧基端Δ9的位置引入雙鍵，催化該反應的酶是Δ9-去飽和酶。在一般情況下，硬脂酸（18：0）通過去飽和作用可產生油酸（18：1 ω-9）；棕櫚酸（16：0）產生棕櫚油酸（16：1 ω-7）。二十至二十四碳ω-9系列的單不飽和脂肪酸是油酸的延伸產物。ω-11系列的單不飽和脂肪酸是花生酸（20：0）去飽和以及延長的產物。在Δ6和Δ5去飽和酶（desaturase）的作用下，油酸（18：1 ω-9）可進一步去飽和以及延長產生米德酸[mead acid（20：3 ω-9）]。但在人體內，米德酸的合成必須依賴于食物中的必需脂肪酸。

圖1-3　內源性脂肪酸的延長和去飽和

Δ5、Δ6、Δ9分別代表Δ5、Δ6、Δ9去飽和酶

必需脂肪酸包括ω-6 PUFA的LA 和ω-3 PUFA的ALA。由于體內缺乏Δ12和Δ15去飽和酶，這些脂肪酸不能被機體合成，稱作必需脂肪酸。上述酶類存在于植物和海藻中。必需脂肪酸，完全依賴于食物的攝取。這些脂肪酸的進一步延長以及去飽和可轉化為長鏈多不飽和脂肪酸（LC-PUFA），包括EPA、DHA和AA等。但轉換往往不能滿足機體的需要，在很大程度上依賴于食物的攝取。因此，這些長LC-PUFA被稱為條件必需脂肪酸，其前體來源于必需脂肪酸，機體自身不能合成。ω-6系列的多不飽和脂肪酸的底物是亞油酸（LA），合成花生四烯酸（AA）；ω-3系列的多不飽和脂肪酸的底物是α-亞麻酸（ALA），合成EPA和DHA。Δ5和Δ6去飽和酶是多不飽和脂肪酸合成的關鍵酶。圖1-4顯示了LC-PUFA的合成途徑。在此有三點應特別引起注意。①對LC-PUFA，由于機體的合成能力不足，在一些情況下，可能會造成機體的缺乏，特別是胎兒和嬰幼兒的生長發育期和老年人的衰老期。②在LC-PUFA合成過程中，去飽和酶和延長酶是合成的關鍵酶。其ω-3和ω-6系列的脂肪酸使用同一的去飽和酶和延長酶，兩者形成競爭關系。過多的ω-6系列脂肪酸可競爭性地抑制ω-3系列PUFA的合成。③不同種類的脂肪酸在代謝過程中不能相互轉換，并且與酶的親和力不同，其親和力之比ω-3∶ω-6∶ω-9大約為10∶3∶1。

圖1-4　多不飽和脂肪酸的合成