（一）脂肪的动员
储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸及甘油，并释放入血供其他组织氧化利用的过程成为脂肪的动员。反应式如下：
当禁食、饥饿或交感神经兴奋时，肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素等分泌增加，作用于脂肪细胞膜表面受体，通过调控途径使三酰甘油脂肪酶激活，加速三酰甘油水解生成三酰甘油及脂酸，这步反应是脂肪分解的限速步骤。三酰甘油脂肪酶受多种激素调控，故称为激素敏感脂肪酶。能促进脂肪动员的激素称为脂解激素，如肾上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH等。胰岛素、前列腺素E2及烟酸等抑制脂肪的动员，称为抗脂解激素。
脂肪动员时，三酰甘油分解成游离的脂肪酸和甘油，游离的脂肪酸与血浆清蛋白结合由血液运输至全身个组织，主要由心、肝及骨骼肌等摄取利用。
（二）甘油的代谢
甘油溶于水，直接由血液运输至肝、肾、小肠黏膜等组织细胞。在甘油激酶的催化下，转变成3-磷酸甘油；然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，循糖代谢途径进行分解或者转变为糖。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，因此不能很好地利用甘油。反应式如下：
（三）脂肪酸的氧化分解
脂肪酸是人及哺乳动物的主要能源物质。在氧气供给充足的条件下，可以在体内分解成CO2及H2O并释放出大量的能量，以ATP形式利用。除脑组织外，大多数组织均能氧化脂肪酸，以肝和肌组织最活跃。
1.脂肪酸的活化 脂肪酸的活化在胞质中进行，脂肪酸在脂酰CoA合成酶的催化下，活化生成脂酰CoA。反应式如下：
2.脂酰CoA进入线粒体 脂肪酸的活化在胞液中进行，而催化脂肪酸氧化的酶系存在于线粒体的基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体才能分解。脂酰CoA不能直接透过线粒体内膜，其脂酰基需经肉毒碱转运才能进入基质（图17-1）。
图17-1 肉毒碱转运脂酰基入线粒体
肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ是限速酶，脂酰CoA进入线粒体是脂肪酸β-氧化的主要限速步骤。当饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时，体内糖利用发生障碍，需要脂肪酸的供能，这时肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ活性增加，脂肪酸氧化增强。
3.脂酰CoA的β-氧化 脂酰CoA进入线粒体后，在线粒体脂肪酸β-氧化多酶复合体的催化下从脂酰基的β碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢和硫解的等4步连续反应，脂酰基断裂生成比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA（图17-2）。
图17-2 脂酰基的β-氧化
脂酸β-氧化的过程如下：
（1）脱氢：脂酰CoA由脂酰CoA脱氢酶催化，在α和β碳原子上脱氢，生成反Δ2烯酰CoA。脱下的2H由FAD接受生成FADH2。
（2）加水：反Δ2烯酰CoA在Δ2烯酰CoA水化酶催化下，加水生成L（+）-β-羟脂酰CoA。
（3）再脱氢：L（+）-β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，再脱下2H，生成β-酮脂酰CoA。脱下的2H由NAD+接受，生成NADH+H+。
（4）硫解：β-酮脂酰CoA经β-酮脂酰CoA硫解酶催化，裂解生成1分子乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂酰CoA。
新生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再重复进行脱氢、加水、再脱氢和硫解反应，使脂酰CoA完全分解为乙酰CoA，即完成脂酸的β-氧化。
4.乙酰CoA进入三羧酸循环 脂肪酸经β-氧化生成的大量的乙酰CoA。乙酰CoA在线粒体内通过三羧酸循环彻底氧化生成H2O和CO2，并释放能量，以满足人体活动的需要。(www.xing528.com)
图17-3 酮体的生成
脂酸氧化是体内能量的重要来源。以16C的饱和脂酸软脂酸为例，经7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH+H+及8分子乙酰CoA。每分子FADH2和NADH+H+经呼吸链氧化分别生成1.5分子和2.5分子ATP，每分子乙酰CoA通过三羧酸循环氧化可产生10分子ATP。因此，1分子软脂酸彻底氧化共生成（7×1.5）+（7×2.5）+（8×10）=108分子ATP。减去活化时消耗的2个高能磷酸键，相当于2分子ATP，净生成106分子ATP。
（四）酮体的生成和利用
酮体是脂肪酸在肝中不完全代谢的正常中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮三种物质。其中β-羟丁酸约占酮体总量的70％，乙酰乙酸约占30％，丙酮含量极微。
1.酮体的生成 脂酸在线粒体中经β-氧化生成大量的乙酰CoA是合成酮体的原料。合成在线粒体内酶的催化下进行（图17-3）。
（1）2分子的乙酰CoA在肝线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释放出1分子CoASH。
（2）乙酰乙酰CoA在HMG CoA合成酶的催化下，再与1分子的乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA），并释放出1分子CoASH。
（3）HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下，裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。
乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟丁酸脱氢酶催化下，被还原成β-羟丁酸。
肝线粒体含有各种合成酮体的酶类，尤其是HMG CoA合成酶，因此生成酮体是肝脏特有的功能。肝氧化酮体的酶活性很低，因此肝不能利用酮体，所以肝内生成的酮体必须通过血液运输到肝外组织进一步氧化。
2.酮体的利用 肝外许多组织具有很强的氧化酮体的酶，能利用酮体（图17-4）。
图17-4 酮体的利用
（1）琥珀酰CoA转硫酶：在心、肾、脑、骨骼肌的线粒体此酶活性较高。它可催化琥珀酰CoA将CoASH转移给乙酰乙酸，生成乙酰乙酰CoA。
（2）乙酰乙酸硫激酶：心、肾和脑组织线粒体中的乙酰乙酸硫激酶可催化乙酰乙酸活化生成乙酰乙酰CoA。
（3）乙酰乙酰CoA硫解酶：乙酰乙酰CoA硫解酶使乙酰乙酰CoA硫解生成2分子乙酰CoA，后者即可进入三羧酸循环彻底氧化。
β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶催化下，生成乙酰乙酸，然后再转变成乙酰CoA而被氧化。
总之，肝脏酮体代谢的特点是：肝内生酮肝外用。
3.酮体生成的生理意义 酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝脏输出能量的一种形式。酮体溶于水，分子较小，能通过血脑屏障及静止的骨骼肌毛细血管壁，被人体各组织摄取利用。脑组织不能直接氧化脂肪酸，但是能利用酮体。长期饥饿、糖供不足时酮体可以代替葡萄糖成为脑及肌组织的主要能源。
正常情况下，血中的酮体含量十分低，但在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂肪酸动员加强，酮体生成增加。酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，称为酮血症，并随尿排出引起酮尿。由于乙酰乙酸和β-羟丁酸是酸性物质，当其在血中浓度过高时，可导致酮症酸中毒。
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