1、 磷脂代謝的研究（浙江工業大學 藥學院 藥學1002 周彬彬 浙江 杭州310014）摘要：磷脂是人體組織的重要組成物質，其結構，合成，降解對人體有著重要的意義，代謝過程的異常會導致人體疾病的發生，對人體健康影響巨大。而磷脂的大部分是甘油磷脂，它的結構，合成及降解過程都會影響我們的身體健康。而隨著科技的發展，關于磷脂代謝功能失調而引發的疾病的研究也在逐步加深，并取得了較好的研究成果。也使得我們加深了對人體新陳代謝的認識。關鍵詞：磷脂 合成 降解 疾病1 磷脂的基本特性 磷脂是一類含有磷酸的脂類，機體中主要含有兩大類磷脂，由甘油構成的磷脂稱為甘油磷脂；由神經鞘氨醇構成的磷脂，稱為鞘磷脂。其結構特

2、點是：具有由磷酸相連的取代基團(含氨堿或醇類)構成的親水頭和由脂肪酸鏈構成的疏水尾。在生物膜中磷脂的親水頭位于膜表面，而疏水尾位于膜內側。 磷脂廣泛存在于生物休內。特點是它們的不均一性和高度混雜性。它們的共同特點是在水解后產生合有脂肪酸和磷酸的混合物。磷脂是七物膜的重要組成部分，磷脂雙分子層構成膜對各種分子的話透性屏障，因此在細胞的組織機構中起重要作用。磷脂分子內的非極性碳氧茄借范德瓦零斯力聯合在一起。極性端能使磷胎分子自身排列成片月戎收點狀從而易于嵌入蛋白質而構成生物膜。磷脂種類繁多周轉串快。各種生物器官，不同的組織，甚至各種細胞器膜都合有不同的磷脂織分，而磷脂的極性成分和其脂肪酸組成又有很

3、大差異。這就要求生物體精確地控制各種磷脂的代謝和膜磷脂的裝配，閣此詳盡地研究和了解磷脂在生物休內的合成，降解，周轉及其調節控制，對于生物膜的發生、修復更新和在機體內的功能的研究，都具有不容置疑的重要性。12 磷脂的代謝磷脂代謝指磷脂在生物體內可經各種磷脂酶作用水解為甘油、脂肪酸、磷酸和各種氨基醇（如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等）。甘油可以轉變為磷酸二羥丙酮，參加糖代謝。脂肪酸經-氧化作用而分解。磷酸是體內各種物質代謝不可缺少的物質。各種氨基醇可以參加體內磷脂的再合成，膽堿還可以通過轉甲基作用轉變為其他物質。磷脂合成時，乙醇胺或膽堿與ATP在激酶的作用下生成磷酸乙醇胺或磷酸膽堿，然后再與CTP作用轉變

4、成胞二磷乙醇胺或胞二磷膽堿。胞二磷乙醇胺或胞二磷膽堿再與已生成的甘油二酯（見甘油三酯的生成）合成相應的磷脂。 所以，磷脂的代謝主要分為甘油磷脂代謝和橋磷脂代謝兩部分。其中主要以甘油磷脂為主。2.1 甘油磷脂代謝2.1.1 甘油磷脂的結構，分類，組成 組成：甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等結構： R2=常為花生四烯酸X = 膽堿、水、乙醇胺、 絲氨酸，甘油、肌醇、磷脂酰甘油等圖1 甘油磷脂結構分類：甘油磷脂主要由以下幾種構成，如表1 表1 機體內幾類重要的甘油磷脂 X-OH X取代基甘油磷脂的名稱水 H 磷脂酸膽堿磷脂酰膽堿（卵磷脂乙醇胺CH2CH2NH3+ 磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）絲氨酸CH2CH

5、NH2COOH 磷脂酰絲氨酸甘油CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇磷脂酰肌醇 相較于鞘磷脂，甘油磷脂有其特殊的結構組織，正是這特殊的結構特點，使它擁有特殊的功能，其結構特點：如圖2 圖2 甘油磷脂特點2.1.2 甘油磷脂的合成 甘油磷脂的合成場所及原料 甘油磷脂的合成在細胞質滑面內質網上進行，通過高爾基體加工，最后可被組織生物膜利用或成為脂蛋白分泌出細胞。機體各種組織(除成熟紅細胞外)即可以進行磷脂合成。2合成的部位：全身各組織細胞內質網均有合成磷脂的酶系，以肝、腎、腸等組織最為活躍。合成原料及輔因子：脂酸、甘油：由糖代謝提供，多不飽和脂酸：從植物油攝取，磷

6、酸鹽：由ATP提供，含氮化合物：從食物攝取或體內合成，CTP：構成活化的中間物。其中磷脂酸可由糖和脂轉變生成的甘油和脂肪酸生成(詳見甘油三酯合成代謝)，但其甘油C2位上的脂肪酸多為必需脂肪酸，需食物供給。取代基團中膽堿和乙醇胺可由絲氨酸在體內轉變生成或食物供給。32.1.2.2 磷脂合成的不同的途徑 甘油磷脂的合成有不同的反應途徑，其中最主要的兩個途徑是：（1）甘油二酯合成途徑 ：磷脂酰膽堿及磷脂酰乙醇胺主要通過此途徑合成，甘油二酯是合成的重要中間產物，膽堿和乙醇胺由活化的CDP-膽堿及CDP-乙醇胺提供。（2）CDP-甘油二酯合成途徑：磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸及心磷脂由此途徑合成，活化的CD

7、P-甘油二酯是合成這類磷脂的直接前體和重要中間物。具體反應途徑如下圖所示 圖3 甘油磷脂合成 總結為以下的具體合成過程 ：1.磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺：這兩種磷脂生成是由活化的CDP膽堿與CDP-乙醇胺和甘油二脂生成。此外磷脂酰乙醇胺在肝臟還可由與腺苷蛋氨酸提供甲基轉變為磷脂酰膽堿。2.磷脂酰絲氨酸：體內磷脂酰絲氨酸合成是通過Ca+激活的?；粨Q反應生成，由磷脂酰乙醇胺與絲氨酸反應生成磷脂酰絲氨酸和乙醇胺。磷脂酰乙醇胺+絲氨酸磷脂酰絲氨酸+乙醇胺。3.磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和心磷脂。上述三者生成是由活化的CDP甘油二酯與相應取代基團反應生成。4.縮醛磷脂與血小板活化因子縮醛磷脂與血小板活化因子

8、的合成過程與上述磷脂合成過程類似，不同之處在于磷脂酸合成之前，由糖代謝中間產物磷酸二羥丙酮轉變生成脂酰磷酸二羥丙酮以后，由一分子長鏈脂肪醇取代其第一位脂酰基，其后再經還原(由NADPH供H)、轉?；炔襟E合成磷脂酸的衍生物。此產物替代磷脂酸為起始物，沿甘油三酯途徑合成膽堿或乙醇胺縮醛磷脂。血小板活化因子與縮醛磷脂的不同在于長鏈脂肪醇是飽和長鏈醇，第2位的脂?；鶠樽詈唵蔚囊阴；?。4 除以上反應途徑外，甘油磷脂還有一種特殊的合成途徑，磷脂交換蛋白。合成在內質網膜外側面進行，在胞液中存在一類能促進磷脂在細胞內膜之間進行交換的蛋白質，稱磷脂交換蛋白。不同的磷脂交換蛋白催化不同種類的磷脂在膜之間進行交換

9、，合成的磷脂即可轉移至不同細胞器膜上，從而更新其磷脂。2.1.3 甘油磷脂的降解在生物體內存在一些可以水解甘油磷脂的磷脂酶類，其中主要的有磷脂酶A1、A2、B、C和D，它們特異地作用于磷脂分子內部的各個酯鍵，形成不同的產物。這一過程也是甘油磷酯的改造加工。 磷脂酶A1：自然界分布廣泛，主要存在于細胞的溶酶體內，此外蛇毒及某些微生物中亦有，可有催化甘油磷脂的第1位酯鍵斷裂，產物為脂肪酸和溶血磷脂2。磷脂酶A2：普遍存在于動物各組織細胞膜及線粒體膜，能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解，產物為溶血磷脂1及其產物脂肪酸和甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺等。溶血磷脂是一類具有較強表面活性的性質，能使紅細胞及其

10、他細胞膜破裂，引起溶血或細胞壞死。當經磷脂酶B作用脫去脂肪酸后，轉變成甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺，即失去溶解細胞膜的作用。磷脂酶C：存在于細胞膜及某些細胞中，特異水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯鍵，其結果是釋放磷酸膽堿或磷酸乙醇胺，并余下作用物分子中的其他組分。磷脂酶D：主要存在于植物，動物腦組織中亦有，催化磷脂分子中磷酸與取代基團(如膽堿等)間的酯鍵，釋放出取代基團。 圖4 甘油磷脂的代謝2.2 鞘磷脂的代謝2.2.1 鞘磷脂的結構，組成 鞘磷脂的組成與架構相較于甘油磷脂在于特點是不含甘油而含鞘氨醇。其結構特點如下圖： 圖5 鞘磷脂結構 X=磷脂膽堿 、磷脂乙醇胺、單糖或寡糖.2.2.2 鞘

11、磷脂的合成 體內的組織均可合成鞘磷脂，以腦組織最為活躍，是構成神經組織膜的主要成分，合成在細胞內質網上進行。 以脂酰CoA和絲氨酸為原料，消耗NADPH生成二氫鞘氨醇，進而經脂肪酰轉移酶作用生成神經酰胺。 圖6 鞘磷脂合成2.2.3 鞘磷脂的降解鞘磷脂經磷脂酶(sphingomyelinase)作用，水解產生磷酸膽堿和神經酰胺。如缺乏此酶可引起肝、脾腫大及神經障礙如癡呆等鞘磷脂沉積癥。3 磷脂代謝異常與疾病 我們知道，甘油磷脂在人體內有重要的生理共能，（1）磷脂是構成生物膜的重要成分（2）磷脂酰肌醇是第二信使的前體（3）縮醛磷脂存在于腦和心肌組織中。磷脂作為生物膜的基本組成物質，其合成和代謝不

12、僅在細胞生理活動中發揮重要的角色。而且磷脂具有降血脂、抗氧化、抗疲勞、抗衰老、健腦益智等防治心腦血管疾病、脂肪肝等作用。5 所以，當磷脂代謝異常時，大量膜磷脂降解產生溶血磷脂，白細胞三烯，前列腺素等活性物質，這些物質與炎性反應、免疫、過敏及心血管疾病等許多霞要病理過程密切相關。3.1 磷脂代謝異常與心腦血管疾病研究證明，脂蛋白相關磷脂酶A2(PLA2)通過水解氧化低密度脂蛋白(OXLDL)上的氧化卵磷脂產生LPC和氧化的非酯化游離脂肪酸等促炎物質起到促動脈硬化作用6溶血磷脂酸(1ysophosphatidic acid，LPA)是一種具有生物學活性的磷脂信使。它主要在細胞的內質網合成，也可通過

13、磷脂酶D和磷脂酶A2對細胞膜I-的磷脂水解而產生，由血小板活化聚集而釋放。LPA是近年來發現的一種在動脈粥樣硬化與缺血性心腦血管病發生過程中起核心作用的脂類分子7膜磷脂迅速降解是心肌缺血、腦缺血后再灌注損傷的重要原因，。腦缺血再灌注恢復氧供后誘發自由基產生，自由基誘發PLA2活性增加和脂質過氧化使生物膜磷脂降解。并且，當細胞膜出現損傷可使鈣離子涌入超載，使PLA2活力增加失控，其作用此時已表現為對生物膜破壞性降解，最終造成膜功能喪失，導致相應神經元死亡8由此而引發了人體的心腦血管疾病。3.2 磷脂代謝與脂肪肝、胰腺炎等其他疾病3.2.1 脂肪肝肝臟中的三酰甘油需磷脂才能運出，故脂肪肝與磷脂代謝

14、異常關系密切。當機體膽堿缺乏時，會使肝中磷脂酰膽堿合成減少，由于體內磷脂不足，影響體內脂蛋白的形成，結果肝內脂肪不能轉運出而積聚于肝細胞內發生脂肪肝，肝功能減退，最終引起肝硬化。3.2.2 胰腺炎 磷脂酶是磷脂代謝中的關鍵酶，在生理條件下，磷脂酶是生物膜磷脂更換的正常水解酶。而研究證實，許多急慢性炎性疾病都與磷脂酶水解磷脂作用有關。其中PLA2是炎性反應過程中脂類介質產生的主要限速酶，而且它本身還是一種血管活性物質和炎性介質，皮下注射PLA：可引起局部皮膚持續性充血和急性炎性細胞浸潤。9也因此導致了胰腺炎等疾病的發生。3.2.3 其他代謝疾病磷脂是保持肺泡正常舒縮、保持大小肺泡之間相對穩定、保

15、持肺泡與毛細血管間正常的流體靜壓的物質基礎，所以磷脂代謝異常或磷脂不足，將會發生新生兒或成人(尤其是休克脫險后)呼吸窘迫綜合征、肺不脹、肺水腫、肺炎等。此外，有一種神經磷脂沉積病(耐曼·皮克氏病)，系常染色體隱性遺傳性疾病?；颊哂捎谌狈ι窠浟字?，神經磷脂代謝異常，在網織內皮細胞，神經節細胞及一些內臟的實質細胞內發生神經磷脂的沉積。所以，研究好磷脂代謝的過程，將對我們控制心腦血管，炎癥等疾病的發生有著積極的意義。目前，在該方面的發展已經取得較好的成果。4 結語 磷脂作為生物膜的重要脂類成分，其正常代謝在細胞維持生命活動物質、能量交換中具有重要意義。而甘油磷脂是磷脂的重要組成部分。其豐

16、富非物質結構決定了一系列的代謝途徑，其中主要由卵磷脂，腦磷脂，磷脂酰絲氨酸，磷脂酰甘油，磷脂酰肌醇構成，由不同的途徑合成。在人體代謝過程結束后，經過復雜的降解途徑最終轉變成甘油，脂肪酸及磷酸等進行其他的物質的合成或氧化后排出體外。由于其重要代謝過程中產生的的一系列的物質對人體有重要的作用，所以磷脂代謝異常將可能引發心腦血管，胰腺炎，脂肪肝的疾病，使人體健康受到威脅。也因此，了解磷脂的代謝對控制疾病，促進人體健康又重要意義。參考文獻1 陳麗筠 脂質生物化學Q 1998 11(1)2 生物化學與分子生物學作家 生物化學與分子生物學Q 生物化學實驗室 2004 73 生物化學與分子生物學作家 生物化學與分子生物學Q 生物化學實驗室 2004 74 生物化學與分子生物學作家 生物化學與分子生物學Q 生物化學實驗室 2004 75 韓建科 磷脂代謝與血管病變發生研究進展 河北以嶺醫藥研究院J 2010 8（1）6 Zalewski A，Nelson JJ，Hegg L，et a1Lp-PLA2：A new kid on the blockJClin Chem，2006，(52)：1645-16507 Karliner js