脂質の代謝
血管 キロミクロン 脂肪酸 グルコース 血管 VLDL 筋肉 ATP LDL 脂肪酸 リンパ管 キロミクロン（食事由来の脂質） 肝臓 脂肪細胞 中性脂肪 グリセロール コレステロール グリセロール 中性脂肪 胆汁酸 脂肪酸 グリセロール アセチルCoA ケトン体 アセチルCoA 脂肪酸 グリセロール 脂肪酸 中性脂肪 アルブミン HDL コレステロール 脂肪酸 アセチルCoA ケトン体 グリセロール コリンなど グリセロリン脂質脂質の代謝
中性脂肪からのATP合成 脂肪酸の分解：β-酸化 ケトン体の生成 中性脂肪の合成 脂肪酸の合成：マロニルCoA経路 中性脂肪の合成 コレステロールの合成 コレステロールの合成：メバロン酸経路 ステロイドホルモンの合成 胆汁酸の合成 リン脂質の合成 グリセロール 脂肪酸 トリアシル グリセロール （TG） 1 2 3 ジアシル グリセロール （DG） 1 3 モノアシル グリセロール （MG） 2 TG（％） DG（％） その他（％） オリーブ油 93 6 1 コーン油 96 3 1 ラード 98 1 1中性脂肪
グリセロールに脂肪酸がエステル結合したもの脂質の代謝
中性脂肪からのATP合成
ATPは脂質やタンパク質からもできる
ATP
ピルビン酸 アセチルCoA 解糖系 クエン酸回路 電子伝達系 グリコーゲン ブドウ糖 中性脂肪 グリセロール 脂肪酸 タンパク質 アミノ酸 脂肪酸の酸化には オキサロ酢酸が必要 ピルビン酸 アセチルCoA クエン酸 オキサロ酢酸 クエン酸回路脂肪からATPを合成する
解糖系 グリセロール3リン酸 β-酸化 脂肪酸の酸化には ブドウ糖が必要 脳にはβ-酸化系の 酵素がない リンゴ酸 グルコース グリセロール 脂肪酸脂肪酸をミトコンドリアに運ぶ
β-酸化 中鎖脂肪酸 長鎖脂肪酸 アシルCoA アシルCoA アシルカルニチン CoA MCFA 補酵素A CoA CoA LCFA MCFA LCFA カルニチン 補酵素A CoA CAアシルCoA MCFA CoA LCFA CoA
CA LCFA カルニチン 補酵素A CoA CA そのまま 入れる カルニチンが ないと入れない 補酵素A CoA 中鎖脂肪酸：炭素5～12 長鎖脂肪酸：炭素12個以上
カルニチン
COOH CH3 C H N+ C C H CH3 H3C H OH H H L－カルニチン L－リジン L－メチオニン 主に肝臓と腎臓で生成され、そのほとんどが筋肉に送られる 食事から供給することもできる ダイエット目的のサプリメント としても利用されている ヤギ 2210 牛肉 1180 豚肉 274 岩ガキ 243 牛乳 40 カルニチンを多く含む食品（mg/kg）β-酸化
© DHC公式オンラインショップ © ディアナチュラル 脂肪酸を酸化してアセチルCoAを取り出す代謝経路 パルミチン酸 C C C C C C C C C C C C C C C C OOH CoA C C C C C C C C C C C C C C C C パルミトイルCoA（アシルCoA） CoAC C C C CoA C C CoA C C CoA CoA
C C C C CoA C C CoA C C CoA
2ATP 2ADP CoA 分解 クエン酸回路へ アシルCoAを作る時に2分子のATPを使う
β-酸化
© DHC公式オンラインショップ © ディアナチュラル 脂肪酸を酸化してアセチルCoAを取り出す代謝経路 C R O CoA C H H C H H C H H β α アシルCoA トランスΔ2 エノイル化 水和 脱水素 これを繰り返す アセチルCoA 分解して新しい 補酵素Aと結合 C R O C H C H C H H CoA C R O C H H C OH H C H H CoA C R C H H O C C H H O CoA C C H H O H CoA R C C H H O β α CoA FADH2 アシルCoAを作る時に2分子のATPを使う NADHβ-酸化で得られるATP
例：パルミチン酸 2 3 4 5 6 7 1分子のアセチルCoAで12ATP･･･12ATP×8個＝96ATP NADHとFADH2が1分子ずつ･･･5ATP×7回＝35ATP 1 2 3 4 5 6 7 8 1 β-酸化の最初にATPを2個使う･･･35＋96－2＝129ATP 1分子のパルミチン酸から129分子のATPができる C C C C C C C C C C C C C C C C HOO 脂肪酸を酸化してアセチルCoAを取り出す代謝経路炭素数が奇数や、不飽和脂肪酸の場合
炭素数が奇数の場合 最後にプロピオニルCoAができる C O CoA C H H C H H H プロピオニルCoA スクシニルCoA C O CoA C H H C H H －OOC クエン酸回路 不飽和脂肪酸の場合： 二重結合がβ位にくると、二重結合の位置がカルボニル側に ずれる C O CoA C H H C H H R C O CoA C H H C H H R C O CoA C H H H アセチルCoA トランスΔ2エノイル化しないのでFADH2ができない脂肪は効率よくエネルギーを蓄える
結合水：水溶液の水のうち、溶質に引きつけられて動けない水 エネルギー源 1 g で生じるエネルギー 糖質 4 kcal タンパク質 4 kcal 脂肪 9 kcal 脂肪は疎水性なので水が不要（結合水が生じない） 100 kcal作るために糖質は 25 g 必要だが脂肪は 11 g でいい体脂肪率
適正 14～20％ 肥満 25％以上 30歳未満の場合 値はおおよそ 適正 17～24％ 肥満 30％以上 体重60kgで体脂肪率20％なら 60×20％＝脂肪12kg 12×9kcal/g＝108000kcal 1日消費カロリー2500kcalなら 108000÷2500＝約43日 1日消費カロリー2000kcalなら 112500÷2000＝約56日 体重50kgで体脂肪率25％なら 50×25％＝脂肪12.5kg 12.5×9kcal/g＝112500kcal代謝水
栄養素の体内での酸化（呼吸）で生じる水 ブドウ糖の場合C15H31COOH ＋ 23O2 16CO2 ＋ 16H2O ＋ 129ATP
C6H12O6 ＋ 6O2 ＋ 6H2O 6CO2 ＋ 12H2O ＋ 38ATP パルミチン酸の場合 ブドウ糖の分子量：180 水の分子量：18 18 × 6分子 ÷ 180 ＝ 0.6 ブドウ糖 1 g から水が 0.6 g できる パルミチン酸の分子量：257 水の分子量：18 18 × 16分子 ÷ 257 ＝ 1.1 パルミチン酸 1 g から水が 1.1 g できる
栄養素と代謝水
食物 1 gあたりの代謝水 糖質 0.55 g 脂質 1.07 g タンパク質 0.39 g ヒトコブラクダ 鯨偶蹄目ラクダ科 体高 190～230 cm 体重 450～650 kg 北アフリカや西アジアに生息 こぶの中には約 50 kg の脂肪があるという 50 kg × 1.07 ＝53.5 kg 53.5ℓの水になるクジラと代謝水
クジラには汗腺がない 海水の浸透圧で水分が損失する 腎臓が多数の小腎に分葉した腎臓 をもち濃い尿を排泄する クジラは餌と代謝水から水分を摂取する 動物名など Na K Cl 浸透圧 飼育海水 445 10 497 984 ハンドウイルカの尿 460 179 632 1815 ヒトの尿 <10 30？ ？ 50～850 ミネラルはmEq/ℓ、浸透圧はmOsm/kgアセチルCoAがありすぎると
肝臓でアセチルCoAが過剰になるとクエン酸回路で処理できず ケトン体ができる（中性脂肪の分解が進む飢餓状態など） C O CoA C H H H アセチルCoA C O CoA C H H H C CoA O C H H C O C H H H アセチルCoA アセトアセチルCoA ＋ C O C H H C O C H H H OH アセト酢酸 β-ヒドロキシ酪酸 C O C H H C OH C H H H OH H H C H H C O C H H H アセトン 非酵素的に生産 呼気中などに排出 肝臓以外の組織でアセチルCoA に戻されて利用される 飢餓時に血中の脂肪酸を利用で きない脳のエネルギー源になる絶食中のエネルギー源
© Cridland 1986ブドウ糖
グリコーゲン
アミノ酸
脂肪酸
ケトン体
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 絶食期間（日）ケトーシス
体内のケトン体濃度が増加した病態 体内のグルコースが不足し、脂肪酸をエネルギー源として利用 している状況で見られる 飢餓、運動、高脂肪食、糖尿病、外傷、手術、発熱など ケトアシドーシス アセトン以外のケトン体は酸性なのでアシドーシスになる 糖尿病性ケトアシドーシス（主にⅠ型糖尿病） 悪心、嘔吐、腹痛を起こし、脳浮腫、昏睡、死亡に進展する アルコール性ケトアシドーシス アルコールは肝臓での糖新生の減少、インスリン分泌の低下、 脂肪分解の亢進によりケトン体産生を促す 悪心、嘔吐、腹痛を引き起こす インスリンは各組織におけるグルコースの取り込みを高める インスリンはケトン体の合成を抑える脂質の代謝
中性脂肪の合成
ピルビン酸 アセチルCoA脂質を合成する
解糖系 グリセロール3リン酸 マロニルCoA経路 クエン酸 オキサロ酢酸 クエン酸回路 細胞質へ アセチルCoA 脂肪酸合成は肝臓･腎臓･脳･乳腺･脂肪組織などの 多数の組織で起きる 肝臓は特に酵素活性が高い リンゴ酸 グルコース グリセロール 脂肪酸 コレステロール メバロン酸経路 ATPが十分にありクエン酸が 過剰に存在している時マロニルCoA経路
脂肪酸合成は肝臓･腎臓･脳･乳腺･脂肪組織などの 多数の組織で起きる 肝臓は特に酵素活性が高い アセチルCoA C C H H O H CoA マロニルCoA C C H H O CoA －OOC マロニルACP ACP C C H H O －OOC アセチルACP ACP C C H H O H アセトアセチルACP ACP C C H H O C C H H O H アセチルCoA C C H H O H CoA 縮合 ACP アシルキャリア― タンパク質マロニルCoA経路
脂肪酸合成は肝臓･腎臓･脳･乳腺･脂肪組織などの 多数の組織で起きる 肝臓は特に酵素活性が高い ACP C C H H O C C H H OH H H ACP C C H H O C C H H H H アセチルACP ACP C C H H O H ACP C C H H O C C H H H H H ブチリルACP アセトアセチルACP ACP C C H H O C C H H O H 還 元 NADPH NADP+ 脱水 還 元 NADPH NADP+ 縮合 ペントースリン酸経路か 細胞質にでたクエン酸を ピルビン酸に変換する際 に作ったNADPH 炭素数が16になるまで繰り返すパルミチン酸（炭素16個） H C C C C C C C C C C C C C C C COOH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H オレイン酸（炭素18個、二重結合1個） C C C C C C C C C C C C C C C C C COOH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 9 ステアリン酸（炭素18個） C C C C C C C C C C C C C C C C C COOH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 長鎖脂肪酸伸長酵素 Δ9－不飽和化酵素 脂肪酸の融点が下がり、体温環境下で細胞膜の流動性が保たれる
脂肪酸の長鎖化と不飽和化
脂肪酸の長鎖化と不飽和化
ゴマ油 コーン油 牛脂 ラード バター 10 0 g あたりの含有量（ g ） パルミチン酸 ステアリン酸 その他飽和脂肪酸 0 20 40 60 80 100 オレイン酸 その他一価不飽和 脂肪酸 多価不飽和脂肪酸 各食用油脂の脂肪酸含量とその内訳 94 93 90 93 73 ＊トリアシルグリセロールとして含まれているものが多い 37 28 41 40 16 5 9 10 2 14 23 23 13 24 7肝臓での中性脂肪の合成
グリセロール グリセロール3リン酸 P 滑面小胞体 P P P アシルCoA 1アシルグリセロール 3リン酸 CoA CoA CoA CoA CoA CoA 1,2アシルグリセロール 3リン酸 （フォスファチジン酸） トリアシル グリセロール P グルコース 解糖系 VLDLとして血液中に放出 通常、飽和脂肪酸 通常、不飽和脂肪酸© Dr. Kent Simmons and Annabell Bid you
脂肪組織
褐色脂肪組織（体重の1％以下） 白色脂肪組織 中性脂肪を貯蔵する ミトコンドリアが多く、脂肪酸をβ-酸化する そのエネルギーはATP合成ではなく熱産生に用いる 成人の脂肪細胞の数は 正常で250～350億個 肥満で400～600億個 肝臓で合成された中性脂肪を蓄える脂肪細胞での中性脂肪の合成
グルコース CoA P グリセロール3リン酸 トリアシルグリセロールは細胞膜を通過できない 脂肪細胞 キロミクロン VLDL 脂肪酸 脂肪酸 グルコース 血管 トリアシルグリセロール グルコーストランスポーター4 リポプロテインリパーゼ アシルCoA インスリン脂肪細胞での中性脂肪の分解
グリセロール トリアシルグリセロールは細胞膜を通過できない 脂肪細胞 アルブミン 脂肪酸 脂肪酸 グリセロール 血管 トリアシルグリセロール 血液脳関門を通過できな いため脳では使われない ホルモン感受性リパーゼ グルカゴン ノルエピネフリン エピネフリン 成長ホルモン 甲状腺ホルモン 副腎皮質ホルモンなど インスリン 骨格筋や心筋で利用BMIが25以上のヒトの割合
1 ナウル 94.5% 2 ミクロネシア 91.1 3 クック 90.9 4 トンガ 90.8 5 ニウエ 81.7 6 サモア 80.4 7 パラオ 78.4 8 クウェート 74.2 9 アメリカ 74.1 10 キリバス 73.6 世界肥満度ランキング © Forbes 2007 17 ニュージーランド 68.4% 21 オーストラリア 67.4 28 イギリス 63.8 29 サウジアラビア 63.5 35 カナダ 61.1 43 ドイツ 60.1 88 ブラジル 50.5 111 イタリア 45.5 128 フランス 40.1 163 日本 22.6脂質の代謝
リン脂質の合成
O O O O O O P O O－ N+ オレイン酸 パルミチン酸 グリセロール リン酸 コリンリン脂質
O OH NH O O P O O－ N+ スフィンゴシン スフィンゴリン脂質 例：スフィンゴミエリン：髄鞘に多い グリセロリン脂質 例：ホスファチジルコリン パルミチン酸 セリンフォスファチジルコリンの合成
CDP コリン H C H CH3 CH3 N+ CH3 C H H HO CDP-コリン H C H CH3 CH3 N+ CH3 C H H O ATP CTP P P ジアシル グリセロール CMP フォスファチジルコリン P H C H CH3 CH3 N+ CH3 C H H エタノールアミン H C H NH3+ C H H HO CDP-エタノールアミン H C H NH3+ C H H O ATP CTP P P ジアシル グリセロール CMP フォスファチジルエタノールアミン P H C H NH3+ C H H CDP 食事などからその他のグリセロリン脂質の例
フォスファチジルコリン アセチルコリンのコリン供給源 P H C H CH3 CH3 N+ CH3 C H H フォスファチジルエタノールアミン P H C H NH3+ C H H フォスファチジルセリン P COO－ C H NH3+ C H H フォスファチジルイノシトール イノシトールの水酸基をリン酸化できる 細胞内情報伝達に利用される P OH OH OH OH OHフォスファチジルイノシトール
アラキドン酸は植物にはほとんど含まれない アラキドン酸を十分に合成できない動物は他の 動物を摂取するしかない O P O O－ O OH OH HO HO HO O O C C O O ステアリン酸 グリセロール リン酸 イノシトール アラキドン酸 複数のリン酸が結合 しているものもある ホスホリパーゼC イノシトール 3リン酸 グリセロール ジアシル ホスホリパーゼA2 アラキドン酸 エイコサノイドエイコサノイド
トロンボキサンA2 OH O OH O O O OH OH O ロイコトリエンA4 ロイコトリエン トロンボキサン OH HO HO O OH OH HO O O OH プロスタグランジン プロスタグランジンE2 A4、B4、C4など 気管支平滑筋および血管平滑筋の収縮 毛細血管の血管透過性の向上 A2、B2など 血小板凝集作用 血管・気管支収縮作用 A、B、Cなど 血圧低下作用 血小板凝集作用 プロスタグランジンF2α 黄体退行作用 子宮平滑筋収縮作用 血管平滑筋収縮作用 気管支平滑筋収縮作用 平滑筋収縮作用 末梢血管拡張作用 発熱・痛覚伝達作用 骨新生作用アラキドン酸カスケード
細胞膜リン脂質 遊離アラキドン酸 リゾリン脂質 イノシトール3リン酸 血小板活性化因子 プロスタグランジンG2 プロスタグランジンH2 プロスタグランジンE2 トロンボキサンA2 5-ヒドロペルオキシ エイコサテトラエン酸 ロイコトリエンA4 ホスホリパーゼA2 シクロオキシゲナーゼ 5-リポキシゲナーゼスフィンゴミエリンの合成
O OH NH O O P O O－ N+ スフィンゴシン O CoA パルミチン酸 パルミトイルCoA 補酵素A NH2 C C H HOOC H OH H セリン OH NH OH OH NH3+ OH スフィンゴシン セラミド OH NH O スフィンゴミエリン ホスホコリン P H C H CH3 CH3 N+ CH3 C H H 脂肪酸 フォスファチジルコリン脂質の代謝
コレステロールの合成
HO コレステロールメバロン酸経路：コレステロールの合成
アセチルCoA C C H H O H CoA メバロン酸 C H H HO C C H H O COOH C H H C OH H ヒドロキシメチルグルタリル-CoAレダクターゼ メバロン酸経路の律速酵素 スクアレン 主に肝臓で合成され、皮膚や小腸でも合成される 小腸での合成は胆汁酸によって抑制される ステロイド核の構築LDLとHDL
中性脂肪やコレステロールは水に溶けない 親水性のあるタンパク質とリン脂質により血中を運搬される キロミクロン 超低密度 リポタンパク質 （VLDL） 低密度 リポタンパク質 （LDL） 高密度 リポタンパク質 （HDL） タンパク質 リン脂質 中性脂肪 コレステロールキロミクロン：消化･吸収した脂質を運ぶ
肝臓 コレステロール 胆汁酸 脂肪組織 消化管 脂肪の消化 ･吸収の補助 胆汁酸 吸収した脂質を運ぶ キロミクロン レムナント体内のコレステロールの流れ
肝臓 脂肪組織 中性脂肪を運ぶ VLDL LDL HDL コレステロールを運ぶ 全身 コレステロールを戻す 血管 コレステロールの血漿循環 HO コレステロール コルチコステロン プレグネノロン プロジェステロン テストステロン エストラジオール コルチゾール 副腎皮質刺激ホルモンステロイドホルモンの合成
中間代謝産物 アロマターゼ 肝臓脂肪の消化と胆汁酸
十二指腸 コール酸（胆汁酸の80％） グリココール酸 タウロコール酸 グリシンと抱合 タウリンと抱合 胆 汁 コレステロール 水溶性になる 脂質 乳化・ミセル形成 リパーゼ 肝臓胆汁酸とコレステロールの排泄
十二指腸 コール酸（胆汁酸の80％） グリココール酸 タウロコール酸 グリシンと抱合 タウリンと抱合 胆 汁 95％が小腸で再吸収 コレステロール 糞へ 水溶性になる胆嚢
肝臓 胆嚢 十二指腸 膵臓 総胆管 右肝管 左肝管 総肝管 膵管 肝臓で生成された胆汁を貯蔵 胆汁の水分を吸収し濃縮する 1／5～1／10まで濃縮 胆汁酸 脂肪を乳化させてその消化を補助 胆汁色素 赤血球から遊離したヘムが肝臓で ビリルビンに変化したもの 胆汁の成分 体内のコレステロールは胆汁 とともに腸管に排出される160 180 200 220 240
