脂質代謝 （ししつたいしゃ、英 : lipid metabolism 、脂肪代謝 とも）とは、細胞内での脂質 の合成と分解のことで、エネルギー源となる脂肪の分解または貯蔵、および細胞膜 の構築に関わるような構造的および機能的な脂質の合成などを含む。動物では、これらの脂肪は食物から得るか、肝臓 で合成する[ 1] 脂質生合成 （英 : lipogenesis ）である[ 2] [ 3] 中性脂肪 （neutral fat、トリグリセリド(triglycerides)とも）とコレステロール （cholesterol）である[ 4] 脂肪酸 （fatty acids）と膜脂質 （membrane lipid）である。脂質代謝は、食物脂肪の消化 と吸収の過程と考えられがちだが、生物がエネルギーを得るための脂肪の供給源は、食物脂肪（dietary fats）の消費と貯蔵脂肪（stored fats）からの2つがある[ 5] 脊椎動物 は、心臓などの器官が機能するためのエネルギー を作り出すために、両方の脂肪源を使用する[ 6] 疎水性 の分子なので、代謝を開始する前に可溶化する必要がある。多くの場合、脂質代謝は、消化器系のさまざまな酵素の助けを借りて起こる加水分解 [ 7] [ 2] [ 8] 腸壁 の上皮細胞 に吸収されることである[ 6] [ 9]
本記事では主に動物の脂質代謝について述べる。
消化 は脂質代謝の最初のステップであり、リパーゼ 酵素の助けを借りてトリグリセリドをより小さなモノグリセリド 単位に分解するプロセスである。脂肪の消化は、口の中で舌リパーゼ （英語版 ） 胃リパーゼ （英語版 ） 蠕動 ）。ただし、脂質の消化と吸収の大部分は、脂肪が小腸に到達してから行われる。膵臓 （すいぞう）から分泌された化学物質（膵リパーゼファミリー （英語版 ） 胆汁酸塩依存性リパーゼ （英語版 ） [ 10] 脂肪酸 単位となる[ 11]
脂質代謝の第2段階は、脂肪の吸収である。短鎖脂肪酸は胃で吸収されるが、脂肪のほとんどは小腸 でのみ吸収される。トリグリセリドが個々の脂肪酸とグリセロール に分解されると、コレステロールとともにミセル と呼ばれる構造体に凝集する。脂肪酸とモノグリセリドはミセルから離れ、腸上皮細胞に入るため膜を通って拡散する。上皮細胞の細胞質ゾル では、脂肪酸とモノグリセリドが再結合してトリグリセリドに戻り、トリグリセリドとコレステロールがカイロミクロン と呼ばれるより大きな粒子にパッケージされ、消化された脂質を輸送する両親媒性 の構造体となる[ 9] 脂肪組織 やその他の組織に入る[ 6] [ 2] [ 3]
膜脂質 、トリグリセリド、コレステロール は疎水性のため、リポタンパク質と呼ばれる特別な輸送タンパク質が必要である[ 1] 血液 を介して輸送される。カイロミクロンは、リポタンパク質のサブグループの一つで、消化された脂質を小腸から体の残りの部分に運ぶ。リポタンパク質の種類によって密度が異なるのは、どのような種類の脂肪を運ぶかによる特徴を示している[ 12] 超低密度リポタンパク質 （VLDL）は、体内で合成されたトリグリセリドを運び、低密度リポタンパク質 （LDL）は、コレステロールを末梢組織に運ぶ[ 6] [ 1] [ 1]
カイロミクロン（または他のリポタンパク質）が組織内を移動すると、これらの粒子は毛細血管 の内皮細胞 の管腔側（かんくうそく）でリポタンパク質リパーゼ によって分解され、トリグリセリドを放出する[ 13] [ 14]
[ 14] グリセロール は、細胞（たとえば筋細胞）の細胞質ゾル内で、解糖系 の中間体であるグリセルアルデヒド-3-リン酸 に変換され、さらに酸化されてエネルギーを生成する。ただし、脂肪酸の異化 の主なステップはミトコンドリア で行われる[ 15] 脂肪酸アシルCoAエステル （英語版 ） [ 6] 脂肪酸代謝 （英語版 ） 上皮細胞 の細胞質内でアシルCoA合成酵素 （英語版 ） 補酵素A の付加を触媒することで始まる。得られたアシルCoA は、ミトコンドリア膜を通過し、β酸化 のプロセスに入る[ 6] アセチルCoA （クエン酸回路 でエネルギーを生成するために使用される）、NADH、FADHである[ 15] アシルCoAデヒドロゲナーゼ 、エノイルCoAヒドラターゼ （英語版 ） 3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼ 、および3-ケトアシルCoAチオラーゼ （英語版 ） [ 14] パルミトイルCoA （英語版 ）
7 FAD + 7 NAD+ + 7 CoASH + 7 H2 O + H(CH2 CH2 )7 CH2 CO-SCoA → 8 CH3 CO-SCoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
食物脂肪に加えて、脂肪組織 に蓄えられた貯蔵脂質は、生体の主要なエネルギー源の一つである[ 16] トリアシルグリセロール 、脂質膜、コレステロールは、各生物がさまざまな経路を介して合成する。
膜脂質 はグリセロリン脂質 とスフィンゴ脂質 の2種類の主要クラスに大別できる。ヒトの体内ではさまざまな膜脂質が合成されており、その経路は同じパターンを持っている。第一段階は主鎖（スフィンゴシン またはグリセロール ）の合成で、第二段階は主鎖に脂肪酸を付加してホスファチジン酸 を合成することである。ホスファチジン酸は、さまざまな親水性の頭部を主鎖に結合することによってさらに修飾される。膜脂質の生合成は、小胞体膜 （英語版 ） [ 17]
スフィンゴ脂質の合成はほぼ真核生物 のみに限定されているのに対して、グリセロリン脂質はすべての真核生物および細菌 に分布している。一方、古細菌 はイソプレノイド を基盤とするまったく異なる細胞膜 をもっているため、グリセロリン脂質もスフィンゴ脂質も持っていない。
ホスファチジン酸は、トリグリセリド生合成の前駆体でもある。ホスファチジン酸ホスホターゼは、ホスファチジン酸のジアシルグリセリドへの変換を触媒し、これはアシルトランスフェラーゼ によってトリアシルグリセリドに変換される。トリグリセリド生合成は、細胞質で行われる[ 18]
脂肪酸の前駆体はアセチルCoA で、細胞内の細胞質ゾル で作られる[ 18] パルミチン酸 （16:0）をモデル基質とした場合の全体の正味の反応は次のとおりである。
8 Acetyl-coA + 7 ATP + 14 NADPH + 6H+ → パルミチン酸 + 14 NADP+ + 6H2O + 7ADP + 7P¡
コレステロール はすべての動物が合成するステロイド の一種である。アセチルCoA から、メバロン酸経路 とそれに続く多段階のテルペノイド 合成経路を経て合成される。コレステロールは、プロゲステロン などの体内のさまざまなホルモン （ステロイドホルモン ）を形成するように変化するため不可欠である[ 6] [要出典 。
動物以外の真核生物 ではコレステロール以外のステロール がつくられる。例えば植物ではフィトステロール と呼ばれる一群のステロールが合成される。個々のステロイドへの誘導部分を除けば、ステロイドの生合成経路は全真核生物でよく保存されている。ステロイドは真核生物以外ではほとんど存在していない。
脂質代謝異常 （lipid metabolism disorders、先天性脂質代謝異常症 （英語版 ） [ 19] LDLコレステロール 、VLDL 、トリグリセリド などの血漿脂質 （英語版 ） [ 20] [ 19] ゴーシェ病 （I型、II型、III型）、ニーマン・ピック病 、テイ・サックス病 、ファブリー病 はいずれも、苦しんでいる患者が体内の脂質代謝に異常をきたすことがある病気である[ 21] シトステロール血症 （英語版 ） ウォルマン病 （英語版 ） レフサム病 （英語版 ） 脳腱黄色腫症 （英語版 ） [ 21]
動物において、脂質代謝に関わる脂質の種類は次の通りである。
リン脂質 リン脂質（Phospholipids）は、細胞膜の脂質二重層 を構成する主要な成分で、体のさまざまな部分に存在している[ 22]
スフィンゴ脂質 スフィンゴ脂質（Sphingolipids）は、主に神経組織の細胞膜に存在する[ 17]
糖脂質 糖脂質（Glycolipids）の主な役割は、脂質二重層の安定性を維持し、細胞の認識を促進することである[ 22]
グリセロリン脂質 脳を含む神経組織 には、グリセロリン脂質（Glycerophospholipids）が大量に含まれている[ 22]
コレステロール コレステロール（Cholesterols）は、プロゲステロンやテストステロンなど、ヒトの体内のさまざまなホルモン の主な前駆体である。コレステロールの主な機能は、細胞膜の流動性の制御である[ 23]
ステロイド (ステロイド産生 も参照)ステロイド（Steroid）は重要な細胞シグナル伝達 分子の一つである[ 23]
トリアシルグリセロール (脂肪分解 と脂質生合成 も参照)トリアシルグリセリド（Triacylglycerols、fats）は、人体のエネルギー貯蔵の主要な形態である[ 1]
脂肪酸 (脂肪酸代謝 （英語版 ） 脂肪酸は、脂質膜やコレステロールの生合成に使われる前駆体の一つである。それらはまた、エネルギーとしても使用される。
胆汁酸塩 胆汁酸塩（Bile salts）は肝臓から分泌され、小腸での脂質消化を促進する[ 24]
エイコサノイド エイコサノイド（Eicosanoids）は体内の脂肪酸から作られ、細胞のシグナル伝達に使われる[ 25]
ケトン体 ケトン体（Ketone bodies）は、肝臓で脂肪酸から作られる。その機能は、飢餓状態や食物摂取量が少ない時にエネルギーを生成することである[ 6]
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Lipid metabolism - MeSH ・アメリカ国立医学図書館 ・生命科学用語シソーラス （英語）
![[14] Breakdown of fatty acids by beta oxidation](%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Beta_oxidation_of_palmitic_acid.jpg)
