脂類是脂肪及類脂的總稱，是一類不溶于水而易溶于有機溶劑，并能為機體利用的有機化合物。脂肪是三脂酸甘油酯或稱甘油三酯（triglyceride），脂肪的生理功能是儲存能量及氧化供能。類脂包括固醇及其酯、磷脂及糖脂等，是細胞的膜結構重要組分。

體內脂酸的來源有二：一是機體自身合成，以脂肪的形式儲存在脂肪組織中。飽和脂酸及單不飽和脂酸主要靠機體自身合成。另一來源系食物脂肪供給，特別是某些多不飽和脂酸，動物機體自身不能合成，如亞油酸及α-亞麻酸，需從植物油攝取。它們是動物不可缺少的營養素，故稱必需脂酸。

脂酸在體內主要與醇結合成酯。與脂酸結合的醇有甘油（丙三醇）、鞘氨醇及膽固醇等。1分子甘油與3分子脂酸通過酯鍵結合生成的甘油三酯。甘油還可與2分子脂酸、1分子磷酸及含氮化合物結合成甘油磷脂（phosphoglycerides）。甘油磷脂包括磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）、磷脂酰肌醇等，是構成生物膜脂雙層的基本骨架，含量恒定。脂酸與鞘氨醇通過酰胺鍵結合的脂稱鞘脂，含磷酸者為鞘磷脂，含糖者稱鞘糖脂，是生物膜的重要組分，參與細胞識別及信息傳遞。

膳食中的脂類主要為脂肪，此外還含少量磷脂、膽固醇等。脂類不溶于水，必須在小腸經膽汁中膽汁酸鹽的作用，乳化并分散成細小的微團后，才能被消化酶消化。小腸上段是脂類消化的主要場所。胰腺分泌入十二指腸中消化脂類的酶有胰脂酶、磷脂酶A ₂（phospholipase A ₂）、膽固醇酯酶（cholesteryl esterase）。胰脂酶必須吸附在乳化脂肪微團的水油界面上，才能作用于微團內的甘油三酯。輔脂酶是胰脂酶對脂肪消化不可缺少的蛋白質輔因子。輔脂酶的存在可解除膽汁酸鹽對胰脂酶的抑制，它能與胰脂酶結合并同時與脂肪結合，可防止胰脂酶在水油界面的變性，因而能增加胰脂酶活性，促進脂肪的水解。此外，胰磷脂酶A ₂催化磷脂2位酯鍵水解，生成脂酸及溶血磷脂；膽固醇酯酶促進膽固醇酯水解生成游離膽固醇及脂酸。脂肪及類脂的消化產物包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等可與膽汁酸鹽乳化成更小的混合微團，易于穿過小腸黏膜細胞表面的水屏障，為腸黏膜細胞吸收。

脂類消化產物主要在十二指腸下段及空腸上段吸收。中鏈脂酸（6～10C）及短鏈脂酸（2～4C）構成的甘油三酯，經膽汁酸鹽乳化后即可被吸收。在腸黏膜細胞內脂肪酶的作用下，水解為脂酸及甘油，通過門靜脈進入血液循環。長鏈脂酸（12～26C）及2-甘油一酯吸收入腸黏膜細胞后，在光面內質網中，在脂酰CoA轉移酶（acyl CoA transferase）的催化下，由ATP供給能量，2-甘油一酯加上2分子脂酰CoA，再合成甘油三酯。后者再與粗面內質網合成的載脂蛋白（apolipoprotein，apo）B48、C、AI、AIV等以及磷脂、膽固醇結合成乳糜微粒（CM），經淋巴進入血液循環。在腸黏膜細胞中由甘油一酯合成脂肪的途徑稱甘油一酯合成途徑。

血漿所含脂類統稱血脂。它的組成復雜，包括甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂酸等（表4-7）。血脂的來源有兩種：一為外源性，從食物攝取的脂類經消化吸收進入血液；二是內源性，即肝、脂肪細胞以及其他組織合成后釋放入血。血脂含量不如血糖恒定，受膳食、年齡、性別、職業以及代謝等的影響，波動范圍較大。

脂類不溶于水，在水中呈乳濁液。而正常人血漿含脂類雖多，卻仍清澈透明，說明血脂在血漿中不是以自由狀態存在，而與血漿中的蛋白質結合，以脂蛋白（lipoprotein）的形式而運輸。

各種脂蛋白在26℃，密度1.063的氯化鈉溶液中超離心，按其密度的不同，可分為以下四類：CM、極低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。除上述四類脂蛋白外，還有中密度脂蛋白（IDL），它是VLDL在血漿中的代謝物，其組成及密度介于VLDL及LDL之間。若根據不同脂蛋白的表面電荷不同，在電場中具不同的遷移率，按其在電場中移動的快慢，可將脂蛋白分為乳糜微粒、β-脂蛋白、前β-脂蛋白及α-脂蛋白四類。以上脂蛋白兩種分類方法中的四類脂蛋白，又恰好是一一對應的，如圖4-40所示。血漿脂蛋白的兩種命名，習慣上都在應用。從脂肪組織動員釋放入血的游離脂酸，亦不溶于水，常與血漿中的白蛋白結合而運輸，不列入血漿脂蛋白內（表4-8）。

血漿各種脂蛋白具有大致相似的基本結構。疏水性較強的甘油三酯及膽固醇酯均位于脂蛋白的內核，而具極性及非極性基團的載脂蛋白、磷脂及游離膽固醇則以單分子層借其非極性的疏水基團與內部的疏水鏈相聯系，覆蓋于脂蛋白表面，其極性基團朝外，呈球狀。CM及VLDL主要以甘油三酯為內核，LDL及HDL則主要以膽固醇酯為內核。HDL的蛋白質/脂類比值最高，故大部分表面被蛋白質分子所覆蓋，并與磷脂交錯穿插。

血漿脂蛋白中的蛋白質部分稱載脂蛋白，目前已知的載脂蛋白主要有apo A、B、C、D及E等五類共20種，由于氨基酸組成和功能上的差異，五類載脂蛋白又分為若干亞類，如apo A又分為AⅠ、AⅡ、AⅣ及AⅤ；apo B又分為B100及B48；apo C又分為CⅠ、CⅡ、CⅢ及CⅣ。

載脂蛋白的功能不僅在結合和轉運脂質及穩定脂蛋白的結構上發揮重要作用，而且還調節脂蛋白代謝關鍵酶活性，參與脂蛋白受體的識別，在脂蛋白代謝中發揮極為重要的作用（表4-9）。

CM是運輸外源性甘油三酯及膽固醇的主要形式。脂肪消化吸收時，小腸黏膜細胞再合成的甘油三酯，連同合成及吸收的磷脂及膽固醇，加上載脂蛋白B48、AⅠ、AⅣ、AⅡ等形成新生的CM。新生CM經淋巴管進入血液，從HDL獲得apo C及E，并將部分apo AⅠ、AⅣ、AⅡ轉移給HDL，形成成熟的CM。新生CM獲得apo C后，其中apo CⅡ激活肌肉、心及脂肪等組織毛細血管內皮細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，產生甘油、脂酸及溶血磷脂等。Apo CⅡ是LPL不可缺少的激活劑。在LPL的反復作用下，CM內核的甘油三酯90%以上被水解，釋出的脂酸為心、肌、脂肪組織及肝組織所攝取利用。CM顆粒逐步變小，最后轉變成為富含膽固醇酯、apo B48及apo E的CM殘粒，后者為肝細胞膜LDL受體相關蛋白結合并被肝細胞攝取代謝。正常人CM在血漿中代謝迅速，半壽期為5～15分鐘，因此空腹12～14小時后血漿中不含CM。

VLDL是運輸內源性甘油三酯的主要形式。肝細胞可以葡萄糖為原料合成甘油三酯，也可利用食物及脂肪組織動員的脂酸合成脂肪，然后加上apo B100、E以及磷脂、膽固醇等即形成VLDL。此外，小腸黏膜細胞亦可合成少量VLDL。VLDL分泌入血后，從HDL獲得apo C，其中的apo CⅡ激活肝外組織毛細血管內皮細胞表面的LPL。VLDL的甘油三酯在LPL作用下，逐步水解，VLDL顆粒逐漸變小，其密度逐漸增加，apo B100及E的含量相對增加，轉變為中間密度脂蛋白（IDL）。肝細胞膜LDL受體相關蛋白（LRP）可與IDL結合，因此部分IDL為肝細胞攝取代謝。未被肝細胞攝取的IDL甘油三酯被LPL及肝脂肪酶進一步水解，最后只剩下膽固醇酯，同時其表面的apo E轉移至HDL，僅剩下apo B100，IDL即轉變為LDL。VLDL在血中的半壽期為6～12小時。

人血漿中的LDL是由VLDL轉變而來的。它是轉運肝合成的內源性膽固醇的主要形式。LDL受體廣泛分布于肝、動脈壁細胞等全身各組織的細胞膜表面，能特異識別與結合含apo E或apo B100的脂蛋白。當血漿中的LDL與LDL受體結合后，則受體聚集成簇，內吞入細胞與溶酶體融合。在溶酶體中蛋白水解酶作用下，LDL中的apo B100水解為氨基酸，其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解為游離膽固醇及脂酸。游離膽固醇為細胞膜攝取，可用以構成細胞膜的重要成分；在腎上腺、卵巢及睪丸等細胞中則用以合成類固醇激素。上述血漿中LDL與細胞LDL受體結合后的一系列過程稱LDL受體代謝途徑。LDL被細胞攝取量的多少，取決于細胞膜上受體的多少。肝、腎上腺皮質、性腺等組織LDL受體數目較多，故攝取LDL亦較多（圖4-41）。

除LDL受體代謝途徑外，血漿中的LDL還可被修飾，修飾的LDL如氧化修飾LDL（Ox-LDL）可被清除細胞即單核吞噬細胞系統中的巨噬細胞及血管內皮細胞清除。這兩類細胞膜表面具有清道夫受體，可與修飾LDL結合而攝取清除血漿中的修飾LDL。正常人血漿LDL每天降解量占總量的45%，其中2/3由LDL受體途徑降解，1/3由清除細胞清除。LDL在血漿中的半壽期為2～4天。

HDL主要由肝合成，小腸亦可合成部分。此外，當CM及VLDL中的甘油三酯水解時，其表面的apo AⅠ、AⅣ、AⅡ、C以及磷脂，膽固醇等脫離CM及VLDL亦可形成新生HDL。HDL的主要功能是參與膽固醇的逆向轉運（reverse cholesterol transport，RCT），即將肝外組織細胞內的膽固醇，通過血液循環轉運到肝，在肝轉化為膽汁酸后排出體外。新生HDL均呈盤狀，進入血液后，在血漿卵磷脂膽固醇脂酰轉移酶（LCAT）的催化下，HDL表面卵磷脂的2位脂酰基轉移至膽固醇3位羥基生成溶血卵磷脂及膽固醇酯。HDL表面的apo AⅠ是LCAT的激活劑。在LCAT的作用下生成的膽固醇酯轉運入HDL的核心，使雙脂層的盤狀HDL被逐步膨脹為單脂層的球狀HDL，同時其表面的apo C及apo E又轉移到CM及VLDL上，最后新生HDL轉變為成熟HDL。

膽固醇逆向轉運的最終步驟在肝臟進行。肝臟是機體清除膽固醇的主要器官。肝細胞膜存在HDL受體、LDL受體及特異的apo E受體。最近研究表明，血漿中的膽固醇酯90%以上來自HDL，被肝臟攝取的膽固醇可用以合成膽汁酸或直接通過膽汁排出體外。HDL在血漿中的半壽期為3～5天。

由此可見，HDL可將膽固醇從肝外組織轉運到肝進行代謝。這種將膽固醇從肝外組織向肝轉運的過程，稱膽固醇的逆向轉運。機體可通過這種機制，將外周組織中衰老細胞膜中的膽固醇轉運至肝代謝并排出體外。

儲存在脂肪細胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解為游離脂酸（free fatty acid，FFA）及甘油并釋放入血以供其他組織氧化利用，該過程稱脂肪的動員。在脂肪動員中，脂肪細胞內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。當禁食、饑餓或交感神經興奮時，腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素等分泌增加，作用于脂肪細胞膜表面受體，激活腺苷酸環化酶，促進cAMP合成，激活依賴cAMP的蛋白激酶，使胞質內HSL磷酸化而活化。后者使甘油三酯水解成甘油二酯及脂酸。這步反應是脂肪分解的限速步驟，HSL是限速酶，它受多種激素的調控，故稱激素敏感性脂肪酶。能促進脂肪動員的激素稱脂解激素，如腎上腺素、胰高血糖素等。胰島素等抑制脂肪的動員，稱抗脂解激素。

脂解作用使儲存在脂肪細胞中的脂肪分解成游離脂酸及甘油，然后釋放入血。游離脂酸與血漿白蛋白結合后由血液運送至全身各組織，主要由心、肝、骨骼肌等攝取利用。甘油溶于水，直接由血液運送至肝、腎、腸等組織，主要是在肝甘油激酶作用下，轉變為3-磷酸甘油；然后脫氫生成磷酸二羥丙酮，循糖代謝途徑進行分解或轉變為糖。脂肪細胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。

脂酸是人及哺乳動物的主要能源物質。在O ₂供給充足的條件下，脂酸可在體內分解成CO ₂及H ₂O并釋出大量能量，以ATP形式供機體利用。除腦組織外，大多數組織均能氧化脂酸，但以肝及肌肉最活躍。飽和脂酸氧化分4個階段：脂酸活化生成脂酰CoA、脂酰CoA進入線粒體、脂酸β-氧化生成乙酰CoA和乙酰CoA進入三羧酸循環徹底氧化。

脂酸進行氧化前必須活化，活化在線粒體外進行。內質網及線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶（acyl-CoA synthetase）在ATP、CoASH、Mg ^2＋存在的條件下，催化脂酸活化，生成脂酰CoA。

脂酸活化后不僅含有高能硫酯鍵，而且增加了水溶性，從而提高了脂酸的代謝活性。反應過程中生成的焦磷酸（PPi）立即被細胞內的焦磷酸酶水解，阻止了逆向反應的進行。故1分子脂酸活化，實際上消耗了2個高能磷酸鍵。

脂酸的活化在胞質中進行，而催化脂酸氧化的酶系存在于線粒體的基質內，因此活化的脂酰CoA必須進入線粒體內才能代謝。它進入線粒體需肉堿（carnitine）的轉運。線粒體外膜存在肉堿脂酰轉移酶Ⅰ（carnitine acyl transferaseⅠ），它能催化長鏈脂酰CoA與肉堿合成脂酰肉堿，肉堿脂酰轉移酶Ⅰ是脂酸β氧化的限速酶。脂酰肉堿在線粒體內膜的轉位酶的作用下，通過線粒體內膜進入線粒體基質內。進入線粒體內的脂酰肉堿，則在位于線粒體內膜內側面的肉堿脂酰轉移酶Ⅱ的作用下，轉變為脂酰CoA并釋出肉堿。脂酰CoA即可在線粒體基質中酶體系的作用下，進行β氧化。

脂酰CoA進入線粒體基質后，在線粒體基質中疏松結合的脂酸β-氧化多酶復合體的催化下，從脂酰基的β-碳原子開始，進行脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續反應，脂酰基斷裂生成1分子比原來少2個碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA。

脂酸β-氧化的過程如下：

脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶的催化下，α、β碳原子各脫下一氫原子，生成反△ ²烯酰CoA。脫下的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-羥脂酰CoA。

L（＋）-β-羥脂酰CoA在β-羥脂酰CoA脫氫酶的催化下，脫下2H生成β-酮脂酰CoA，脫下的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使碳鏈斷裂，生成1分子乙酰CoA和少2個碳原子的脂酰CoA。

以上生成的比原來少2個碳原子的脂酰CoA，可再進行脫氫、加水、再脫氫及硫解反應。如此反復進行，直至最后生成丁酰CoA，后者再進行一次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大部分在線粒體內通過三羧酸循環徹底氧化，少部分在線粒體中縮合生成酮體，通過血液運送至肝外組織氧化利用。

脂酸氧化是體內能量的重要來源。以軟脂酸為例，進行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通過呼吸鏈氧化產生2分子ATP，每分子NADH＋H ^＋氧化產生3分子ATP，每分子乙酰CoA通過三羧酸循環氧化產生12分子ATP。因此1分子軟脂酸徹底氧化共生成（7×2）＋（7×3）＋（8×12）＝131個ATP。減去脂酸活化時耗去的2個高能磷酸鍵，相當于2個ATP，凈生成129分子。

乙酰乙酸（acetoacetate）、β-羥丁酸（β-hydroxybutyrate）及丙酮（acetone）三者統稱酮體（ketone bodies）。酮體是脂酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物，這是因為肝具有活性較強的合成酮體的酶系，而又缺乏利用酮體的酶系。

脂酸在線粒體中經β-氧化生成的大量乙酰CoA是合成酮體的原料。合成在線粒體內酶的催化下，分三步進行。①2分子乙酰CoA在肝線粒體乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，縮合成乙酰乙酰CoA，并釋出1分子CoASH。②乙酰乙酰CoA在羥甲基戊二酸單酰CoA（HMG CoA）合酶的催化下，再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA（HMG CoA），并釋出1分子CoASH。③羥甲基戊二酸單酰CoA在HMG CoA裂解酶的作用下，裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線粒體內膜β-羥丁酸脫氫酶的催化下，被還原成β-羥丁酸，所需的氫由NADH提供，還原的速度由NADH/NAD ^＋的比值決定。部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧而成丙酮（圖4-42）。

肝外許多組織具有活性很強的利用酮體的酶。肝產生的酮體，透過細胞膜進入血液運輸到肝外組織進一步分解氧化。在心、腎、腦及骨骼肌的線粒體具有較高的琥珀酰CoA轉硫酶活性。在有琥珀酰CoA存在時，此酶能使乙酰乙酸活化，生成乙酰乙酰CoA。在心、腎、腦及骨骼肌線粒體中還有乙酰乙酰CoA硫解酶，使乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA，后者即可進入三羧酸循環徹底氧化。

在腎、心和腦的線粒體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為2分子乙酰CoA。

β-羥丁酸脫氫酶能催化β-羥基丁酸脫氫生成乙酰乙酸；然后再轉變成乙酰CoA而被氧化。部分丙酮可在一系列酶作用下轉變為丙酮酸或乳酸，進而異生成糖。

酮體是脂酸在肝內正常的中間代謝產物，是肝輸出能源的一種形式，因為肝具有高活性的合成酮體的酶，但又缺乏利用酮體的酶。酮體溶于水，分子小，能通過血腦屏障及肌肉毛細血管壁，是肌肉尤其是腦組織的重要能源。腦組織不能氧化脂酸，卻能利用酮體。長期饑餓、糖供應不足時酮體可以代替葡萄糖成為腦組織及肌肉的主要能源。正常情況下，血中僅含有少量酮體，為0.03～0.5mmol/L（0.3～5mg/dl）。在饑餓及糖尿病時，脂酸動員加強，酮體生成增加。尤其未控制糖尿病患者，血液酮體的含量可高出正常情況的數十倍。酮體生成超過肝外組織利用的能力，引起血中酮體升高，可導致酮癥酸中毒，并隨尿排出，引起酮尿。

甘油三酯是機體儲存能量的形式。機體攝入糖、脂肪等食物均可合成脂肪在脂肪組織儲存，以供禁食、饑餓時的能量需要。合成甘油三酯需要的甘油及脂酸，它們主要來自葡萄糖。

機體合成都是飽和及低不飽和的營養非必需脂肪酸，而高度不飽和的營養必需脂肪酸，必須靠食物提供，機體不能自己合成。

脂酸合成酶系存在于肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織，位于胞質中。肝是人體合成脂酸的主要場所，其合成能力較脂肪組織大8～9倍。

乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，主要來自葡萄糖。細胞內的乙酰CoA全部在線粒體內產生，而合成脂酸的酶系存在于胞質。線粒體內的乙酰CoA必須進入胞質才能成為合成脂酸的原料。實驗證明，乙酰CoA不能自由透過線粒體內膜，主要通過檸檬酸-丙酮酸循環完成（圖4-43）。脂酸的合成除需乙酰CoA外，還需ATP、NADPH、HCO ₃ ^－（CO ₂）及Mn ^2＋等。脂酸的合成系還原性合成，所需之氫全部由NADPH提供。NADPH主要來自磷酸戊糖通路。

脂酸合成酶系存在于細胞質中，不同于線粒體中的脂酸β-氧化分解酶系；脂酸合成的代謝途徑不是脂酸β-氧化分解代謝途徑的逆向反應。

盡管合成脂酸的原料是乙酰CoA，但是在合成時絕大部分原料是以丙二酰CoA形式出現的，故乙酰CoA羧化成丙二酰CoA是脂酸合成的第一步反應。此反應由乙酰CoA羧化酶（acetyl CoA carboxylase）所催化，該酶存在于胞質中，輔基為生物素，Mn ^2＋為激活劑。乙酰CoA羧化酶一種別構酶，是脂酸合成的限速酶。在細胞內以兩種存在形式存在，一種是無活性的單體，另一種是有活性的多聚體。檸檬酸、異檸檬酸可使此酶發生別構，使無活性的單體聚合成有活性的多聚體，而軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA則能使多聚體解聚成單體，抑制乙酰CoA羧化酶的催化活性。

以16碳軟脂酸的生成為例，由一分子乙酰CoA與7分子丙二酰CoA縮合，在脂酸合成酶系的催化下進行。整個反應實際上是一個重復加成反應過程，每次延長2個碳原子。16碳軟脂酸的生成，需經過連續的7次重復加成反應。各種生物合成脂酸的過程基本相似，大腸桿菌中，此種加成過程是由7種酶蛋白聚合在一起構成的多酶體系所催化的；大腸桿菌的脂酸合成酶系中，有酰基載體蛋白（acyl carrier protein，ACP），是脂酸合成過程中脂酰基的載體，脂酸合成的各步反應均在ACP的輔基上進行。脂酸生物合成是一個復雜多步的酶促反應。軟脂酸合成總的反應式為：

不同細胞合成甘油三酯的途徑不完全相同。

小腸黏膜細胞主要利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯。

肝細胞及脂肪細胞主要按此途徑合成甘油三酯。葡萄糖循糖酵解途徑生成3-磷酸甘油，在脂酰CoA轉移酶的作用下，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，水解脫去磷酸生成1，2-甘油二酯，然后在脂酰CoA轉移酶的催化下，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為同一種脂酸，亦可是三種不同的脂酸。合成所需的3-磷酸甘油主要由糖代謝提供。肝、腎等組織含有甘油激酶，能利用游離甘油，使之磷酸化生成3-磷酸甘油。脂肪細胞缺乏甘油激酶因而不能利用甘油合成脂肪。

含磷酸的脂類稱磷脂。由甘油構成的磷脂統稱甘油磷脂，由鞘氨醇構成的磷脂稱鞘磷脂。體內含量最多的磷脂是甘油磷脂。依據磷酸相連的取代基團的不同，甘油磷脂分為磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等，每一類磷脂可因組成的脂酸不同而有若干種。

甘油磷脂由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等組成，其基本結構為：

在甘油的1位和2位羥基上各結合1分子脂酸，通常2位脂酸為花生四烯酸，在3位羥基再結合1分子磷酸，即為最簡單的甘油磷脂——磷脂酸。與磷酸羥基相連的取代基團不同，即X的不同，重要甘油磷脂有以下幾類（表4-10）。

磷脂含有2條疏水的脂酰基長鏈（疏水尾），又含有極性強的磷酸及取代基團（極性頭），因此它是雙性化合物，當它分散在水溶液中，其親水的極性頭趨向于水相，而疏水尾則互相聚集，避免與水接觸，形成穩定的微團或自動排列成雙分子層。磷脂雙分子層是生物膜的最基本結構。

全身各組織細胞內質網均有合成磷脂的酶系，因此均能合成甘油磷脂，但以肝、腎及腸等組織最活躍。

除脂酸、甘油主要由葡萄糖代謝轉化而來外，其2位的多不飽和脂酸必須從植物油攝取。另外還需磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇等。膽堿可由食物供給，亦可由絲氨酸及甲硫氨酸在體內合成。絲氨酸本身是合成磷脂酰絲氨酸的原料，脫羧后生成的乙醇胺又是合成磷脂酰乙醇胺的前體。乙醇胺由3分子S-腺苷甲硫氨酸提供3個甲基即可合成膽堿。合成除需ATP外，還需CTP參加。CTP在磷脂合成中特別重要，它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿等活化中間物所必需。

這兩類磷脂在體內含量最多，占組織及血液中磷脂的75%以上。甘油二酯是合成的重要中間物。膽堿及乙醇胺由活化的CDP-膽堿及CDP-乙醇胺提供。

生物體內存在能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類，分別作用于甘油磷脂分子中不同的酯鍵。作用于1，2位酯鍵的酶分別稱磷脂酶A ₁及A ₂，作用于溶血磷脂1位酯鍵的酶稱磷脂酶B ₁，作用于3位磷酸酯鍵的酶稱磷脂酶C，作用磷酸取代基間酯鍵的酶稱磷脂酶D（圖4-44）。

磷脂酶A ₂存在于動物各組織的細胞膜及線粒體膜上，使甘油磷脂分子中2位酯鍵水解，產物為溶血磷脂及多不飽和脂酸（大多為花生四烯酸）。溶血磷脂1為2位脫去脂酰基的磷脂，是一類具較強表面活性的物質，能使紅細胞膜或其他細胞膜破壞引起溶血或細胞壞死。溶血磷脂在細胞內溶血磷脂酶1即磷脂酶B ₁的作用下，使1位酯鍵水解，另一脂酸脫下生成不含脂酸的甘油磷酸膽堿即失去溶解細胞膜的作用，后者能進一步被磷脂酶D水解為磷酸甘油及含氮堿。磷脂酶A ₁存在于動物組織溶酶體中（蛇毒及某些微生物亦含有），能水解磷脂的1位酯鍵，產生脂酸及溶血磷脂2。磷脂酶C能特異水解3位磷酸酯鍵，產物為甘油二酯及磷酸膽堿或磷酸乙醇胺等。

含鞘氨醇或二氫鞘氨醇的脂類稱鞘脂。其一分子脂酸以酰胺鍵與鞘氨醇的氨基相連。按其含磷酸或糖基分為鞘磷脂及鞘糖脂兩類。

按取代基X的不同，鞘脂分為鞘磷脂及鞘糖脂兩類。鞘磷脂含磷酸，其末端羥基取代基團X為磷酸膽堿或磷酸乙醇胺。鞘糖脂含糖，其X基團為單糖基或寡糖鏈所取代，通過β-糖苷鍵與其末端羥基相連。

膽固醇是最早由動物膽石中分離出具有羥基的固體醇類化合物，故稱膽固醇（cholesterol）。所有固醇（包括膽固醇）均具有環戊烷多氫菲的共同結構。植物不含膽固醇但含植物固醇，酵母含麥角固醇，細菌不含固醇類化合物。

人體約含膽固醇140g，廣泛分布于全身各組織中，大約1/4分布在腦及神經組織中，約占腦組織的2%。肝、腎、腸等內臟及皮膚，脂肪組織亦含較多的膽固醇，每100g組織約含200～500mg，其中以肝最多。肌肉組織含量較低。腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的內分泌腺膽固醇含量較高，達1%～5%。

除成年動物腦組織及成熟紅細胞外，幾乎全身各組織均可合成膽固醇，每天可合成1g左右。肝是合成膽固醇的主要場所。體內膽固醇70%～80%由肝合成，10%由小腸合成。膽固醇合成酶系存在于胞質及光面內質網膜上，因此膽固醇的合成主要在細胞質及內質網中進行。

乙酰CoA是合成膽固醇的原料。乙酰CoA是葡萄糖、氨基酸及脂酸在線粒體內的分解代謝產物。它不能通過線粒體內膜，需在線粒體內先與草酰乙酸縮合成檸檬酸，后者再通過線粒體內膜的載體進入胞質，然后檸檬酸在裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA作為合成膽固醇之用。此外，還需要大量的NADPH＋H ^＋及ATP供給合成反應所需之氫及能量。每合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPH＋H ^＋。乙酰CoA及ATP大多來自線粒體中糖的有氧氧化，而NADPH則主要來自胞質中的磷酸戊糖途徑。

膽固醇合成過程復雜，有近30步酶促反應，大致可劃分為三個階段。

在胞質中，2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶的催化下，縮合成乙酰乙酰CoA；然后在胞質中羥甲基戊二酸單酰CoA合酶的催化下再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA（HMG CoA）。HMG CoA是合成膽固醇及酮體的重要中間產物。在線粒體中，3分子乙酰CoA縮合成的HMG CoA裂解后生成酮體；而在胞質中生成的HMG CoA，則在內質網HMG CoA還原酶（HMG CoA reductase）的催化下，由NADPH＋H ^＋供氫，還原生成甲羥戊酸（mevalonic acid，MVA）。HMG CoA還原酶是合成膽固醇的限速酶，這步反應是合成膽固醇的限速反應。

甲羥戊酸的合成過程如下：

MVA（C ₆）由ATP提供能量，在胞質內一系列酶的催化下，脫羧，磷酸化生成活潑的異戊烯焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸。然后3分子活潑的5C焦磷酸化合物（IPP及DPP）縮合成15C的焦磷酸法尼酯。2分子15C焦磷酸法尼酯在內質網鯊烯合酶的作用下，再縮合、還原即生成30C的多烯烴——鯊烯。

鯊烯為含30個碳原子的多烯烴，具有與固醇母核相近似的結構。鯊烯結合在胞質中固醇載體蛋白上，經內質網單加氧酶、環化酶等的作用，環化生成羊毛固醇，后者再經氧化、脫羧、還原等反應，脫去3個甲基（以CO ₂形式）生成27C的膽固醇（圖4-45）。

膽汁酸的生成是膽固醇在體內代謝的主要去路。正常人每天約合成1～1.5g膽固醇，其中2/5（0.4～0.6g）在肝轉變成為膽汁酸，隨膽汁排入腸道。

膽固醇是腎上腺皮質、睪丸、卵巢等內分泌腺合成及分泌類固醇激素的原料。腎上腺皮質細胞中儲存大量膽固醇酯。腎上腺皮質球狀帶，束狀帶及網狀帶細胞可以膽固醇為原料分別合成醛固酮、皮質醇及雄激素。睪丸間質細胞合成睪丸酮，卵巢的卵泡內膜細胞及黃體可合成及分泌雌二醇及黃體酮，三者均是以膽固醇為原料合成的。

在皮膚中，膽固醇可被氧化為7-脫氫膽固醇，后者經紫外線照射轉變為維生素D ₃。

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