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篇名
生化學-膽固醇代謝與脂蛋白
重要考點
體內膽固醇來源於食物及自身合成,80%由肝臟的細胞質和內質網中合成;其分解代謝也在肝臟內進行,大部分轉化為膽汁酸。看看每年的生化考題就知道此部分的重要性了!
說明
膽固醇的來源
膽固醇廣泛存在於全身各組織中,其中約1/4分佈在腦及神經組織中,其餘多見於肝臟、腎臟、小腸、皮膚、脂肪組織,且以肝臟為最多。
正常人每天膳食中約含膽固醇300~500mg,主要來自動物內臟、蛋黃、奶油及肉類。植物性食品不含膽固醇,但所含的麥角固醇不易為人體吸收,且攝入過多時還可抑制膽固醇的吸收。
合成原料
  1. Acetyl CoA :是膽固醇合成的直接原料,可來自 glucose 、脂肪酸及某些 amino acid 的代謝產物。
  2. ATP 供能和 NADPH 供氫。
合成過程
膽固醇合成過複雜,整個過程以3個階段來簡單說明。合成1分子膽固醇需消耗18 Acetyl CoA、36ATP、16NADPH
  1. HMGCoA 的生成:
    3Acetyl CoA → 硫解酶、HMGCoA synthase 催化→ HMGCoA 生成。此過程與酮體生成機制相同,但:
      膽固醇的合成 酮體的生成
    原料 Acetyl CoA Acetyl CoA
    主要部位 肝臟及小腸細胞質及內質網 肝細胞中粒線體
    關鍵性酵素 HMGCoA reductase HMG-CoA synthase 不可少
  2. Mevalonic acid(MVA)生成:
    HMGCoA→ HMGCoA reductase+2NADPH(提供H)催化→MVA生成(不可逆)。
  3. 膽固醇生成:
    MVA→磷酸化、脫羧、脫羥基、再縮合→30C的中間產物(鯊烯)合成→環化酶和加氧酶催化(在內質網內)→30C的中間產物(羊毛脂固醇)合成→再氧化還原→27C的產物(膽固醇)生成
膽固醇合成的調節
膽固醇合成中HMGCoA reductase是關鍵性酵素,又稱限速酶,當各種因素可對HMGCoA reductase產生影響者,皆可調節膽固醇的合成。
  膽固醇合成增加 膽固醇合成下降
HMG CoA reductase 活性增高 活性降低
時間 午夜合成最高 中午合成最少
激素 Insulin 上升
Thyroxine 上升
細胞質中磷蛋白磷酸酶
(phosphoprotein phosphatase) 上升
Glucagon 上升
Cortisol 上升
細胞質中 ATP 上升
飲食 高脂肪、高糖分飲食 禁食、飢餓
負反饋 - 膽固醇上升、 7 β - 羫膽固醇、 25- 羥膽固醇
【註】Thyroxin 可促進 HMG CoA reductase 的合成,使膽固醇合成增多,但同時又會促進膽固醇的轉化成膽汁酸,後者作用強於前者,故當甲狀腺機能亢進時,血清膽固醇反而下降。
膽固醇轉化
  1. 轉化為具有重要生理功能的類固醇激素:在腎上腺皮質可轉變成Cortisol;在性腺可以轉變為性激素,如Estrogen;在皮膚,可被氧化成7-脫氫膽固醇,再經紫外線照射後轉變為vitamin D。
  2. 在肝臟,膽固醇可轉化為膽汁酸,這是膽固醇在體內代謝的主要去路正常人每日合成約1g~1.5g的膽固醇,其中40%轉化成膽汁酸。大部分膽汁酸隨膽膽汁入腸道,經肝腸循環再利用,少部分膽汁酸經糞便排出體外。
  合成部位 合成原料 分解部位 分解產物
膽固醇 (CHO) 除腦組織外,主要在肝臟和小腸的細胞質和內質網 Acetyl CoA 不固定 膽汁酸、類固醇、7-dehydro- cholesterol
甘油磷脂
(Glycerophospholipid)
以肝臟、腎、小腸的細胞內質網最旺盛 脂酸、甘油、膽碱磷酸鹽、絲氨酸、 全身組織 ----
神經鞘磷脂
(sphingomyelinosis)
細胞中的內質網,其中又以腦細胞最旺盛 鞘氨醇、脂酸和磷酸膽碱 肝、腦、腎、脾的 Lysosome 磷酸膽碱、 N- 脂醯鞘氨醇

【註】若神經鞘磷脂酶缺乏,神經鞘磷脂堆積於內臟器官,可引起 Niemann- Pick 病,為常染色體隱性遺傳,病變基因在 11p15v
三酸甘油酯
(triacylglyceride)
肝臟、脂肪、小腸 甘油、脂酸 脂肪組織 游離脂肪酸、甘油
脂酸 肝臟、腦、腎臟、肺、乳腺脂肪 Acetyl CoA 肝臟與肌肉最旺盛,但除外腦細胞 CO2
H2O
ATP
【註】Cholestyramine可與膽汁酸結合,增加膽汁酸的排泄,間接促進肝內膽固醇向膽汁酸的轉化,用於膽囊結石的治療。
血漿脂蛋白整理
  乳麋微粒 (CM) VLDL LDL HDL
密度 最低 0.95~1.006 1.006~1.06 最高
大小 (nm) 最大 25~80 20~25 最小
合成部位與來源 小腸 肝、小腸、 食物 在血漿中由 VLDL 轉變來 肝、小腸、 血漿
電泳帶 在原點 α 2-globulin β -globulin α 1-globulin
主要載脂蛋白 ApoB48 ,不含 ApoB100 ApoB100、ApoC、ApoE ApoB100 ApoA Ⅰ及 ApoA Ⅱ
蛋白質含量 (%) 最少 5~10 20~25 最多
脂質含量 (%) 最多 90~95 75~80 最少
三酸甘油脂含量 TG(%) 最多 50~70 10 最少
磷脂含量 (%) 最少 15 20 最多
膽固醇 CHO 含量 (%) 最少 15 最多 20
功能 轉運外源性 TG 及 CHO 轉運內源性 TG 及 CHO 轉運內源性 CHO 逆向轉運 CHO
相關考題
1.Mevalonate 是膽固醇的前驅物,每形成一分子的膽固醇須多少分子的Mevalonate?< 96-1-47 >
  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
解答:D

2.關於脂肪吸收代謝,下列敘述何者錯誤?< 99-1-47 >
  1. 腸道吸收後,分泌至血液之乳糜微粒(chylomicron),以含三酸甘油酯(triglyceride)為主
  2. 血液中乳糜微粒及極低密度脂蛋白( VLDL )之三酸甘油酯,是經由荷爾蒙敏感脂解酶( hormone-sensitive lipase )所分解
  3. 荷爾蒙敏感脂解酶受cAMP之調控
  4. 三酸甘油酯分解後,脂肪酸在肌細胞被送至粒線體(mitochondria),生產能量
解答:B

3.下列關於脂蛋白(lipoprotein)的敘述,何者錯誤?< 99-2-42 >
  1. 脂蛋白含脂質與蛋白質,它負責運送膽固醇(cholesterol)、磷脂質(phospholipid)與三酸甘油脂(triacylglycerol)到各組織器官
  2. ApoC-II會促進血液中三酸甘油脂之分解
  3. 含蛋白質量最多的脂蛋白是高密度脂蛋白(HDL, high density lipoprotein)
  4. 運送肝臟細胞所合成的三酸甘油脂到周邊組織的脂蛋白為乳糜微粒( chylomicrons )
解答:D

4.膽固醇是下列何種維生素(Vitamin)合成的前驅物?< 100-2-29 >
  1. A
  2. D
  3. E
  4. K
解答:B

5.肝臟粒線體內HMG-CoA synthase合成酶的主要功能為下列何者?< 100-2-40 >
  1. 促進膽固醇合成(Cholesterol biosynthesis)
  2. 抑制脂肪酸合成(Fatty acid biosynthesis)
  3. 促進酮體合成(Ketone body biosynthesis)
  4. 促進糖質新生(Gluconeogenesis)
解答:C

6.肥胖是脂肪過多的疾病,關於脂肪組織之脂肪代謝,下列敘述何者錯誤?< 100-2-41 >
  1. 脂肪組織脂肪分解,釋放出來的脂肪酸,可供給其他組織產生能量
  2. 脂肪組織脂肪分解,分解出來的脂肪酸,大部分仍在脂肪組織內合成三酸甘油脂
  3. 脂肪組織脂肪分解,釋放出來的脂肪酸可送到肝臟內再合成三酸甘油脂,所以肥胖病患易合併脂肪肝
  4. 空腹時,釋放出來的脂肪酸送到肝臟內合成三酸甘油脂,包裝成乳糜微粒(Chylomicron)分泌至血液中
解答:D

7.一種體染色體顯性(Autosomal dominant)遺傳疾病稱為Familial hyper-cholesterolemia乃是因為Low density lipoprotein(LDL)receptor突變所致。下列有關LDL的敘述,何者正確?< 100-2-43 >
  1. LDL receptor只存在肝細胞上
  2. LDL中的膽固醇經由LDL receptor之作用,可提供肝細胞合成Bile salts
  3. LDL所含的脂肪以Triglyceride為主
  4. LDL是直接由肝臟製造分泌
解答:B

8.下列關於膽固醇代謝的敘述,何者錯誤?< 101-1-42 >
  1. 膽固醇是由乙醯輔A(acetyl-CoA)生合成而來
  2. 六碳結構Mevalonate是膽固醇的前驅物,每形成一個膽固醇需要5個分子的mevalonate (正確是6個分子的)
  3. HMG-CoA reductase是調控膽固醇合成的關鍵性酵素
  4. 扮演不同生理功能的bile acid, vitamin D與estrogen都是膽固醇的代謝衍生產物
解答:B

9.下列關於lipoprotein的敘述,何者正確?< 101-1-43 >
  1. Apolipoprotein不會與脂質結合
  2. LDL(low-density lipoprotein)上的Apo B-100會與LDL receptor結合
  3. LDL的主要成分為triacylglycerol
  4. 由肝臟與小腸釋放出的 HDL ( high-density lipoprotein )含有大量的 cholesteryl ester
解答:B
關鍵詞
生化學、膽固醇代謝、脂蛋白、類固醇激素、三酸甘油酯、膽汁酸、基礎醫學教室

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